SPWM verwijst naar sinusgolf-pulsbreedtemodulatie, wat een pulsbreedte-arrangement is waarbij de pulsen aan het begin smaller zijn, die geleidelijk breder worden in het midden en dan weer smaller aan het einde van het arrangement. Deze set pulsen, wanneer geïmplementeerd in een inductieve toepassing zoals een omvormer, maakt het mogelijk dat de uitvoer wordt omgezet in een exponentiële sinusgolf, die er precies hetzelfde uitziet als een conventionele sinusgolfvorm van het raster,

Het verkrijgen van een sinusgolfoutput van een omvormer kan de meest cruciale en meest voordelige functie zijn om maximale efficiëntie aan de eenheid te geven, in termen van uitvoerkwaliteit. Laten we leren hoe we sinusgolf-PWM of een SPWM kunnen maken met een opamp.

Het simuleren van een sinusgolfvorm is niet eenvoudig

Het bereiken van een sinusvormige golfuitgang kan behoorlijk complex zijn en wordt mogelijk niet aanbevolen voor omvormers, omdat elektronische apparaten normaal gesproken niet 'houden van' exponentieel stijgende stromen of spanningen. Omdat omvormers in wezen worden gemaakt met behulp van elektronische apparaten in vaste toestand, wordt normaal gesproken een sinusvormige golfvorm vermeden.

Wanneer elektronische apparaten worden gedwongen om te werken met sinusvormige golven, produceren ze inefficiënte resultaten, aangezien de apparaten de neiging hebben relatief warm te worden in vergelijking met wanneer ze worden gebruikt met blokgolfpulsen.

Dus de volgende beste optie voor het implementeren van een sinusgolf van een omvormer is overigens PWM, wat staat voor Pulse width modulation.

“hoe de snelheid van een elektromotor te verminderen? ”

PWM is een geavanceerde manier (digitale variant) om een exponentiële golfvorm voort te brengen door proportioneel variërende vierkante pulsbreedtes waarvan de nettowaarde wordt berekend om exact overeen te komen met de nettowaarde van een geselecteerde exponentiële golfvorm, hier verwijst 'netto'-waarde naar de RMS-waarde. Daarom kan een perfect berekende PWM met verwijzing naar een bepaalde sinusgolf worden gebruikt als een perfect equivalent voor het repliceren van de gegeven sinusgolf.

Bovendien worden PWM's ideaal compatibel met elektronische voedingsapparaten (mosfets, BJT's, IGBTS) en laten ze draaien met minimale warmteafvoer.

Het genereren of maken van sinusgolf PWM-golfvormen wordt echter normaal als complex beschouwd, en dat komt omdat de implementatie in de geest niet gemakkelijk te simuleren is.

Zelfs ik moest wat brainstormen voordat ik de functie correct kon simuleren door intensief na te denken en in te beelden.

Wat is SPWM

De eenvoudigste bekende methode om een sinewaver PWM (SPWM) te genereren, is door een aantal exponentieel variërende signalen aan de ingang van een opamp te sturen voor de vereiste verwerking. Van de twee ingangssignalen moet de ene veel hoger zijn in zijn frequentie in vergelijking met de andere.

De IC 555 kan ook effectief worden gebruikt voor het genereren van sinus-equivalente PWM's , door de ingebouwde opamps en een R / C-driehoekshellinggeneratorcircuit op te nemen.

De volgende bespreking zal u helpen de hele procedure te begrijpen.

Nieuwe hobbyisten en zelfs professionals zullen het nu vrij gemakkelijk vinden om te begrijpen hoe sinusgolf-PWM's (SPWM) worden geïmplementeerd door een aantal signalen te verwerken met behulp van een opamp, laten we het uitzoeken met behulp van het volgende diagram en simulatie.

Twee ingangssignalen gebruiken

Zoals vermeld in de vorige sectie, omvat de procedure het toevoeren van twee exponentieel variërende golfvormen naar de ingangen van een opamp.

Hier is de opamp geconfigureerd als een typische comparator, dus we kunnen aannemen dat de opamp onmiddellijk zal beginnen met het vergelijken van de momentane spanningsniveaus van deze twee over elkaar geplaatste golfvormen op het moment dat deze verschijnen of worden toegepast op zijn ingangen.

Om de opamp in staat te stellen de vereiste sinusgolf-PWM's correct aan zijn uitgang te implementeren, is het noodzakelijk dat een van de signalen een veel hogere frequentie heeft dan de andere. De langzamere frequentie hier is degene die verondersteld wordt de sinusgolf van het monster te zijn die door de PWM's moet worden nagebootst (gerepliceerd).

Idealiter zouden beide signalen sinusgolven moeten zijn (de ene met een hogere frequentie dan de andere), maar hetzelfde kan ook worden geïmplementeerd door een driehoeksgolf (hoge frequentie) en een sinusgolf (bemonsteringsgolf met lage frequentie) op te nemen.

Zoals te zien is in de volgende afbeeldingen, wordt het hoogfrequente signaal altijd toegevoerd aan de inverterende ingang (-) van de opamp, terwijl de andere langzamere sinusgolf wordt toegevoerd aan de niet-inverterende (+) ingang van de opamp.

In het ergste geval kunnen beide signalen driehoeksgolven zijn met de aanbevolen frequentieniveaus zoals hierboven besproken. Toch zou dat je helpen om een redelijk goede sinewave-equivalente PWM te bereiken.

Het signaal met de hogere frequentie wordt het dragersignaal genoemd, terwijl het langzamere bemonsteringssignaal de modulerende ingang wordt genoemd.

Een SPWM creëren met Triangle wave en Sinewave

Verwijzend naar de bovenstaande afbeelding, kunnen we door middel van geplotte punten de verschillende samenvallende of overlappende spanningspunten van de twee signalen gedurende een bepaalde tijdspanne duidelijk visualiseren.

De horizontale as geeft de tijdsperiode van de golfvorm aan, terwijl de verticale as de spanningsniveaus aangeeft van de twee gelijktijdig lopende, gesuperponeerde golfvormen.

De figuur informeert ons over hoe de opamp zou reageren op de weergegeven samenvallende momentane spanningsniveaus van de twee golfvormen en een overeenkomstig variërende sinusgolf PWM zou produceren aan zijn uitgang.

De procedure is eigenlijk niet zo moeilijk voor te stellen. De opamp vergelijkt eenvoudig de variërende momentane spanningsniveaus van de snelle driehoeksgolf met de relatief veel langzamere sinusgolf (dit kan ook een driehoeksgolf zijn), en controleert de gevallen waarin de driehoekige golfvormspanning lager kan zijn dan de sinusgolfspanning en reageert onmiddellijk het creëren van hoge logica aan de uitgangen.

Dit wordt aangehouden zolang het driehoeksgolfpotentiaal onder het sinusgolfpotentiaal blijft, en op het moment dat wordt gedetecteerd dat het sinusgolfpotentiaal lager is dan het momentane driehoeksgolfpotentiaal, keert de uitgang terug met een laag niveau en houdt aan totdat de situatie terugkeert .

Deze continue vergelijking van de momentane potentiaalniveaus van de twee gesuperponeerde golfvormen over de twee ingangen van de opamps resulteert in het creëren van de overeenkomstig variërende PWM's die exact de replicatie kunnen zijn van de sinusgolfvorm die wordt toegepast op de niet-inverterende ingang van de opamp.

Opamp Processie van de SPWM

De volgende afbeelding toont de slo-mo-simulatie van de bovenstaande bewerking:

Hier kunnen we zien dat de bovenstaande uitleg praktisch wordt geïmplementeerd, en dit is precies hoe de opamp hetzelfde zou uitvoeren (hoewel in een veel hoger tempo, in ms).

De bovenste figuur toont een iets nauwkeurigere SPWM-afbeelding dan het tweede scrollende diagram, dit komt omdat ik in de eerste figuur het comfort had van de grafieklay-out op de achtergrond, terwijl ik in het tweede gesimuleerde diagram hetzelfde moest plotten zonder de hulp van de coördinaten van de grafiek, daarom heb ik misschien een paar van de samenvallende punten gemist en daarom ziet de uitvoer er een beetje onnauwkeurig uit vergeleken met de eerste.

Desalniettemin is de werking vrij duidelijk en laat duidelijk zien hoe een opamp een PWM-sinusgolf moet verwerken door twee gelijktijdig variërende signalen aan de ingangen te vergelijken, zoals uitgelegd in de vorige secties.

Eigenlijk zou een opamp de sinusgolf-PWM's veel nauwkeuriger verwerken dan de hierboven getoonde simulatie, kan een 100 keer beter zijn, en een extreem uniforme en goed gedimensioneerde PWM's produceren die overeenkomt met het toegevoerde monster. sinus.