Инверторы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-инверторы) пришли на смену более старым версиям инверторов и имеют широкий спектр применения. Практически они используются в схемах силовой электроники. Инверторы на основе технологии PWM обладают МОП-транзисторы в стадии переключения выхода. Большинство из инверторы доступные в настоящее время обладают этой технологией ШИМ и способны генерировать переменное напряжение различной величины и частоты. В этих типах инверторов имеется несколько схем защиты и управления. Реализация технологии ШИМ в инверторах делает его подходящим и идеальным для различных подключенных нагрузок.

Что такое инвертор PWM?

Инвертор, функциональность которого зависит от широтно-импульсная модуляция технология упоминается как инверторы PWM. Они способны поддерживать выходное напряжение в качестве номинального напряжения в зависимости от страны, независимо от типа подключенной нагрузки. Это может быть достигнуто путем изменения ширины частоты переключения на генераторе.

Принципиальная схема инвертора PWM

Принципиальная схема инвертора PWM приведена на схеме ниже.

Принципиальная схема инвертора PWM

В инверторах PWM используются различные схемы. Некоторые из них перечислены ниже

Цепь датчика тока зарядки аккумулятора

Целью этой схемы является измерение тока, используемого при зарядке аккумулятора, и поддержание его номинального значения. Важно избегать колебаний, чтобы сохранить срок годности батарей.

Цепь измерения напряжения аккумулятора

Эта схема используется для определения напряжения, необходимого для зарядки батареи, когда она разряжена, и начала непрерывной зарядки батареи, когда она полностью заряжена.

Цепь измерения сети переменного тока

Эта схема предназначена для определения наличия сети переменного тока. . Если он доступен, то инвертор будет в состоянии зарядки, а при отсутствии сети инвертор будет в режиме работы от батареи.

Цепь плавного пуска

Он используется для задержки зарядки на 8–10 секунд после возобновления подачи питания. Он предназначен для защиты полевых МОП-транзисторов от высоких токов. Это также называется задержкой сети.

Заменить цепь

В зависимости от наличия сети эта схема переключает работу инвертора между режимами батареи и зарядки.

Цепь выключения

Эта схема предназначена для пристального наблюдения за инвертором и его отключения при возникновении любых отклонений от нормы.

Схема контроллера ШИМ

Этот контроллер используется для регулирования напряжения на выходе. Схема должна выполнять операции ШИМ, встроенные в ИС, и они присутствуют в этой схеме.

Цепь зарядки аккумулятора

Эта схема управляет процессом зарядки аккумулятора в инверторе. Выходной сигнал, генерируемый цепью считывания сети и цепями датчиков батареи, является входом для этой цепи.

Цепь осциллятора

Эта схема объединена с ИС ШИМ. Он используется для генерации частот переключения.

Схема драйвера

Выход инвертора управляется этой схемой на основе генерируемого сигнала переключения частоты. Он похож на схему предусилителя.

“как построить генератор бесплатной энергии ”

Секция вывода

Этот выходной раздел содержит повышающий трансформатор и он используется для управления нагрузкой.

Принцип работы

При проектировании инвертора используются различные топологии силовых цепей и методы управления напряжением. Наиболее концентрированной частью инвертора является его форма волны, генерируемая на выходе. Для фильтрации формы сигнала используются индукторы и конденсаторы. Для уменьшения гармоник на выходе фильтры нижних частот используются.

Если инвертор имеет фиксированное значение выходных частот, используются резонансные фильтры. Для регулируемых частот на выходе фильтры настраиваются выше максимального значения основной частоты. Технология PWM изменяет характеристики прямоугольной волны. Импульсы, используемые для переключения, модулируются и регулируются перед подачей на подключенную нагрузку. Когда нет требований к контролю напряжения, используется фиксированная ширина импульса.

Типы инверторов PWM и формы сигналов

Метод ШИМ в инверторе состоит из двух сигналов. Один сигнал является справочным, а другой - несущим. Импульс, необходимый для переключения режима инвертора, может быть сгенерирован путем сравнения этих двух сигналов. Существуют различные техники ШИМ.

Широтно-импульсная модуляция (SPWM)

Для каждого полупериода доступен только один импульс для управления техникой. Сигнал прямоугольной формы будет для справки, а треугольная волна будет несущей. Отпирающий импульс генерируется будет являться результатом сравнения несущей и опорных сигналов. Высшие гармоники - главный недостаток этой техники.

Модуляция одиночной ширины импульса

Множественная широтно-импульсная модуляция (MPWM)

Метод MPWM используется для преодоления недостатка SPWM. Вместо одного импульса используется несколько импульсов для каждого полупериода напряжения на выходе. Частота на выходе регулируется путем управления частотой несущей.

Множественная широтно-импульсная модуляция

Синусоидальная широтно-импульсная модуляция

В этом типе метода ШИМ вместо прямоугольной волны в качестве эталона используется синусоидальная волна, а несущей будет треугольная волна. Синусоидальная волна будет выходным сигналом, и ее среднеквадратичное значение напряжения контролируется индексом модуляции.

Синусоидальная широтно-импульсная модуляция

Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция

Несущая волна применяется для первого и последнего 60-градусного интервала в каждом полупериоде. Данная модификация введена для улучшения гармонических характеристик. Это уменьшает потери из-за переключения и увеличивает основную составляющую.

Модифицированная синусоидальная широтно-импульсная модуляция

Приложения

Чаще всего инверторы PWM используются в скоростных приводах переменного тока, где скорость привода зависит от изменения частоты приложенного напряжения. В основном цепями силовой электроники можно управлять с помощью сигналов ШИМ. Для генерации сигналов в аналоговой форме от цифровых устройств, таких как микроконтроллеры , метод ШИМ полезен. Кроме того, существуют различные приложения, в которых технология ШИМ используется в разных схемах.

Таким образом, это все об обзоре инвертора PWM, типов, работы и их применения. Можете ли вы описать, как технология ШИМ используется в телекоммуникациях?