필요한 PWM 회로 설계 방법

DC 모터의 속도를 제어하는 ​​몇 가지 다른 방법이 있습니다. 그러나 가장 선호되고 간단한 방법 중 하나는 PWM(Pulse Width Modulation) 회로를 사용하는 것입니다. PWM(펄스 폭 변조)은 관성 부하를 장기간 구동하는 데 사용되는 기술입니다. 모터 드라이버를 제어할 때 펄스 폭 변조를 사용하면 몇 가지 이점이 있습니다.

그러나 아마도 가장 중요한 이점은 트랜지스터가 완전히 'OFF' 또는 'ON'이기 때문에 스위칭 도체의 전력 손실이 작게 유지된다는 것입니다. 이 기사에서는 PWM 회로를 설계하는 방법에 대해 설명합니다. 여기에서는 전자 신호 전송의 전력을 줄이는 수단으로 전기 신호를 개별 부분으로 효과적으로 절단하는 것과 같은 중요한 문제에 대해 논의합니다.

PWM 회로 전문 소개

PWM(펄스 폭 변조)은 디지털 신호 유형을 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 펄스 폭 변조는 정교한 제어 회로와 같은 많은 응용 분야에서 사용됩니다. PWM이 많이 사용되는 표준 방법은 LED 디밍을 제어하고 서보 모터의 방향을 제어하는 ​​것입니다.

펄스 폭 변조 회로는 전기 신호 전송 중 평균 전력을 줄임으로써 작동합니다. 신호를 개별 부분 또는 샘플로 분리하여 그렇게 합니다. 앞서 언급했듯이 통신, 전압 조정, 서보 모터 제어, 디지털 회로, 모터 속도 제어 등에 많은 장점과 용도가 있습니다.

펄스 폭 변조 회로는 작동 시 많은 노이즈를 생성하지 않는다는 사실을 기반으로 많은 사용자에게 최고의 선택입니다. 처리 중일 때 약간의 소리를 내는 아날로그 신호와 달리 펄스 폭 변조 회로는 잡음에 강하고 매우 효율적입니다. 더욱이 펄스 폭 변조 회로는 경제적이고 많은 공간을 필요로 하지 않습니다. 펄스 폭 변조 회로는 구성하기 까다롭거나 어려운 일이 아닙니다. 이러한 회로의 제조에 필요한 구성 요소는 조립이 쉽습니다.

또한 펄스 폭 변조 회로의 제조 또는 생산에서 따라야 할 단계는 다른 과정의 설계와 달리 매우 편안합니다. 펄스 폭 변조 회로는 최소한의 하드웨어를 사용하여 다시 아날로그 회로로 쉽게 변환할 수 있습니다.

PWM 회로의 듀티 사이클, 주파수 및 펄스 폭

l듀티 사이클

앞서 언급했듯이 펄스 폭 변조 신호는 특정 시간 동안 켜져 있다가 나머지 시간 동안 꺼집니다. "ON" 및 "OFF"로 작동합니다. PWM 신호를 더 유용하고 독특하게 만드는 측면은 듀티 사이클을 제어하여 특정 시간 동안 켜져 있도록 설정할 수 있다는 사실입니다. PWM 신호가 시간 또는 HIGH로 유지되는 시간의 비율 또는 비율을 듀티 사이클이라고 합니다.

신호가 계속 켜져 있으면 100% 듀티 사이클에 있습니다. 그러나 항상 꺼져 있는 경우 0% 듀티 사이클입니다. 듀티 사이클 계산 공식은 다음과 같습니다.

Duty Cycle =Turn ON 시간/ (Turn ON 시간 + Turn OFF 시간)

lPWM의 주파수

펄스 폭 변조 회로의 주파수는 속도 또는 PWM이 한 주기를 완료하는 데 걸리는 속도를 결정합니다. 한 주기는 펄스 폭 변조 신호의 전체 또는 완전한 ON 및 OFF 기간입니다. 일반적으로 많은 마이크로 컨트롤러에서 생성하는 펄스 폭 변조 신호는 약 500Hz입니다. 이러한 주파수는 컨버터 및 인버터와 같은 고속 스위칭 부품에서 많이 사용됩니다.

그러나 모든 응용 프로그램에 고주파가 필요한 것은 아닙니다. 예를 들어 서보 모터를 제어하려면 약 50Hz의 주파수로 PWM 신호를 생성해야 합니다. 간단히 말해서 펄스 폭 변조 신호가 얼마나 빨리 켜지고 꺼지는지는 PWM 신호의 주파수에 의해 결정됩니다.

PWM 회로의 펄스 폭

PWM 회로는 펄스 폭(PW)으로 구성됩니다. 펄스 폭은 정의에 따라 단일 펄스의 상승/하이 및 하강/로우 에지 사이에 걸리는 시간 또는 경과 시간입니다. 펄스 폭은 일반적으로 전송에 사용되는 반송파 신호인 다른 신호의 지속 시간입니다. 이러한 측정을 정확하고 반복 가능하게 하기 위해 전력 레벨의 50%가 기준점으로 사용됩니다.

PWM 회로를 만드는 방법

PWM 회로를 구축하는 것은 그렇게 어려운 작업이 아닙니다. 다음은 PWM 회로를 만드는 데 필요한 몇 가지 재료입니다. 광택지

• 구리 클래드 보드
• 아세톤
• 염화제2철
• 레이저 프린터
• 가위
• 마커 펜
• 플라스틱 용기
• 사포
• 안전장갑
• 톱
• 라텍스 장갑

1단계:회로 설계

PCB 설계 소프트웨어에서 회로도를 설계하는 것으로 시작하십시오. Kicad, Express PCB, Dip Trace, NI Multism 또는 Altium Designer와 같은 설계 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. EAGLE PCB 설계 소프트웨어가 최선의 선택입니다.

2단계:PCB 레이아웃 설계

회로도 설계를 완료했으면 이제 Eagle EDA 도구를 사용하여 PCB 레이아웃을 개발할 차례입니다. 작업을 마친 후 PCB 제조 과정에서 인쇄물을 꺼내면 레이아웃 오류가 발생할 가능성이 높아 최종 제품의 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 광택지에는 여러 PCB 레이아웃이 있습니다. 여기서는 LASER 프린터만 사용하십시오. 여기에 필요한 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 헤더(2.54mm)
• PCB:FR4 유리 섬유
• 나사 단자대
• 커패시터 – 0.1uF(104)
• 저항기
• 1N5403 – 다이오드(3Amps)
• TLP250 – 게이트 드라이버
• IRFP460 – 전력 MOSFET

3단계:납땜 공정

파워 MOSFET을 구동하려면 IC 게이트 드라이버를 사용하십시오. 그러나 다시 TLP250 IC는 IGBT 및 전력 MOSFET의 게이트 드라이버 회로에 적합합니다. PWM 컨트롤러를 사용하여 LED의 밝기 수준을 제어하거나 LED 드라이버로 사용할 수도 있습니다. PWM 컨트롤러는 PWM 조광기와 동일한 역할을 하거나 작동합니다.

4단계:MOSFET 전력 손실 계산

네 번째 단계는 전력 손실 계산을 포함합니다. 다음은 전력 손실을 계산하는 공식입니다.

P =R X I ²

P =R_ds (ON) X I ²

여기,

P =전력

나 =현재

R_ds (ON) =드레인 소스 온 상태 저항

5단계:최대 전력 손실 - 방열판

전력 손실은 지정된 열 조건에서 MOSFET에 의해 손실되는 최대 전력입니다. PWM 회로를 구축하는 다섯 번째 단계는 방열판 없이 최대 전력 손실을 계산하는 것입니다. 전력 손실 계산은 간단합니다. 접합 온도에서 주변 온도를 뺀 다음 이를 주변에 대한 최대 접합으로 나누어 계산된 전력 손실입니다.

Pd =Tj(최대) – TA

로자

6단계:PWM 드라이버 인터페이스

이것은 PWM 회로를 만들기 위한 마지막 단계입니다. PWM 드라이버를 인터페이스하거나 완성하려면 점퍼 와이어, PWM 드라이버, Arduino UNO 보드, DC 모터, SMPS 및 10k 전위차계가 필요합니다.

주의 사항

PWM 회로 설계는 특히 지침을 주의 깊게 따르지 않는 경우 어려운 작업이 될 수 있습니다. 실제로는 책이나 인터넷에서 보는 것과 약간 다를 수 있습니다. 안전한 편에 있으려면 몇 가지 문제를 고려해야 합니다. 예를 들어, 필요한 모든 자료가 제자리에 있는지 확인해야 합니다.

또한 표시된 대로 처음부터 끝까지 모든 단계를 따라야 합니다. 또한 안전과 관련된 문제도 고려해야 합니다. 깨끗하고 안전한 환경에서 작업하십시오. 또한 전력 손실, 저항 와트, 마이크로컨트롤러 사용 등과 같은 필수 측면을 계산해야 할 수 있으므로 계산에 익숙해야 합니다.

응용 프로그램 영역

PWM 회로는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. PWM 컨트롤러가 사용되는 적절한 예는 다음과 같습니다.

• DC 모터의 속도 제어에 사용
• LED 조명 스트립 및 LED 조명의 밝기를 제어하는 ​​데 사용됨
• 톤 생성에 사용
• DC 전원 히터에도 적용됨
• DC 전원 구성 요소에 사용

PWM 컨트롤러를 설정하시겠습니까? 문의하실 수 있습니다

PWM 컨트롤러를 설정하는 것은 어려운 작업이 될 수 있습니다. 대부분의 사람들은 PWM 컨트롤러를 설정하는 데 어려움을 겪습니다. PWM 컨트롤러 설정이 어려우신가요? 괜찮아요. WellPCB에서 여러분을 도와드리겠습니다. 우리가 도울 수 있을 때 조용히 고통받지 마십시오. W는 PWM 모터 컨트롤러와 관련된 모든 측면을 이해합니다. 당신이 앉아서 휴식을 취하는 동안 우리가 당신을 위해 모든 것을 설정하자. 용도에 따라 부하를 설정하고 단락을 방지하기 위해 모든 배선을 연결하고 PWM 컨트롤러의 최대 전력 손실을 계산합니다.

결론

앞서 언급했듯이 DC 모터의 속도 제어는 여러 가지 방법으로 달성할 수 있습니다. 그러나 펄스 폭 변조를 사용하는 것이 가장 좋고 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다. DC 모터의 속도를 제어할 때 펄스 폭 변조를 사용하면 많은 이점이 있습니다. 그 중 일부는 작은 전력 손실과 일정한 모터 전압을 포함합니다. PWM 모터를 구축하는 것은 특히 모든 지침을 준수하지 않는 경우 좌절스러운 연습이 될 수 있습니다. PWM 컨트롤러를 개발하고 설정하는 데 어려움이 있는 경우 당사에 연락하여 도움을 받을 수 있습니다. 수십 년간의 경험과 전문성을 갖춘 최고의 전문 PWM 디자이너입니다.