Biztos vagyok benne, hogy gyakran gondolkodott azon, hogy miként valósíthatja meg a módosított négyzethullám optimalizálásának és kiszámításának helyes módját úgy, hogy az inverteres alkalmazásban szinte azonos szinuszhullám replikációt produkáljon.
Az ebben a cikkben tárgyalt számítások segítenek megismerni azt a technikát, amelyen keresztül a módosított négyzethullámú áramkör szinuszhullám-egyenértékűvé alakítható. Tanuljuk meg az eljárásokat.
Az első kritérium ennek megvalósításához az, hogy a módosított négyzet RMS értékét egyeztessük a szinuszhullám megfelelőjével oly módon, hogy az eredmény a lehető legszorosabban replikálja a szinuszos hullámformát.
Mi az RMS (középérték-középérték)
Tudjuk, hogy otthoni váltóáramú szinuszos hullámalak feszültségének effektív értékét a következő összefüggés megoldásával határozzuk meg:
V csúcs = √2 V effektív érték
Ahol V csúcs a szinusz hullámalak ciklusának maximális vagy csúcshatárja, míg a hullámforma egyes ciklusainak átlagos nagysága V-ként jelenik meg effektív érték
A √2 a képletben segít megtalálni a középérték vagy egy váltakozó áramú ciklus nettó értéke, amely idővel exponenciálisan változtatja a feszültségét. Mivel a szinuszos feszültség értéke az idő függvényében változik, és az idő függvénye, ezért nem lehet kiszámítani az alapátlag képlet alkalmazásával, ehelyett a fenti képlettől függünk.
Alternatív megoldásként az AC RMS egyenértékűnek tekinthető az egyenáram (DC) értékével, amely azonos átlagos teljesítményveszteséget eredményez, amikor egy rezisztív terhelésre csatlakozik.
Rendben, tehát most már ismerjük a szinuszhullám-ciklus RMS-értékének kiszámítási képletét a csúcsfeszültség-értékre való hivatkozással.
Ez alkalmazható az otthoni 50 Hz-es váltakozó áram csúcsának és effektív értékének kiértékelésére is. Ennek megoldásával kapjuk az effektív értéket 220 V-nak, a csúcsot pedig 310 V-nak minden 220 V alapú hálózati váltóáramú rendszerhez.
Módosított négyzethullám RMS és csúcs kiszámítása
Most nézzük meg, hogyan lehet ezt a kapcsolatot alkalmazni a módosított négyzethullámú inverterekben a megfelelő hullámalakú ciklusok beállításához egy 220 V-os rendszerhez, amely megfelelne a 220 V AC szinuszos egyenértékének.
Azt már tudjuk, hogy az AC RMS egyenértékű egy DC hullámforma átlagos teljesítményével. Ez adja ezt az egyszerű kifejezést:
V csúcs = V effektív érték
De azt is szeretnénk, ha a négyzethullám csúcsa 310 V legyen, ezért úgy tűnik, hogy a fenti egyenlet nem fog megfelelni, és nem használható a célra.
A kritérium az, hogy 310V csúcs legyen, valamint RMS vagy 220V átlagérték minden négyzethullám ciklusra.
Ennek helyes megoldásához a négyzethullámok be- / kikapcsolási idejét vagy a ciklus százalékát használjuk az alábbiak szerint:
Az 50 Hz-es váltakozó áramú hullámforma minden félciklusának időtartama 10 milliszekundum (ms).
A módosított félhullám-ciklusnak a legdurvább formájában a következő képen látható módon kell kinéznie:
Láthatjuk, hogy az egyes ciklusok nullával vagy üres hézaggal kezdődnek, majd 310 V csúcsimpulzusra lőnek, és ismét 0 V réssel végződnek, majd a folyamat megismétlődik a másik fél ciklusra.
A szükséges 220 V effektív érték elérése érdekében ki kell számolnunk és optimalizálnunk a csúcs és a nulla rés szakaszait vagy a ciklus BE / KI periódusait úgy, hogy az átlagérték előállítsa a szükséges 220 V-ot.
A szürke vonal a ciklus 50% -os periódusát jelenti, amely 10 ms.
Most meg kell találnunk az ON / OFF idő arányát, amely átlagosan 220 V-ot fog termelni. Így tesszük:
220/310 x 100 = körülbelül 71%
Ez azt mutatja, hogy a fenti módosított ciklusban a 310 V csúcsnak a 10 ms periódus 71% -át kell elfoglalnia, míg a két nulla résnek együttesen 29% -nak, vagy egyenként 14,5% -nak kell lennie.
Ezért 10 ms hosszúságban az első nulla szakasznak 1,4 ms-nak kell lennie, amelyet a 310 V-os csúcs követ, 7 ms-ig, és végül egy újabb 1,4 ms-os utolsó nulla rés.
Amint ez megvalósul, elvárhatjuk, hogy az inverter kimenete a szinusz hullámformájának meglehetősen jó replikációját produkálja.
Mindezek ellenére azt tapasztalhatja, hogy a kimenet nem egészen ideális replikációja a szinuszhullámnak, mert a tárgyalt módosított négyzethullám a legalapvetőbb formájában vagy nyers típusú. Ha azt akarjuk, hogy a kimenet maximálisan pontosan illeszkedjen a szinusz hullámhoz, akkor egy an-ra kell mennünk SPWM megközelítés .
Remélem, hogy a fenti vita felvilágosíthatta Önt arról, hogyan kell kiszámítani és optimalizálni a módosított négyzetet a szinuszhullám kimenetének replikálásához.
A gyakorlati ellenőrzés érdekében az olvasók kipróbálhatják a fenti technika alkalmazását erre egyszerű módosított inverter áramkör.
Itt van egy másik klasszikus példa egy optimalizált módosított hullámformára amiért jó szinuszhullámot kapott a transzformátor szekunder részén.
Előző: Mi a béta (β) a BJT-kben Következő: Loud Pistol Sound Simulator áramkör
