Problem med inverterspenningsfall - Hvordan løse

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Når PWM brukes i en inverter for å muliggjøre en sinusbølgeutgang, inverter spenning drop blir et viktig problem, spesielt hvis parametrene ikke beregnes riktig.

På dette nettstedet har du kanskje kommet over mange sinus- og rene sinusbølgeomformerkonsepter ved bruk av PWM-feeds eller SPWM-integrasjoner. Selv om konseptet fungerer veldig pent og lar brukeren få de nødvendige utgangene til sinusbølgen, ser de ut til å slite med problemer med utgangsspenningsfall, under belastning.



I denne artikkelen vil vi lære å rette opp dette gjennom enkel forståelse og beregninger.

Først må vi innse at utgangseffekten fra en omformer bare er et produkt av inngangsspenning og strøm som tilføres transformatoren.



Derfor må vi sørge for at transformatoren er riktig vurdert for å behandle inngangsforsyningen slik at den gir ønsket effekt og er i stand til å opprettholde belastningen uten fall.

Fra den følgende diskusjonen vil vi prøve å analysere metoden for å bli kvitt dette problemet gjennom enkle beregninger ved å konfigurere parametrene riktig.

Analyserer utgangsspenning i omformere med firkantbølge

I en firkantbølgeomformerkrets vil vi vanligvis finne bølgeformen som vist nedenfor over kraftenhetene, som leverer strøm og spenning til den aktuelle transformatorviklingen i henhold til mosfet-ledningsfrekvensen ved bruk av denne firkantbølgen:

Her kan vi se at toppspenningen er 12V, og driftssyklusen er 50% (lik PÅ / AV-tid for bølgeformen).

For å fortsette med analysen Vi må først finne gjennomsnittlig spenning indusert over den aktuelle transformatorviklingen.

Anta at vi bruker en senterkran 12-0-12V / 5 amp trafo, og antar at 12V @ 50% driftssyklus blir brukt på en av 12V viklingen, så kan kraften som induseres i den viklingen beregnes som gitt nedenfor:

12 x 50% = 6V

Dette blir gjennomsnittsspenningen over portene til kraftenhetene, som tilsvarende driver trafo-viklingen med samme hastighet.

For de to halvdelene av trafo-viklingen får vi, 6V + 6V = 12V (som kombinerer begge halvdelene av senterkranen.

Å multiplisere denne 12V med full strømkapasitet 5 amp gir oss 60 watt

Siden transformatorens faktiske wattstyrke også er 12 x 5 = 60 watt, innebærer det at effekten som er indusert ved primæren av trafo er full, og derfor vil utgangen også være full, slik at utgangen kan gå uten noe spenningsfall under belastning .

Denne 60 watt er lik transfomerens faktiske wattstyrke, dvs. 12V x 5 amp = 60 watt. Derfor fungerer utgangen fra trafo med maksimal kraft og faller ikke utgangsspenningen, selv når en maksimal belastning på 60 watt er tilkoblet.

Analyse av en PWM-basert omformerutgangsspenning

Anta at vi bruker en PWM som hakker over portene til kraftmosfeterne, si med en hastighet på 50% driftssyklus på portene til mosfetten (som allerede kjører med en 50% driftssyklus fra hovedoscillatoren, som diskutert ovenfor)

Dette innebærer igjen at det tidligere beregnede 6V-gjennomsnittet nå påvirkes i tillegg av denne PWM-tilførselen med 50% driftssyklus, og reduserer den gjennomsnittlige spenningsverdien over mosfetportene til:

6V x 50% = 3V (selv om toppen fortsatt er 12V)

Ved å kombinere dette 3V gjennomsnittet for begge halvdelene av viklingen vi får

3 + 3 = 6V

Å multiplisere denne 6V med 5 amp gir oss 30 watt.

Vel, dette er 50% mindre enn hva transformatoren er vurdert å håndtere.

Derfor målt ved utgangen, selv om utgangen kan vise hele 310V (på grunn av 12V-toppene), men under belastning kan dette raskt synke til 150V, siden den gjennomsnittlige forsyningen ved primæren er 50% mindre enn den nominelle verdien.

For å rette opp dette problemet må vi takle to parametere samtidig:

1) Vi må sørge for at transformatorviklingen samsvarer med gjennomsnittlig spenningsverdi levert av kilden ved bruk av PWM-hakking,

2) og viklingen må derfor spesifiseres slik at utgangsstrømmen ikke faller under belastning.

La oss se på eksemplet vårt ovenfor der introduksjonen av en 50% PWM førte til at inngangen til viklingen ble redusert til 3V. For å forsterke og takle denne situasjonen, må vi sørge for at viklingen av trafo må vurderes tilsvarende til 3V. Derfor må transformatoren i denne situasjonen være vurdert til 3-0-3V

Nåværende spesifikasjoner for transformatoren

Tatt i betraktning det ovennevnte 3-0-3V trafo-utvalget, og med tanke på at utgangen fra trafo er ment å fungere med 60 watt belastning og en vedvarende 220V, kan det hende vi trenger at primæren til trafo er rangert til 60/3 = 20 ampere , ja det er 20 ampere som trafo må være for å sikre at 220V opprettholdes når en full belastning på 60 watt er festet til utgangen.

Husk i en slik situasjon at hvis utgangsspenningen måles uten belastning, kan man se en unormal økning i utgangsspenningsverdien som kan se ut til å overstige 600V. Dette kan skje fordi selv om gjennomsnittsverdien indusert over mosfetene er 3V, er toppen alltid 12V.

Men det er ingenting å være bekymret for hvis du tilfeldigvis ser denne høyspenningen uten belastning, fordi den raskt vil slå seg ned til 220V så snart en last blir koblet opp.

Når dette er sagt, hvis brukere synes det er raslende å se et slikt økt nivå av spenninger uten belastning, kan dette korrigeres ved å i tillegg bruke en utgangsspenningsregulator krets som jeg allerede har diskutert i et av mine tidligere innlegg, kan du faktisk bruke det samme med dette konseptet også.

Alternativt kan høyspenningsdisplayet nøytraliseres ved å koble en 0.45uF / 600V kondensator over utgangen eller en tilsvarende nominell kondensator, noe som også vil bidra til å filtrere ut PWM-ene til en jevnt varierende sinusbølgeform.

The High Current Issue

I det ovenfor omtalte eksemplet så vi at med 50% PWM-hakking, er vi tvunget til å bruke en 3-0-3V trafo for en 12V forsyning, og tvinger brukeren til å gå for en 20 amp transformator bare for å få 60 watt, som ser ganske urimelig ut.

Hvis 3V krever 20 ampere for å få 60 watt, betyr det at 6V vil kreve 10 ampere for å generere 60 watt, og denne verdien ser ganske håndterbar ut ....... eller for å gjøre det enda bedre, vil en 9V tillate deg å jobbe med en 6,66 amp trafo, som ser enda mer fornuftig ut.

Ovennevnte uttalelse forteller oss at hvis den gjennomsnittlige spenningsinduksjonen på trafo-viklingen økes, reduseres strømkravet, og siden gjennomsnittsspenningen er avhengig av PWM PÅ-tiden, innebærer det ganske enkelt at for å oppnå høyere gjennomsnittsspenninger på trafo-primæren, du bare har for å øke PWM PÅ-tiden, det er et annet alternativ og effektiv måte å forsterke utgangsspenningsfallsproblemet riktig i PWM-baserte omformere.

Hvis du har noen spesifiserte spørsmål eller tvil angående emnet, kan du alltid bruke kommentarfeltet nedenfor og skrive i dine meninger.




Forrige: Transformerless AC Voltmeter Circuit Using Arduino Neste: 200, 600 LED-strengkretser på strømnettet 220V