Invertera sprieguma krituma problēma - kā atrisināt

Ikreiz, kad PWM tiek izmantots invertorā sinusa viļņu izejas iespējošanai, invertora spriegums kritums kļūst par galveno problēmu, it īpaši, ja parametri netiek aprēķināti pareizi.

Šajā vietnē, iespējams, esat saskāries ar daudziem sinusa un tīra sinusa viļņu invertora jēdzieniem, izmantojot PWM plūsmas vai SPWM integrācijas. Lai gan koncepcija darbojas ļoti jauki un ļauj lietotājam iegūt nepieciešamos sinusa viļņu ekvivalentos izvadus, šķiet, ka viņi cīnās ar izejas sprieguma krituma problēmām zem slodzes.

Šajā rakstā mēs uzzināsim, kā to labot, izmantojot vienkāršu izpratni un aprēķinus.

Vispirms mums jāapzinās, ka invertora izejas jauda ir tikai ieejas sprieguma un strāvas reizinājums, kas tiek piegādāts transformatoram.

Tāpēc šeit mums jāpārliecinās, vai transformators ir pareizi novērtēts, lai apstrādātu ieejas padevi tā, lai tas ražotu vēlamo jaudu un spētu noturēt slodzi bez kritieniem.

Turpmākajā diskusijā mēs, izmantojot vienkāršus aprēķinus, mēģināsim analizēt metodi, kā atbrīvoties no šīs problēmas, pareizi konfigurējot parametrus.

Izejas sprieguma analīze kvadrātveida viļņu pārveidotājos

Kvadrātveida viļņu invertora ķēdē mēs parasti atradīsim viļņu formu, kā parādīts zemāk, starp visām enerģijas ierīcēm, kas piegādā strāvu un spriegumu attiecīgajā transformatora tinumā atbilstoši Mosfet vadīšanas ātrumam, izmantojot šo kvadrātveida vilni:

Šeit mēs varam redzēt, ka maksimālais spriegums ir 12 V, un darba cikls ir 50% (vienāds viļņu ieslēgšanas / izslēgšanas laiks).

Lai turpinātu analīzi, mums vispirms jāatrod vidējais spriegums, kas inducēts attiecīgajā transformatora tinumā.

Pieņemot, ka mēs izmantojam centrālo pieskārienu 12-0-12V / 5 amp trafo un pieņemot, ka vienam no 12V tinumiem tiek piemērots 12V @ 50% darba cikls, tad šajā tinumā izraisīto jaudu var aprēķināt, kā norādīts zemāk:

12 x 50% = 6 V

Tas kļūst par vidējo spriegumu pāri enerģijas ierīču vārtiem, kas attiecīgi darbojas trafo tinumu ar tādu pašu ātrumu.

Divām trafo tinuma pusēm, kuras mēs iegūstam, 6V + 6V = 12V (apvienojot abas centrālā krāna trafo puses.

Reizinot šo 12 V ar pilnu strāvas jaudu 5 amp, mēs iegūstam 60 vatus

Tā kā transformatora faktiskā jauda ir arī 12 x 5 = 60 vati, tas nozīmē, ka trafo primārajā režīmā inducētā jauda ir pilna, un tāpēc arī izeja būs pilna, ļaujot izejai darboties bez sprieguma krituma zem slodzes .

Šie 60 vati ir vienādi ar transfomera faktisko jaudu, t.i., 12 V x 5 amp = 60 vati. tāpēc trafo izeja darbojas ar maksimālu spēku un nemazina izejas spriegumu pat tad, ja ir pievienota maksimālā slodze 60 vati.

PWM bāzes invertora izejas sprieguma analīze

Tagad pieņemsim, ka mēs izmantojam PWM sasmalcināšanu pāri jaudas mosfetu vārtiem, teiksim ar 50% darba ciklu uz mosfets vārtiem (kas jau darbojas ar 50% darba ciklu no galvenā oscilatora, kā apspriests iepriekš)

Tas atkal nozīmē, ka iepriekš aprēķināto 6V vidējo vērtību tagad ietekmē šī PWM padeve ar 50% darba ciklu, samazinot vidējo sprieguma vērtību pāri mosfet vārtiem līdz:

6 V x 50% = 3 V (lai gan maksimums joprojām ir 12 V)

Apvienojot šo 3V vidējo rādītāju abām iegūtās tinuma pusēm

3 + 3 = 6V

Reizinot šo 6 V ar 5 ampēriem, iegūstam 30 vatus.

Nu, tas ir par 50% mazāk nekā tas, ar ko tiek novērtēts transformators.

Tāpēc, mērot pie izejas, lai gan izeja var rādīt pilnu 310 V (12 V virsotņu dēļ), bet zem slodzes tas var ātri samazināties līdz 150 V, jo vidējā barošana primārajā stāvoklī ir par 50% mazāka nekā nominālā vērtība.

Lai novērstu šo problēmu, mums vienlaikus jārisina divi parametri:

1) Mums jāpārliecinās, ka transformatora tinums atbilst vidējai sprieguma vērtībai, ko avots nodrošina, izmantojot PWM sasmalcināšanu,

2) un tinuma strāva ir attiecīgi jānorāda tā, lai izeja AC nenoslīdētu zem slodzes.

Apsvērsim mūsu iepriekš minēto piemēru, kur 50% PWM ieviešana izraisīja tinuma ievades samazināšanos līdz 3V, lai pastiprinātu un risinātu šo situāciju, mums jānodrošina, ka trafo tinumam jābūt attiecīgi novērtētam ar 3V. Tāpēc šajā situācijā transformatoram jānovērtē 3-0-3V

Transformatora pašreizējās specifikācijas

Ņemot vērā th, kas pārsniedz 3-0-3V trafo izvēli, un ņemot vērā, ka trafo izeja ir paredzēta darbam ar 60 vatu slodzi un noturīgu 220 V, mums var būt nepieciešams, lai trafo galvenā vērtība būtu 60/3 = 20 ampēri jā, tas ir 20 ampēri, kuriem trafo jābūt, lai nodrošinātu 220 V noturību, ja izejai ir pievienota pilna 60 vatu slodze.

Atcerieties, ka šādā situācijā, ja izejas spriegumu mēra bez slodzes, var novērot patoloģisku izejas sprieguma vērtības pieaugumu, kas, šķiet, pārsniedz 600 V. Tas varētu notikt, jo, lai gan vidējā vērtība, kas tiek ierosināta visā mosfetā, ir 3V, maksimums vienmēr ir 12V.

Bet nav ko uztraukties, ja gadās redzēt šo augstspriegumu bez slodzes, jo tas ātri nosēžas līdz 220V, tiklīdz slodze tiek piesaistīta.

To sakot, ja lietotājiem šķiet graboši redzēt tik paaugstinātu sprieguma līmeni bez slodzes, to var izlabot, papildus piemērojot izejas sprieguma regulatora ķēde ko es jau apspriedu vienā no saviem iepriekšējiem ierakstiem, jūs to varat efektīvi piemērot arī ar šo jēdzienu.

Alternatīvi paaugstināta sprieguma displeju var neitralizēt, savienojot 0,45uF / 600V kondensatoru pāri izejai vai jebkuram līdzīgi nominētam kondensatoram, kas arī palīdzētu filtrēt PWM vienmērīgi mainīgā sinusa viļņu formā.

Augstā pašreizējā problēma

Iepriekš apskatītajā piemērā mēs redzējām, ka, sasmalcinot 50% PWM, mēs esam spiesti izmantot 3-0-3V trafo 12 V barošanai, liekot lietotājam doties uz 20 ampēru transformatoru, lai iegūtu tikai 60 vatus, kas izskatās diezgan nepamatoti.

Ja 3V prasa 20 ampērus, lai iegūtu 60 vatus, tas nozīmē, ka 6 V vajadzēs 10 ampērus, lai radītu 60 vatus, un šī vērtība izskatās diezgan vadāma ....... vai lai to padarītu vēl labāku, 9 V ļautu jums strādāt 6,66 amp trafo, kas izskatās vēl saprātīgāk.

Iepriekš minētais paziņojums mums saka, ka, ja tiek palielināta trafo tinuma vidējā sprieguma indukcija, pašreizējā prasība tiek samazināta, un, tā kā vidējais spriegums ir atkarīgs no PWM ON laika, tas vienkārši nozīmē, ka, lai sasniegtu augstāku vidējo spriegumu trafo primārajā, jums vienkārši ir pārāk palielināts PWM ON laiks, tas ir vēl viens alternatīvs un efektīvs veids, kā pareizi pastiprināt izejas sprieguma krituma problēmu PWM balstītos invertoros.

Ja jums ir kādi jautājumi vai šaubas par tēmu, jūs vienmēr varat izmantot zemāk esošo komentāru lodziņu un ierakstīt savu viedokli.