100 % Einschaltdauer PWM

Ich musste kürzlich einen Filter bauen, um von PWM auf 0-5 Vcc zu wechseln, und das brachte mich zum Nachdenken ...

Bei 100 % Einschaltdauer betrug die verwendete PWM 100 % 5-V-Ausgang, Gleichspannung ...

Wenn ich diese PWM zum Beispiel verwenden würde, um einen MOSFET ein-/auszuschalten, um die Primärspule eines Transformators anzusteuern (wie bei einem SMPS-Modell), wäre das 100%-Tastverhältnis tatsächlich gleich 0% (der Transformator hat gewonnen). funktioniert nicht für eine nicht oszillierende Spannung an der Primärseite), und daher würde an der Versorgung keine Ausgabe erfolgen ...

Ich gehe davon aus, dass dies bei jeder PWM-Schaltung berücksichtigt wird, und in Fällen wie dem von mir erwähnten würde das Maximum auf 99,9% gesetzt werden.

Also, beide Fälle (100% Einschaltdauer => DC) und (100% Einschaltdauer => 99,9% Einschaltdauer) scheinen für verschiedene Schaltungen in Ordnung zu sein, meine Frage ist ...

Gibt es diesbezüglich einen Standard, vielleicht eine Konvention oder Regel bezüglich der PWM-Ausgangsspezifikationen?

Wenn ein Ingenieur von 100 % Einschaltdauer spricht, meint er damit das eine oder das andere?

Was wären in dieser Schaltung mit einem Transformator die praktischen Unterschiede zwischen einem Signal mit einem Tastverhältnis von 20 % und einem Signal mit einem Tastverhältnis von 80 %?
Ich bin mir nicht sicher, was Sie fragen, aber 100% PWM ist so widersprüchlich wie organisches Wasser: Wenn das Tastverhältnis 100% beträgt, ist es ein Gleichstromsignal und es kann nichts schalten. Der von ihm gesteuerte Mosfet wäre entweder ein- oder ausgeschaltet.
Sie müssen diese Frage bei der Ansteuerung von Wandlern mit einer einzigen Spule (wie Buck) und Transformator (wie Flyback) aufteilen. Einem Buck ist ein PWM-Tastverhältnis von 100% egal, bei Gleichstrom verliert die Spule ihre Funktion und leitet die elektrische Energie nur weiter. Wenn der Konverter einen Transformator verwendet (2 Spulen auf 1 Kern), haben Sie Recht, bei Gleichstrom wird keine Leistung mehr übertragen. Daher benötigt diese Schaltung mehr als ein Schaltelement.

Antworten (4)

100 % PWM-Tastverhältnis bedeutet, dass der PWM-Impuls 100 % der Zeit hoch ist. Dies ist dasselbe wie der flache Pegel der Pulshochspannung. Für einen typischen Mikrocontroller-PWM-Ausgang wäre dies seine Versorgungsspannung.

In vielen Fällen kommt es auf die durchschnittliche PWM-Spannung an. Die Pulse sind absichtlich schnell genug, damit ihre Wirkung ausgemittelt wird. Dies ist beispielsweise bei der Ansteuerung von LEDs, Solenoiden und Motoren der Fall.

Beim Ansteuern eines Transformators gelangt jedoch nur eine gewisse Funktion der Wechselstromkomponente auf die Sekundärseite. Gleichstrom verursacht nur eine Erwärmung ohne Nutzen und bringt die Wechselstromspitzen einer Richtung näher an die Sättigung des Kerns.

Daher wird bei Ansteuerung eines Transformators mit PWM das maximale Ergebnis bei 50 % Tastverhältnis erzielt. 100 % ergibt dasselbe Ergebnis wie 0 %, abgesehen von der zusätzlichen Erwärmung. Dies wird natürlich bei der Ansteuerung eines Trafos berücksichtigt. Die Firmware oder was auch immer den Arbeitszyklus anpasst, muss auf 50 % begrenzt werden.

Sie könnten dies als den maximalen Antriebspegel betrachten, aber Sie würden es immer noch als 50 % PWM-Tastverhältnis bezeichnen.

Bedenken Sie, dass Sie, um einen Transformator richtig anzutreiben, ihn mit reinem Wechselstrom antreiben möchten (weil eine Gleichstromkomponente über der Primärwicklung den Kern sättigen und seinen Wirkungsgrad verringern kann.

Es gibt zwei gängige Möglichkeiten: Sie können eine H-Brücke oder eine Primärwicklung mit Mittenabgriff mit einem Schalter an jedem Ende verwenden. Ich werde letzteres in Betracht ziehen, aber das gleiche Prinzip (Umkehrung der Antriebsrichtung in jeder Wechselstrom-Halbwelle) gilt für beide .

Dann bedeutet 0% PWM, dass keiner der Schalter eingeschaltet ist. Typischerweise bedeutet 100 % PWM, dass jeder Schalter abwechselnd für die gesamte PWM-Periode eingeschaltet wird, was einem halben Zyklus der AC-Wellenform entspricht.

Mit anderen Worten, für einen Wechselstromkreis beträgt Ihr vollständiger Arbeitszyklusbereich wirklich 0 bis 50 %, da 50 % bis 100 % bei Wechselstrom dasselbe Ergebnis liefern, nur umgekehrt (d. h. 0 % = 100 %, 10 % = 90 %, usw.).

Einschaltdauer ist gut definiert als

D C = T H ich G H T P e R ich Ö D
Hier T H ich G H ist die Zeit, in der Ihr Signal von der Gesamtdauer der Länge hoch ist T P e R ich Ö D . In Prozent wird es sein
D C % = 100 T H ich G H T P e R ich Ö D

So D C % = 0 impliziert T H ich G H = 0 , dh das Signal ist immer niedrig. Und D C % = 100 impliziert T H ich G H = T P e R ich Ö D - Das Signal ist während der gesamten Periodendauer hoch, dh immer.

Ein Tastverhältnis von 100 % bedeutet, dass die Spannung immer hoch (ein) ist, 0 % bedeutet, dass sie immer niedrig/aus ist. Obwohl beide DC sind, sind sie sicherlich nicht dasselbe.

Nehmen wir zum Beispiel eine Lichtquelle: 0 % Einschaltdauer bedeutet, dass sie dunkel/aus ist, und 100 % bedeutet, dass sie maximal hell ist.

Bei Schaltnetzteilen kann die Einschaltdauer geändert werden, um den Ausgang zu regulieren, aber eine Einschaltdauer von mehr als 50 % ist nicht sinnvoll, da dies nur Energie verschwenden würde. Der springende Punkt von SMPS ist es, energieeffizienter zu sein.