Pulse Width Modulated inverters (PWM inverter) erstattede de ældre versioner af invertere og har en bred vifte af applikationer. Praktisk talt bruges disse i effektelektronik kredsløb. Omformerne, der er baseret på PWM-teknologien, besidder MOSFET'er i udgangens koblingstrin. Det meste af invertere tilgængelige i dag har denne PWM-teknologi og er i stand til at producere vekselstrøm til forskellige størrelser og frekvenser. Der er flere beskyttelses- og kontrolkredsløb i disse typer invertere. Implementeringen af PWM-teknologi i invertere gør den velegnet og ideel til de forskellige tilsluttede belastninger.
Hvad er en PWM-inverter?
En inverter, hvis funktionalitet afhænger af pulsbreddemodulation teknologi kaldes PWM-omformere. Disse er i stand til at opretholde udgangsspændingerne som de nominelle spændinger afhængigt af landet, uanset hvilken type belastning der er tilsluttet. Dette kan opnås ved at ændre koblingsfrekvensbredden ved oscillatoren.
PWM inverter kredsløbsdiagram
Kredsløbsdiagram for PWM inverter er angivet i nedenstående diagram
PWM inverter kredsløbsdiagram
Der er forskellige kredsløb, der bruges i PWM-invertere. Nogle af dem er angivet nedenfor
Batteriopladningsstrømssensorkredsløb
Formålet med dette kredsløb er at registrere den strøm, der bruges til opladning af batteriet og opretholde det til den nominelle værdi. Det er vigtigt at undgå udsving for at beskytte batteriernes holdbarhed.
Batterispændingskredsløb
Dette kredsløb bruges til at registrere den spænding, der kræves for at oplade batteriet, når det er opbrugt, og begynde at lade opladning af batteriet, når det er fuldt opladet.
AC-lysfølerkreds
Dette kredsløb skal registrere tilgængeligheden af vekselstrøm . Hvis den er tilgængelig, vil inverteren være i opladet tilstand, og i fravær af lysnettet vil inverteren være i batteritilstand.
Blød start kredsløb
Det bruges til at forsinke opladningen i 8 til 10 sekunder efter genoptagelse af strømmen. Det er for at beskytte MOSFET'erne mod de høje strømme. Dette kaldes også Netforsinkelse.
Skift over kredsløb
Baseret på strømtilgængeligheden skifter dette kredsløb driften af inverteren mellem batteriet og opladningstilstandene.
Luk kredsløb
Dette kredsløb skal overvåge omformeren nøje og lukke den ned, når der opstår abnormiteter.
PWM-controller kredsløb
Denne controller bruges til at regulere spændingen ved udgangen. Kredsløbet skal udføre PWM-operationer er inkorporeret i IC'erne, og disse er til stede i dette kredsløb.
Batteriopladekreds
Processen med at oplade et batteri i inverteren styres af dette kredsløb. Outputtet, der genereres af lysnettet og batteriets sensorkredsløb, er indgangene til dette kredsløb.
Oscillatorkredsløb
Dette kredsløb er inkorporeret med IC af PWM. Det bruges til at generere skiftefrekvenser.
Driver Circuit
Omformerens output bliver drevet af dette kredsløb baseret på koblingssignalet for den genererede frekvens. Det svarer til et forforstærkerkredsløb.
Output sektion
Denne udgangssektion omfatter en step-up transformer og det bruges til at køre lasten.
Arbejdsprincip
En inverterdesign involverer forskellige topologier af strømkredsløb og metoderne til at kontrollere spændingen. Den mest koncentrerede del af inverteren er dens bølgeform, der genereres ved udgangen. Til filtrering anvendes bølgeforminduktorer og kondensatorer. For at reducere harmoniske fra output lavpasfiltre er brugt.
Hvis inverteren har en fast værdi af udgangsfrekvenser, anvendes resonansfiltre. For de justerbare frekvenser ved udgangen indstilles filtre over den maksimale værdi af grundfrekvensen. PWM-teknologi ændrer firkantbølgefunktionerne. De impulser, der bruges til at skifte, moduleres og reguleres, inden de leveres til den tilsluttede belastning. Når der ikke er behov for spændingskontrol, anvendes der en fast pulsbredde.
PWM-invertertyper og bølgeformer
Teknikken til PWM i en inverter består af to signaler. Det ene signal er til reference, og det andet er bæreren. Den puls, der kræves for at skifte omformerens tilstand, kan genereres ved sammenligningen mellem disse to signaler. Der er forskellige PWM-teknikker.
Single Pulse Width Modulation (SPWM)
For hver halve cyklus er der kun en puls til rådighed til styring af teknikken. Firkantbølgesignalet vil være til reference, og en trekantet bølge vil være bæreren. Den genererede portimpuls vil være resultatet af sammenligningen af bæreren og referencesignalerne. Højere harmoniske er den største ulempe ved denne teknik.
Modulering af enkelt pulsbredde
Multipuls pulsbreddemodulation (MPWM)
MPWM-teknik bruges til at overvinde ulempen ved SPWM. I stedet for en enkelt puls bruges flere impulser til hver halve cyklus af spændingen ved udgangen. Frekvensen ved udgangen styres ved at kontrollere bærerens frekvens.
Modulering af flere pulsbredder
Sinusformet pulsbreddemodulation
I denne type PWM-teknik bruges en sinusbølge i stedet for en firkantbølge som reference, og bæreren vil være en trekantet bølge. Sinusbølgen vil være output og dens RMS-værdi af spænding styres af moduleringsindekset.
Sinusformet pulsbreddemodulation
Modificeret sinusformet pulsbreddemodulation
Bærebølgen påføres i det første og det sidste tres-graders interval pr. Hver halve cyklus. Denne ændring er indført for at forbedre de harmoniske egenskaber. Det reducerer tabet på grund af skift og øger den grundlæggende komponent.
Modificeret sinusformet pulsbreddemodulation
Ansøgninger
Mest almindeligt anvendes PWM-invertere i AC-drev med hastighed, hvor drevets hastighed afhænger af variationen i frekvensen af den påførte spænding. Hovedsageligt kan kredsløbene i effektelektronik styres ved hjælp af PWM-signaler. At generere signalerne i analog form fra digitale enheder som f.eks mikrokontroller , er PWM-teknikken gavnlig. Der er desuden forskellige applikationer, hvor PWM-teknologi anvendes i forskellige kredsløb.
Således handler alt om en oversigt over PWM inverter, typer, arbejde og deres applikationer. Kan du beskrive, hvordan PWM-teknologi bruges i telekommunikation?
