اختصار لـ Pulse Width Modulation . المقصود هو إرسال موجة مربعة أو مستطيلة sqare wave هذه الموجة عبارة عن hi و low كما هو معلوم فمثلا لو لدينا مصدر جهد خمسة فولت وقمنا بعمل موجة منه عن طريق المايكروكنترولر مثلا هذه الموجة قد تجعل معدل جهد الخرج أقل من خمسة فولت ( 4 فولت أو 3 أو 2.4 أو .. كما نريد ) ومن المعلومات المهمة الخاصة بالموتور dc أنه كلما قل الفولت الداخل إليه كلما قلت سرعته شكل موجة PWM Ton & Toff & Ttotal فائدة PWM هو التحكم بقيم تماثلية عن طريق قيم رقمية يعني استطيع التحكم بالفولت عن Duty cycle تعريف Duty cycle هو المسؤول عن الفولت الناتج عن عملية PWM وهو عبارة عن نسبة مئوية . فمثلا لو كان لدينا جهد المصدر خمسة فولت وجعلنا الـ duty cycle بخمسين في المئة 50% فإن معدل الفولت الناتج سيكون 2.5 فولت . ولو جعلنا الـ duty cycle بخمسة وعشرين في المئة 25% فإن معدل الفولت الناتج سيكون 1.25 فولت وهكذا IC PWM Controller
|
|
فكرة عمل ايسي PWM
|
يتضح من الشكل السابق ان ايسي PWM يدخل الية 10 فولت من احد الاطرف ويخرج من احد الاطراف موجة كهربية تسمي موجة مربعة Square wave تكون مسؤلة عن تشغيل بوابة Gate خاصة بترانزستور موسفت
وسنلاحظ ان الموجة الكهربية التي تخرج من PWM IC لها حالتين:
- الحالة الاولي : ON وهي حالة التشغيل ويكون فيها فرق الجهد هو فرق الجهد الداخل الي PWM IC وهو في هذه الحالة 10 فولت
- الحالة الثانية : OFF وهي حالة الايقاف وفيها يكون فرق الجهد صفر
ويظهر لك شكل الموجة بهذا الشكل عندما تقوم باختبار PWM IC بواسطة جهاز
الاوسليسكوب وذلك بوضع طرف الاوسيلسكوب علي الطرف الذي يخرج هذه الموجات في PWM IC
وللعلم فان متوسط فرق الجهد لهذه الموجة يتحدد طبقا للتصميم الدائرة و Duty cycle الخاصة بــ PWM IC وفي المثال الذي معنا Duty cycle تساوي 20% لذلك فمتوسط فرق الجهد Average يساوي 2 فولت كما هو موضح بالخط الاسود المتقطع الذي يتخلل الموجة الكهربية بالشكل السابق
لاننا نفترض في هذا المثال ان PWM IC من نوع Buck وهو كما ذكرنا يعمب علي تقليل متوسط فرق الجهد الخارج منه لذلك عند حساب 20% من فرق الجهد الداخل للايسي وهو 10 فولت يكون متوسط فرق الجهد 2 فولت كما ذكرنا
وعند وصول الموجة الكهربية من PWM IC الي بوابة الترانزستور فان البوابة تسمح بمرور التيار الكهربي من المصب D الي المصدر S عندما تكون الموجة الواصلة للبوابة في وضع ON اذا كان الترانزستور N-Channel MOSFET
وعندما تكون الموجة الكهربية الواصلة للبوابة في وضع OFF لاتسمح بمرور التيار الكهربي في الترانزستور من المصب D الي المصدر S
وللعلم فان متوسط فرق الجهد لهذه الموجة يتحدد طبقا للتصميم الدائرة و Duty cycle الخاصة بــ PWM IC وفي المثال الذي معنا Duty cycle تساوي 20% لذلك فمتوسط فرق الجهد Average يساوي 2 فولت كما هو موضح بالخط الاسود المتقطع الذي يتخلل الموجة الكهربية بالشكل السابق
لاننا نفترض في هذا المثال ان PWM IC من نوع Buck وهو كما ذكرنا يعمب علي تقليل متوسط فرق الجهد الخارج منه لذلك عند حساب 20% من فرق الجهد الداخل للايسي وهو 10 فولت يكون متوسط فرق الجهد 2 فولت كما ذكرنا
وعند وصول الموجة الكهربية من PWM IC الي بوابة الترانزستور فان البوابة تسمح بمرور التيار الكهربي من المصب D الي المصدر S عندما تكون الموجة الواصلة للبوابة في وضع ON اذا كان الترانزستور N-Channel MOSFET
وعندما تكون الموجة الكهربية الواصلة للبوابة في وضع OFF لاتسمح بمرور التيار الكهربي في الترانزستور من المصب D الي المصدر S
وعند استخدمك لجهاز الاوسيلسكوب ووضع طرفة علي طرف PWM IC الذي يخرج الموجة الكهربية التي تذهب الي البوابة ستظهر لك موجة مربعة موضح بها حالتي ON - OFF ويمكنك بواسطة احد وظائف جهاز الاوسيلسكوب ان تستعرض متوسط فرق الجهد للموجة الكهربية وكذلك معرفة النسبة المئوية للــ Duty Cycle للايسي الذ نختبرة
وعند وضعك لطرف جهاز الاسيلسكوب علي الطرف الي يمثل بوابة الترانزستور G التي يصلها الموجات الكهربية من PWM IC فانك ستلاحظ ظهور نفس شكل الموجة المربعه تصل الي بوابة لتشغليها
واما عند استخدامك لجهاز الافوميتر لقياس الموجة الكهربية الخارجة من PEM IC بعد ضبطة علي وضع قياس فرق الجهد DC ثم وضع الطرف الاحمر لجهاز الافوميتر علي الطرف الذي يخرج منه المرجات الكهربية في PWM IC فانة سيظهر لك فقط متوسط فرق الجهد الخارج كقيمة رقمية 2 فولت مثلا كما في المثال السابق
وعند وضع الطرف الاحمر من الافو علي الطرف الذي يمثل البوابة G في الترانزستور الذي تصله الموجات الكهربية من PWM IC لتشغلية فانك ستلاحظ ظهرو نفس فرق الجهد علي بوابة الترانزستور
|
شكل توضحي يبين الية عمل PWM من نوع Buck
|
ومن الشكل السابق
يتضح اخراج موجات كهربية طبقا لدورة عمل تسمي Duty cycle
يتم فيها تحيد العلاقة بين زمن التشغيل وزمن التوقف طبقا للنسبة المئوية لدورة عمل
PWM IC
وهي تختلف من ايسي لاخر وعليها يتحدد شكل الموجة الكهربية ونسبة زمن التشغيل الي
زمن التوقف
فاذا كانت دورة العمل =20 % فان زمن التشغيل سيكون 20 % وزمن التوقف سيكون 80% ويتم تمثلهم بعرض الموجة كما في الشكل السابق
وكذلك يتحدد متوسط فرق الجهد الخارج لتشغيل بوابة الترانزستور او الترانزستورات المجاورة لتقوم بدورها في الدائرة
ويكون المحور الراسي في شكل الموجة الكهربية يمثل فرق الجهد الخارج في حالة التشغيل 10 فولت وحالة التوقف 0 فولت
واما المحور الافقي فيمثل الزمن ويظهر فية عرض الموجة في زمن التشغيل وزمن التوقف
فاذا كانت دورة العمل =20 % فان زمن التشغيل سيكون 20 % وزمن التوقف سيكون 80% ويتم تمثلهم بعرض الموجة كما في الشكل السابق
وكذلك يتحدد متوسط فرق الجهد الخارج لتشغيل بوابة الترانزستور او الترانزستورات المجاورة لتقوم بدورها في الدائرة
ويكون المحور الراسي في شكل الموجة الكهربية يمثل فرق الجهد الخارج في حالة التشغيل 10 فولت وحالة التوقف 0 فولت
واما المحور الافقي فيمثل الزمن ويظهر فية عرض الموجة في زمن التشغيل وزمن التوقف
|
العلاقة بين زمن التشغيل وزمن التوقف للموجة الكهربية
|
يوضح الشكل السابق العلاقة بين زمن التشغيل وزمن التوقف للموجة الكهربية الخارجة من PWM IC عندما تكون دورة العمل Duty Cycle 80% حيث يكون زمن التشغيل 80% وزمن التوقف 20%
ونلاحظ ان عرض الموجة الكهربية في زمن التشغيل يكون اكبر من عرض الموجة في زمن التوقف
0 commentaires:
Enregistrer un commentaire