(Mới 2022) PWM là gì? Nguyên lý hoạt động PWM

 PWM là một khái niệm thường bắt gặp trong đèn LED. Tuy nhiên không chỉ người ngoài ngành, mà thậm chí một số anh em mới vào ngành cũng cảm thấy khó hiểu về PWM. Hôm nay Mescu xin tổng hợp một số kiến thức về PWM và trình bày một cách dễ hiểu nhất để đọc giả có thể nắm được nhé.  

PWM là gì?

PWM viết tắt của Pulse Width Modulation, có nghĩa là phương pháp điều chỉnh điện áp tải, hay hiểu đơn giản hơn đây là phương pháp điều chỉnh, thay đổi điện áp tải ra bằng việc thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, từ đó có sự thay đổi điện áp.

PWM khi thay đổi sẽ có cùng 1 tần suất, khác nhau về độ rộng âm hoặc dương.

#1 Tại sao nên dùng PWM?

Dùng PWM để điều chỉnh cường độ dòng điện sẽ hiệu quả hơn và cũng tiết kiệm hơn. Các phương pháp điều chỉnh dòng điện khác rất tốn kém và phức tạp.

#2 Nguyên lý hoạt động PWM

PWM hoạt động theo nguyên tắc đóng ngắt có chu kỳ của nguồn của tải.  Khi van G mở, toàn bộ điện áp được dùng cho tải. Khi van đóng, tải bị cắt nguồn điện áp.

Vì vậy, trong suốt chu kỳ đóng mở van G này, tải sẽ có lúc nhận được toàn bộ nguồn điện áp, có lúc nhận được một phần và cũng có lúc hoàn toàn không nhận được gì.

Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải

Ud = Umax.( t1/T) (V) hay Ud = Umax.D

Ví dụ: Trong đó: D = T1/t – đây là hệ số điều chỉnh PWM, tính bằng %:

• Ud = 12.20% = 2.4V ( với D = 20%)
• Ud = 12.40% = 4.8V (Vói D = 40%)
• Ud = 12.90% = 10.8V (Với D = 90%)

#3 Ứng dụng PWM trong cuộc sống

PWM được ứng dụng vào trong các mô hình điều khiển, anh em sẽ thường gặp nhất là trong các bộ động cơ, xung áp, điều áp…

Ngoài ra, PWM được sử dụng nhiều trong đèn LED, và đèn LED thì được sử dụng nhiều cho các loại ô tô. Nếu đèn LED là đèn phanh và sử dụng PWM có tần số thấp thì nó sẽ chiếu ánh sáng khá mạnh và nhấp nháy, dễ khiến người lái xe ở phía sau bị choáng, không nhìn rõ đường đi. Vì vậy, nên dùng PWM có tần số cao để đảm bảo an toàn khi lưu thông.

Cách để tạo ra PWM như thế nào?

Anh em có thể tạo ra PWM bằng phần cứng hoặc bằng phần mềm.

• Bằng phần cứng: khiến IC dao động để tạo thành các xung vuông. Các xung này sẽ tạo ra PWM
• Bằng phần mềm: lập trình các chip, dựa vào xung của CPU để tạo PWM. Cách này thường được dùng hơn vì độ chính xác cao hơn và cũng đơn giản hơn.

#1 Tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh

Trước khi tạo được xung vuông và ra PWM, ta cần có 2 điều kiện sau trong phương pháp này:

1. Tín hiệu răng cưa: tín hiệu này xác định tần số của PWM 
2. Tín hiệu Ref: dùng để xác định mức công suất điều chế (tín hiệu DC).

Anh em có thể nhìn thêm ở sơ đồ mạch dưới đây để hiểu hơn:

Tần số với công thức f = 1/(ln.C1.(R1+2R2) nên chỉ cần điểu chỉnh R2 là có thể thay đổ độ rụng xung vuông dễ dàng. Hơn nữa, không nhất thiết là IC555, còn nhiều loại khác có thể tạo xung vuông.

#2 Tạo xung vuông bằng phần mềm

Để tối ưu hơn, nhiều chuyên gia đã áp dụng cách này, sẽ giúp cho việc tạo xung vuông được đảm bảo chính xác, cấu trúc mạch cũng đơn giản hơn, xem tại hình dưới đây nhé:

Cách nhận biết đèn có PWM cao hay thấp?

Đèn có PWM thấp thì mức độ chiếu sáng không được tốt, đèn nhấp nháy dễ gây mỏi mắt và khó quan sát cho người dùng. Để xác định 1 cây đèn có PWM cao hay thấp thì anh em có thể làm theo các bước sau:

• Bước 1: chuẩn bị đèn pin cần xác định PWM, thiết bị chụp ảnh (máy ảnh)
• Bước 2: chỉnh đèn pin về chế độ ánh sáng thấp nhất. Vẫy vẫy đèn trước máy ảnh
• Bước 3: chụp lại ảnh khi tay đang vẫy trước đèn
• Bước 4: xem kết quả
• • Nếu bức ảnh cho ra vệt sáng liền mạch, rõ ràng như hình này thì đó là đèn pin có PWM xịn cao

• • Nếu ảnh cho ra vệt sáng đứt quãng, thì đó là đèn pin có PWM thấp

>>> Mời anh em đọc thêm các bài viết khác:

• Transistor là gì? Phân biệt transistor NPN và PNP
• Chất bán dẫn là gì? Dòng điện trong chất bán dẫn
• Cầu chì là gì? Ký hiệu cầu chì trong mạch điện

Trên đây là một số thông tin về PWM. Hy vọng đã giúp được anh em bắt đầu làm quen với khái niệm PWM. Để biết thêm các thông tin về PWM, anh em có thể tiếp tục theo dõi các số sau nhé, Mescu sẽ tổng hợp sớm nhất có thể.

Nội dung chính

• PWM là gì?
• #1 Tại sao nên dùng PWM?
• #2 Nguyên lý hoạt động PWM
• Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải
• #3 Ứng dụng PWM trong cuộc sống
• Cách để tạo ra PWM như thế nào?
• #1 Tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh
• #2 Tạo xung vuông bằng phần mềm
• Cách nhận biết đèn có PWM cao hay thấp?