علم و فن آوری

به کارگیری تکنیک مدولاسیون پهنای باند (pwm) در چراغ های هشداردهنده شرکت آسیا سولار

مدولاسیون پهنای باند چیست ؟

مُدولاسیون پهنای پالس یا مُدولاسیون عرض پالس ( Pulse Width Modulation, PWM)، روشی برای تنظیم توان الکتریکیِ بار، با تغییردادن زمان قطع‌ و وصل شدن منبع توان به بار در هر سیکل است.

نمودار

عرض پالس سیگنال آبی رنگ (با دامنه ثابت) برای تولید یک شکل موج تقریباً سینوسی تغییر داده شده‌است. دامنهٔ موج سینوسی تولیدشده را می‌توان با تغییر دامنهٔ پالس‌ها، و فرکانس آن را با تغییر دورهٔ تناوب پالس، تغییر داد. از این روش در چراغ های هشداردهده شرکت انرژی خورشیدی آسیا سولار استفاده می‌شود.

در تمامی فرآیندهای شارژ و دشارژ چراغ های هشدار دهنده خورشیدی و برقی تولیدی توسط شرکت انرژی خورشیدی آسیا سولار از تکنیک مدولاسیون پهنای باند (pwm) استفاده می گردد که این امر علاوه بر بالابردن راندمان این چراغ ها باعث حفظ سلامت باطری ها ، حفظ کیفیت ماژول های نوری و در نهایت کمک به افزایش طول عمر چراغ های هشدار دهنده شرکت انرژی خورشیدی آسیا سولار شده است .

در طراحی مدارات الکترونیکی و کنترل ولتاژ چراغ دکل خورشیدی آسیا سولار ، مدولاسیون پهنای پالس، روشی برای کنترل توان بدون نیاز به دفع یا اتلاف توان در راه‌انداز (driver) است. در واقع PWM، تکنیکی برای کنترل ولتاژ، و بنابراین، توان است.

بخش اصلی PWM

بخش اصلی PWM ، یک سیگنال کنترلی به شکل موج مربعی( پالس) است، به‌طوری‌که دورهٔ کاری (Duty cycle) پالس‌ها، در هر دورهٔ تناوب موج (هر سیکل)، قابل تنظیم است (شکل بالا را ببینید). دورهٔ کاری، نسبت مدتِ High بودن موج مربعی به دورهٔ تناوب آن است، و بر حسب درصد (%) بیان می‌شود. در واقع این سیگنال، قطع و وصل شدن منبع توان به بار را تعیین می‌کند (با کنترل باز و بسته شدن یک سوییچ الکترونیکی)

مقدار متوسط و موثر

مثلاً اگر دورهٔ کاری موج مربعی، ۴۰٪ باشد، در ۴۰٪ هر دورهٔ تناوب، بار به منبع توان وصل است و در باقی آن، قطع می‌شود. در این حالت، متوسط توان بار، ۴۰٪ توان منبع خواهد بود. اگر یک میکروکنترولر با تغذیه ۵ ولت ( V C C )، سیگنال PWM با دورهٔ کاری ۵۰٪ تولید کند، متوسط موج مربعی تولیدشده، برابر ۵۰٪ V C C یا ۲٫۵ ولت خواهد بود. به‌طور کلی، اگر دورهٔ کاری با D نشان داده‌شود، متوسط ولتاژ، برابر با V C C D ، و مؤثر (RMS) آن، برابر با جذرV C C D می‌شود.

مثالی از کاربردی (pwm)

یک لامپ ۱۰ وات، ۱۰ وات توان الکتریکی را به نور و گرما تبدیل می‌کند. برای کم‌کردن نور لامپ، مثلاً به ۵ وات، می‌توان یک مقاومت را با لامپ سری کرد تا ۵ وات به لامپ و ۵ وات به مقاومت برسد. اگرچه این کار، عملی است، بخشی از توان در مقاومت تلف و باعث داغ‌شدن آن می‌شود، در حالی‌که منبع توان هم‌چنان ۱۰ وات را تأمین می‌کند.

راه حل این مشکل تغییر دوره کاری لامپ از راه روشن‌وخاموش کردن سریع لامپ با یک سوییچ است، به‌طوری‌که لامپ را تنها در نیمی از دوره (سیکل) روشن کند (دورهٔ کاری ۵۰٪). آنگاه متوسط توان لامپ تنها ۵ وات، و توان متوسط منبع هم تنها ۵ وات خواهد بود. اگر بخواهیم به لامپ، ۶ وات برسد، می‌توان سوییچ را برای زمان بیشتری در هر سیکل روشن گذاشت.

این‌جا سوییچ را سیگنال PWM قطع‌ و وصل می‌کند. توان انتقال‌یافته به بار متناسب با دورهٔ کاری پالس PWM است.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *