নাড়ি প্রস্থ মড্যুলেশন

PWM বা PWM (Pulse Width Modulation) হল একটি লোডের পাওয়ার সাপ্লাই নিয়ন্ত্রণ করার একটি উপায়। নিয়ন্ত্রণ একটি ধ্রুবক নাড়ি পুনরাবৃত্তি হারে নাড়ি সময়কাল পরিবর্তন নিয়ে গঠিত। পালস প্রস্থ মড্যুলেশন অ্যানালগ, ডিজিটাল, বাইনারি এবং টারনারিতে পাওয়া যায়।

পালস-প্রস্থ মড্যুলেশনের ব্যবহার বৈদ্যুতিক রূপান্তরকারীদের দক্ষতা বৃদ্ধি করা সম্ভব করে তোলে, বিশেষ করে পালস কনভার্টারগুলির জন্য, যা আজ বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য সেকেন্ডারি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের ভিত্তি তৈরি করে। ফ্লাইব্যাক এবং ফরোয়ার্ড সিঙ্গেল, পুশ-পুল এবং হাফ-ব্রিজ, সেইসাথে ব্রিজ সুইচিং কনভার্টারগুলি আজ PWM-এর অংশগ্রহণে নিয়ন্ত্রিত হয়, এটি অনুরণিত রূপান্তরকারীদের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য।

পালস প্রস্থ মড্যুলেশন আপনাকে মোবাইল ফোন, স্মার্টফোন, ল্যাপটপের লিকুইড ক্রিস্টাল ডিসপ্লের ব্যাকলাইটের উজ্জ্বলতা সামঞ্জস্য করতে দেয়। PWM বাস্তবায়িত হয় ঢালাই মেশিন, গাড়ির ইনভার্টার, চার্জার ইত্যাদিতে। প্রতিটি চার্জার আজ তার অপারেশনে PWM ব্যবহার করে।

কী-মোড বাইপোলার এবং ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরগুলি আধুনিক উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলিতে স্যুইচিং উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এর মানে হল যে সময়কালের কিছু অংশ ট্রানজিস্টর সম্পূর্ণরূপে খোলা থাকে এবং সময়ের একটি অংশ সম্পূর্ণরূপে বন্ধ থাকে।

এবং যেহেতু ক্ষণস্থায়ী অবস্থায় মাত্র কয়েক দশ ন্যানোসেকেন্ড স্থায়ী হয়, সুইচের শক্তির তুলনায় সুইচ দ্বারা মুক্তি পাওয়া শক্তি কম, ফলস্বরূপ, সুইচের তাপের আকারে নির্গত গড় শক্তি নগণ্য বলে প্রমাণিত হয়। এই ক্ষেত্রে, বদ্ধ অবস্থায়, একটি সুইচ হিসাবে ট্রানজিস্টরের প্রতিরোধ খুব ছোট, এবং এটি জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ শূন্যের কাছে পৌঁছে যায়।

খোলা অবস্থায়, ট্রানজিস্টরের পরিবাহিতা শূন্যের কাছাকাছি এবং বর্তমান কার্যত এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় না। এটি উচ্চ দক্ষতার সাথে কমপ্যাক্ট রূপান্তরকারী তৈরি করা সম্ভব করে তোলে, অর্থাৎ কম তাপের ক্ষতি সহ। ZCS (জিরো কারেন্ট সুইচিং) অনুরণিত রূপান্তরকারী এই ক্ষতিগুলি কমিয়ে দেয়।

এনালগ-টাইপ PWM জেনারেটরগুলিতে, নিয়ন্ত্রণ সংকেত একটি এনালগ তুলনাকারী দ্বারা উত্পন্ন হয় যখন, উদাহরণস্বরূপ, তুলনাকারীর ইনভার্টিং ইনপুটে একটি ত্রিভুজ বা ট্রায়োড সংকেত প্রয়োগ করা হয় এবং নন-ইনভার্টিং ইনপুটে একটি মড্যুলেটিং ক্রমাগত সংকেত প্রয়োগ করা হয়।

আউটপুট ডাল প্রাপ্ত হয় আয়তক্ষেত্রাকার, তাদের পুনরাবৃত্তির হার করাতের (বা ত্রিভুজাকার তরঙ্গরূপ) কম্পাঙ্কের সমান, এবং নাড়ির ধনাত্মক অংশের সময়কাল সেই সময়ের সাথে সম্পর্কিত যে সময়ে মডুলেটিং ডিসি সংকেতের স্তরটি নন-ইনভার্টিং ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়। তুলনাকারী করাত সংকেতের স্তরের চেয়ে বেশি যা ইনভার্টিং ইনপুটে দেওয়া হয়।যখন করাত ভোল্টেজ মড্যুলেটিং সিগন্যালের চেয়ে বেশি হয়, তখন আউটপুট হবে নাড়ির ঋণাত্মক অংশ।

যদি করাত তুলনাকারীর নন-ইনভার্টিং ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়, এবং মডুলেটিং সিগন্যাল ইনভার্টিং এর উপর প্রয়োগ করা হয়, তাহলে বর্গাকার তরঙ্গ আউটপুট ডালগুলির একটি ইতিবাচক মান থাকবে যখন করাত ভোল্টেজ মড্যুলেটিং সিগন্যালের মানের চেয়ে বেশি হবে। ইনভার্টিং ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়, এবং নেতিবাচক — যখন করাত ভোল্টেজ মড্যুলেটিং সিগন্যালের চেয়ে কম হয়। এনালগ পিডব্লিউএম জেনারেশনের একটি উদাহরণ হল TL494 চিপ, যা আজ ব্যাপকভাবে বিদ্যুৎ সরবরাহের সুইচিং নির্মাণে ব্যবহৃত হয়।

ডিজিটাল PWM বাইনারি ডিজিটাল প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়। আউটপুট ডালগুলিও দুটি মানগুলির মধ্যে একটি মাত্র (চালু বা বন্ধ) নেয় এবং গড় আউটপুট স্তরটি পছন্দসই একটির কাছে পৌঁছে। এখানে, একটি এন-বিট কাউন্টার ব্যবহার করে করাতথুথ সংকেত পাওয়া যায়।

PWM ডিজিটাল ডিভাইসগুলিও একটি ধ্রুবক ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, অগত্যা নিয়ন্ত্রিত ডিভাইসের প্রতিক্রিয়া সময়কে অতিক্রম করে, এই পদ্ধতিটিকে ওভারস্যাম্পলিং বলা হয়। ঘড়ির প্রান্তের মধ্যে, ডিজিটাল PWM আউটপুট স্থিতিশীল, উচ্চ বা নিম্ন, ডিজিটাল তুলনাকারীর আউটপুটের বর্তমান অবস্থার উপর নির্ভর করে, যা কাউন্টার সিগন্যালের মাত্রা এবং আনুমানিক ডিজিটাল একের তুলনা করে।

আউটপুটটি 1 এবং 0 রাজ্যের সাথে ডালের ক্রম হিসাবে ঘড়িতে থাকে, ঘড়ির প্রতিটি অবস্থা বিপরীত হতে পারে বা নাও হতে পারে। ডালের ফ্রিকোয়েন্সি সমীপবর্তী সংকেতের স্তরের সমানুপাতিক, এবং ধারাবাহিক এককগুলি একটি বিস্তৃত, দীর্ঘ পালস গঠন করতে পারে।

ফলস্বরূপ পরিবর্তনশীল-প্রস্থের ডালগুলি ঘড়ির সময়ের গুণিতক হবে, এবং ফ্রিকোয়েন্সি হবে 1 / 2NT এর সমান, যেখানে T হল ঘড়ির সময়কাল, N হল ঘড়ি চক্রের সংখ্যা। ঘড়ির কম্পাঙ্কের পরিপ্রেক্ষিতে একটি কম ফ্রিকোয়েন্সি এখানে অর্জনযোগ্য। বর্ণিত ডিজিটাল প্রজন্মের স্কিম হল এক-বিট বা দুই-স্তরের PWM, পালস-কোডেড PCM মড্যুলেশন।

এই দুই-পর্যায়ের পালস-কোডেড মড্যুলেশনটি মূলত 1/T ফ্রিকোয়েন্সি এবং T বা 0 এর প্রস্থ সহ ডালের একটি ক্রম। ওভারস্যাম্পলিং দীর্ঘ সময়ের জন্য গড় ব্যবহার করা হয়। উচ্চ-মানের PWM একক-বিট পালস-ঘন মড্যুলেশন দ্বারা অর্জন করা হয়, যাকে পালস-ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশনও বলা হয়।

ডিজিটাল পালস-প্রস্থ মড্যুলেশনে, আয়তক্ষেত্রাকার সাবপালসগুলি যেগুলি পিরিয়ডটি পূরণ করে সেগুলি পিরিয়ডের যে কোনও জায়গায় উপস্থিত হতে পারে এবং তারপরে কেবলমাত্র তাদের সংখ্যা পিরিয়ডের সিগন্যালের গড় মানকে প্রভাবিত করে। তাই যদি আমরা পিরিয়ডকে 8 ভাগে ভাগ করি, তাহলে পালস কম্বিনেশন 11001100, 11110000, 11000101, 10101010 ইত্যাদি। একই সময়ের গড় দেবে, তবে পৃথক ইউনিট কী ট্রানজিস্টরের ডিউটি ​​চক্রকে ভারী করে তোলে।

ইলেকট্রনিক্সের আলোকসজ্জা, PWM-এর কথা বললে, মেকানিক্সের অনুরূপ উপমা দেয়। ইঞ্জিনটি চালু বা বন্ধ করার পরে আপনি যদি ইঞ্জিনের সাথে একটি ভারী ফ্লাইহুইল ঘুরিয়ে দেন, তাহলে ফ্লাইহুইলটি ঘূর্ণায়মান হবে এবং ঘূর্ণন চালিয়ে যাবে বা ইঞ্জিন বন্ধ হয়ে গেলে ঘর্ষণের কারণে বন্ধ হয়ে যাবে।

কিন্তু যদি প্রতি মিনিটে কয়েক সেকেন্ডের জন্য ইঞ্জিন চালু করা হয়, তবে একটি নির্দিষ্ট গতিতে জড়তার কারণে ফ্লাইহুইলের ঘূর্ণন বজায় থাকবে। এবং ইঞ্জিন যত বেশিক্ষণ চালু থাকবে, ফ্লাইহুইলের ঘূর্ণনের গতি তত বেশি হবে।সুতরাং PWM এর সাথে, একটি চালু এবং বন্ধ সংকেত (0 এবং 1) আউটপুটে আসে এবং ফলাফলটি একটি গড় মান। সময়ের সাথে সাথে ডালের ভোল্টেজকে একীভূত করে, আমরা ডালের নীচের এলাকাটি পাই এবং কার্যকারী শরীরের উপর প্রভাব ভোল্টেজের গড় মান সহ কাজের সাথে অভিন্ন হবে।

কনভার্টারগুলি এভাবেই কাজ করে, যেখানে প্রতি সেকেন্ডে হাজার হাজার বার স্যুইচিং ঘটে এবং ফ্রিকোয়েন্সি মেগাহার্টজ ইউনিটে পৌঁছায়। বিশেষ PWM কন্ট্রোলার ব্যাপকভাবে শক্তি-সঞ্চয় ল্যাম্প, পাওয়ার সাপ্লাই, এর ব্যালাস্ট নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। মোটর জন্য ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী ইত্যাদি

অন-টাইম (নাড়ির ধনাত্মক অংশ) থেকে নাড়ির সময়কালের মোট সময়কালের অনুপাতকে কর্তব্য চক্র বলা হয়। সুতরাং, যদি চালু করার সময় 10 μs হয়, এবং সময়কাল 100 μs স্থায়ী হয়, তাহলে 10 kHz ফ্রিকোয়েন্সিতে, শুল্ক চক্র 10 হবে, এবং তারা লিখবে যে S = 10। বিপরীত শুল্ক চক্রকে বলা হয় শুল্ক চক্র সাইকেল, ইংরেজিতে ডিউটি ​​সাইকেল বা সংক্ষেপে ডিসি।

সুতরাং, প্রদত্ত উদাহরণের জন্য, DC = 0.1 থেকে 10/100 = 0.1। পালস-প্রস্থ মড্যুলেশনের মাধ্যমে, নাড়ির শুল্ক চক্রকে সামঞ্জস্য করে, অর্থাৎ, প্রত্যক্ষ কারেন্ট পরিবর্তন করে, একটি ইলেকট্রনিক বা অন্যান্য বৈদ্যুতিক ডিভাইস যেমন একটি মোটরের আউটপুটে প্রয়োজনীয় গড় মান অর্জন করা হয়।