I E=B+C (1)
1.Giới thiợ̀u vờ̀ PWM
t1 T t2 25% 75% 50%
Phương phỏp điều chế PWM ( Pulse Width Modulation) là phương phỏp điều chỉnh điện ỏp ra tải hay núi cỏch khỏc là phương phỏp điếu chế dựa trờn sự thay đụ̉i độ rộng của chuỗi xung vuụng dẫn đến sự thay đụ̉i điện ỏp ra
Để dễ hiểu hơn ta cú hỡnh vẽ sau:
Sơ đụ̀ trờn là dạng xung điều chế trong một chu kỡ thời gian xung lờn (sườn dương) nú thay đụ̉i dón ra hoặc co vào và độ rộng xung của nú được tớnh bằng % tức là độ rộng của nú được tớnh như sau:
DG G Ugs U R Ugs 0 s T t0
Như vậy thời gian xung lờn càng lớn trong một chu kỳ thỡ điện ỏp đầu ra sẽ càng lớn . Nhỡn trờn hỡnh vẽ trờn thỡ ta tớnh được điện ỏp ra trờn tải sẽ là:
+ Đối với PWM=25%→Ut=Umax.(t1/T)=Umax.25% (V) + Đối với PWM=50% →Ut=Umax.50% (V)
+ Đối với PWM=75%→Ut=Umax.75% (V)
Cứ như thế ta tớnh được điện ỏp đầu ra tải với bất kỡ độ rộng xung nào .
Đõy là phương phỏp được thực hiện theo nguyờn tắc đúng ngắt nguụ̀n tới tải và một cỏch khỏc cú chu kỡ theo luật điều chỉnh thời gian đúng cắt . Phần tử thực hiện nhiệm vụ đú trong mạch cỏc van bỏn dẫn .
Xét hoạt động đúng cắt của một van bỏn dẫn . Dùng van đúng cắt bằng Mosfet
Sơ đồ xung của van điều khiển và đầu ra
Sơ đụ̀ trờn là mạch nguyờn lý điều khiển tải bằng PWM và giản đụ̀ xung của chõn điều khiển và dạng điện ỏp đầu ra khi dùng PWM.
* Nguyờn lý : Trong khoảng thời gian 0→t0 ta cho van G mở toàn bộ điện ỏp nguụ̀n Ud được đưa ra tải . Cũn trong khoảng thời gian t0→T cho van G khúa , cắt nguụ̀n cung cấp cho tải . Vỡ vậy với t0 thay đụ̉i từ 0 cho đến T ta sẽ cung cấp toàn bộ , một phần hay khúa hoàn toàn điện ỏp cung cấp cho tải .
+ Cụng thức tớnh giỏ trị trung bỡnh của điện ỏp ra tải :
Gọi t0 la thời gian xung ở sườn dương cũn T là thời gian của cả sườn õm và dương, Umax là điện ỏp nguụ̀n cung cấp cho tải .
→Ud=Umax.(t1/T) (V) hay Ud=Umax.D
Với D=t1/T là hệ số điều chỉnh và được tớnh bằng %
Như vậy ta nhỡn trờn đụ̀ thị dạng điều chế xung thỡ ta cú: Điện ỏp trung bỡnh trờn tải sẽ là:
+ Ud=220.20%=44V (với D=20%) +U =220.40%=88V (với D=40%)
+Ud=220.90%=198V (với D=90%)
2.Cách điờ̀u khiờ̉n đụ̣ rụ̣ng xung của PWM.
Cú rất nhiều cỏch để điều chỉnh độ rộng xung đầu ra cho PWM. Với sơ đụ̀ của đề tài này thỡ độ rộng xung đầu ra được điều chỉnh theo phương phỏp so sỏnh . Để tạo được bằng phương phỏp so sỏnh thỡ cần 2 điều kiện sau:
+Tớn hiệu răng cưa: Xỏc định tần số của PWM
+Tớn hiệu tựa là một điện ỏp chuẩn xỏc định mức cụng suất điều chế (Tớn hiệu DC)
Xét sơ đụ̀ mạch sau :
Tạo xung vuụng bằng phương phỏp so sỏnh
Tớn hiệu răng cưa(Saw)
Tạo xung vuụng bằng phương phỏp so sỏnh
Chỳng ta sử dụng một bộ so sỏnh điện ỏp 2 đầu vào là 1 xung răng cưa (Saw) và 1 tớn hiệu 1 chiều (Ref) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+Khi Saw < Ref thỡ cho ra điện ỏp là 0V +Khi Saw > Ref thỡ cho ra điện ỏp là Umax
Và cứ như vậy mỗi khi chỳng ta thay đụ̉i Ref thỡ output lại cú chuỗi xung cú độ rộng thay đụ̉i với tần số xung vuụng Output=tần số xung răng cưa Saw.
3.Ưu nhược điờ̉m của mạch PWM dựng lamg mạch điờ̀u khiờ̉n đụ̣ng cơ DC:
+ Ưu điểm: 1 3 2 11 4 Saw Ref out
+12v IC 78012 VI VO GND 3 1 3 + C1 2200àF C2 104àF D 1 1N 40 04 D 2 1N 40 04 D 3 1N 40 04 D 4 1N 40 04 X1-1 X1-2 AC 12v 100K
- Transistor ở lối ra chỉ cú duy nhất hai trang thỏi (On và OFF) do đú loại bỏ được mất mỏt về năng lượng đốt núng hay năng lượng rũ rỉ lối ra .
- Dải điều khiển rộng hơn so với mạch điều chỉnh tuyến tớnh.
- Tốc độ mụ tơ quay nhanh hơn khi cấp chuỗi xung điều chế theo kiểu PWM so với khi cấp một điện ỏp tương đương với điện ỏp trung bỡnh của chuỗi xung PWM.
+ Nhược điểm:
- Cần cỏc mạch điện tử bụ̉ trợ - giỏ thành cao
- Cỏc xung kớch lờn cú thể gõy tiếng ụ̀n nếu mụ tơ khong được gắn chặt và tiếng ụ̀n này sẽ tăng lờn nếu gặp phải trường hợp cộng hưởng của vỏ.
- Ngoài ra việc dùng chuỗi xung điều chế PWM cú thể gõy giảm tuụ̉i thọ của động cơ.
Chương IV: Phõn tớch sự hoạt động của