SPWM đề cập đến Điều chế độ rộng xung sóng hình sin, là một sự sắp xếp độ rộng xung trong đó các xung hẹp hơn ở phần đầu, dần dần sẽ rộng hơn ở phần giữa và sau đó lại thu hẹp ở phần cuối của sự sắp xếp. Tập hợp các xung này khi được triển khai trong một ứng dụng quy nạp như biến tần cho phép đầu ra được biến đổi thành dạng sóng sin hàm mũ, có thể trông giống hệt như dạng sóng sin lưới thông thường,

Có được đầu ra sóng sinewave từ biến tần có thể là tính năng quan trọng nhất và thuận lợi nhất để mang lại hiệu quả tối đa cho thiết bị, xét về chất lượng đầu ra của nó. Hãy tìm hiểu cách tạo PWM sóng sin hoặc SPWM bằng cách sử dụng opamp.

Mô phỏng dạng sóng Sine không dễ dàng

Để đạt được đầu ra sóng hình sin có thể khá phức tạp và có thể không được khuyến nghị cho bộ biến tần, vì các thiết bị điện tử thường không 'thích' dòng điện hoặc điện áp tăng theo cấp số nhân. Vì bộ biến tần về cơ bản được chế tạo bằng cách sử dụng các thiết bị điện tử trạng thái rắn, nên thường tránh được dạng sóng hình sin.

Các thiết bị điện tử khi buộc phải hoạt động với sóng hình sin sẽ tạo ra kết quả không hiệu quả vì các thiết bị có xu hướng trở nên tương đối nóng hơn so với khi hoạt động với xung sóng vuông.

Vì vậy, lựa chọn tốt nhất tiếp theo để triển khai sóng sin từ biến tần là PWM, viết tắt của điều chế độ rộng xung.

PWM là một cách nâng cao (biến thể kỹ thuật số) để đưa ra một dạng sóng hàm mũ thông qua độ rộng xung vuông thay đổi tương ứng có giá trị thực được tính để khớp chính xác với giá trị thực của dạng sóng hàm mũ đã chọn, ở đây giá trị 'net' đề cập đến giá trị RMS. Do đó, một PWM được tính toán hoàn hảo với tham chiếu đến một sóng sin nhất định có thể được sử dụng như một phương pháp tương đương hoàn hảo để tái tạo sóng hình sin đã cho.

Hơn nữa, PWM trở nên tương thích lý tưởng với các thiết bị điện tử (mosfet, BJT, IGBTS) và cho phép chúng chạy với mức tản nhiệt tối thiểu.

Tuy nhiên, việc tạo hoặc tạo các dạng sóng PWM sinewave thường được coi là phức tạp, và đó là bởi vì việc thực hiện không dễ dàng để mô phỏng trong tâm trí.

Thậm chí tôi đã phải trải qua một số động não trước khi có thể mô phỏng chính xác chức năng thông qua một số suy nghĩ và tưởng tượng căng thẳng.

SPWM là gì

Phương pháp đơn giản nhất được biết đến để tạo ra một PWM sóng sinewaver (SPWM), là bằng cách cấp một vài tín hiệu khác nhau theo cấp số nhân vào đầu vào của một opamp để xử lý yêu cầu. Trong số hai tín hiệu đầu vào, một tín hiệu cần có tần số cao hơn nhiều so với tín hiệu kia.

Các IC 555 cũng có thể được sử dụng hiệu quả để tạo ra các PWM sin tương đương , bằng cách kết hợp các opamps tích hợp của nó và mạch tạo đường dốc tam giác R / C.

Phần thảo luận sau đây sẽ giúp bạn hiểu toàn bộ quy trình.

Những người mới chơi và thậm chí cả các chuyên gia giờ đây sẽ thấy khá dễ hiểu về cách các PWM sóng sin (SPWM) được thực hiện bằng cách xử lý một vài tín hiệu bằng cách sử dụng opamp, hãy cùng tìm hiểu với sự trợ giúp của sơ đồ và mô phỏng sau.

Sử dụng hai tín hiệu đầu vào

Như đã đề cập trong phần trước, quy trình liên quan đến việc cấp hai dạng sóng thay đổi theo cấp số nhân vào đầu vào của một opamp.

Ở đây opamp được định cấu hình như một bộ so sánh điển hình, vì vậy chúng ta có thể giả định rằng opamp sẽ bắt đầu so sánh ngay lập tức các mức điện áp tức thời của hai dạng sóng xếp chồng này vào thời điểm chúng xuất hiện hoặc được áp dụng cho các đầu vào của nó.

“pdf máy phát và máy thu rf ”

Để cho phép opamp triển khai PWM sóng sin cần thiết một cách chính xác ở đầu ra của nó, điều bắt buộc là một trong các tín hiệu có tần số cao hơn nhiều so với tín hiệu còn lại. Tần số chậm hơn ở đây là tần số được cho là sóng hình sin mẫu cần được bắt chước (sao chép) bởi PWM.

Lý tưởng nhất, cả hai tín hiệu phải là sóng hình sin (một tín hiệu có tần số cao hơn tín hiệu kia), tuy nhiên điều này cũng có thể được thực hiện bằng cách kết hợp sóng tam giác (tần số cao) và sóng hình sin (sóng mẫu có tần số thấp).

“chuyển đổi điện một chiều thành điện xoay chiều ”

Như có thể thấy trong các hình ảnh sau đây, tín hiệu tần số cao luôn được áp dụng cho đầu vào đảo ngược (-) của opamp, trong khi sóng sinewave khác chậm hơn được áp dụng cho đầu vào không đảo (+) của opamp.

Trong trường hợp xấu nhất, cả hai tín hiệu đều có thể là sóng tam giác với các mức tần số được khuyến nghị như đã thảo luận ở trên. Tuy nhiên, điều đó sẽ giúp bạn đạt được PWM tương đương sóng sinewave hợp lý.

Tín hiệu có tần số cao hơn được gọi là tín hiệu sóng mang, trong khi tín hiệu mẫu chậm hơn được gọi là đầu vào điều chế.

Tạo SPWM với sóng Tam giác và sóng Sinewave

Tham khảo hình trên, chúng ta có thể hình dung rõ ràng qua đồ thị các điểm điện áp trùng nhau hoặc chồng chéo khác nhau của hai tín hiệu trong một khoảng thời gian nhất định.

Trục hoành biểu thị khoảng thời gian của dạng sóng, trong khi trục tung biểu thị mức điện áp của hai đồng thời chạy, dạng sóng chồng lên nhau.

Hình này cho chúng ta biết về cách opamp sẽ phản ứng với các mức điện áp tức thời trùng khớp được hiển thị của hai dạng sóng và tạo ra PWM sóng sin thay đổi tương ứng ở đầu ra của nó.

Thủ tục thực sự không quá khó để tưởng tượng. OpAmp chỉ đơn giản so sánh các mức điện áp tức thời thay đổi của sóng tam giác nhanh với sóng sin chậm hơn tương đối nhiều (đây cũng có thể là sóng tam giác) và kiểm tra các trường hợp mà điện áp dạng sóng tam giác có thể thấp hơn điện áp sóng sin và phản hồi ngay lập tức tạo logic cao ở đầu ra của nó.

Điều này được duy trì miễn là điện thế sóng tam giác tiếp tục thấp hơn điện thế sóng hình sin và thời điểm điện thế sóng hình sin được phát hiện thấp hơn điện thế sóng tam giác tức thời, các kết quả đầu ra sẽ hoàn nguyên với mức thấp và duy trì cho đến khi tình huống trở lại .

Sự so sánh liên tục này của các mức điện thế tức thời của hai dạng sóng chồng lên hai đầu vào của opamp dẫn đến việc tạo ra các PWM khác nhau tương ứng, có thể chính xác là bản sao của dạng sóng sin được áp dụng trên đầu vào không đảo ngược của opamp.

Opamp Xử lý SPWM

Hình ảnh sau đây cho thấy mô phỏng slo-mo của hoạt động trên:

Ở đây chúng ta có thể chứng kiến lời giải thích ở trên được thực hiện trên thực tế và đây là cách opamp sẽ thực thi giống nhau (mặc dù ở tốc độ béo hơn nhiều, tính bằng mili giây).

Hình trên cho thấy mô tả SPWM chính xác hơn một chút so với sơ đồ cuộn thứ hai, điều này là do trong hình đầu tiên, tôi thấy thoải mái với bố cục đồ thị trong nền trong khi trong sơ đồ mô phỏng thứ hai, tôi phải vẽ như vậy mà không có sự trợ giúp của tọa độ đồ thị, do đó tôi có thể đã bỏ sót một vài điểm trùng khớp và do đó kết quả đầu ra trông hơi thiếu chính xác so với kết quả đầu tiên.

Tuy nhiên, hoạt động khá rõ ràng và rõ ràng cho thấy cách một opamp được cho là xử lý một sóng sin PWM bằng cách so sánh hai tín hiệu khác nhau đồng thời tại các đầu vào của nó như đã giải thích trong các phần trước.

Trên thực tế, một opamp sẽ xử lý PWM sóng sin chính xác hơn nhiều so với mô phỏng được hiển thị ở trên, có thể tốt hơn 100 lần, tạo ra PWM cực kỳ đồng đều và có kích thước tốt tương ứng với mẫu được nạp. Sóng hình sin.