Čo je to Full Bridge Inverter: Práca a jej použitie

Invertor je elektrické zariadenie, ktoré prevádza jednosmerné vstupné napájanie na symetrické striedavé napätie štandardnej veľkosti a frekvencie na výstupnej strane. Je tiež pomenovaný ako Prevodník DC na AC . Ideálny vstup a výstup invertora je možné znázorniť v sínusových a nesínusových vlnách. Ak je vstupným zdrojom pre invertor zdroj napätia, potom sa invertor nazýva zdroj napätia (VSI) a ak je vstupným zdrojom pre invertor zdroj prúdu, potom sa nazýva invertor zdroja prúdu (CSI). . Striedače sú rozdelené do 2 typov podľa typu použitej záťaže, tj jednofázový striedače a trojfázové striedače. Jednofázové invertory sa ďalej delia na 2 typy invertorov s polovičným mostíkom a úplných mostov. Tento článok vysvetľuje podrobnú konštrukciu a prácu invertora s úplným mostom.

Čo je jednofázový invertor s úplným mostom?

Definícia: Jednofázový invertor s úplným mostíkom je spínacie zariadenie, ktoré generuje štvorcové vlnenie výstupného striedavého napätia pri aplikácii jednosmerného vstupu nastavením prepínača ZAPNUTIE a VYPNUTIE na základe príslušnej postupnosti spínania, pričom generované výstupné napätie je v tvare + Vdc , -Vdc alebo 0.

Klasifikácia striedačov

Invertory sú rozdelené do 5 typov

Podľa výstupných charakteristík

• Invertor štvorcových vĺn
• Jeho invertor vĺn
• Modifikovaný sínusový invertor.

Podľa zdroja meniča

• Aktuálny zdrojový menič
• Invertor zdroja napätia

Podľa typu nákladu

Jednofázový invertor

• Polovičný mostík
• Celý mostíkový invertor

Trojfázové invertory

• 180-stupňový režim
• 120-stupňový režim

Podľa inej techniky PWM

• Jednoduché modulácia šírky impulzu (SPWM)
• Viacnásobná modulácia šírky impulzu (MPWM)
• Šírka modulácie šírky sínusového impulzu (SPWM)
• Modifikovaná šírka modulácie sínusového impulzu (MSPWM)

Podľa počtu výstupných úrovní.

• Bežné 2-úrovňové invertory
• Viacúrovňový invertor.

Konštrukcia

Konštrukcia invertora s úplným mostom je tvorená 4 sekačkami, pričom každý sekač pozostáva z dvojice a tranzistor alebo tyristor a a dióda , pár spojený dohromady, ktorý je

• T1 a D1 sú spojené paralelne,
• T4 a D2 sú spojené paralelne,
• T3 a D3 sú spojené paralelne a
• T2 a D4 sú spojené paralelne.

Zaťaženie V0 je pripojené medzi dvojicu chopperov na „AB“ a koncové svorky T1 a T4 sú pripojené k zdroju napätia VDC, ako je znázornené nižšie.

Schéma zapojenia jednofázového invertora s úplným mostom

Ekvivalentný obvod môže byť znázornený vo forme spínača, ako je znázornené nižšie

Rovnica diódového prúdu

Pracovanie jednofázového invertora s úplným mostom

Fungovanie jednofázového plného mostíka pomocou RLC zaťaženie invertor je možné vysvetliť pomocou nasledujúcich scenárov

Overdamping and Underdamping

Z grafu pri 0 až T / 2, ak použijeme DC budenie na zaťaženie RLC. Získaný prúd výstupného zaťaženia je v sínusovom tvare vlny. Pretože sa používa RLC záťaž, je reaktancia RLC záťaže reprezentovaná za 2 podmienok ako XL a XC

Kód 1: Ak XL> XC, správa sa ako oneskorené zaťaženie a hovorí sa o ňom ako o prehnanom systéme a

Podmienka 2: Ak XL

Plná mostová invertorová vlnová forma

Uhol vedenia

Uhol vedenia každého z nich prepínač a každú diódu je možné určiť pomocou priebehu vlny V0 a I0.

Pri zaostávajúcom stave zaťaženia

Prípad 1: Z φ na π, V0> 0 a I0> 0 potom prepne vedenie S1, S2
Prípad 2: Od 0 do φ, V0> 0 a I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Prípad 3: Od π + φ do 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Prípad 4: Forma π až π + φ, V0 0, potom vedú diódy D3, D4.

Pri najlepšom stave zaťaženia

Prípad 1: Z 0 na π - φ, V0> 0 a I0> 0 potom prepne vodiče S1, S2

Prípad 2: Od π - φ do π, V0> 0 a I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Prípad 3: Od π do 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Prípad 4: Forma 2 π - φ až 2 π, V0 0 potom vedú diódy D3, D4

Prípad 5: Pred vedením φ až 0, D3 a D4.

Uhol vedenia každej diódy preto je „Phi“ a uhol vedenia každého z nich Tyristor alebo Tranzistor je „Π - φ“.

Nútená komutácia a samočinná komutácia

Situáciu samočinného prepínania je možné pozorovať v stave popredného zaťaženia

Z grafu môžeme pozorovať, že „φ až π - φ“ vedú S1 a S2 a po „π - φ“ vedú D1, D2, v tomto bode je pokles napätia vpred cez D1 a D2 1 volt. Tam, kde S1 a S2 čelia zápornému napätiu po „π - φ“, a tak sa S1 a S2 vypnú. Z tohto dôvodu je v tomto prípade možná komutácia.

Plná mostová invertorová vlnová forma

Situáciu nútenej komutácie je možné pozorovať v stave zaostávajúceho zaťaženia

Z grafu môžeme pozorovať, že „o až φ“ sú D1 a D2 vodivé a od π do φ sú S1 a S2 vodivé a sú skratované. Po “φ” sa D3 a D4 správajú iba vtedy, ak sú vypnuté S1 a S2, ale táto podmienka môže byť splnená iba vynútením vypnutia S1 a S2. Preto používame koncept núteného prepínanie .

Vzorce

1). Uhol vedenia každej diódy je Phi

2). Uhol vedenia každého tyristora je π - φ .

3). Samočinná komutácia je možná iba pri zaťažení vedúcim účinníkom alebo pri poddimenzovanom systéme v čase vypnutia obvodu t_c= φ / w_{0 .}Kde w0 je základná frekvencia.

4). Fourierova séria V.₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ] Hriech n w₀t

5). Ja₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^a[4 V_DC/ nπ l z_nl] Sin n w₀t + φ_n

6). V._01max= 4 V_dc/ Pi

7). Ja_01max= 4 V_dc/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^dva+ (n₀D - 1 / hm₀C) kde n = 1,2,3,4… ..

9). Phi_n= tak^-1[( / R]

10). Zásadný faktor posunutia F_DF= cos Phi

11). Rovnica diódového prúdu I_Da priebeh je uvedený nasledovne

Ja_{D01 (priem.)}= 1 / 2π [∫₀^PhiJa_{01 max}Hriech (ž₀t - φ₁)] dwt

Ja_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^PhiJa₀₁^dva_maxBez^dva(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Rovnica diódového prúdu

12). Prepínacia alebo tyristorová prúdová rovnica I_Ta priebeh je uvedený nasledovne

Ja_{T01 (priem.)}= 1 / 2π [∫_Phi^PiJa_{01 max}Hriech (ž₀t - φ₁)] dwt

Ja_{T01 (efektívna hodnota)}= [1 / 2π [∫_Phi^PiJa₀₁^dva_maxBez^dva(v₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Tyristorová vlnová forma

Výhody jednofázového invertora s úplným mostom

Nasledujú výhody

• Absencia kolísania napätia v obvode
• Vhodné pre vysoké vstupné napätie
• Energeticky úsporné
• Aktuálne hodnotenie napájacie zariadenia sa rovná prúdu záťaže.

Nevýhody jednofázového invertora s úplným mostom

Nasledujú nevýhody

• Účinnosť full-bridge invertora (95%) je menej ako polovica mostíkového invertora (99%).
• Straty sú vysoké
• Vysoký hluk.

Aplikácie jednofázového invertora s úplným mostom

Nasledujú aplikácie

• Uplatniteľné v aplikáciách ako je nízky a stredný výkon, napríklad štvorcová vlna / kvázi štvorcová vlna Napätie
• Sínusová vlna, ktorá je skreslená, sa používa ako vstup v aplikáciách s vysokým výkonom
• Pomocou vysokorýchlostných výkonových polovodičových zariadení je možné harmonický obsah na výstupe znížiť o PWM techniky
• ďalšie aplikácie ako AC variabilný motor , kúrenie indukčné zariadenie , pohotovostný režim Zdroj
• Solárne invertory
• kompresory atď

Preto invertor je elektrické zariadenie ktorý prevádza jednosmerné vstupné napájanie na asymetrické striedavé napätie štandardnej veľkosti a frekvencie na výstupnej strane. Podľa typu záťaže je jednofázový menič rozdelený do dvoch typov, napríklad na polovičný mostík a na plný mostík. Tento článok vysvetľuje jednofázový invertor s úplným mostom. Skladá sa zo 4 tyristorov a 4 diód, ktoré spolu fungujú ako prepínače. V závislosti od polôh spínača pracuje invertor s úplným mostom. Hlavná výhoda úplného premostenia oproti polovičnému premosteniu je, že výstupné napätie je 2-násobok vstupného napätia a výstupný výkon je 4-násobný v porovnaní s polovodičovým invertorom.