Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM luôn tồn tại trong cuộc sống với rất nhiều ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên không phải ai cũng biết và hiểu rõ được phương pháp này. Để hiểu rõ hơn về PWM, mời bạn đọc có thể cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết ngay ở bài viết sau đây!
Điều chế độ rộng xung PWM là gì?
Phương pháp điều xung PWM (tiếng anh Pulse Width Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải. Nói dễ hiểu đây là phương pháp giúp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông, làm thay đổi điện áp ra.
Các PWM khi biến đổi sẽ có cùng 1 tần số, khác nhau về độ rộng của sườn dương hay sườn âm.
Ứng dụng của PWM
Điều chế độ rộng xung PWM được ứng dụng rất nhiều trong điều khiển. Điển hình như điều khiển động cơ và các bộ xung áp, điều áp… PWM giúp điều khiển độ nhanh chậm của động cơ hoặc cao hơn nữa, đồng thời giúp điều khiển sự ổn định của tốc độ động cơ.
Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải, PWM còn tham gia, điều chế các mạch nguồn như: nghịch lưu 1 pha và 3 pha,boot, buck,..
Ngoài ra, điều chế độ rộng xung PWM còn gặp nhiều trong thực tế ở các mạch điện điều khiển, đặc biệt, PWM còn chuyên dùng để điều khiển những phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi được trang bị sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định.
PWM được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử, đồng thời cũng là nhân tố mà các đội Robocon dùng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ của động cơ.
Điều chế độ rộng xung (PWM) cho phép người dùng kiểm soát tốc độ của động cơ, sản lượng nhiệt của máy sưởi, giúp tiết kiệm năng lượng. Các ứng dụng hiện có cho PWM gồm:
- Bộ điều khiển quạt tản nhiệt với tốc độ thay đổi.
- Hệ thống truyền động máy nén VRF HVAC
- Mạch truyền động đối với động cơ xe hybrid và điện.
- Bộ điều chỉnh độ sáng LED.
06 Cách điều chế độ rộng xung
Điều chế độ rộng xung (PWM) có 6 cách cơ bản sau đây:
Kỹ thuật thực hiện điều chế độ rộng xung đơn
Kỹ thuật này được sử dụng dành cho mạch một pha. Việc thay đổi độ rộng của xung giúp điều khiển thời gian hoặc tín hiệu cổng của bóng bán dẫn giúp điều khiển điện áp đầu ra của biến tần.
Bằng cách thay đổi độ rộng hoặc độ rộng của tín hiệu chuyển phát nhanh, ta có thể thay đổi thời gian hoạt động của bóng bán dẫn. Khi ta thay đổi thời gian bóng bán dẫn thì có thể thay đổi điện áp đầu ra của biến tần.
Cho nên, nếu như độ rộng của xung cổng mà ta nhận được như một đầu ra hoặc bộ so sánh sau khi điều chế độ rộng xung thì độ rộng điện áp đầu ra sẽ nhận được là d.
Kỹ thuật điều chế độ rộng xung tiêm hài bậc ba
Tham Khảo:
- Cách phân biệt Biến tần và khởi động mềm
- Cách phân biệt giữa biến tần và biến áp
Điện áp hài thứ ba không có trên điện áp pha hay đường dây đối với tải ba pha có điểm trung tính thuộc loại dấu phẩy động. Cho nên nó không gây ra biến dạng nào trên điện áp pha.
Việc thêm tín hiệu hài thứ ba trong tín hiệu tham chiếu hình sin tần số thấp, sẽ giúp ta nhận được sự gia tăng biên độ dưới dạng sóng điện áp đầu ra.
Điều chế nhiều xung độ rộng
Điều chế nhiều xung độ rộng gồm nhiều số lượng xung trên một nửa chu kỳ của điện áp đầu ra. Mỗi xung được thay đổi bởi tín hiệu sóng mang. Tần số sóng tam giác lớn hơn tần số dùng trong điều chế độ rộng xung đơn, có vai trò quyết định tới số lượng tín hiệu gating trên nửa chu kỳ.
Việc sử dụng nhiều xung giúp hàm lượng sóng hài có thể giảm bớt. Điện áp đầu ra được kiểm soát bằng việc kiểm soát chỉ số điều chế.
Điều chế độ rộng xung hình sin
Thời gian chuyển mạch của PWM có thể thu được bằng việc thực hiện so sánh sóng hình sin tham chiếu đối với sóng tam giác tần số cao.
Loại điều chế độ rộng xung này được ứng dụng trong công nghiệp. Giá trị RMS của điện áp đầu ra được thay đổi bằng cách thay đổi chỉ số điều chế. Kỹ thuật này giúp cải thiện hệ số méo tiếng, loại bỏ sóng hài nhỏ hơn hoặc bằng 2p-1. Sử dụng bộ lọc giúp ta có thể dễ dàng loại bỏ các sóng hài bậc cao.
Điều chế độ rộng xung dải trễ
Với kỹ thuật này đầu ra được tự do và dao động trong dải lỗi xác định trước được gọi là dải trễ. Tần số chuyển mạch của những thiết bị nguồn không cố định liên tục, thay đổi tuỳ vào cường độ, tần số của tín hiệu tham chiếu.
Sơ đồ điều khiển này giúp mang lại lợi ích chính là khả năng đáp ứng nhanh chóng với tải và quá độ dòng.
Điều chế độ rộng xung của vector không gian
Điều chế vectơ không gian PWM (SVPWM) là thuật toán điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM). Được dùng để tạo ra sóng dòng điện xoay chiều (AC), phổ biến nhất là điều khiển động cơ cấp ở nguồn xoay chiều 3 pha với những tốc độ khác nhau từ DC bằng bằng cách dùng nhiều khuếch đại lớp D.
Sóng hài hiện tại ở đầu ra giảm, vì thế phương pháp điều chế vectơ này cung cấp dòng điện, điện áp đầu ra tối ưu
Lý do cần điều chế độ rộng xung?
Ta có ví dụ minh họa, một tín hiệu DC xung và một tín hiệu DC liên tục được thể hiện. Cả 2 giá trị này đều có giá trị đỉnh là 12V. Tín hiệu xung có chu kỳ làm việc là 50%. Nếu ta kết nối một tải với nguồn DC liên tục, tải sẽ nhận đầy đủ 12V, nhưng nếu chỉ kết nối tải đó với nguồn DC liên tục thì tải nhận đầy đủ trọn vẹn chỉ 6V.
Giá trị trung bình của xung DC chỉ gồm 6V với chu kỳ làm việc 50%. Nếu giảm chu kỳ nhiệm vụ xuống 25% thì giá trị trung bình của xung là 3V. Với giá trị này ta thấy được giá trị trung bình của tín hiệu xung luôn phụ thuộc vào chu kỳ hoạt động.
Để động cơ thiết bị chỉ tiêu thụ nhiều điện năng cần thiết mà không gây ra tình trạng đốt cháy dòng điện, không dùng dưới dạng nhiệt. Trước đây, giải pháp thường dùng là mạch bóng bán dẫn, thay đổi điện trở để thay đổi dòng điện đi qua.
Quy tắc hiệu suất dùng với điện trở này cũng sử dụng cho bóng bán dẫn – năng lượng thường bị lãng phí bởi điện trở thường bị đốt cháy một phần dưới dạng nhiệt, phương thức hoạt động tương tự như với máy sưởi.
Với những chia sẻ trên đây hy vọng đã mang tới cho bạn đọc những thông tin hữu ích nhất về điều chế độ rộng xung. Nếu quý khách hàng muốn biết thêm thông tin chi tiết về thiết bị vui lòng liên hệ với Bình Dương AEC để được chúng tôi tư vấn và hỗ trợ!
BINH DUONG AEC là đơn vị chuyên tư vấn các giải pháp miễn phí về tự động hóa, vui lòng liên hệ HOTLINE 0931.101.388
Địa chỉ văn phòng: 87-89 Khuất Duy Tiến, Thanh Xuân, Hà Nội
Địa chỉ xưởng sản xuất: Lô 25-D14, LK Geleximco, Hà Đông, Hà Nội
Fanpage: https://www.facebook.com/BinhDuongAECb
Email: info@binhduongaec.com.vn
