Сигурен съм, че често сте се чудили как да постигнете правилния начин за оптимизиране и изчисляване на модифицирана квадратна вълна, така че да се получи почти идентична репликация на синусоида, когато се използва в инверторно приложение.
Изчисленията, обсъдени в тази статия, ще ви помогнат да научите техниката, чрез която модифицирана верига с квадратни вълни може да бъде превърната в еквивалент на синусоида. Нека научим процедурите.
Първият критерий за постигането на това е да се съпостави RMS стойността на модифицирания квадрат със синусоидалния аналог по начин, че резултатът да възпроизвежда синусоидалната форма на вълната възможно най-близо.
Какво е RMS (среден квадратен квадрат)
Знаем, че RMS на нашия дом AC напрежение на синусоидална форма на вълната се определя чрез решаване на следната връзка:
V връх = √2 V rms
Където V връх е максималната граница или максималната граница на цикъла на синусоида, докато средната величина на всеки цикъл на формата на вълната е показана като V rms
The √2 във формулата ни помага да намерим средна стойност или нетната стойност на променлив цикъл, който променя напрежението си експоненциално с времето. Тъй като стойността на синусоидалното напрежение варира във времето и е функция на времето, то не може да бъде изчислено чрез използване на основната средна формула, вместо това зависим от горната формула.
Алтернативно, AC RMS може да се разбира като еквивалент на тази стойност на постоянен ток (DC), който произвежда идентично средно разсейване на мощността, когато е свързан през резистивен товар.
Добре, така че сега знаем формулата за изчисляване на RMS на синусоидален цикъл по отношение на неговата пикова стойност на напрежението.
Това може да се приложи за оценка на пика и RMS за нашия дом 50 Hz AC също. Като решаваме това, получаваме RMS като 220V и пик като 310V за всички 220V базирани мрежови променливотокови системи.
Изчисляване на модифицирани RMS на квадратен вълна и пик
Сега нека видим как тази връзка може да бъде приложена в модифицирани инвертори с квадратна вълна за настройка на правилните цикли на форма на вълната за 220V система, която би съответствала на синусоидален еквивалент на 220V AC.
Вече знаем, че AC RMS е еквивалентна на средната мощност на DC форма на вълната. Което ни дава този прост израз:
V връх = V rms
Но ние също така искаме пикът на квадратната вълна да бъде при 310V, така че изглежда горното уравнение няма да се държи добре и не може да се използва за целта.
Критерият е да има 310V пик, както и RMS или средна стойност от 220V за всеки цикъл на квадратна вълна.
За да разрешим това правилно, ние използваме помощта на времето за включване / изключване на квадратните вълни или процента на работния цикъл, както е обяснено по-долу:
Всеки полуцикъл на 50 Hz AC форма на вълната има продължителност от 10 милисекунди (ms).
Модифицираният полувълнов цикъл в най-суровата му форма трябва да изглежда така, както е показано на следващото изображение:
Можем да видим, че всеки цикъл започва с нулева или празна междина, след това изстрелва до 310V пиков импулс и отново завършва с 0V междина, след което процесът се повтаря за другия половин цикъл.
За да постигнем необходимите 220V RMS, ние трябва да изчислим и оптимизираме пиковите и нулевите разстояния или периодите за включване / изключване на цикъла, така че средната стойност да произведе необходимите 220V.
Сивата линия представлява 50% период от цикъла, който е 10 ms.
Сега трябва да разберем пропорциите на времето за включване / изключване, което ще произведе средно 220V. Правим го по този начин:
220/310 x 100 = приблизително 71%
Това показва, че пикът 310V в горепосочения модифициран цикъл трябва да заема 71% от периода от 10 ms, докато двете нулеви интервали трябва да бъдат 29% комбинирани или 14,5% всеки.
Следователно с дължина 10 ms, първата нулева секция трябва да бъде 1,4 ms, последвана от пика 310 V за 7 ms и накрая последната нулева разлика от още 1,4 ms.
След като това бъде постигнато, можем да очакваме изхода от инвертора да произведе сравнително добра репликация на синусоидална форма.
Въпреки всичко това може да откриете, че изходът не е съвсем идеална репликация на синусоида, тъй като обсъжданата модифицирана квадратна вълна е в най-основната си форма или суров тип. Ако искаме изходът да съответства на синусоида с максимална точност, тогава трябва да отидем за SPWM подход .
Надявам се, че горната дискусия може да ви е осветила по отношение на това как да изчислите и оптимизирате модифициран квадрат за възпроизвеждане на изход на синусоида.
За практическа проверка читателите могат да опитат да приложат горната техника към това проста модифицирана инверторна схема.
Ето още един класически пример за оптимизирана модифицирана форма на вълната за получаване на добра синусоида на вторичната част на трансформатора.
Предишен: Какво е бета (β) в BJTs Следваща: Силна верига за симулатор на силен пистолет
