מה זה PWM?
PWM ראשי תיבות של Pulse Width Modulation כלומר אפנון רוחב פולס.
PWM זוהי טכניקה המשמשת לשליטה בכמות הכוח המועברת למכשיר אלקטרוני על ידי פירוק אות הכוח לחלקים נפרדים.
PWM כרוך בהדלקה וכיבוי של הכוח למכשיר בתדר גבוה, כאשר השונות של משך זמן ה”הפעלה” לעומת זמן ה”כיבוי”
קובעת את כמות הכוח הנמסר.
ככה PWM עובד:
מחזור עבודה: זה מתייחס לאחוז של מחזור אחד שבו אות פעיל.
מחזור עבודה של 40% אומר שהאות פועל 40% מהזמן וכבוי 60% הנותרים.
שינוי מחזור העבודה מתאים את המתח והזרם הממוצעים שנשלחים לעומס, אשר בתורו יכולים לשלוט בדברים
כמו מהירות מנוע או בהירות LED.
תדירות: זו המהירות שבה ה-PWM משלים מחזור (כלומר, רצף הפעלה וכיבוי מלא), המתואר בהרץ.
תדרים גבוהים יותר פירושם שהתקן הכוח מגיב בצורה חלקה יותר, אך עשוי לדרוש חומרה מתוחכמת יותר לטיפול.
PWM נפוץ ביישומים הדורשים שליטה על כמות האנרגיה המועברת למכשיר ללא צורך בהפעלה אנלוגית, כגון בקרי מהירות מנוע,
תאורת LED הניתנת לעמעום וצורות שונות של ויסות אספקת חשמל.
סוגי PWM
PWM מיושם במספר סוגים שונים בהתאם לדרישות הספציפיות של האפליקציה.
להלן כמה סוגים נפוצים של PWM:
Leading Edge Modulation: בסוג זה, הקצה העולה של הדופק קבוע, והקצה היורד משתנה בהתאם למחזור העבודה.
זוהי הצורה הנפוצה ביותר של PWM.
אפנון קצה נגרר: כאן, הקצה היורד של הדופק קבוע, בעוד הקצה העולה מותאם בהתאם למחזור העבודה.
סוג זה פחות נפוץ אך שימושי ביישומים מסוימים הדורשים שהחלק הראשוני של מחזור ההפעלה יהיה יציב.
Center-Aligned PWM (או Phase-Correct PWM): ב-PWM מיושר למרכז, כל פולס מתחיל במרכז התקופה ומתרחב
באופן סימטרי לשני הצדדים.
סוג זה של PWM יכול להיות שימושי במיוחד להפחתת רעש ומתח מכני ביישומי בקרת מנוע מכיוון שהמיתוג מתרחש
פחות פתאומי בהשוואה לסוגים אחרים.
PWM בתדר משתנה: סוג זה משנה את התדר יחד עם מחזור העבודה כדי לשלוט על הפלט.
PWM בתדר משתנה שימושי ביישומים שבהם יש לשלוט גם בתדר וגם במתח, כגון בכמה סוגים של כוננים של מנועי AC.
Space Vector PWM: ערכת SVPWM זוהי ערכת אפנון מתוחכמת המשמשת בעיקר בבקרת מנוע AC תלת פאזי.
זה מייעל את השימוש באספקת המתח כדי להשיג יעילות גבוהה יותר ויכול לספק צורת גל זרם סינוסואידלית יותר,
מה שמועיל לביצועי המנוע.
שימושים של PWM
אפנון רוחב פולס (PWM) משמש במגוון רחב של יישומים בתעשיות שונות בשל היעילות שלה והשליטה המדויקת
שהיא מציעה על אספקת החשמל.
להלן כמה מהשימושים הנפוצים ביותר של PWM:
בקרת מנוע: PWM נפוץ לשליטה על המהירות והמומנט של מנועים חשמליים.
על ידי התאמת מחזור העבודה, PWM יכול לשנות את המתח הממוצע המופעל על המנוע, ולאפשר שינויים מהירים חלקים.
PWM שימושי במיוחד ביישומים כמו כלי רכב חשמליים, מערכות בקרה תעשייתיות ורובוטיקה.
עמעום LED: בטכנולוגיית תאורה, PWM משמש לשליטה בבהירות של נוריות LED.
על ידי הפעלה וכיבוי של נוריות LED בתדר גבוה, PWM מאפשר תפוקת אור מתכווננת מבלי לשנות את המתח
המופעל על ה-LED.
שיטה זו מספקת שליטה יעילה על בהירות ויכולה לסייע בהארכת אורך החיים של נוריות הלד.
ספקי כוח: ספקי כוח מודרניים רבים משתמשים ב-PWM כדי לווסת את מתח המוצא.
ספקי כוח, למשל, משתמשים ב-PWM כדי להמיר קלט DC במתח גבוה לפלט DC מתח נמוך יותר עם יעילות גבוהה
ויצירת חום מינימלית.
מגברי שמע: מגברי Class D משתמשים ב-PWM כדי להמיר אותות אודיו דיגיטליים לגלי קול אנלוגיים על ידי שליטה
על משך הפולסים כך שיתאימו לאמפליטודה של אות השמע.
שיטה זו יעילה ביותר, מה שהופך את מגברי Class D לפופולריים בהתקני שמע המופעלים על ידי סוללה.
מערכות חימום: PWM משמש גם ביישומי חימום שבהם הוא שולט בכוח המועבר לגופי חימום.
ניתן למצוא זאת במכשירי צריכה כמו תנורים וביישומים תעשייתיים שבהם יש צורך בקרת טמפרטורה מדויקת.
בקרי טעינה סולאריים: PWM משמש בחלק מבקרי טעינה סולארית כדי לווסת את המתח מהפאנלים הסולאריים
לפני טעינת הסוללה.
זה עוזר בשמירה על הבריאות והיעילות של מערכת הסוללות.
מערכות תקשורת: בתקשורת דיגיטלית, ניתן להשתמש ב-PWM להעברת נתונים על קווי תקשורת על ידי שינוי
מחזור העבודה לייצוג סיביות נתונים שונים.
