ఓపాంప్ ఉపయోగించి సైన్ వేవ్ పిడబ్ల్యుఎం (ఎస్‌పిడబ్ల్యుఎం) సర్క్యూట్

SPWM సైన్ వేవ్ పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్‌ను సూచిస్తుంది, ఇది పల్స్ వెడల్పు అమరిక, దీనిలో పప్పులు ప్రారంభంలో ఇరుకైనవి, ఇవి క్రమంగా మధ్యలో విస్తృతంగా వస్తాయి, ఆపై అమరిక ముగింపులో మళ్ళీ ఇరుకైనవి. ఇన్వర్టర్ వంటి ప్రేరక అనువర్తనంలో అమలు చేయబడినప్పుడు ఈ పప్పుల సమితి అవుట్‌పుట్‌ను ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ సైనేవ్‌ఫారమ్‌గా మార్చడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, ఇది సాంప్రదాయక గ్రిడ్ సైన్ వేవ్‌ఫారమ్‌తో సమానంగా కనిపిస్తుంది,

ఇన్వర్టర్ నుండి సైనేవ్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందడం దాని ఉత్పాదక నాణ్యత పరంగా, యూనిట్‌కు గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని అందించడానికి అత్యంత కీలకమైన మరియు అత్యంత ప్రయోజనకరమైన లక్షణం. ఓపాంప్ ఉపయోగించి సైన్ వేవ్ పిడబ్ల్యుఎం లేదా ఎస్పిడబ్ల్యుఎమ్ ఎలా తయారు చేయాలో నేర్చుకుందాం.

సైన్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ను అనుకరించడం అంత సులభం కాదు

సైనూసోయిడల్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించడం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు ఇన్వర్టర్లకు సిఫారసు చేయబడకపోవచ్చు, ఎందుకంటే ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు సాధారణంగా విపరీతంగా పెరుగుతున్న ప్రవాహాలు లేదా వోల్టేజ్‌లను 'ఇష్టపడవు'. ఘన స్థితి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను ఉపయోగించడం ద్వారా ఇన్వర్టర్లు తప్పనిసరిగా తయారవుతాయి కాబట్టి, సైనూసోయిడల్ తరంగ రూపాన్ని సాధారణంగా నివారించవచ్చు.

సైనోసోయిడల్ తరంగాలతో పనిచేయవలసి వచ్చినప్పుడు ఎలక్ట్రానిక్ శక్తి పరికరాలు అసమర్థ ఫలితాలను ఇస్తాయి, ఎందుకంటే పరికరాలు చదరపు తరంగ పప్పులతో పనిచేసేటప్పుడు పోలిస్తే చాలా వేడిగా ఉంటాయి.

కాబట్టి అమలు చేయడానికి తదుపరి ఉత్తమ ఎంపిక a ఇన్వర్టర్ నుండి సైన్ వేవ్ PWM మార్గం ద్వారా, ఇది పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్.

పిడబ్ల్యుఎం అనేది ఒక ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ను నిష్పత్తిలో మారుతున్న చదరపు పల్స్ వెడల్పుల ద్వారా ఉంచే ఒక అధునాతన మార్గం (డిజిటల్ వేరియంట్), దీని నికర విలువ ఎంచుకున్న ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ వేవ్‌ఫార్మ్ యొక్క నికర విలువకు సరిగ్గా సరిపోయేలా లెక్కించబడుతుంది, ఇక్కడ 'నెట్' విలువ RMS విలువను సూచిస్తుంది. అందువల్ల ఇచ్చిన సైన్ వేవ్‌కు సంబంధించి సంపూర్ణ లెక్కించిన పిడబ్ల్యుఎం ఇచ్చిన సిన్‌వేవ్‌ను ప్రతిబింబించడానికి సరైన సమానమైనదిగా ఉపయోగించవచ్చు.

ఇంకా, పిడబ్ల్యుఎంలు ఎలక్ట్రానిక్ పవర్ పరికరాలతో (మోస్‌ఫెట్స్, బిజెటిలు, ఐజిబిటిఎస్) ఆదర్శంగా అనుకూలంగా మారతాయి మరియు వీటిని తక్కువ ఉష్ణ వెదజల్లడంతో అమలు చేయడానికి అనుమతిస్తాయి.

అయినప్పటికీ సిన్‌వేవ్ పిడబ్ల్యుఎం తరంగ రూపాలను ఉత్పత్తి చేయడం లేదా తయారు చేయడం సాధారణంగా సంక్లిష్టంగా పరిగణించబడుతుంది, మరియు ఎందుకంటే వాటిని అమలు చేయడం మనస్సులో అనుకరించడం అంత సులభం కాదు.

నేను కొన్ని తీవ్రమైన ఆలోచన మరియు .హల ద్వారా ఫంక్షన్‌ను సరిగ్గా అనుకరించే ముందు నేను కొన్ని మెదడును కదిలించాల్సి వచ్చింది.

SPWM అంటే ఏమిటి

సైనేవర్ పిడబ్ల్యుఎమ్ (ఎస్పిడబ్ల్యుఎమ్) ను ఉత్పత్తి చేయటానికి సులభమైన పద్ధతి, అవసరమైన ప్రాసెసింగ్ కోసం ఓపాంప్ యొక్క ఇన్పుట్కు విపరీతంగా భిన్నమైన సంకేతాలను ఇవ్వడం. రెండు ఇన్పుట్ సిగ్నల్స్లో ఒకదానితో పోల్చితే దాని పౌన frequency పున్యంలో చాలా ఎక్కువ ఉండాలి.

ది ఐసి 555 ను సైన్ సమానమైన పిడబ్ల్యుఎంలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కూడా సమర్థవంతంగా ఉపయోగించవచ్చు , దాని అంతర్నిర్మిత ఒపాంప్‌లు మరియు R / C త్రిభుజం రాంప్ జనరేటర్ సర్క్యూట్‌ను చేర్చడం ద్వారా.

కింది చర్చ మొత్తం విధానాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి మీకు సహాయపడుతుంది.

ఓపాంప్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా రెండు సిగ్నల్‌లను ప్రాసెస్ చేయడం ద్వారా సైన్ వేవ్ పిడబ్ల్యుఎంలు (ఎస్‌పిడబ్ల్యుఎం) ఎలా అమలు చేయబడుతుందనే దానిపై కొత్త అభిరుచి గలవారు మరియు నిపుణులు కూడా ఇప్పుడు చాలా తేలికగా కనుగొంటారు, ఈ క్రింది రేఖాచిత్రం మరియు అనుకరణ సహాయంతో దాన్ని గుర్తించండి.

రెండు ఇన్పుట్ సిగ్నల్స్ ఉపయోగించడం

మునుపటి విభాగంలో చెప్పినట్లుగా, ఈ ప్రక్రియలో ఓపాంప్ యొక్క ఇన్పుట్లకు రెండు విపరీతంగా మారుతున్న తరంగ రూపాలను ఇవ్వడం జరుగుతుంది.

ఇక్కడ ఓపాంప్ ఒక సాధారణ పోలికగా కాన్ఫిగర్ చేయబడింది, కాబట్టి ఈ రెండు సూపర్‌పోజ్డ్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ల యొక్క తక్షణ వోల్టేజ్ స్థాయిలను ఇవి కనిపించే లేదా దాని ఇన్‌పుట్‌లకు వర్తించే క్షణంలో ఓపాంప్ తక్షణమే పోల్చడం ప్రారంభిస్తుందని మేము అనుకోవచ్చు.

అవసరమైన సైన్ వేవ్ పిడబ్ల్యుఎమ్‌లను దాని అవుట్‌పుట్‌లో సరిగ్గా అమలు చేయడానికి ఓపాంప్‌ను ప్రారంభించడానికి, సిగ్నల్‌లలో ఒకదానిలో మరొకటి కంటే ఎక్కువ పౌన frequency పున్యం ఉండటం అత్యవసరం. ఇక్కడ నెమ్మదిగా పౌన frequency పున్యం అనేది పిడబ్ల్యుఎంలచే అనుకరించాల్సిన (ప్రతిరూపం) నమూనా సిన్ వేవ్.

ఆదర్శవంతంగా, రెండు సిగ్నల్స్ సిన్ వేవ్స్ (ఒకటి కంటే ఎక్కువ పౌన frequency పున్యం కలిగినవి) అయి ఉండాలి, అయితే త్రిభుజం తరంగం (అధిక పౌన frequency పున్యం) మరియు సైన్ వేవ్ (తక్కువ పౌన .పున్యంతో నమూనా వేవ్) ను చేర్చడం ద్వారా కూడా దీనిని అమలు చేయవచ్చు.

కింది చిత్రాలలో చూడగలిగినట్లుగా, అధిక పౌన frequency పున్య సిగ్నల్ ఒపాంప్ యొక్క విలోమ ఇన్పుట్ (-) కు స్థిరంగా వర్తించబడుతుంది, ఇతర నెమ్మదిగా సిన్ వేవ్ ఓపాంప్ యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ (+) ఇన్పుట్కు వర్తించబడుతుంది.

చెత్త దృష్టాంతంలో, రెండు సంకేతాలు పైన చర్చించినట్లు సిఫార్సు చేయబడిన ఫ్రీక్వెన్సీ స్థాయిలతో త్రిభుజం తరంగాలు కావచ్చు. ఇప్పటికీ అది మంచి సిన్‌వేవ్ సమానమైన పిడబ్ల్యుఎం సాధించడానికి మీకు సహాయపడుతుంది.

అధిక పౌన frequency పున్యం కలిగిన సిగ్నల్‌ను క్యారియర్ సిగ్నల్ అని పిలుస్తారు, నెమ్మదిగా నమూనా సిగ్నల్‌ను మాడ్యులేటింగ్ ఇన్‌పుట్ అంటారు.

ట్రయాంగిల్ వేవ్ మరియు సైన్‌వేవ్‌తో SPWM ని సృష్టిస్తోంది

పై బొమ్మను ప్రస్తావిస్తూ, ఇచ్చిన సమయ వ్యవధిలో రెండు సిగ్నల్స్ యొక్క వివిధ యాదృచ్చిక లేదా అతివ్యాప్తి వోల్టేజ్ పాయింట్లను ప్లాట్ చేసిన పాయింట్ల ద్వారా మనం స్పష్టంగా చూడవచ్చు.

క్షితిజ సమాంతర అక్షం తరంగ రూపం యొక్క కాల వ్యవధిని సూచిస్తుంది, నిలువు అక్షం రెండు ఏకకాలంలో నడుస్తున్న, అతిశయించిన తరంగ రూప వోల్టేజ్ స్థాయిలను సూచిస్తుంది.

రెండు తరంగ రూపాల యొక్క తక్షణ వోల్టేజ్ స్థాయిలకు ఓపాంప్ ఎలా స్పందిస్తుందో మరియు దాని అవుట్పుట్ వద్ద తదనుగుణంగా మారుతున్న సైన్ వేవ్ పిడబ్ల్యుఎమ్‌ను ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తుందనే దాని గురించి ఫిగర్ మాకు తెలియజేస్తుంది.

విధానం నిజానికి .హించడం అంత కష్టం కాదు. ఓపాంప్ వేగంగా త్రిభుజం వేవ్ యొక్క మారుతున్న తక్షణ వోల్టేజ్ స్థాయిలను సాపేక్షంగా చాలా నెమ్మదిగా ఉన్న సిన్‌వేవ్‌తో పోల్చి చూస్తుంది (ఇది కూడా త్రిభుజం తరంగం కావచ్చు), మరియు త్రిభుజం తరంగ రూప వోల్టేజ్ సైన్ వేవ్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉండవచ్చు మరియు తక్షణమే స్పందిస్తుంది దాని ఉత్పాదనలలో అధిక తర్కాన్ని సృష్టించడం.

త్రిభుజం తరంగ సంభావ్యత సైన్ వేవ్ సంభావ్యత కంటే తక్కువగా ఉన్నంత కాలం ఇది కొనసాగుతుంది, మరియు సైన్ వేవ్ సంభావ్యత తక్షణ త్రిభుజం తరంగ సంభావ్యత కంటే తక్కువగా ఉన్నట్లు గుర్తించిన క్షణం, అవుట్‌పుట్‌లు తక్కువ స్థాయికి తిరిగి వస్తాయి మరియు పరిస్థితి తిరిగి వచ్చే వరకు కొనసాగుతుంది .

ఒపాంప్స్ యొక్క రెండు ఇన్పుట్లపై రెండు సూపర్పోజ్డ్ తరంగ రూపాల యొక్క తక్షణ సంభావ్య స్థాయిల యొక్క ఈ నిరంతర పోలిక, తదనుగుణంగా మారుతున్న PWM లను సృష్టిస్తుంది, ఇది ఒపాంప్ యొక్క ఇన్వర్టింగ్ కాని ఇన్పుట్ మీద వర్తించే సైన్ వేవ్ఫార్మ్ యొక్క ప్రతిరూపం కావచ్చు.

ఓపాంప్ procession రేగింపు SPWM

కింది చిత్రం పై ఆపరేషన్ యొక్క స్లో-మో అనుకరణను చూపుతుంది:

పై వివరణ ఆచరణాత్మకంగా అమలు చేయడాన్ని ఇక్కడ మనం చూడవచ్చు, మరియు ఓపాంప్ అదే విధంగా అమలు చేయబడుతోంది (అయినప్పటికీ చాలా ఎక్కువ రేటుతో, ms లో).

ఎగువ బొమ్మ రెండవ స్క్రోలింగ్ రేఖాచిత్రం కంటే కొంచెం ఖచ్చితమైన SPWM వర్ణనను చూపిస్తుంది, దీనికి కారణం మొదటి చిత్రంలో నేను నేపథ్యంలో గ్రాఫ్ లేఅవుట్ యొక్క సౌకర్యాన్ని కలిగి ఉన్నాను, అయితే రెండవ అనుకరణ రేఖాచిత్రంలో నేను సహాయం లేకుండా అదే ప్లాట్ చేయాల్సి వచ్చింది గ్రాఫ్ కోఆర్డినేట్స్, అందువల్ల నేను కొన్ని యాదృచ్చిక పాయింట్లను కోల్పోవచ్చు మరియు అందువల్ల మొదటిదానితో పోలిస్తే అవుట్‌పుట్‌లు కొద్దిగా సరికానివిగా కనిపిస్తాయి.

ఏదేమైనా, ఆపరేషన్ చాలా స్పష్టంగా ఉంది మరియు మునుపటి విభాగాలలో వివరించిన విధంగా ఓపాంప్ దాని ఇన్పుట్లలో ఒకేసారి రెండు వేర్వేరు సంకేతాలను పోల్చడం ద్వారా పిడబ్ల్యుఎం సైన్ వేవ్ను ఎలా ప్రాసెస్ చేయాలో స్పష్టంగా తెస్తుంది.

వాస్తవానికి ఓపాంప్ సైన్ వేవ్ పిడబ్ల్యుఎమ్‌లను పైన చూపిన అనుకరణ కంటే చాలా ఖచ్చితంగా ప్రాసెస్ చేస్తుంది, ఇది 100 రెట్లు మెరుగ్గా ఉండవచ్చు, ఇది ఫెడ్ శాంపిల్‌కు అనుగుణమైన చాలా ఏకరీతి మరియు చక్కటి పిడబ్ల్యుఎంలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సైన్ తరంగం.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం