Muunna neliöaaltoinvertteri siniaaltoinvertteriksi

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Postissa selitetään muutama piirikonsepti, joita voidaan käyttää minkä tahansa tavallisen neliöaaltosuuntaajan muuntamiseen tai muuntamiseen hienostuneeksi siniaaltoinvertterirakenteeksi.

Ennen tässä artikkelissa selitettyjen eri mallien tutkimista olisi mielenkiintoista tietää tekijät, jotka tekevät siniaaltoinvertteristä tyypillisesti toivottavamman kuin neliöaaltomalli.



Kuinka taajuus toimii taajuusmuuttajissa

Invertterit sisältävät periaatteessa taajuutta tai värähtelyjä tehostamis- ja inverttitoimintojen toteuttamiseksi. Taajuus, kuten tiedämme, on pulssien tuottaminen jollakin tasaisella ja lasketulla kuviolla, esimerkiksi tyypillinen taajuusmuuttajan taajuus voidaan luokitella 50 Hz: llä tai 50 positiivisella pulssilla sekunnissa.

Taajuusmuuttajan perustaajuuden aaltomuoto on neliöaaltopulssien muodossa.



Koska me kaikki tiedämme, neliöaalto ei koskaan sovellu kehittyneiden elektronisten laitteiden, kuten TV, musiikkisoittimet, tietokoneet, käyttämiseen.

Kotimaan pistorasiasta hankkimamme vaihtovirta (vaihtovirta) koostuu myös sykkivän virran taajuudesta, mutta ne ovat sinimuotoisten tai siniaaltojen muodossa.

Se on tavallisesti 50Hz tai 60Hz taajuusalueesta riippuen tietyistä maakohtaisista apuohjelmista.

Edellä mainittu koti-AC-aaltomuodon sinikäyrä viittaa eksponentiaalisesti nouseviin jännitepiikkeihin, jotka muodostavat taajuuden 50 jaksoa.

Koska kotimainen vaihtovirta syntyy magneettiturbiinien kautta, aaltomuoto on luonnostaan ​​siniaalto, joten se ei vaadi jatkokäsittelyä ja siitä tulee suoraan käytettävä kodeissa kaikentyyppisille laitteille.

Sitä vastoin inverttereissä perusaaltomuoto on neliön muotoisten aaltojen muotoinen, joka on perusteellisesti käsiteltävä, jotta yksikkö olisi yhteensopiva kaikentyyppisten laitteiden kanssa.

Ero neliöaallon ja siniaallon välillä

Kuten kuvassa on esitetty, neliöaallolla ja siniaallolla voi olla samat huippujännitetasot, mutta RMS-arvo tai neliön keskiarvo eivät välttämättä ole identtiset. Tämä näkökohta tekee neliöaallosta erityisen erilaisen kuin siniaalto, vaikka huippuarvo voi olla sama.

Siksi neliöaaltosuuntaaja, joka toimii 12 V DC: n kanssa, synnyttäisi 330 V: n vastaavan ulostulon kuin siniaaltoinvertteri, joka toimii samalla akulla, mutta jos mitataan molempien taajuusmuuttajien lähtöteho RMS, se eroaa merkittävästi (330 V ja 220 V).

Kuvassa näkyy väärin 220 V: n huippu, oikeastaan ​​sen pitäisi olla 330 V

Yllä olevassa kaaviossa vihreä värillinen aaltomuoto on siniaaltomuoto, kun taas oranssi kuvaa neliön aaltomuotoa. Varjostettu osa on ylimääräinen RMS, joka on tasoitettava, jotta molemmat RMS-arvot saadaan mahdollisimman lähelle.

Neliöaaltomuuntajan muuntaminen siniaaltoekvivalentiksi tarkoittaa siis periaatteessa sitä, että neliöaaltosuuntaajan sallitaan tuottaa vaadittu huippuarvo, esimerkiksi 330 V, mutta jolla RMS on melkein yhtä suuri kuin siniaalto-vastineensa.

Kuinka muuntaa / muokata neliön aaltomuotoa siniaaltomuodoksi vastaavaksi

Tämä voidaan tehdä joko veistämällä neliöaaltonäyte siniaaltomuodoksi tai yksinkertaisesti pilkkomalla näytteen neliön aaltomuoto hyvin lasketuiksi pienemmiksi paloiksi siten, että sen RMS tulee hyvin lähelle normaalia verkkovirran AC RMS -arvoa.

Neliöaallon veistämiseksi täydelliseksi siniaalloksi voimme käyttää wien-sillan oskillaattoria tai tarkemmin sanottuna 'bubba-oskillaattoria' ja syöttää sen siniaaltoprosessorin vaiheeseen. Tämä menetelmä olisi liian monimutkainen, eikä se siksi ole suositeltava idea nykyisen neliöaaltosuuntaajan toteuttamiseksi siniaaltoinvertteriksi.

Toteutettavampi idea olisi pilkkoa siihen liittyvä neliöaalto lähtölaitteiden pohjassa vaadittuun RMS-asteeseen.

Yksi klassinen esimerkki on esitetty alla:

Ensimmäinen kaavio näyttää neliöaaltomuuntajan piirin. Lisäämällä yksinkertainen AMV-katkaisija voimme hajottaa tarvittavien mosfettien pohjassa olevat pulssit vaadittuun määrään.

yksinkertainen neliöaaltosuuntaajan piiri

Muokattu neliöaalto siniaaltoekvivalentiksi invertteriversioksi yllä olevasta piiristä.

Tällöin alempi AMV tuottaa pulsseja suurella taajuudella, joiden merkki / väli-suhdetta voidaan sopivasti muuttaa ennalta asetetun VR1: n avulla. Tätä PWM-ohjattua lähtöä käytetään mosfettien portteihin niiden johtamisen räätälöimiseksi määritettyyn RMS-arvoon.

Kuinka muuttaa neliöaaltoinvertteria siniaaltoinvertteriksi

Odotettu tyypillinen aaltomuoto edellä olevasta muunnoksesta:

Aaltomuoto mosfetin portilla:

Aaltomuoto muuntajan ulostulossa:

Aaltomuoto asianmukaisen suodatuksen jälkeen induktoreilla ja kondensaattoreilla muuntajan ulostulossa:

Osaluettelo

R1, R2, = 27K,
R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 = 1K ohmia,
C1, C2 = 0,47 uF / 100 V metalloitu
C3, C4 = 0,1 uF
T1, T2, T5, T6 = BC547,
T3, T4 = mikä tahansa 30V, 10amp mosfet, N-kanava.
D1, D2 = 1N4148
VR1 = 47K-esiasetus
Muuntaja = 9-0-9V, 8 amp ( tekniset tiedot on valittava lähtökuormituksen mukaan oikeaan voiman optimointiin )
Akku = 12 V, 10 Ah

Parempi hyötysuhde

Yllä oleva muunnos tai muunnos tuottaa noin 70% hyötysuhteesta saavutetulla RMS-sovituksella. Jos olet kiinnostunut paremmasta ja tarkemmasta sovittamisesta, tarvitaan todennäköisesti IC 556 PWM -aaltomuodon prosessori.

Haluat viitata tähän artikkeliin, joka osoittaa takana olevan periaatteen neliön aaltomuodon muokkaaminen siniaaltomuodoksi käyttämällä pari IC555: tä.

Edellä mainitun piirin lähtö voidaan syöttää samalla tavalla olemassa olevien neliömuunninyksikössä olevien asiaankuuluvien teholaitteiden porttiin tai pohjaan.

Kattavampi lähestymistapa voidaan nähdä tässä artikkelissa, jossa IC 556: ta käytetään tarkan PWM-pohjaisen modifioidun siniaallon uuttamiseen neliöaallon näytelähteen ekvivalentit.

Tämä aaltomuoto on integroitu olemassa oleviin lähtölaitteisiin suunniteltujen muutosten toteuttamiseksi.

Edellä olevat esimerkit opettavat meille yksinkertaisempia menetelmiä, joiden avulla mikä tahansa olemassa oleva tavallinen neliöaaltosuuntaaja voidaan modifioida siniaaltoinvertteriksi.

Muuntaminen SPWM: ksi

Edellä mainitussa artikkelissa opimme, kuinka neliöaaltomuuntajan aaltomuoto voitaisiin optimoida siniaaltotyyppisen aaltomuodon saamiseksi pilkkomalla neliöaalto pienempiin osiin.

Syvempi analyysi kuitenkin osoittaa, että ellei hienonnettua aaltomuotoa mitoiteta SPWM: ien muodossa, oikean siniaaltovastaavuuden saavuttaminen ei ehkä ole mahdollista.

Tämän ehdon täyttämiseksi SPWM-muunninpiiri on välttämätön kaikkein ihanteellisimman siniaaltomuodon veistämiseksi invertteristä.

Seuraava kaavio osoittaa, kuinka tämä voitaisiin toteuttaa tehokkaasti edellä käsitellyillä malleilla.

SPWM-muunnos neliötaajuusmuuttajalle

Erään aikaisemman artikkelini kautta ymmärrimme kuinka opampia voitaisiin käyttää SPWM: ien luomiseen , samaa teoriaa voidaan nähdä sovellettuna yllä olevaan käsitteeseen. Tässä käytetään kahta kolmion aaltogeneraattoria, joista toinen hyväksyy nopean neliöaallon alemmasta astilasta, kun taas toinen hyväksyy hitaat neliöaallot ylemmästä astelista ja käsittelevät ne vastaaviksi nopeiksi ja hitaiksi kolmion aaltolähtöiksi.

Nämä prosessoidut kolmion aallot syötetään opampin kahden tulon poikki, mikä lopulta muuntaa ne SPWM: iksi tai siniaaltopulssin leveydeksi.

Näitä SPWM: itä käytetään pilkkoamaan signaalit mosfettien portissa, jotka lopulta vaihtavat aaltomuodon yhdistetyn muuntajakäämityksen yli muodostaakseen tarkan kopion puhtaasta siniaaltomuodosta muuntajan toissijaisella puolella magneettisen induktion kautta.




Pari: Laserdiodin ohjainpiiri Seuraava: Yksi Mosfet-ajastinpiiri