Pulsilaiuse moduleeritud muundurid (PWM-inverter) asendasid inverterite vanemad versioonid ja sellel on lai valik rakendusi. Praktiliselt kasutatakse neid jõuelektroonika ahelates. PWM-tehnoloogial põhinevad inverterid omavad MOSFETid väljundi lülitusetapis. Enamik inverterid Praegu on olemas see PWM-tehnoloogia ja nad suudavad toota vahelduvpinge erineva suuruse ja sagedusega. Seda tüüpi inverterites on mitu kaitse- ja juhtimisahelat. PWM-tehnoloogia rakendamine inverterites muudab selle sobivaks ja ideaalseks ühendatud ühendatud koormuste jaoks.
Mis on PWM-inverter?
Inverter, mille funktsionaalsus sõltub impulsi laiuse modulatsioon tehnoloogiat nimetatakse PWM-inverteriteks. Need suudavad säilitada väljundpingeid nimipingetena sõltuvalt riigist, olenemata ühendatud koormuse tüübist. Seda saab saavutada lülitussageduse laiuse muutmisega ostsillaatori juures.
PWM-muunduri vooluahela skeem
PWM-inverteri vooluringi skeem on toodud allpool oleval skeemil
PWM-muunduri vooluahela skeem
PWM-inverterites kasutatakse erinevaid ahelaid. Mõned neist on loetletud allpool
Aku laadimisvooluanduri ahel
Selle vooluahela eesmärk on tajuda aku laadimisel kasutatavat voolu ja hoida seda nimiväärtusel. Patareide säilivusaja kaitsmiseks on oluline vältida kõikumisi.
Aku pingetundev vooluring
Seda vooluahelat kasutatakse aku tühjakslaadimiseks vajaliku pinge tajumiseks ja aku täieliku laadimise alustamiseks.
Vahelduvvoolu toiteahel
Selle vooluahela eesmärk on tajuda vahelduvvooluvõrgu olemasolu . Kui see on saadaval, on inverter laadimisolekus ja vooluvõrgu puudumisel on inverter akurežiimis.
Pehme stardi vooluring
Seda kasutatakse laadimise edasilükkamiseks 8–10 sekundit. Selle eesmärk on kaitsta MOSFET-e suurte voolude eest. Seda nimetatakse ka võrgu viivituseks.
Vaheta vooluringi
Põhineb võrgu kättesaadavusel, lülitab see vooluahela muunduri töö aku ja laadimisrežiimi vahel.
Pange vooluring välja
Selle vooluahela eesmärk on muunduri tähelepanelik jälgimine ja sulgemine, kui ilmnevad kõrvalekalded.
PWM-i kontrolleri vooluring
Väljundi pinge reguleerimiseks kasutatakse seda kontrollerit. PWM-toimingute tegemiseks vajalik vooluring on integreeritud IC-desse ja need on selles vooluringis olemas.
Aku laadimisahel
See vooluahel juhib inverteris aku laadimise protsessi. Selle vooluahela sisenditeks on võrgu andurite ahela ja anduri ahelate tekitatud väljund.
Ostsillaatori ahel
See vooluring on ühendatud PWM-i IC-ga. Seda kasutatakse lülitussageduste genereerimiseks.
Juhi vooluring
Sellest vooluringist juhitakse inverteri väljundit genereeritud sageduse lülitussignaali põhjal. See sarnaneb eelvõimendi vooluahelaga.
Väljundite sektsioon
See väljundosa sisaldab a astmeline trafo ja seda kasutatakse koorma juhtimiseks.
Tööpõhimõte
Inverterite projekteerimine hõlmab mitmesuguseid toiteahelate topoloogiaid ja meetodeid pinge juhtimiseks. Inverteri kõige kontsentreeritum osa on väljundil genereeritud lainekuju. Filtreerimiseks kasutatakse lainekuju induktoreid ja kondensaatoreid. Väljundi harmooniliste vähendamiseks madalpääsfiltrid kasutatakse.
Kui muunduril on väljundsageduste kindel väärtus, kasutatakse resonantsfiltrit. Väljundis reguleeritavate sageduste jaoks on filtrid häälestatud põhisageduse maksimaalsest väärtusest kõrgemale. PWM-tehnoloogia muudab ruutlaine omadusi. Lülitamiseks kasutatavaid impulsse moduleeritakse ja reguleeritakse enne, kui see jõuab ühendatud koormuseni. Kui pinge juhtimiseks pole nõuet, kasutatakse impulsi fikseeritud laiust.
PWM-muunduri tüübid ja lainekujud
Inverteris oleva PWM-i tehnika koosneb kahest signaalist. Üks signaal on võrdluseks ja teine on kandja. Inverteri režiimi vahetamiseks vajaliku impulsi saab genereerida nende kahe signaali võrdlusega. PWM-tehnikaid on erinevaid.
Ühe impulsi laiuse modulatsioon (SPWM)
Iga poole tsükli jaoks on tehnika juhtimiseks saadaval ainult üks impulss. Ruutlaine signaal on võrdluseks ja kandjaks kolmnurkne laine. Loodav väravaimpulss on kandja ja referentssignaalide võrdluse tulemus. Kõrgemad harmoonilised on selle tehnika peamine puudus.
Ühe impulsi laiuse modulatsioon
Mitme impulsi laiuse modulatsioon (MPWM)
SPWM-i puuduse ületamiseks kasutatakse MPWM-i tehnikat. Ühe impulsi asemel kasutatakse väljundis oleva pinge iga poole tsükli jaoks mitut impulssi. Väljundi sagedust kontrollitakse kanduri sageduse juhtimisega.
Mitme impulsi laiuse modulatsioon
Sinusoidse impulsi laiuse modulatsioon
Seda tüüpi PWM-tehnikas kasutatakse ruutlaine asemel võrdlusalusena siinuslainet ja kandjaks saab kolmnurkne laine. Siinuslaine on väljund ja selle pinge efektiivväärtust reguleerib modulatsiooni indeks.
Sinusoidse impulsi laiuse modulatsioon
Modifitseeritud sinusoidse impulsi laiuse modulatsioon
Kandelainet rakendatakse esimese ja viimase kuuekümnekraadise intervalli kohta iga poole tsükli kohta. See modifikatsioon viiakse sisse harmooniliste omaduste parandamiseks. See vähendab vahetamise tõttu tekkivat kadu ja suurendab põhikomponenti.
Modifitseeritud sinusoidse impulsi laiuse modulatsioon
Rakendused
Kõige sagedamini kasutatakse PWM-muundureid vahelduvvoolu ajamites, kus ajami kiirus sõltub rakendatava pinge sageduse kõikumisest. Peamiselt jõuelektroonika ahelaid saab juhtida PWM-signaalide abil. Signaalide genereerimiseks analoogkujul sellistest digitaalseadmetest mikrokontrollerid , on PWM-tehnika kasulik. Lisaks on mitmesuguseid rakendusi, kus PWM-tehnoloogiat kasutatakse erinevates vooluringides.
Seega on see kõik ülevaade PWM-muundurist, tüüpidest, töötamisest ja nende rakendustest. Kas saaksite kirjeldada, kuidas PWM-tehnoloogiat telekommunikatsioonis kasutatakse?
