SPWM mengacu pada Modulasi Lebar Pulsa Gelombang Sinus yang merupakan pengaturan lebar pulsa di mana pulsa semakin sempit pada awalnya, yang secara bertahap semakin lebar di tengah, dan kemudian semakin sempit lagi dari akhir pengaturan. Kumpulan pulsa ini ketika diimplementasikan dalam aplikasi induktif seperti inverter memungkinkan output diubah menjadi bentuk gelombang sinus eksponensial, yang mungkin terlihat persis sama dengan bentuk gelombang sinus grid konvensional,

Mendapatkan output sinewave dari inverter dapat menjadi fitur yang paling penting dan paling menguntungkan untuk menghasilkan efisiensi maksimum pada unit, dalam hal kualitas outputnya. Mari pelajari cara membuat gelombang sinus PWM atau SPWM menggunakan opamp.

Mensimulasikan bentuk gelombang Sinus tidaklah mudah

Mencapai keluaran gelombang sinusoidal bisa sangat rumit dan mungkin tidak direkomendasikan untuk inverter, karena perangkat elektronik biasanya tidak 'menyukai' arus atau tegangan yang naik secara eksponensial. Karena inverter pada dasarnya dibuat dengan menggunakan perangkat elektronik solid state, bentuk gelombang sinusoidal biasanya dihindari.

Perangkat daya elektronik ketika dipaksa beroperasi dengan gelombang sinusoidal menghasilkan hasil yang tidak efisien karena perangkat cenderung menjadi relatif lebih panas dibandingkan saat dioperasikan dengan pulsa gelombang persegi.

Jadi, opsi terbaik berikutnya untuk mengimplementasikan file gelombang sinus dari inverter adalah dengan cara PWM, yang merupakan singkatan dari modulasi lebar pulsa.

PWM adalah cara lanjutan (varian digital) untuk menampilkan bentuk gelombang eksponensial melalui lebar pulsa persegi yang bervariasi secara proporsional yang nilai bersihnya dihitung agar sama persis dengan nilai bersih bentuk gelombang eksponensial yang dipilih, di sini nilai 'bersih' mengacu pada nilai RMS. Oleh karena itu, PWM yang dihitung dengan sempurna dengan mengacu pada gelombang sinus tertentu dapat digunakan sebagai padanan yang sempurna untuk mereplikasi gelombang sinus yang diberikan.

Selain itu, PWM menjadi kompatibel secara ideal dengan perangkat daya elektronik (mosfet, BJT, IGBTS) dan memungkinkannya berjalan dengan pembuangan panas minimal.

“apa yang dilakukan oleh pemutus kesalahan busur? ”

Namun menghasilkan atau membuat gelombang PWM gelombang sinus biasanya dianggap rumit, dan itu karena penerapannya tidak mudah untuk disimulasikan dalam pikiran seseorang.

Bahkan saya harus melalui beberapa brainstorming sebelum saya dapat mensimulasikan fungsinya dengan benar melalui pemikiran dan imajinasi yang intens.

Apa itu SPWM

Metode yang paling mudah diketahui untuk menghasilkan PWM sinewaver (SPWM), adalah dengan memberi makan beberapa sinyal yang bervariasi secara eksponensial ke input opamp untuk pemrosesan yang diperlukan. Di antara dua sinyal masukan yang satu harus memiliki frekuensi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan yang lain.

Itu IC 555 juga dapat digunakan secara efektif untuk menghasilkan PWM setara sinus , dengan memasukkan opamp bawaannya dan sirkuit generator ramp segitiga R / C.

Diskusi berikut akan membantu Anda memahami keseluruhan prosedur.

Penghobi baru dan bahkan profesional sekarang akan merasa cukup mudah untuk memahami tentang bagaimana PWM gelombang sinus (SPWM) diimplementasikan dengan memproses beberapa sinyal dengan menggunakan opamp, mari kita cari tahu dengan bantuan diagram dan simulasi berikut.

Menggunakan dua Sinyal Input

Seperti disebutkan di bagian sebelumnya, prosedur melibatkan pemberian makan dua bentuk gelombang yang bervariasi secara eksponensial ke input opamp.

Di sini opamp dikonfigurasi sebagai pembanding yang khas, sehingga kita dapat berasumsi bahwa opamp akan langsung mulai membandingkan level tegangan sesaat dari dua bentuk gelombang yang ditumpangkan ini saat ini muncul atau diterapkan ke inputnya.

Untuk mengaktifkan opamp untuk mengimplementasikan PWM gelombang sinus yang diperlukan dengan benar pada keluarannya, sangat penting bahwa salah satu sinyal memiliki frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada yang lain. Frekuensi yang lebih lambat di sini adalah frekuensi yang seharusnya menjadi gelombang sinus sampel yang perlu ditiru (direplikasi) oleh PWM.

Idealnya, kedua sinyal tersebut harus gelombang sinus (satu dengan frekuensi lebih tinggi dari yang lain), namun hal yang sama juga dapat diterapkan dengan memasukkan gelombang segitiga (frekuensi tinggi) dan gelombang sinus (gelombang sampel dengan frekuensi rendah).

“apakah kumparan tesla menghasilkan listrik? ”

Seperti dapat dilihat pada gambar berikut, sinyal frekuensi tinggi selalu diterapkan ke input pembalik (-) dari opamp, sementara gelombang gelombang lambat lainnya diterapkan ke input non-pembalik (+) dari opamp.

Dalam skenario kasus terburuk, kedua sinyal tersebut dapat berupa gelombang segitiga dengan tingkat frekuensi yang disarankan seperti dibahas di atas. Namun itu akan membantu Anda mencapai PWM sinewave setara yang cukup baik.

Sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi disebut sebagai sinyal pembawa, sedangkan sinyal sampel yang lebih lambat disebut input modulasi.

Membuat SPWM dengan gelombang Segitiga dan Sinewave

Mengacu pada gambar di atas, kita dapat dengan jelas memvisualisasikan melalui titik-titik yang diplot berbagai titik tegangan yang bertepatan atau tumpang tindih dari dua sinyal selama rentang waktu tertentu.

Sumbu horizontal menandakan periode waktu dari bentuk gelombang, sedangkan sumbu vertikal menunjukkan level tegangan dari dua bentuk gelombang yang berjalan secara bersamaan.

Gambar tersebut memberi tahu kita tentang bagaimana opamp akan merespons level tegangan sesaat bertepatan yang ditunjukkan dari dua bentuk gelombang dan menghasilkan PWM gelombang sinus yang bervariasi pada outputnya.

Prosedurnya sebenarnya tidak terlalu sulit untuk dibayangkan. Opamp hanya membandingkan tingkat tegangan sesaat gelombang segitiga cepat dengan gelombang sinus yang relatif jauh lebih lambat (ini juga bisa menjadi gelombang segitiga), dan memeriksa kejadian di mana tegangan bentuk gelombang segitiga mungkin lebih rendah dari tegangan gelombang sinus dan merespons dengan segera. menciptakan logika tinggi pada keluarannya.

Hal ini dipertahankan selama potensi gelombang segitiga terus berada di bawah potensi gelombang sinus, dan saat potensi gelombang sinus terdeteksi lebih rendah dari potensi gelombang segitiga sesaat, output akan kembali dengan rendah dan bertahan hingga situasi kembali .

Perbandingan terus menerus dari tingkat potensial sesaat dari dua bentuk gelombang yang ditumpangkan di atas dua input dari hasil opamp dalam pembuatan PWM yang sesuai bervariasi yang mungkin persis merupakan replikasi bentuk gelombang sinus yang diterapkan pada input non-pembalik dari opamp.

Opamp Memproses SPWM

Gambar berikut menunjukkan simulasi gerak lambat dari operasi di atas:

Di sini kita dapat menyaksikan penjelasan di atas diimplementasikan secara praktis, dan ini adalah bagaimana opamp akan mengeksekusi hal yang sama (walaupun pada tingkat yang jauh lebih buruk, dalam ms).

Gambar di atas menunjukkan penggambaran SPWM yang sedikit lebih akurat dibandingkan dengan diagram scrolling kedua, hal ini karena pada gambar pertama saya merasa nyaman dengan tata letak grafik di latar belakang sedangkan pada diagram simulasi kedua saya harus membuat plot yang sama tanpa bantuan koordinat grafik, oleh karena itu saya mungkin telah melewatkan beberapa titik yang bertepatan dan oleh karena itu keluarannya terlihat sedikit tidak akurat dibandingkan dengan yang pertama.

Namun demikian, operasinya cukup jelas dan dengan jelas menunjukkan bagaimana sebuah opamp seharusnya memproses gelombang sinus PWM dengan membandingkan dua sinyal yang berbeda secara bersamaan pada inputnya seperti yang dijelaskan di bagian sebelumnya.

Sebenarnya sebuah opamp akan memproses PWM gelombang sinus jauh lebih akurat daripada simulasi yang ditunjukkan di atas, mungkin 100 kali lebih baik, menghasilkan PWM yang sangat seragam dan berdimensi baik sesuai dengan sampel yang diumpankan. gelombang sinus.