تعديل عرض النبض (PWM) هو تقنية التحكم في الطاقة التي تقوم بتعديل الإخراج الفعلي للإشارات الإلكترونية عن طريق التبديل السريع في تردد ثابت.عن طريق تعديل نسبة وقت "الاستقبال" إلى الدورة الكلية، يمكن لمصدر الإشارة الرقمية محاكاة مستويات الجهد التناظري المتغيرة باستمرار ، وبالتالي التحكم في متوسط الطاقة المقدمة للحمل.
بشكل أوسع ، تشير تكنولوجيا التشكيل إلى تغيير شكل الموجة الكهربائية أو ترميز المعلومات إلى شكل موجة كهربائية للتأثير على سلوك الدوائر أو الأنظمة.في المنتجات الإلكترونية العملية، وهذا يعني تشكيل الإشارة لتمكينها من نقل البيانات أو إدارة حجم الجهد أو التيار الذي يصل إلى الجهاز. تم تطبيق هذا المبدأ على نطاق واسع في محركات المحرك،إضاءة ضبابية، أنظمة الصوت، فضلا عن تحويل الطاقة أو دوائر شحن البطارية.
على الرغم من أن PWM ، وتعديل النطاق (AM) ، وتعديل التردد (FM) هي الاستراتيجيات الرئيسية للسيطرة على إشارة الإدراك من النطاق أو التردد ، فإن هذه المقالة سوف تناقش على وجه التحديد PWM.
أساسيات PWM - دورة العمل وتردد التبديل
كما ذكر سابقا، PWM تشكل أشكال الموجات عن طريق ضبط الجهد الفعلي والتيار المقدمة إلى الحمل.يتم تحقيق ذلك عن طريق قيادة أجهزة التبديل بسرعة (عادة الترانزستورات) للتبديل بين الحالات المكتملة بالكامل والخارج بالكاملمن خلال تغيير وقت انتظار جهاز التبديل في كل حالة، يقوم النظام بتشفير المعلومات من خلال المدة النسبية لفترات المستوى العالي والمنخفض.
في الواقع، PWM يحد من طاقته الكهربائية الصافية عن طريق تغيير الوقت الذي يستغرقه الجهاز للحصول على الجهد الكامل لتزويد الطاقة في كل دورة التبديل.زيادة "وقت التوصيل" سوف تزيد من متوسط الجهد الخارجي، مع تقليل "وقت التوصيل" سوف يقلل من مستوى الجهد الفعلي للحمل. يمكن وصف هذا السلوك بواسطة اثنين من المعايير الرئيسية: دورة العمل وتردد التبديل.
دورة العمل تمثل نسبة الوقت الذي تكون فيه الإشارة في حالة نشطة أو عالية المستوى خلال دورة كاملة لشكل الموجة. عادة ما يتم التعبير عن هذه النسبة كنسبة مئوية (٪).تشير إلى المدة التي يبقى فيها الإخراج في حالة تشغيل (فعالة) خلال كل دورةعلى سبيل المثال، إذا كان شكل الموجة الرقمية يحافظ على مستوى مرتفع لمدة 3 مللي ثانية ومستوى منخفض لمدة 1 مللي ثانية، فإن الفترة الإجمالية هي 4 مللي ثانية، دورة العمل هي 75٪،و تردد التبديل المقابل هو 250 هرتز.
وبما أن دورة العمل تحدد مباشرة مدة كل قسم يعمل بالكهرباء النبضيةتعديل دورة العمل يمكن التحكم في الطاقة الفعالة التي يتم تسليمها إلى الحمل عن طريق تغيير نسبة وقت مستوى عالية إلى وقت مستوى منخفض دون تغيير جهد إمدادات الطاقة الفعليةفي العديد من الأنظمة ، فإن الجهد والتردد هي معايير ثابتة ، ودورة العمل هي متغير التحكم الرئيسي القابل للتعديل.مراقبة دورة العمل يمكن أن تكون أيضا مؤشرا موثوقا لتحديد مستوى الطاقة المتوقعة المقدمة من النظام.
تردد التبديل يصف عدد المرات التي يتكرر فيها الحدث خلال فترة زمنية معينةيشير إلى عدد دورات التشغيل والإيقاف التي يتم تنفيذها في الثانية من قبل جهاز التبديل الذي يدفع إشارة PWMيتم قياس هذه التردد في هرتز (هرتز) ويمثل سرعة الدوران لمستوى الطاقة على مدار دورة التشغيل بأكملها.
لضمان الأداء المتوقع للحمل ، من الضروري اختيار تردد التبديل PWM المناسب.قد لا تكون المكونات الميكانيكية مثل المرورات أو أنواع معينة من المحركات قادرة على تحقيق سرعة التبديل السريعة، مما يؤدي إلى فشل مبكر. على العكس من ذلك ، يمكن أن يكون لدرجة منخفضة من تردد التبديل آثار ضارة مثل الضوضاء أو الاهتزاز أو عدم استقرار الأجهزة التي يتم التحكم فيها. على سبيل المثال ،على الرغم من أن ترددات منخفضة نسبيا مقبولة لدفع المحركات، تتطلب الأحمال الصلبة مثل مصابيح LED عادةً ترددات التبديل أعلى بكثير للعمل بسلاسة دون غمض.