خاصية PWM



PWM
تعريف PWM
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
نبضة PWM
كما تشاهدون أن الـ PWM عبارة عن نبضة أو Puls لها بداية و لها نهاية هذه النبضة تتكون من التالي
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

هو اي سي يقوم باخراج نبضات كهربية من اطراف محدددة منة لتشغيل ترانزستور واحد او عدد ترانزستورات في اللوحة الالكترونية

حيث يدخل تيار كهربي بفرق جهد معين الي الايسي فيقوم باخراج فروق جهد متوسط قيمتها يتحدد علي حسب Duty cycle وهي الفترة الزمنية التي يكون فيها الموجة الكهربية نشطة وتختلف Duty cycle من ايسي PWM الي اخر حسب تصميمة

وتنقسم ايسيهات PWM علي حسب فروق الجهد الخارجة منها الي نوعين

  1. النوع الاول يسمي Buck وهذا النوع يقوم بخفض متوسط فرق الجهد للتيار الكهربي الخارج الخارج من ايسي PWM وهو الاكثر انتشارا في بورد اجهزة اجهزة الكمبيوتر واللابتوب
  2. النوع الثاني يسمي Boost وهذا النوع يقوم برفع متوسط فرق الجهد للتيار الكهربي الخارج من ايسي PWM

فكرة عمل ايسي PWM :



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:

  1. الحالة الاولي : ON وهي حالة التشغيل ويكون فيها فرق الجهد هو فرق الجهد الداخل الي PWM IC  وهو في هذه الحالة 10 فولت
  2. 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 

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

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