Jedan od pristupa koji se koristi za značajno smanjenje toplinskih gubitaka komponenti snage radiokruga je korištenje prekidačkih načina rada instalacija. Kod takvih sustava električna komponenta je ili otvorena - u ovom trenutku dolazi do nultog pada napona ili je otvorena - u to vrijeme se na nju primjenjuje nulta struja. Raspršena snaga može se izračunati množenjem vrijednosti struje i napona. U ovom načinu rada, ispada da se postigne učinkovitost od oko 75-80% ili više.
Za dobivanje izlaznog signala željenog oblika, prekidač napajanja mora se otvoriti samo određeno vrijeme, što je razmjerno izračunatim pokazateljima izlaznog napona. To je princip pulsno-širinske modulacije (PWM). Zatim, signal ovog oblika, koji se sastoji od impulsa različite širine, ulazi u područje filtra na temelju prigušnice i kondenzatora. Nakon pretvorbe, izlaz će biti gotovo savršen signal željenog oblika.
Opseg PWM-a nije ograničen na pulsirajuće izvori energije stabilizatori i pretvarači napona. Korištenje ovog principa u dizajnu snažnog pojačala audio frekvencije omogućuje značajno smanjenje potrošnje energije uređaja, dovodi do minijaturizacije kruga i optimizira sustav za prijenos topline. Nedostaci se mogu pripisati osrednjoj kvaliteti signala na izlazu.
Stvaranje PWM signala željenog oblika je vrlo teško. Ipak, industrija danas može zadovoljiti prekrasne posebne sklopove, poznate kao PWM kontroleri. Oni su jeftini i potpuno rješavaju problem oblikovanja signala širine impulsa. Orijentacija u uređaju takvih regulatora i njihova upotreba pomoći će u upoznavanju s njihovim tipičnim dizajnom.
Standardni PWM kontrolni krug preuzima sljedeće izlaze:
Broj zaključaka čipa određen je njegovim dizajnom i načelom rada. Nije uvijek moguće odmah razumjeti složene pojmove, ali pokušat ćemo istaknuti suštinu. Na 2 izlaza nalaze se mikro-krugovi koji upravljaju kaskadama s dva takta (primjeri: most, pola mosta, 2-taktni inverzni pretvornik). Postoje i analogni PWM kontroleri za upravljanje s jednom rukom (jednostruke) kaskadama (primjeri: naprijed / natrag, pojačavanje / smanjivanje, invertiranje).
Osim toga, izlazni stupanj može biti jednodijelni i dvotaktni u strukturi. Push-pull se koristi uglavnom za kontrolu tranzistora polja, ovisno o naponu. Za brzo zatvaranje potrebno je postići brzo pražnjenje kapaciteta "shutter - source" i "shutter - drain". U tu svrhu koristi se push-pull izlazni stupanj regulatora, čiji je zadatak osigurati da izlaz bude kratko spojen na zajednički kabel, ako se tranzistor s efektom polja zatvara.
Za kontrolu bipolarni tranzistor Push-pull kaskada se ne koristi jer se kontrola provodi pomoću struje, a ne napona. Za zatvaranje bipolarnog tranzistora dovoljno je zaustaviti struju koja teče kroz bazu. U ovom slučaju, zatvaranje baze na zajedničku žicu je opcionalno.
Odlučivši se dizajnirati PWM kontroler vlastitim rukama, potrebno je razmisliti o svim detaljima njegove implementacije. To je jedini način za stvaranje radnog uređaja. Osim navedenih izlaza, rad PWM regulatora podrazumijeva sljedeće funkcije:
Čipovi PWM kontrolera mogu se koristiti za različite svrhe. Da bi se otklonila greška u njihovoj suradnji s drugim elementima uređaja, potrebno je utvrditi kako postaviti određene parametre regulatora i koje su komponente sklopa odgovorne za njega.
Napajanje je sastavni dio najsuvremenijih uređaja. Trajanje njegovog rada je praktički neograničeno, ali sigurnost rada uređaja pod kontrolom ovisi o njegovoj upotrebljivosti. Možete sami dizajnirati napajanje, proučavajući princip njegovog rada. Glavni cilj - formiranje željene vrijednosti napona napajanja, osiguravajući njegovu stabilnost. Za najsnažnije galvanske izolacijske uređaje temeljene na djelovanju transformatora, to neće biti dovoljno, a odabrani će element jasno iznenaditi korisnike svojim dimenzijama.
Povećanje frekvencije napajanja strujom može značajno smanjiti veličinu korištenih komponenti, čime se osigurava popularnost napojnih jedinica koje rade na pretvarači frekvencije. Jedna od najjednostavnijih opcija za implementaciju elemenata napajanja je blok dijagram koji se sastoji od izravnog i obrnutog pretvarača, generatora i transformatora. Unatoč očiglednoj jednostavnosti primjene takvih programa, u praksi oni pokazuju više nedostataka nego prednosti. Većina dobivenih pokazatelja brzo se mijenja pod utjecajem napona napajanja, kada se napaja pretvarač pretvarača, pa čak i pri povećanju temperature okoline. PWM kontroleri za napajanje pružaju mogućnost stabilizacije kruga, kao i implementaciju mnogih dodatnih funkcija.
Tipičan sklop se sastoji od generatora impulsa, koji se temelji na PWM kontroleru. Modulacija širine impulsa omogućuje osobnu kontrolu amplitude signala na izlazu niskopropusnog filtra, mijenjajući širinu impulsa ili njegov radni ciklus, ako je potrebno. Snažna strana PWM-a je visoka učinkovitost pojačala snage, posebno zvuka, koji općenito osiguravaju uređaje s prilično širokim rasponom primjena.
PWM kontroleri za napajanje mogu se koristiti u krugovima različitih kapaciteta. Za implementaciju relativno niskih strujnih krugova nije potrebno uključiti veliki broj elemenata u njihov sastav - uobičajeni ključ može biti ključ tranzistor s efektom polja.
PWM kontroleri za velike izvore energije također mogu imati izlazne kontrole (upravljačke programe). IGBT tranzistori se preporučuju kao izlazni ključevi.
Kada je bilo koji uređaj u pogonu, nemoguće je potpuno eliminirati vjerojatnost loma, a to vrijedi i za pretvarače. Složenost dizajna nije važna, čak i dobro poznati TL494 PWM kontroler može uzrokovati probleme u radu. Greške su različite prirode - neke se mogu identificirati okom, a za otkrivanje drugih potrebna je posebna mjerna oprema.
Da biste saznali kako provjeriti PWM kontroler, trebate se upoznati s popisom glavnih kvarova na instrumentima, a tek kasnije s opcijama za njihovo uklanjanje.
Jedan od najčešćih problema je slom ključnih tranzistora. Rezultati se mogu vidjeti ne samo kada pokušavate pokrenuti uređaj, nego i kada ga pregledate pomoću multimetra.
Osim toga, postoje i drugi nedostaci koji su nešto teže detektirati. Prije provjere izravno PWM kontrolera, možete razmotriti najčešće slučajeve kvarova. Na primjer:
Univerzalni i višenamjenski PWM kontroleri sada se mogu naći gotovo svugdje. Oni služe ne samo kao sastavni dio napojnih jedinica najmodernijih uređaja - tipičnih računala i drugih svakodnevnih uređaja. Na temelju kontrolora razvijaju se nove tehnologije koje omogućuju značajno smanjenje potrošnje resursa u mnogim granama ljudske djelatnosti. Vlasnici privatnih kuća imat će koristi od fotonaponskih regulatora punjenja baterija, temeljenih na principu pulsno-širinske modulacije struje punjenja.
Visoka učinkovitost čini razvoj novih uređaja, čije se djelovanje temelji na načelu PWM, što je vrlo obećavajuće. Sekundarni izvori energije nisu jedina aktivnost.