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法政大学理工学部電気電子工学科 現在3年生
趣味はプログラミング、ランニング、釣り、カフェ巡り。まだまだ初心者ですが, プログラミング系の記事を中心に書いていきます。

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投稿日:2018年11月05日

【電気電子工学】PWM制御の原理を解説する

なぜ今回記事を書いたか?

インバータ制御で用いたPWM制御の原理を理解する為。

 

 

 

 

PWM制御ってなに?

インバータ回路にてスイッチのON・OFF周期によって、電圧周波数を決めることでパルス波を生成し、このパルス幅を変化させることで出力電圧の調整が可能。近似的に正弦波状の出力電圧を生成するもの。

 

 

 

 

 

 

構成図

 

コンパレータには

正弦波電圧信号

三角波信号

を入力する。

 

 

 

 

 

 

コンパレータにて、

 

正弦波電圧信号>三角波信号のとき、 +Vcを出力。

正弦波電圧信号<三角波信号のとき、 +Vdを出力。

 

をする。

 

 

 

 

 

 

 

図が雑すぎて申し訳ないです。笑

 

コンパレータの規則によって、Vc、Vdを出力するとこの短い周期間においても、擬似的な正弦波がうっすら浮かび上がっていることがわかる。

 

 

 

 

 

 

コンバータにおけるPWM制御の役割。

 

先ほどPWMによって生成されたパルス波はMOSFETを制御するために使われる。

MOSFETというのは電源スイッチのことを指す。

前回の記事において、直流電流の流れる向きを変化させることで交流を作りだすので、このスイッチの切り替え(スイッチングがノイズが入っていなくて、速ければ速いほど綺麗な交流が作れる。

 

 

 

 

↑のサイトをみると図で理解できる。

スッチングの周期はパルス幅によって決まり、パルス幅はコンパレータに入力する三角波(搬送波)によって確定する。

 

 

 

 

出力電圧と出力周波数を変える方法

 

 

出力周波数:PWM制御の三角波の周期を変化させる。

出力電圧:PWM制御の正弦波電圧の振幅を変化させる。

 

 

 

 

感想・気づき

正直、全て厳密に解説するのは量的に無理であった。

時間があったら、イメージで終えている部分を数式などを使って証明したい。

 

 

最後まで読んで頂き
ありがとうございました。
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