Широтно-импульсная модуляция встречается везде, но я как-то и не задумывался, как всё происходит, с научной точки зрения. Я конечно, понимаю, как функционирует данная технология, но сегодня желаю углубленно её изучить.
Что это такое, по научному?
Pulse-width modulation – устройство (любой прибор, запитанный от импульсного блока питания) получает пульсирующий электрический сигнал (постоянный ток), для своего питания. С чем связано столь бурное развитие технологии? Высокий уровень коэффициента полезного действия (порядка 98%). Ещё уникальной способностью технологии является обеспечение питания нагрузки от пониженного напряжения сети, например, от 180 вольт.
В каком режиме, работают транзисторы при ШИМ технологии?
Силовые транзисторы работают в ключевом режиме, частоту их базе задаёт оптопара и шим. Благодаря этому переходное состояние транзистора по времени очень маленькое. Но несмотря на это, мощность рассеиваемая на транзисторе, может быть весьма большой. Не зря же на импульсных источниках питания, например, на БП для настольных ПК, стоят огромные кулера и радиаторы охлаждения.
Как устроен ШИМ по научному?
Реле трёхпозиционное и интегратор линейного типа, вот две незамысловатых штуковины. Именно реле своим переключением создаёт прерывание в формируемом электрическом импульсе.
Что стало для меня открытием?
Я и представить не мог, что ШИМ может быть не только цифровым устройством, но, оказывается, и аналоговым. Основой аналогового устройства является компаратор. Компаратор из себя, представляет микросхему, её подают сигнал на две линии. Если перевести на язык механики, компаратор — это весы, с индикатором.
К примеру, уровень сигнала на входе выше уровня сигнала на выходе, компаратор подаёт сигнал, на снижение частоты импульсов, тем самым снижая силу тока. В случае если уровень сигнала, на входе ниже уровня сигнала на выходе. Компаратор выдаёт сигнал на повышение частоты и амплитуды импульсов, тем самым увеличивает силу тока, и мощность, подаваемую на нагрузку.
Цифровой шим, подаёт сигналы за счёт встроенного частотного генератора. Здесь, регулятором мощности служат уже переменные резисторы, или коммутация через цепи резисторов с определённым сопротивлением (знаете, на универсальных блоках питания, есть флажок переключения напряжения).
Рассуждения
Ну а как же быть с большинством импульсных блоков питания, на которых установлена оптопара? Ведь ШИМ зависит от оптопары. Чем сильнее просел ток на выходной линии трансформатора, тем большую амплитуду у ШИМ требует оптопара. Возникает вопрос, это что? Получается ШИМ работающий с оптопарой является аналоговым?
