Широтно импульсный модулятор схема - Широтно-импульсный модулятор

Принципы ШИМ регулирования получили широкое распространение в импульсных преобразователях, в схемах управления двигателями постоянного токаяркостью свечения светодиодов и т.

Все про широтно-импульсную модуляцию (ШИМ)

Принцип действия состоит в изменении ширины импульса сигнала. При использовании способа широтно-импульсной модуляции, частота сигнала и амплитуда будут всегда постоянными. Важнейшим параметром сигнала ШИМ считают коэффициент заполнения, который можно вычислить по формуле. Время высокого уровня и низкого уровня сигнала показано на рисунке выше. Остается добавить, то что U1- это состояния высокого уровня сигнала, то есть амплитуда.

Широтно-импульсная модуляция

Допустим у нас имеется ШИМ сигнал с заданным временным интервалом высокого и низкого уровня, смотри рисунок:. Подставив в формулу коэффициента заполнения ШИМ имеющиеся данные получим: Коэффициент заполнения это абстрактное значение. Еще одним важнейшим параметром ШИМ считается также частота сигнала, которая определяется по известной формуле:. Благодаря возможности настройки ширины импульса можно регулировать среднее значение напряжения. На рисунке приведены различные коэффициенты заполнения при одной и той же частоте и амплитуды.

ШИМ позволяет понижать напряжение в интервале от U 1 и до 0. Это свойство часто используется в схемах регулировки яркости горения светодиодовили скорости вращения вала двигателя постоянного тока.

Широтно-импульсный модулятор

Сигнал ШИМ в электронике формируют с помощью микроконтроллера или какой-либо аналоговой схемой. Сигнал от них должен быть низкого уровня напряжения и очень малым током на выходе схемы. В случае если необходимо управление мощной нагрузкой, можно использовать типовую систему управления, с помощью биполярного или полевого транзистора. Сигнал ШИМ следует на базу транзистора через сопротивление R1, поэтому VT1 с изменением сигнала то открывается, то запирается.

Если транзистор открыт, светодиод горит. А в момент времени, когда транзистор запирается, и светодиод тухнет. Если частота сигнала мала, то получим мигающий светодиод.

При частоте от 50 Гц мигания уже не незаметны человеческим глазом, и мы видим эффект снижения яркости свечения. Чем ниже значение коэффициента заполнения, тем слабее будет гореть светодиод. Этот же принцип и похожую электронную схему можно применить и в случае управления двигателем постоянного тока, но частота должна быть на порядок выше кГц по двум основным причинам.

Регулируя величину напряжения на неинвертирующем входе ОУ можно задаватьтребуюмую величину выходного напряжения. Поэтому, эту схему можно использовать в роли регулятора тока или напряжения или в роли регулятора оборотов двигателя постоянного тока.

Схема проста и надежна, состоит из доступных радиоэлементов и при правильной сборке сразу начнет работать. В роли управляющего ключа взят мощный полевой n- канальный транзистор. Мануалы Справочник Программы Радиосамоделки Медтехника Библиотека. Широтно-импульсная модуляция ШИМ или в английском PWM Pulse-Width Modulation широтно-импульсная модуляция — способ используемый для контроля величины напряжения и тока. Принцип действия ШИМ состоит в изменении ширины импульса постоянной амплитуды при постоянной частоте.

При более низких частотах двигатель может издавать ужасный писк, вызывающий раздражение. Ну и от частоты зависит стабильность работы двигателя. При управлении низкочастотным сигналом с низким коэффициентом заполнения, обороты будут нестабильны и он может даже полностью остановиться. Поэтому, с ростом частоты сигнала ШИМ, растет стабильность среднего выходного напряжения и снижаются пульсации напряжения.

Однако, есть предел по частоте, т. Кроме того высокая частота ШИМ сигнала также увеличивает потери на транзисторе. Управляя двигателем на высоких частотах желательно использовать быстродействующий полупроводник с низким сопротивлением проводимости.

Смотрите также:


Коментарии:
  • На следующих примерах будет использован биполярный транзистор BC

Интересное