PWM

PWM

Phương pháp điều xung PWM là gì?

   Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.
Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hay sườn âm.

Nguyên lý

   Xét biều đồ điện áp theo thời gian của một tín hiệu như hình trên. Ta có một xung với chu kì cố định là T và có thời gian của mức cao là t0 (độ rộng xung ) . Khi thay đổi thời gian t0 từ 0 à T và đo điện áp của đầu ra xung ta thấy rằng điện áp ra thay đổi từ 0 → Umax . Để tính được điện áp trung bình Ud ta có công thức sau :

Ud = Umax.(t0/T)

   Thực nghiệm ta thấy , nếu thay đổi thời gian của chu kì T từ ∞ → t1  (t1 ≈ 0) thì xung ra càng mịn . Tức là khi tăng thời gian của chu kì thì thời gian OFF của tín hiệu cũng tăng lên nên ta thấy một khoảng thời gian không có điện áp ra trên chấn tín hiệu. Nếu ta dùng tín hiệu này điều khiển một động cơ DC thì thấy rằng khí tăng chu kì T thì động cơ sẽ có một khoảng thời gian dừng rất dài. Nếu giảm thời gian T xuống gần về 0 thì động cơ DC sẽ thay đổi tốc độ một cách tuyến tính.

Các phương pháp điều xung PWM

• Để tạo được ra PWM thì hiện nay có hai cách thông dụng : Bằng phần cứng và bằng phần mềm.
• Trong phần cứng có thể tạo bằng phương pháp so sánh hay là từ trực tiếp từ các IC dao động tạo xung vuông như : 555, LM556…
• Trong phần mền được tạo bằng các chip có thể lập trình được như VDK, PLC…. Tạo bằng phần mền thì độ chính xác cao hơn là tạo bằng phần cứng. Nên người ta hay sử dụng phần mền để tạo PWM.

Ứng dụng của PWM trong điều khiển

• PWM được ứng dụng nhiều trong điều khiển. Điển hình nhất mà chúng ta thường hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ xung áp, điều áp… Sử dụng PWM điều khiển độ nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa, nó còn được dùng để điều khiển sự ổn định tốc độ động cơ.

• Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như : boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha…
• PWM còn gặp nhiều trong thực tế ở các mạch điện điều khiển. Điều đặc biệt là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định .Như vậy PWM được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện- điện tử. PWM cũng chính là nhân tố mà các đội Robocon sử dụng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ.
• Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn của tải  một cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt. Phần tử thực hiện nhiện vụ đó trong mạch các van bán dẫn.