PWM sygnał prostokątny - częstotliwość, wypełnienie, napięcie i natężenie

0

Witam,
generując sygnał PWM prostokątny - w dużym uproszczeniu - czy mogę założyć, że regulację prądu (natężenia) mogę osiągnąć przez czas wypełnienia impulsu (im mniejszy tym mniejsze natężenie)?
Z napięciem rozumiem, że sprawa będzie nieco bardziej skomplikowana bo to już wypadkowa zarówno częstotliwości jak i szerokości impulsu (w dużym uproszczeniu teoretycznie zmniejszenie obu wartości obniży napięcie).
Zasadniczo nie ma znaczenia co tam będzie ten PWM regulował na końcu, bo jak już to jakieś garażowe projekty.

Testy na jakimś amatorskim oscyloskopie potwierdzają moje przypuszczenia, ale nie wiem na ile to urządzenie pokazuje prawdę - stąd też zdanie autorytetu byłoby nieocenione.

Pozdrawiam

ps. na elektrodzie już nie chcę nawet próbować;)

1

Jak znasz rezystancję obwodu, napięcie i wypełnienie napięcia czyli ten PWM, to da się obliczyć ile na sekundę amperów przepływa.

Hmm też ja nie jestem autorytetem, a retardem z neta, ale raczej wszystko powinno się zgadza

1

Na pytanie jakie zadałeś trudno sensownie odpowiedzieć. Prąd i napięcie można rozważać w jakimś konkretnym układzie. "Sygnał PWM prostokątny" jako byt niematerialny nie ma takiej właściwości jak natężenie prądu.

2

@TytusRomek obawiam się, że na elektrodzie zostałeś zrugany dlatego, że twoje pytanie to bełkot. Jak opiszesz dokładnie co, jak, dlaczego i jakie dokładnie masz pytanie to uzyskasz odpowiedź. Bo na razie poziom odpowiedzi jest na poziomie twojego pytania.

0

P2420 napisał(a):

Na pytanie jakie zadałeś trudno sensownie odpowiedzieć. Prąd i napięcie można rozważać w jakimś konkretnym układzie. "Sygnał PWM prostokątny" jako byt niematerialny nie ma takiej właściwości jak natężenie prądu.

fakt, zgoda pełna, nie ma, dopóki zasilacz czegoś nie poda i tutaj ograniczam się tylko do tego poziomu. i pytanie czy po stronie pierwotnej moje amatorskie/laickie/lamerskie rozumowanie jest ok. jak Wypełmię sygnał krócej to zmniejsze natężenie? odbiornik weźmie co mu potrzeba, ale nie więcej niż dostanie.
ale co dostanie?

0

ccwrc napisał(a):

@TytusRomek obawiam się, że na elektrodzie zostałeś zrugany dlatego, że twoje pytanie to bełkot. Jak opiszesz dokładnie co, jak, dlaczego i jakie dokładnie masz pytanie to uzyskasz odpowiedź. Bo na razie poziom odpowiedzi jest na poziomie twojego pytania.

Cześć.
a gdzie widzisz "bełkot" w moim pytaniu?

Nie zostałem zrugany na elektrodzie bo nawet nie pytałem.. pytałem kiedyś i zwykle było idź do fachowca etc etc etc ;)
No ale e61 elektrykę ogarnąłem, pralkę naprawiłem ze 2 razy i takie tam;)
pytanie mam dokładnie takie:
ę
czy szerokość impulsu sygnału PWM wpływa na natężenie czy nie?

doświadczalnie na tzw "czuja" (bo jestem majsterkowiczem/amatorem/lamerem/ zwał jak zwał któremu brakuje teorii w tym temacie) i potrzebuję wiedzieć tylko to:)

3

W PWM możesz zmieniać duty cycle, czyli te wypełnienie, a natężenie się oblicza jako średnią.

Jak masz w sekundzie 50% stan wysoki i 50% stan niski, to wyjdzie ci przy napięciu 5V i rezystancji 1 oma, wyjdzie ci 5 Amerów i podzielić przez 2 czyli 2,5 ampera na sekundę średniej.
Prąd się liczy jako średnia, tak działają zasilacze impulsowe włączają i wyłączają prąd bardzo szybko 200 tysięcy razy na sekundę, ale średnią się liczy z tego co jest.
Taki sam wynik powinien dać amperomierz, więc też upewnij się narzędziem mierzącym czy twoje wyniki obliczeń pokrywają się z narzędziami.

1

Zakładasz, że wszyscy dokładnie wiedzą o czym myślisz. Co nie jest prawdą. Ten sygnał PWM zapewne coś ma cyklicznie włączać i wyłączać. O tym czymś nie wspomniałeś. Wartości prądu i napięcia dotyczą obwodów elektrycznych. Czyli właśnie tego o czym nie napisałeś. Użytkownik Autysta wymyślił układ i założył najprostszy z możliwych przypadków. Przyjął , że obciążenie jest rezystancyjne i przykładowo wynosi 1 ohm. Jest to jednak tylko bardzo mały wycinek rzeczywistości. Istnieje aparat matematyczny pozwalający obliczyć co się będzie działo w układzie w przypadku sterowania impulsowego. Napisano na ten temat wiele książek, Trzeba jednak ten układ znać aby zanalizować coś się będzie w mim działo w przypadku sterowania PWM. Inaczej mówiąc wszystko zależy od tego co jest "odbiornikiem".

0

Autysta napisał(a):

W PWM możesz zmieniać duty cycle, czyli te wypełnienie, a natężenie się oblicza jako średnią.

Jak masz w sekundzie 50% stan wysoki i 50% stan niski, to wyjdzie ci przy napięciu 5V i rezystancji 1 oma, wyjdzie ci 5 Amerów i podzielić przez 2 czyli 2,5 ampera na sekundę średniej.
Prąd się liczy jako średnia, tak działają zasilacze impulsowe włączają i wyłączają prąd bardzo szybko 200 tysięcy razy na sekundę, ale średnią się liczy z tego co jest.
Taki sam wynik powinien dać amperomierz, więc też upewnij się narzędziem mierzącym czy twoje wyniki obliczeń pokrywają się z narzędziami.

Czapka z głowy Kolego, dziękuję, już pierwsza Twoja odpowiedź bardzo mi pomogła!

0

P2420 napisał(a):

Zakładasz, że wszyscy dokładnie wiedzą o czym myślisz. Co nie jest prawdą. Ten sygnał PWM zapewne coś ma cyklicznie włączać i wyłączać. O tym czymś nie wspomniałeś. Wartości prądu i napięcia dotyczą obwodów elektrycznych. Czyli właśnie tego o czym nie napisałeś. Użytkownik Autysta wymyślił układ i założył najprostszy z możliwych przypadków. Przyjął , że obciążenie jest rezystancyjne i przykładowo wynosi 1 ohm. Jest to jednak tylko bardzo mały wycinek rzeczywistości. Istnieje aparat matematyczny pozwalający obliczyć co się będzie działo w układzie w przypadku sterowania impulsowego. Napisano na ten temat wiele książek, Trzeba jednak ten układ znać aby zanalizować coś się będzie w mim działo w przypadku sterowania PWM. Inaczej mówiąc wszystko zależy od tego co jest "odbiornikiem".

Możliwe, założyłem że wiadomo co może być po stronie odbiornika PWM, bo ma kilka zastosowań.
Kolega @Autysta wszelkie wątpliwości mi wyjaśnił.

Dziękuję za zainteresowanie.

2

Źle zakaldasz, że wiadomo co jest po stronie odbiornika.
Zasadniczo Amper to jednostka SI 1A = 1Kulomb/1sekunda. Dlatego rozpatrujemy to w charakterze czasu jakim jest sekunda, ale to nie tak, że na element który możliwość pracy z prądem 50A możesz podawać 100A przez 0,5 sekundy (PWM 50%) bo średnia to 50.
Myślę, że warto żebyś jednak rozszerzył opis probelmu, dlaczego chcesz wiedzieć jaki prąd płynie i jaki układ chcesz sterować.

2

Przykładowo po włączeniu napięcia do odbiornika o charakterze indukcyjnym prąd na początku będzie mały (teoretycznie zerowy) i będzie wrastał wykładniczo w funkcji czasu. Wyłączenie zasilania w idealnym przypadku spowoduje nieskończony wzrost napięcia na odbiorniku. W zależności więc od tego co będzie odbiornikiem wartości prądu i napięcie jakimi się interesujesz mogą bardzo różne i zmienne w czasie. PWM powoduje wielokrotne włączanie i wyłączenie zasilania co dodatkowo komplikuje analizę.

3

TytusRomek napisał(a):

Witam,
generując sygnał PWM prostokątny - w dużym uproszczeniu - czy mogę założyć, że regulację prądu (natężenia) mogę osiągnąć przez czas wypełnienia impulsu (im mniejszy tym mniejsze natężenie)?

Nie, nie możesz tak założyć bez wiedzy czym ten PWM steruje. Np. gdy źródło PWM podłączone jest do tranzystora załączającego LED wtedy jeszcze trzeba wiedzieć jaki okres ma PWM. Przy wypełnieniu 50% i okresie 1s oko ludzkie zauważy świecącą diodę z pełną jasnością przez pół sekundy i wygaszoną przez kolejne 0.5s. Przy krótszym okresie np. 10ms (100Hz) oko będzie postrzegać to jako jednolite świecenie bo zajdzie w nim uśrednianie (całkowanie) natężenia światła. Ze względu na logarytmiczną charakterystykę pręcików i czopków postrzegane natężenie światła wyniesie ~73% (dość jasno), połowa odczuwalnego świecenia zajdzie przy 22% PWM.

Prąd płynący przez diodę będzie zmienny, 0 mA albo np. 20 mA (std. max dla LED), jeżeli o taką zero-jedynkową skokową regulację prądu ci chodziło to ok. Nie ma tu mowy o płynnej regulacji natężenia prądu, ale za to osiągasz płynną regulację natężenia światła wykorzystując "bezwładność" oka, które dokonuje całkowania przebiegu prostokątnego natężenia światła emitowanego przez diodę.

W zasilaczach impulsowych jest inaczej bo PWM steruje obwodem z cewką i diodą plus kondensator. W tych układach faktycznie dojdzie do płynnej regulacji prądu bo cewka i kondensator wygładzi te skoki napięcia lub prądu i dojdzie do uśrednienia/filtracji przebiegu prostokątnego.

Z napięciem rozumiem, że sprawa będzie nieco bardziej skomplikowana bo to już wypadkowa zarówno częstotliwości jak i szerokości impulsu (w dużym uproszczeniu teoretycznie zmniejszenie obu wartości obniży napięcie).

nie, jedynie zmniejszenie wypełnienia może zmniejszyć napięcie ale tylko średnie. Częstotliwość wpłynie na jakość pracy urządzenia, np. PWM 50% i okres 60s da załączenie na full urządzenie na 30s i jego wyłączenie przez tyle samo jeżeli ono jest w stanie zareagować na tak wolne zmiany napięcia. Zmniejszenie okresu do takiej wartości, przy której "bezwładność" urządzenia sterowanego zacznie "całkować" PWMa spowoduje że osiągniemy płynny efekt końcowy, czyli regulowane świecenie, temperatura, obroty, etc. Napięcie będzie zero-jedynkowe o zmiennym wypełnieniu ale prąd już nie koniecznie. To wszystko zależy co ten PWM steruje.

Żeby osiągnąć płynną regulację jakiejś wielkości musi być filtr czyli coś co całkuje. Czasami tym filtrem może być sterowane urządzenie (np. oko obserwujące LED sterowany PWM), a gdy urządzenie "nie lubi" szybkich zmian i chce stałej wartości to trzeba taki filtr dołączyć, np. filtr RC gdy chcemy mieć płynną zmianę napięcia:

powyżej PWM 75% został scałkowany i powstało 0.75V plus jakieś tętnienia (jeżeli za duże to filtr wyższego rzędu je zmniejszy). To taki prosty przetwornik DAC dla ubogich :), te regulowane płynnie napięcie po wzmocnieniu może wtedy sterować jakimś urządzeniem.