Kvadrātveida viļņu pārveidotāju pārveidojiet par sinusa viļņu pārveidotāju

Ziņā ir izskaidroti daži ķēdes jēdzieni, kurus var izmantot jebkura parastā kvadrātveida viļņu invertora pārveidošanai vai pārveidošanai par izsmalcinātu sinusa viļņu invertora dizainu.

Pirms izpētīt dažādus dizainus, kas paskaidroti šajā rakstā, būtu interesanti uzzināt faktorus, kas sinusa viļņu invertoru parasti padara vēlamāku nekā kvadrātveida viļņu dizainu.

Kā frekvence darbojas invertoros

Invertori pamatā ietver frekvenci vai svārstības, lai īstenotu veicināšanas un inversijas darbības. Kā zināms, frekvence ir impulsu ģenerēšana pēc vienota un aprēķināta modeļa, piemēram, tipisku invertora frekvenci var novērtēt ar frekvenci 50Hz vai 50 pozitīviem impulsiem sekundē.

Invertora pamatfrekvences viļņu forma ir kvadrātveida viļņu impulsu forma.

Tā kā mēs visi zinām, kvadrātveida vilnis nekad nav piemērots sarežģītu elektronisko iekārtu, piemēram, TV, mūzikas atskaņotāju, datoru, darbināšanai.

Maiņstrāvas (maiņstrāvas) elektrotīkls, ko iegūstam mūsu mājas elektrotīkla kontaktligzdā, sastāv arī no pulsējošas strāvas frekvences, taču tie ir sinusoidālu vai sinusoidālu viļņu formā.

Tas parasti ir 50Hz vai 60Hz frekvencē atkarībā no konkrētās valsts lietderības specifikācijām.

Iepriekš minētā mūsu mājas maiņstrāvas viļņu sinusa līkne attiecas uz eksponenciāli pieaugošām sprieguma virsotnēm, kas veido 50 frekvences ciklus.

Tā kā mūsu vietējā maiņstrāva tiek ģenerēta caur magnētiskām turbīnām, viļņu forma pēc savas būtības ir sinusoidāls vilnis, tāpēc nav nepieciešama turpmāka apstrāde un tā kļūst tieši izmantojama mājās visu veidu ierīcēm.

Un otrādi invertoros pamata viļņu forma ir kvadrātveida viļņu forma, kurai nepieciešama rūpīga apstrāde, lai ierīci padarītu saderīgu ar visu veidu iekārtām.

Starpība starp kvadrātveida vilni un sinusa vilni

Kā parādīts attēlā, kvadrātveida un sinusoidālajam vilnim var būt identiski maksimālā sprieguma līmeņi, bet RMS vērtība vai kvadrāta vidējā vērtība var nebūt identiska. Šis aspekts padara kvadrātveida vilni īpaši atšķirīgu no sinusa, lai gan maksimālā vērtība var būt vienāda.

Tāpēc kvadrātveida viļņu invertors, kas strādā ar 12 V DC, ģenerētu izeju, kas līdzvērtīgs teiksim 330 V, tāpat kā sinusoidālo invertoru, kas darbojas ar vienu un to pašu akumulatoru, bet, ja jūs mērāt abu invertoru izejas RMS, tas ievērojami atšķirtos (330 V un 220 V).

Attēlā nepareizi parādīts 220 V kā maksimums, patiesībā tam vajadzētu būt 330 V

Iepriekš redzamajā diagrammā zaļā krāsas viļņa forma ir sinusa viļņa forma, bet oranžā krāsā attēlota kvadrātveida viļņu forma. Aizēnota daļa ir RMS pārpalikums, kas jāizlīdzina, lai abas RMS vērtības būtu pēc iespējas tuvākas.

Kvadrātveida viļņu invertora pārveidošana sinusoidālā viļņa ekvivalentā tādējādi būtībā nozīmē iespēju kvadrātveida viļņu invertoram radīt nepieciešamo maksimālo vērtību, teiksim, 330 V, tomēr RMS ir gandrīz vienāda ar sinusa viļņa kolēģi.

Kā pārveidot / modificēt kvadrātveida viļņu formu līdz sinusa viļņu formai

To var izdarīt, vai nu izgriežot kvadrātveida viļņu paraugu sinusa viļņa formā, vai arī vienkārši sasmalcinot kvadrātveida viļņu paraugu labi aprēķinātos mazākos gabalos tā, lai tā RMS kļūtu ļoti tuvu standarta tīkla maiņstrāvas RMS vērtībai.

Lai izgrieztu kvadrātveida viļņu līdz ideālam sinusoidālam vilnim, mēs varam izmantot wien tilta oscilatoru vai precīzāk “bubba oscilatoru” un padot to sinusa viļņu procesora pakāpei. Šī metode būtu pārāk sarežģīta, un tāpēc tā nav ieteicama ideja esošā kvadrātveida viļņu invertora ieviešanai sinusa viļņu invertorā.

Īstenojamāka ideja būtu sasmalcināt saistīto kvadrātveida vilni izejas ierīču pamatnē līdz vajadzīgajai RMS pakāpei.

Viens klasisks piemērs ir parādīts zemāk:

Pirmajā diagrammā parādīta kvadrātveida viļņu invertora shēma. Pievienojot vienkāršu AMV smalcinātāju, mēs varam pēc nepieciešamības sadalīt impulsus attiecīgo mosfetu pamatnē.

Modificēta iepriekšminētās ķēdes kvadrātveida viļņu līdz sinusa viļņu ekvivalenta invertora versija.

Šeit zemākā AMV ģenerē impulsus augstā frekvencē, kuru atzīmes / telpas attiecību var atbilstoši mainīt ar iepriekš iestatītā VR1 palīdzību. Šī PWM kontrolētā izeja tiek lietota mosfetu vārtiem, lai pielāgotu to vadītspēju noteiktajai RMS vērtībai.

Paredzamais tipiskais viļņu formas modelis no iepriekšminētās modifikācijas:

Viļņu forma pie mosfet vārtiem:

Viļņa forma transformatora izejā:

Viļņu forma pēc pienācīgas filtrēšanas, izmantojot induktorus un kondensatorus transformatora izejā:

Detaļu saraksts

R1, R2, = 27K,
R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 = 1K omi,
C1, C2 = 0,47 uF / 100 V metalizēts
C3, C4 = 0,1 uF
T1, T2, T5, T6 = BC547,
T3, T4 = jebkurš 30V, 10amp mosfet, N kanāls.
D1, D2 = 1N4148
VR1 = 47K iepriekš iestatīts
Transformators = 9-0-9V, 8 amp ( Lai pareizi optimizētu enerģijas patēriņu, specifikācijas jāizvēlas atbilstoši izejas slodzei )
Akumulators = 12V, 10AH

Labāka efektivitātes līmeņa iegūšana

Iepriekš minētā pārveidošana vai modifikācija nodrošinās aptuveni 70% efektivitātes ar sasniegto RMS atbilstību. Ja jūs interesē labāka un precīzāka saskaņošana, iespējams, būs nepieciešams IC 556 PWM viļņu formas procesors.

Jūs vēlaties atsaukties uz šo rakstu, kurā parādīts aiz tā esošais princips kvadrātveida viļņu modificēšana sinusa viļņu formā izmantojot pāris IC555.

Iepriekš minētās ķēdes izeju var līdzīgi ievadīt pie attiecīgās barošanas ierīču vārtiem vai pamatnes, kas atrodas esošajā kvadrātveida invertora blokā.

Visaptverošāku pieeju var redzēt šajā rakstā, kur IC 556 izmanto, lai iegūtu precīzi modificētu sinusa viļņu uz PWM bāzes ekvivalenti no kvadrātveida viļņu parauga avota.

Šī viļņu forma ir integrēta esošajās izvades ierīcēs, lai ieviestu paredzētās modifikācijas.

Iepriekš minētie piemēri mums māca vienkāršākas metodes, ar kuru palīdzību jebkuru esošo parasto kvadrātveida viļņu invertoru var pārveidot par sinusa viļņu invertora dizainu.

Pārvēršana par SPWM

Iepriekš minētajā rakstā mēs uzzinājām, kā kvadrātveida viļņu invertora viļņu formu var optimizēt, lai iegūtu sinusa viļņa veida viļņu, sasmalcinot kvadrātveida viļņu mazākās sekcijās.

Tomēr padziļināta analīze rāda, ka, ja vien sasmalcinātā viļņa forma nav izmērīta SPWM veidā, pareiza sinusa viļņu ekvivalenta sasniegšana var nebūt iespējama.

Lai izpildītu šo nosacījumu, SPWM pārveidotāja shēma kļūst būtiska, lai no invertora izgrieztu visideālāko sinusa viļņu formu.

Šī diagramma parāda, kā to varētu efektīvi īstenot, izmantojot iepriekš apspriestos dizainus.

Caur vienu no maniem agrākajiem rakstiem mēs sapratām kā opamp varētu izmantot SPWM izveidošanai , to pašu teoriju varēja redzēt, izmantojot iepriekš minēto jēdzienu. Šeit tiek izmantoti divi trīsstūra viļņu ģeneratori, no kuriem viens pieņem ātru kvadrātveida vilni no apakšējā astabla, bet otrs pieņem lēnus kvadrātveida viļņus no augšējā astabla un pārstrādā tos attiecīgi atbilstošās ātrās un lēnās trīsstūra viļņu izejās.

Šie apstrādātie trijstūra viļņi tiek virzīti pāri abām opamp ieejām, kas tos galu galā pārvērš SPWM vai sinusa viļņu impulsu platumos.

Šie SPWM tiek izmantoti, lai sasmalcinātu signālus pie mosfetu vārtiem, kas galu galā pārslēdz viļņa formu pār pievienoto transformatora tinumu, lai izveidotu precīzu tīra sinusa viļņu kopiju transformatora sekundārajā pusē, izmantojot magnētisko indukciju.