Модулирани с широчина на импулса инвертори (PWM инвертор) замениха по-старите версии на инверторите и имат широк спектър от приложения. На практика те се използват във веригите на силовата електроника. Инверторите, базирани на ШИМ технологията притежават MOSFETs в превключващия етап на изхода. Повечето от инвертори наличните днес притежават тази ШИМ технология и са способни да произвеждат променливо напрежение за различни величини и честоти. В този тип инвертори има множество схеми за защита и управление. Внедряването на PWM технология в инверторите го прави подходящ и идеален за различните свързани товари.
Какво е PWM инвертор?
Инвертор, чиято функционалност зависи от широчинно импулсна модулация технологията се нарича ШИМ инвертори. Те могат да поддържат изходните напрежения като номинални напрежения в зависимост от държавата, независимо от типа на свързания товар. Това може да се постигне чрез промяна на ширината на честотата на превключване на осцилатора.
ШИМ инверторна схема
Електрическата схема на ШИМ инвертора е дадена в диаграмата по-долу
ШИМ инверторна схема
В ШИМ инверторите се използват различни вериги. Някои от тях са изброени по-долу
Верига на датчика за зареждане на батерията
Целта на тази схема е да усети тока, използван за зареждане на батерията, и да го поддържа на номиналната стойност. Важно е да се избягват колебанията, за да се защити срокът на годност на батериите.
Верига за определяне на напрежението на батерията
Тази схема се използва за засичане на напрежението, необходимо за зареждане на батерията, когато тя е изтощена, и започнете да зареждате батерията след като се зареди напълно.
Електрическа верига за променлив ток
Тази схема трябва да усети наличието на променливотоково захранване . Ако е наличен, тогава инверторът ще бъде в състояние на зареждане и при липса на мрежа инверторът ще бъде в режим на батерия.
Верига за плавно стартиране
Използва се за забавяне на зареждането за 8 до 10 секунди след възобновяване на захранването. Той е за защита на MOSFET-овете от силните токове. Това също се нарича закъснение на мрежата.
Смяна на верига
Въз основа на наличността на мрежата тази схема превключва работата на инвертора между батерията и режимите на зареждане.
Изключете веригата
Тази схема е да следи отблизо инвертора и да го изключва при възникване на някакви аномалии.
Верига на ШИМ контролера
За регулиране на напрежението на изхода се използва този контролер. Веригата трябва да изпълнява ШИМ операции, които са включени в ИС и те присъстват в тази схема.
Верига за зареждане на батерията
Процесът на зареждане на батерията в инвертора се контролира от тази схема. Изходът, генериран от сензорната верига на мрежата и сензорните вериги на батерията, е входовете за тази верига.
Осцилаторна верига
Тази схема е интегрирана с интегралната схема на ШИМ. Използва се за генериране на честотите на превключване.
Шофьорска верига
Изходът на инвертора се задвижва от тази верига въз основа на превключващия сигнал на генерираната честота. Той е подобен на този на схема за предусилвател.
Изходен раздел
Този изходен раздел съдържа a повишаващ трансформатор и се използва за задвижване на товара.
Принцип на работа
Проектирането на инвертор включва различни топологии на силови вериги и методи за контрол на напрежението. Най-концентрираната част на инвертора е неговата форма на вълната, генерирана на изхода. За целите на филтрирането се използват индукторите на формата на вълната и кондензаторите. За да се намалят хармониците от изхода нискочестотни филтри са използвани.
Ако инверторът притежава фиксирана стойност на изходните честоти, се използват резонансни филтри. За регулируемите честоти на изхода, филтрите са настроени над максималната стойност на основната честота. PWM технологията променя характеристиките на квадратната вълна. Импулсите, използвани за превключване, се модулират и регулират преди подаването му към свързания товар. Когато няма изискване за контрол на напрежението се използва фиксирана ширина на импулса.
ШИМ инверторни типове и вълнови форми
Техниката на ШИМ в инвертор се състои от два сигнала. Единият сигнал е за справка, а другият ще бъде носителят. Импулсът, необходим за превключване на режима на инвертора, може да се генерира чрез сравнението между тези два сигнала. Има различни техники на ШИМ.
Модулация с широчина на един импулс (SPWM)
За всеки половин цикъл има само един импулс за управление на техниката. Сигналът с квадратна вълна ще бъде за справка, а триъгълната вълна ще бъде носителят. Генерираният импулс на портата ще бъде резултат от сравнението на носителя и референтните сигнали. Висшите хармоници са основният недостатък на тази техника.
Модулация с единична импулсна ширина
Модулация с множество импулсни широчини (MPWM)
Техниката MPWM се използва за преодоляване на недостатъка на SPWM. Вместо единичен импулс се използват множество импулси за всеки половин цикъл на напрежението на изхода. Честотата на изхода се контролира чрез управление на честотата на носителя.
Модулация с множество импулсни широчини
Синусоидална модулация на широчината на импулса
В този тип PWM техника, вместо квадратна вълна, синусоида се използва като еталон и носителят ще бъде триъгълна вълна. Синусоидалната вълна ще бъде изходната и нейната RMS стойност на напрежението се контролира от модулационния индекс.
Синусоидална модулация на широчината на импулса
Модифицирана синусоидална модулация на широчината на импулса
Носещата вълна се прилага за първия и последния интервал от шестдесет градуса на всеки половин цикъл. Тази модификация е въведена за подобряване на хармоничните характеристики. Намалява загубата поради превключване и увеличава основния компонент.
Модифицирана синусоидална модулация на широчината на импулса
Приложения
Най-често PWM инверторите се използват в задвижванията със скорост на променлив ток, където скоростта на задвижването зависи от вариацията в честотата на приложеното напрежение. Основно веригите в силовата електроника могат да се управляват чрез използване на ШИМ сигнали. За генериране на сигнали в аналогова форма от цифрови устройства като микроконтролери , ШИМ техниката е от полза. Освен това има различни приложения, при които технологията PWM се използва в различни схеми.
По този начин става въпрос за общ преглед на ШИМ инвертора, типовете, работата и техните приложения. Можете ли да опишете как PWM технологията се използва в телекомуникациите?
