Az inverter feszültségesésének problémája - Hogyan lehet megoldani

Amikor a PWM-et egy inverterben alkalmazzák a szinusz hullám kimenetének engedélyezéséhez, inverter feszültsége A drop jelentős kérdéssé válik, különösen, ha a paramétereket nem megfelelően számolják ki.

Ezen a weboldalon számos szinusz- és tiszta szinuszhullámú inverter-koncepcióval találkozhatott PWM-hírcsatornák vagy SPWM-integrációk segítségével. Bár a koncepció nagyon szépen működik, és lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy megszerezze a szükséges szinuszhullám-egyenértékű kimeneteket, úgy tűnik, terhelés alatt küzdenek a kimeneti feszültségesés problémáival.

Ebben a cikkben megtanuljuk, hogyan lehet ezt egyszerű megértéssel és számításokkal kijavítani.

Először rá kell döbbennünk, hogy az inverter kimenő teljesítménye csupán a transzformátorhoz táplált bemeneti feszültség és áram szorzata.

Ezért itt meg kell győződnünk arról, hogy a transzformátor megfelelő besorolású-e a bemeneti ellátás feldolgozásához, hogy a kívánt kimenetet hozza létre és csepp nélkül képes legyen fenntartani a terhelést.

A következő beszélgetésből megpróbáljuk egyszerű számítások segítségével elemezni a probléma megszabadulásának módszerét a paraméterek helyes konfigurálásával.

A kimeneti feszültség elemzése a négyzethullámú inverterekben

Szögletes hullámú inverter áramkörben általában megtaláljuk a hullámformát az alábbiak szerint az áramellátó eszközökön keresztül, amelyek az áramot és a feszültséget a megfelelő transzformátor tekercsbe juttatják a mosfet vezetési sebességének megfelelően, ezzel a négyzethullámmal:

Itt láthatjuk, hogy a csúcsfeszültség 12V, és az üzemi ciklus 50% (a hullámforma azonos ON / OFF ideje).

Az elemzés folytatásához Először meg kell találnunk az érintett transzformátor tekercsében indukált átlagos feszültséget.

Tételezzük fel, hogy középső csapot használunk 12-0-12V / 5 amperes trafóval, és feltételezzük, hogy 12V 50% -os munkaciklust alkalmazunk a 12V tekercs egyikére, akkor a tekercsen belül indukált teljesítmény az alábbiak szerint számítható:

12 x 50% = 6 V

Ez lesz az átlagos feszültség az áramellátó készülékek kapui felett, amelyek ennek megfelelően működtetik a trafo tekercset ugyanolyan sebességgel.

A trafó tekercselésének két felére 6V + 6V = 12V (a középső csap trafo mindkét felét egyesítve).

Ha ezt a 12 V-ot megszorozzuk az 5 amperes teljes áramkapacitással, 60 wattot kapunk

Mivel a transzformátor tényleges teljesítménye szintén 12 x 5 = 60 watt, ez azt jelenti, hogy a trafo primerjén indukált teljesítmény teljes, és ezért a kimenet is teljes lesz, lehetővé téve a kimenet terhelés nélküli feszültségesés nélkül történő futtatását .

Ez a 60 watt megegyezik a transzfomer tényleges teljesítményével, azaz 12 V x 5 amp = 60 watt. ezért a trafó kimenete maximális erővel működik, és nem csökkenti a kimeneti feszültséget, még akkor sem, ha maximális 60 wattos terhelés van csatlakoztatva.

PWM alapú inverter kimeneti feszültségének elemzése

Most tegyük fel, hogy PWM-szeletelést alkalmazunk a hatalmi mosfetek kapuján, mondjuk 50% -os munkaciklus sebességgel a mosfetek kapuján (amelyek a fő oszcillátorból már 50% -os munkaciklussal működnek, amint azt fentebb tárgyaltuk)

Ez ismét azt jelenti, hogy a korábban kiszámított 6 V-os átlagot ez a PWM-betáplálás 50% -os munkaciklussal kiegészítve befolyásolja, és a mosfet kapuk átlagos feszültségértékét a következőre csökkenti:

6 V x 50% = 3 V (bár a csúcs még mindig 12 V)

Kombinálva ezt a 3 V-os átlagot a kapott tekercselés mindkét felére

3 + 3 = 6V

Ha megszorozzuk ezt a 6 V-ot 5 amperrel, 30 wattot kapunk.

Nos, ez 50% -kal kevesebb, mint amit a transzformátor kezelni képes.

Ezért a kimeneten mérve, bár a kimenet teljes 310 V-ot mutathat (a 12 V-os csúcsok miatt), de terhelés alatt ez gyorsan 150 V-ra csökkenhet, mivel az elsődleges átlagos tápellátás 50% -kal kisebb, mint a névleges érték.

A probléma orvoslásához két paramétert kell egyszerre kezelnünk:

1) Meg kell győződnünk arról, hogy a transzformátor tekercselése megegyezik-e a forrás által a PWM aprítással szolgáltatott átlagos feszültségértékkel,

2) és a tekercs áramát ennek megfelelően kell megadni, hogy az AC kimenet ne csökkenjen terhelés alatt.

Vizsgáljuk meg a fenti példánkat, ahol az 50% -os PWM bevezetése miatt a tekercselés bemenete 3 V-ra csökkent, ennek a helyzetnek a megerősítése és kezelése érdekében biztosítanunk kell, hogy a trafo tekercselésének megfelelő 3V-os besorolást kell adni. Ezért ebben a helyzetben a transzformátort 3-0-3V értékre kell értékelni

A transzformátor aktuális specifikációi

Figyelembe véve a fenti 3-0-3V trafo kiválasztást, és figyelembe véve, hogy a trafo kimenete 60 wattos terheléssel és tartós 220V-val működik, szükség lehet arra, hogy a trafo elsődleges értéke 60/3 = 20 amper legyen , igen, ez 20 amper, amire a trafónak szüksége lesz, hogy biztosítsa a 220 V fenntartását, amikor a kimenethez 60 wattos teljes terhelés kapcsolódik.

Ne feledje, hogy ilyen helyzetben, ha a kimeneti feszültséget terhelés nélkül mérik, a kimeneti feszültség értéke kóros növekedést tapasztalhat, amely meghaladhatja a 600 V-ot. Ez azért történhet meg, mert bár a mosfeteken kiváltott átlagos érték 3V, a csúcs mindig 12V.

De nincs miért aggódni, ha véletlenül terhelés nélkül látja ezt a nagyfeszültséget, mert gyorsan leállna 220 V-ra, amint egy teher bekapcsolódik.

Ennek ellenére, ha a felhasználók zörögnek látják, hogy ilyen megnövekedett feszültségszintek vannak terhelés nélkül, ezt ki lehet javítani egy kimeneti feszültségszabályozó áramkör amelyet már az egyik korábbi bejegyzésemben megvitattam, akkor ezt a koncepciót is hatékonyan alkalmazhatja.

Alternatív megoldásként a megemelt feszültség kijelző semlegesíthető egy 0,45 uF / 600 V kondenzátor összekapcsolásával a kimeneten vagy bármely hasonló névleges kondenzátoron, ami szintén segíthet a PWM-ek kiszűrésében egy simán változó szinusz hullámformába.

A magas aktuális kérdés

A fent tárgyalt példában azt láttuk, hogy 50% -os PWM aprítással kénytelenek vagyunk egy 3-0-3V trafót alkalmazni egy 12 V-os tápfeszültségre, arra kényszerítve a felhasználót, hogy 20 amperes transzformátort vegyen igénybe, hogy csak 60 wattot kapjon, ami meglehetősen ésszerűtlennek tűnik.

Ha a 3 V 20 ampert igényel, hogy 60 wattot kapjon, az azt jelenti, hogy a 6 V-nak 10 amperre lenne szüksége a 60 watt előállításához, és ez az érték meglehetősen kezelhetőnek tűnik ....... vagy ha még jobbá kívánja tenni, akkor a 9 V lehetővé tenné, hogy dolgozzon egy 6,66 amperes trafó, ami még ésszerűbbnek tűnik.

A fenti állítás azt mondja nekünk, hogy ha a trafo tekercsen az átlagos feszültségindukció megnő, az áramigény csökken, és mivel az átlagos feszültség a PWM ON idejétől függ, egyszerűen azt jelenti, hogy magasabb átlagos feszültség eléréséhez a trafo primeren, túlságosan megnöveli a PWM ON időt, ez egy másik alternatív és hatékony módszer a kimeneti feszültségesés problémájának helyes megerősítésére a PWM alapú inverterekben.

Ha bármilyen konkrét kérdése vagy kétsége van a témával kapcsolatban, mindig használhatja az alábbi megjegyzésmezőt, és megjegyezheti véleményét.