Som si istý, že ste si možno často mysleli, ako dosiahnuť správny spôsob optimalizácie a výpočtu upravenej obdĺžnikovej vlny, aby pri použití v invertorovej aplikácii vytvorila takmer identickú replikáciu sínusovej vlny.
Výpočty diskutované v tomto článku vám pomôžu naučiť sa techniku, prostredníctvom ktorej by sa zmenený obvod s obdĺžnikovými vlnami mohol zmeniť na sínusový ekvivalent. Naučme sa postupy.
Prvým kritériom na dosiahnutie tohto cieľa je porovnanie hodnoty RMS modifikovaného štvorca s sínusovým náprotivkom takým spôsobom, aby výsledok čo najviac replikoval sínusový priebeh.
Čo je RMS (Root Mean Square)
Vieme, že RMS nášho domáceho striedavého napätia sínusového priebehu je určené riešením tohto vzťahu:
V. vrchol = √2 V rms
Kde V vrchol je maximálny limit alebo limit maxima cyklu sínusového priebehu, zatiaľ čo stredná veľkosť každého cyklu priebehu sa zobrazuje ako V rms
The √2 vo vzorci nám pomáha nájsť stredná hodnota alebo čistá hodnota striedavého cyklu, ktorá s časom mení svoje napätie exponenciálne. Pretože hodnota sínusového napätia sa mení s časom a je funkciou času, nemožno ju vypočítať pomocou základného priemerného vzorca, namiesto toho závisíme od vyššie uvedeného vzorca.
Alternatívne je možné AC RMS chápať ako ekvivalent k hodnote jednosmerného prúdu (DC), ktorý po pripojení na odporovú záťaž produkuje identický priemerný rozptyl výkonu.
Dobre, takže teraz poznáme vzorec na výpočet RMS sínusového cyklu s odkazom na jeho špičkovú hodnotu napätia.
To možno použiť na vyhodnotenie píku a RMS aj pre našu domácu striedavú frekvenciu 50 Hz. Riešením tohto riešenia dostaneme RMS ako 220 V a špičku ako 310 V pre všetky sieťové systémy na báze 220 V.
Výpočet upravenej hranatej vlny RMS a maxima
Teraz sa pozrime, ako by sa tento vzťah mohol uplatniť v upravených invertoroch s obdĺžnikovými vlnami na nastavenie správnych cyklov kriviek pre systém 220 V, čo by zodpovedalo sínusovému ekvivalentu 220 V str.
Už vieme, že AC RMS je ekvivalentný priemernému výkonu krivky jednosmerného prúdu. Čo nám dáva tento jednoduchý výraz:
V. vrchol = V rms
Ale tiež chceme, aby vrchol obdĺžnikovej vlny bol na 310V, takže sa zdá, že vyššie uvedená rovnica nebude dobre slúžiť a nemožno ju na tento účel použiť.
Kritériom je mať vrchol 310 V, ako aj RMS alebo priemernú hodnotu 220 V pre každý cyklus štvorcových vĺn.
Aby sme to správne vyriešili, využijeme čas zapnutia / vypnutia štvorcových vĺn alebo percento pracovného cyklu, ako je vysvetlené nižšie:
Každý polovičný cyklus krivky striedavého prúdu 50 Hz má časové trvanie 10 milisekúnd (ms).
Upravený polvlnový cyklus v najhrubšej podobe musí vyzerať tak, ako je to znázornené na nasledujúcom obrázku:
Vidíme, že každý cyklus začína nulovou alebo prázdnou medzerou, potom vystrelí špičkový impulz až 310 V a znova končí medzerou 0 V, proces sa potom opakuje pre ďalší polovičný cyklus.
Aby sme dosiahli požadovaných 220 V RMS, musíme vypočítať a optimalizovať úseky špičky a nulovej medzery alebo periódy ZAP / VYP cyklu tak, aby priemerná hodnota produkovala požadovaných 220 V.
Šedá čiara predstavuje 50% periódu cyklu, čo je 10 ms.
Teraz musíme zistiť proporcie času ZAPNUTIE / VYPNUTIE, ktoré vyprodukujú priemerne 220 V. Robíme to takto:
220/310 x 100 = približne 71%
To ukazuje, že vrchol 310 V vo vyššie uvedenom upravenom cykle by mal zaberať 71% periódy 10 ms, zatiaľ čo dva nulové medzery by mali byť kombinované 29% alebo 14,5%.
Preto by v dĺžke 10 ms mala byť prvá nulová časť 1,4 ms, po ktorej nasleduje vrchol 310 V po dobu 7 ms a nakoniec posledná nulová medzera ďalších 1,4 ms.
Akonáhle je to dosiahnuté, môžeme očakávať, že výstup z invertora vytvorí primerane dobrú replikáciu sínusového priebehu.
Napriek tomu všetkému môžete zistiť, že výstup nie je úplne ideálnou replikáciou sínusovej vlny, pretože diskutovaná modifikovaná obdĺžniková vlna je vo svojej najzákladnejšej podobe alebo surovom type. Ak chceme, aby výstup zodpovedal sínusovej vlne s maximálnou presnosťou, potom musíme ísť na SPWM prístup .
Dúfam, že vás vyššie uvedená diskusia mohla osvietiť ohľadom výpočtu a optimalizácie upraveného štvorca pre replikáciu výstupu sínusoidy.
Pre praktické overenie si čitatelia môžu vyskúšať použiť vyššie uvedenú techniku jednoduchý upravený obvod meniča.
Tu je ďalší klasický príklad optimalizovaného upraveného priebehu na získanie dobrej sínusovej vlny na sekundárnom transformátore.
Predchádzajúci: Čo je beta (β) v BJT Ďalej: Obvod simulátora hlasnej pištole
