Prepričan sem, da ste se pogosto spraševali, kako doseči pravilen način optimizacije in izračuna modificiranega kvadratnega vala, tako da je pri uporabi v pretvorniškem pretvorniku nastala skoraj enaka replikacija sinusnega vala.
Izračuni, obravnavani v tem članku, vam bodo pomagali, da se naučite tehnike, s katero bi lahko spremenjeno vezje kvadratnih valov spremenilo v ekvivalent sinusnih valov. Naučimo se postopkov.
Prvo merilo za dosego tega je uskladitev efektivne vrednosti spremenjenega kvadrata s sinusno valovnim kolegom na način, da rezultat čim bolj ponovi sinusno valovno obliko.
Kaj je RMS (Root Mean Square)
Vemo, da je efektivna vrednost našega domačega napetosti AC sinusoidne valovne oblike določena z reševanjem naslednjega razmerja:
V vrhunec = √2 V rms
Kjer V vrhunec največja meja ali najvišja meja ciklusa sinusne valovne oblike, medtem ko je srednja velikost vsakega cikla valovne oblike prikazana kot V rms
The √2 v formuli nam pomaga najti srednja vrednost ali neto vrednost izmeničnega cikla, ki s časom eksponentno spreminja napetost. Ker se vrednost sinusne napetosti spreminja s časom in je odvisna od časa, je ni mogoče izračunati z uporabo osnovne povprečne formule, temveč smo odvisni od zgornje formule.
Alternativno bi bilo mogoče efektivno vrednost izmeničnega toka razumeti kot enakovredno vrednosti enosmernega toka (DC), ki ustvari enako povprečno izgubo moči, ko je priključena na uporovno obremenitev.
V redu, zdaj poznamo formulo za izračun efektivne vrednosti sinusnega vala glede na najvišjo vrednost napetosti.
To lahko uporabimo za oceno vrha in RMS tudi za naš dom 50 Hz AC. Z rešitvijo tega dobimo RMS kot 220V in najvišjo vrednost kot 310V za vse omrežne sisteme, ki temeljijo na 220V.
Izračunavanje spremenjenih efektivnih vrednosti in vrha kvadratnih valov
Zdaj pa poglejmo, kako bi lahko to razmerje uporabili v spremenjenih pretvornikih kvadratnih valov za nastavitev pravih ciklov valov za sistem 220V, kar bi ustrezalo sinusoidnemu ekvivalentu 220V AC.
Že vemo, da je efektivna vrednost izmeničnega toka enakovredna povprečni moči enosmerne valovne oblike. Kar nam daje ta preprost izraz:
V vrhunec = V rms
Želimo pa tudi, da je vrh kvadratnega vala pri 310 V, zato se zdi, da zgornja enačba ne bo držala in je ne bo mogoče uporabiti za ta namen.
Kriterij je, da imajo vrh 310V in RMS ali povprečno vrednost 220V za vsak cikel kvadratnih valov.
Da bi to pravilno rešili, uporabimo čas vklopa / izklopa kvadratnih valov ali odstotek delovnega cikla, kot je razloženo spodaj:
Vsak polovični cikel valovne oblike 50 Hz AC traja 10 milisekund (ms).
Spremenjen polvalni cikel v svoji najbolj surovi obliki mora biti videti tako, kot je prikazano na naslednji sliki:
Vidimo lahko, da se vsak cikel začne z ničelno ali prazno vrzeljo, nato posname do 310V najvišjega impulza in se spet konča z 0V režo, nato se postopek ponovi za drugi polovični cikel.
Da bi dosegli zahtevano RV napetost 220 V, moramo izračunati in optimizirati odseke vrha in ničelne reže ali obdobja vklopa / izklopa cikla, tako da povprečna vrednost ustvari zahtevanih 220 V.
Siva črta predstavlja 50-odstotno obdobje cikla, kar je 10 ms.
Zdaj moramo ugotoviti delež časa vklopa / izklopa, ki bo v povprečju proizvedel 220V. To naredimo na ta način:
220/310 x 100 = približno 71%
To kaže, da bi moral vrh 310V v zgoraj spremenjenem ciklu zasedati 71% obdobja 10 ms, medtem ko bi morali biti dve ničelni vrzeli skupaj 29% oziroma 14,5%.
Zato bi moral biti v dolžini 10 ms prvi ničelni odsek 1,4 ms, sledil bi vrh 310 V za 7 ms in nazadnje zadnji ničelni razmik še 1,4 ms.
Ko je to doseženo, lahko pričakujemo, da bo izhod pretvornika ustvaril razmeroma dobro replikacijo sinusne valovne oblike.
Kljub vsemu temu lahko ugotovite, da izhod ni povsem idealna replikacija sinusnega vala, ker je obravnavani modificirani kvadratni val v svoji najosnovnejši obliki ali surov tip. Če želimo, da se izhod maksimalno natančno ujema s sinusnim valom, potem moramo izbrati Pristop SPWM .
Upam, da vas je zgornja razprava morda razsvetlila glede tega, kako izračunati in optimizirati spremenjeni kvadrat za kopiranje izhoda sinusnih valov.
Za praktično preverjanje lahko bralci poskusijo pri tem uporabiti zgornjo tehniko preprosto spremenjeno vezje pretvornika.
Tu je še ena klasičen primer optimizirane spremenjene valovne oblike za pridobivanje dobrega sinusnega vala na sekundaru transformatorja.
Prejšnji: Kaj je beta (β) v BJT-jih Naprej: Circuit Sound Simulator zvočne pištole
