נושא ירידת מתח מהפך - כיצד לפתור

בכל פעם ש- PWM משמש במהפך להפעלת פלט גלי סינוס, מתח מהפך drop הופכת לבעיה מרכזית, במיוחד אם הפרמטרים אינם מחושבים כהלכה.

באתר זה יתכן ונתקלתם במושגים רבים של גל סינוס וטהור של גל סינוס באמצעות הזנות PWM או שילובי SPWM. למרות שהקונספט עובד יפה מאוד ומאפשר למשתמש להשיג את התפוקות המקבילות של גל סינוס הנדרש, נראה שהוא נאבק בבעיות ירידה במתח המוצא, בעומס.

במאמר זה נלמד כיצד לתקן זאת באמצעות הבנה וחישובים פשוטים.

ראשית עלינו להבין שכוח המוצא מהמהפך הוא רק תוצר של מתח כניסה וזרם המסופק לשנאי.

לכן כאן עלינו לוודא שהשנאי מדורג כראוי לעיבוד אספקת הקלט כך שהוא מייצר את התפוקה הרצויה ומסוגל לעמוד בעומס ללא כל ירידה.

מהדיון הבא ננסה לנתח באמצעות חישובים פשוטים את השיטה להיפטר מהנושא הזה, על ידי הגדרת תצורה נכונה של הפרמטרים.

ניתוח מתח יציאה בממירי גל מרובעים

במעגל מהפך גל מרובע אנו בדרך כלל נמצא את צורת הגל כפי שמוצג להלן על פני מכשירי הכוח, המספקים את הזרם והמתח לשנאי הרלוונטי המתפתל בהתאם לקצב ההולכה של המוספט באמצעות גל מרובע זה:

כאן אנו יכולים לראות כי מתח השיא הוא 12 וולט ומחזור החובה הוא 50% (זמן הפעלה / כיבוי שווה של צורת הגל).

כדי להמשיך בניתוח ראשית עלינו למצוא את המתח הממוצע המושרה על פני שנאי הרלוונטיות המתפתל.

אם נניח שאנו משתמשים בברז מרכזי 12-0-12V / 5 אמפר טרפו, ובהנחה שמחזור חובה של 12V @ 50% מוחל על אחד מתפתולי 12V, ואז ניתן לחשב את הכוח המושרה בתוך סלילה זו כמפורט להלן:

12 x 50% = 6 וולט

זה הופך למתח הממוצע על פני שערי התקני הכוח, אשר מפעילים בהתאמה את הטרפו המתפתל באותו הקצב.

עבור שני חצאי הטרפו המתפתל אנו מקבלים, 6V + 6V = 12V (המשלב את שני חצאי טרפו הברז המרכזי.

הכפלת 12 וולט עם קיבולת הנוכחית המלאה 5 אמפר נותנת לנו 60 וואט

מכיוון שהספק הממשי של השנאי הוא גם 12 x 5 = 60 וואט, מרמז שההספק המושרה בראשית הטרפו מלא, ולכן הפלט יהיה גם מלא, מה שמאפשר ליציאה לפעול ללא ירידת מתח בעומס. .

60 וואט זה שווה לדירוג ההספק בפועל של המעביר, כלומר 12 וולט x 5 אמפר = 60 וואט. לכן היציאה מהטרפו עובדת בכוח מרבי ואינה מורידה את מתח המוצא, גם כאשר מחובר עומס מרבי של 60 וואט.

ניתוח מתח יציאת מהפך מבוסס PWM

עכשיו נניח שאנו מיישמים PWM שקוצץ על שערי מוספות הכוח, נניח בשיעור של 50% מחזור חובה על שערי המוספטים (שכבר פועלים עם מחזור חובה של 50% מהמתנד הראשי, כפי שפורט לעיל)

זה מרמז שוב שממוצע ה- 6 V שחושב בעבר מושפע כעת בנוסף על ידי הזנת PWM זו עם מחזור חובה של 50%, מה שמקטין את ערך המתח הממוצע על פני שערי המוספט ל:

6 וולט x 50% = 3 וולט (אם כי השיא הוא עדיין 12 וולט)

שילוב של ממוצע 3V זה לשני חצאי הסיבוב שאנו מקבלים

3 + 3 = 6V

הכפלת 6 וולט עם 5 אמפר נותנת לנו 30 וואט.

ובכן, זה 50% פחות ממה שנאי מדורג לטפל בו.

לכן כאשר נמדדים ביציאה, אמנם התפוקה עשויה להראות 310 וולט מלאים (עקב פסגות 12 וולט), אך תחת עומס זה עשוי לרדת במהירות ל -150 וולט, מכיוון שההיצע הממוצע בראשוני הוא 50% פחות מהערך המדורג.

כדי לתקן בעיה זו עלינו להתמודד עם שני פרמטרים בו זמנית:

1) עלינו לוודא כי סליל השנאי תואם את ערך המתח הממוצע שמספק המקור באמצעות קיצוץ PWM,

2) ויש לציין את זרם הפיתול בהתאם, כך שהספק היציאה לא ייפול בעומס.

בואו ניקח בחשבון את הדוגמה שלעיל, כאשר הכנסת PWM של 50% גרמה להפחתת הקלט לפיתול ל -3 V, כדי לחזק ולהתמודד עם מצב זה עלינו להבטיח כי סליל הטראפו חייב להיות מדורג בהתאם ל- 3V. לכן במצב זה השנאי חייב להיות מדורג ב 3-0-3V

מפרט נוכחי לשנאי

בהתחשב בבחירה הנבחרת של 3-0-3V טראפו, בהתחשב בכך שההספק מהטראפו נועד לעבוד עם עומס של 60 וואט ו -220 וולט מתמשכים, ייתכן שנזדקק לפרייפרו של הטרפו לדירוג של 60/3 = 20 אמפר כן, זה 20 אמפר שהטרפו צריך להיות כדי להבטיח שה 220 וולט יישמר כאשר מתחבר לפלט עומס מלא של 60 וואט.

זכור שבמצב כזה, אם מתח המוצא נמדד ללא עומס, ייתכן שתראה עלייה חריגה בערך מתח המוצא, העשויה להראות כי היא עולה על 600 וולט. זה עלול לקרות מכיוון שלמרות שהערך הממוצע המושרה על פני המוספטים הוא 3 וולט, השיא הוא תמיד 12 וולט.

אבל אין מה לדאוג אם במקרה תראה את המתח הגבוה הזה ללא עומס, מכיוון שהוא יתיישב במהירות ל -220 וולט ברגע שעומס מתחבר.

אחרי שאמרנו זאת אם משתמשים מוצאים את זה מקשקש לראות רמה גבוהה יותר של מתח ללא עומס, ניתן לתקן זאת על ידי יישום נוסף של מעגל ויסות מתח המוצא שכבר דנתי באחד מההודעות הקודמות שלי, אתה יכול ליישם את אותו הדבר גם עם מושג זה.

לחלופין, ניתן לנטרל את תצוגת המתח המוגבהת על ידי חיבור קבלים של 0.45uF / 600V על פני הפלט או כל קבל בעל דירוג דומה, מה שיעזור גם לסנן את ה- PWMs לצורת גל סינוס משתנה בצורה חלקה.

הנושא הנוכחי הגבוה

בדוגמה שנדונה לעיל ראינו כי עם קיצוץ PWM של 50%, אנו נאלצים להפעיל טרפו 3-0-3V לאספקת 12 וולט, מה שמאלץ את המשתמש ללכת על שנאי 20 אמפר רק כדי להשיג 60 וואט, אשר נראה די לא סביר.

אם 3 וולט דורש 20 אמפר כדי להשיג 60 וואט, מרמז ש -6 וולט ידרוש 10 אמפר כדי לייצר 60 וואט, וערך זה נראה די לניהול ....... או כדי להפוך אותו לטוב יותר אפילו 9 וולט יאפשר לכם לעבוד איתו. טראפו 6.66 אמפר, שנראה אפילו יותר סביר.

ההצהרה לעיל מספרת לנו שאם אינדוקציית המתח הממוצעת על סלילת הטרפו מוגברת, הדרישה הנוכחית פוחתת, ומכיוון שהמתח הממוצע תלוי בזמן PWM ON, פשוט מרמז שכדי להשיג מתח ממוצע גבוה יותר בראשית הטרפו, פשוט צריך להגדיל את זמן ה- PWM ON, זו דרך אלטרנטיבית ויעילה נוספת לחיזוק נכון של נושא ירידת מתח המוצא בממירים מבוססי PWM.

אם יש לך שאילתות או ספקות מסוימים הנוגעים לנושא, אתה תמיד יכול לעשות שימוש בתיבת ההערות שלמטה ולרשום בדעותיך.