Inverteripinge languse probleem - kuidas seda lahendada

Kui siinuslaine väljundi võimaldamiseks kasutatakse inverteris PWM-i, muunduri pinge langusest saab suur probleem, eriti kui parameetreid pole õigesti arvutatud.

Sellel veebisaidil võite PWM-voogude või SPWM-i integreerimiste kaudu kohanud paljusid siinuslaine ja puhta siinuse inverteri kontseptsioone. Ehkki kontseptsioon töötab väga kenasti ja võimaldab kasutajal saada vajalikke siinuslainega samaväärseid väljundeid, näivad nad koormuse all võitlevat väljundpinge languse probleemidega.

Selles artiklis õpime, kuidas seda lihtsate arusaamade ja arvutuste abil parandada.

Kõigepealt peame mõistma, et muunduri väljundvõimsus on ainult trafosse tarnitava sisendpinge ja voolu korrutis.

Seetõttu peame siin veenduma, et trafo on sisendvarustuse töötlemiseks õigesti hinnatud nii, et see toodaks soovitud väljundit ja suudaks koormust ilma languseta vastu pidada.

Järgmisest arutelust proovime lihtsate arvutuste abil analüüsida meetodit sellest probleemist vabanemiseks, seadistades parameetrid õigesti.

Ruutlaine inverterite väljundpinge analüüsimine

Ruutlaine inverterahelas leiame tavaliselt allpool näidatud lainekuju kõikides seadmetes, mis edastavad voolu ja pinge vastavasse trafo mähisesse vastavalt mosfeti juhtivuse määrale, kasutades seda ruudukujulist lainet:

Siin näeme, et tipppinge on 12 V ja töötsükkel on 50% (võrdne lainekuju ON / OFF aeg).

Analüüsi jätkamiseks tuleb kõigepealt leida keskmine trafo mähises indutseeritud pinge.

Eeldades, et kasutame keskmist kraani 12-0-12V / 5 amprit trafot ja eeldades, et ühele 12V mähisest rakendatakse 12V @ 50% töötsüklit, siis saab selle mähise indutseeritud võimsuse arvutada järgmiselt:

12 x 50% = 6 V

Sellest saab keskmine pinge elektriseadmete väravates, mis vastavalt juhivad trafo mähist sama kiirusega.

Trafo mähise kahe poole jaoks saame 6V + 6V = 12V (kombineerides mõlemad kraanist trafo pooled).

Korrutades selle 12 V täisvõimsuse 5 ampriga, saame 60 vatti

Kuna trafo tegelik võimsus on samuti 12 x 5 = 60 vatti, tähendab see, et trafo primaaril indutseeritud võimsus on täis ja seetõttu on ka väljund täis, võimaldades väljundil töötada ilma pinge languseta koormuse all .

See 60 vatti võrdub transfomeeri tegeliku võimsuse nimiväärtusega, st 12 V x 5 amprit = 60 vatti. seetõttu töötab trafo väljund maksimaalse jõuga ega lange väljundpinget isegi siis, kui maksimaalne koormus on ühendatud 60 vatti.

PWM-põhise muunduri väljundpinge analüüsimine

Oletame nüüd, et rakendame PWM-i tükeldamist võimsuse mosfettide väravatel, näiteks 50% -lise töötsükliga mosfeti väravatel (mis töötavad juba peamise ostsillaatori 50-protsendilise töötsükliga, nagu eespool arutletud)

See tähendab jällegi, et varem arvutatud 6 V keskmist mõjutab nüüd ka see 50% töötsükliga PWM-etteanne, vähendades mosfeti väravate keskmist pinge väärtust järgmiselt:

6 V x 50% = 3 V (kuigi tipp on endiselt 12 V)

Kombineerides selle 3V keskmise mõlema pooli jaoks, mida saame

3 + 3 = 6V

Selle 6V korrutamine 5 ampriga annab meile 30 vatti.

Noh, see on 50% vähem kui see, mida trafo käitlema on hinnatud.

Seega, kui väljundis mõõta, võib väljund näidata kogu 310 V (12 V tippude tõttu), kuid koormuse all võib see kiiresti langeda 150 V-ni, kuna primaarenergia keskmine toiteallikas on 50% väiksem kui nimiväärtus.

Selle probleemi lahendamiseks peame samaaegselt tegelema kahe parameetriga:

1) Peame veenduma, et trafo mähis vastab PWM hakkimise abil allika poolt antud keskmisele pingeväärtusele,

2) ja mähise vool tuleb vastavalt täpsustada nii, et väljund AC ei langeks koormuse all.

Vaatleme meie ülaltoodud näidet, kus 50% PWM-i kasutuselevõtt vähendas mähise sisendit 3V-ni. Selle olukorra tugevdamiseks ja lahendamiseks peame tagama, et trafo mähis peab olema vastavalt hinnatud 3V-le. Seetõttu peab trafo antud olukorras olema 3-0-3V

Trafo praegused näitajad

Arvestades th üle 3-0-3V trafo valiku ja arvestades, et trafo väljund on mõeldud töötama 60 vati koormuse ja püsiva 220 V korral, võib vaja minna trafo peamist väärtuseks 60/3 = 20 amprit , jah, see on 20 amprit, mida trafo peab olema, et tagada 220 V pinge püsimine, kui väljundile on kinnitatud täiskoormus 60 vatti.

Pidage meeles, et sellises olukorras, kui väljundpinget mõõdetakse ilma koormuseta, võib väljundpinge väärtus olla ebanormaalne, mis võib tunduda üle 600 V. See võib juhtuda, sest kuigi mosfettides on keskmine indutseeritud väärtus 3 V, on tipp alati 12 V.

Kuid pole muret, kui juhtub, et näete seda kõrgepinget ilma koormata, sest see lepiks kiiresti 220 V-ni, niipea kui koormus haakub.

Seda öeldes, kui kasutajatel on nii koormata pingete kõrgendatud taseme nägemine kohisev, saab seda parandada, rakendades täiendavalt väljundpinge regulaatori vooluring mida olen ühes oma varasemas postituses juba käsitlenud, võite seda mõtet ka selle mõiste puhul tõhusalt rakendada.

Teise võimalusena saab kõrgendatud pinge ekraani neutraliseerida, ühendades väljundi kaudu 0,45uF / 600V kondensaatori või mis tahes muu sarnase nimiväärtusega kondensaatori, mis aitaks PWM-id ka sujuvalt muutuvaks siinusekujuks välja filtreerida.

Kõrge praegune teema

Eespool arutletud näites nägime, et 50% PWM tükeldamise korral oleme sunnitud 12V toiteallikaks kasutama 3-0-3V trafot, sundides kasutajat minema 20 amprise trafo juurde, et saada ainult 60 vatti. tundub üsna ebamõistlik.

Kui 3V nõuab 60 vatti saamiseks 20 amprit, tähendab see, et 6 V jaoks oleks vaja 60 vatti genereerimiseks 10 amprit ja see väärtus tundub üsna hallatav ....... või selle veelgi paremaks muutmiseks võimaldaks 9 V teil töötada 6,66-amprine trafo, mis näeb veelgi mõistlikum välja.

Eespool toodud väide ütleb meile, et kui trafo mähise keskmise induktsiooni induktsioon suureneb, väheneb praegune nõue ja kuna keskmine pinge sõltub PWM ON ajast, tähendab see lihtsalt seda, et trafo primaarse kõrgema keskmise pinge saavutamiseks teil on lihtsalt liiga pikk PWM ON-aeg, see on veel üks alternatiivne ja tõhus viis PWM-põhiste muundurite väljundpinge languse probleemi õigeks tugevdamiseks.

Kui teil on teemaga seoses täpsustatud küsimusi või kahtlusi, võite alati kasutada allolevat kommentaarikasti ja oma arvamustesse märkida.