인버터 전압 강하 문제 – 해결 방법

정현파 출력을 활성화하기 위해 PWM이 인버터에 사용될 때마다 인버터 전압 특히 매개 변수가 올바르게 계산되지 않은 경우 드롭이 주요 문제가됩니다.

이 웹 사이트에서 PWM 피드 또는 SPWM 통합을 사용하는 많은 사인파 및 순수 사인파 인버터 개념을 접했을 수 있습니다. 이 개념은 매우 훌륭하게 작동하고 사용자가 필요한 사인파 등가 출력을 얻을 수 있지만 부하 상태에서 출력 전압 강하 문제로 어려움을 겪는 것처럼 보입니다.

이 기사에서는 간단한 이해와 계산을 통해이를 수정하는 방법을 배웁니다.

먼저 인버터의 출력 전력은 변압기에 공급되는 입력 전압과 전류의 산물 일 뿐이라는 것을 인식해야합니다.

따라서 여기서 우리는 변압기가 원하는 출력을 생성하고 어떤 강하없이 부하를 견딜 수 있도록 입력 공급을 처리 할 수있는 올바른 정격인지 확인해야합니다.

다음 논의에서 매개 변수를 올바르게 구성하여이 문제를 해결하는 방법을 간단한 계산을 통해 분석하려고합니다.

구형파 인버터의 출력 전압 분석

구형파 인버터 회로에서 우리는 일반적으로 전력 장치에서 아래와 같이 파형을 찾을 수 있으며, 이는이 구형파를 사용하여 MOSFET 전도율에 따라 관련 변압기 권선에 전류 및 전압을 전달합니다.

여기에서 피크 전압은 12V이고 듀티 사이클은 50 % (파형의 ON / OFF 시간과 동일)임을 알 수 있습니다.

분석을 진행하려면 먼저 관련 변압기 권선에 유도 된 평균 전압을 찾아야합니다.

중앙 탭 12-0-12V / 5 amp trafo를 사용하고 12V @ 50 % 듀티 사이클이 12V 권선 중 하나에 적용된다고 가정하면 해당 권선 내에서 유도 된 전력은 아래와 같이 계산할 수 있습니다.

12 x 50 % = 6V

이것은 전력 장치의 게이트 양단의 평균 전압이되며, 이에 따라 동일한 속도로 trafo 권선을 작동합니다.

trafo 권선의 두 반쪽에 대해 6V + 6V = 12V (중앙 탭 trafo의 두 반쪽을 결합하여)을 얻습니다.

이 12V에 전체 전류 용량 5A를 곱하면 60W가됩니다.

이제 변압기의 실제 전력도 12 x 5 = 60 와트이므로 trafo의 1 차측에서 유도 된 전력이 가득 차서 출력도 가득 차서 부하시 전압 강하없이 출력이 실행될 수 있음을 의미합니다. .

이 60 와트는 트랜스포머의 실제 전력 정격, 즉 12V x 5 암페어 = 60 와트와 같습니다. 따라서 trafo의 출력은 최대 힘으로 작동하며 최대 부하가 60 와트 인 경우에도 출력 전압을 떨어 뜨리지 않습니다.

PWM 기반 인버터 출력 전압 분석

이제 전력 MOSFET의 게이트에 PWM 쵸핑을 적용한다고 가정합니다. 예를 들어 MOSFET의 게이트에 50 % 듀티 사이클의 비율로 적용한다고 가정합니다 (위에서 설명한대로 이미 주 발진기에서 50 % 듀티 사이클로 실행되고 있음).

이는 이전에 계산 된 6V 평균이 이제 듀티 사이클이 50 % 인이 PWM 피드에 의해 추가로 영향을 받아 MOSFET 게이트의 평균 전압 값이 다음과 같이 감소 함을 의미합니다.

6V x 50 % = 3V (피크는 여전히 12V 임)

권선의 두 절반에 대해이 3V 평균을 결합하면

3 + 3 = 6V

이 6V에 5A를 곱하면 30 와트가됩니다.

음, 이것은 변압기가 처리하도록 평가 된 것보다 50 % 적습니다.

따라서 출력에서 ​​측정 할 때 출력이 전체 310V (12V 피크로 인해)를 표시 할 수 있지만 부하가있는 경우 1 차측의 평균 공급이 정격 값보다 50 % 낮기 때문에 이는 빠르게 150V로 떨어질 수 있습니다.

이 문제를 해결하려면 두 가지 매개 변수를 동시에 해결해야합니다.

1) 변압기 권선이 PWM 초핑을 사용하여 소스에서 제공하는 평균 전압 값과 일치하는지 확인해야합니다.

2) 출력 AC가 부하 상태에서 떨어지지 않도록 권선의 전류를 적절히 지정해야합니다.

50 % PWM의 도입으로 인해 권선에 대한 입력이 3V로 감소한 위의 예를 고려해 보겠습니다.이 상황을 강화하고 해결하기 위해 trafo의 권선이 3V에서 상응하는 정격이어야합니다. 따라서이 상황에서 변압기의 정격은 3-0-3V 여야합니다.

변압기의 전류 사양

3-0-3V 이상의 trafo 선택을 고려할 때, trafo의 출력이 60 와트 부하 및 지속적인 220V에서 작동하도록되어 있다는 점을 고려하면 trafo의 1 차 전원이 60/3 = 20 암페어로 평가되어야 할 수 있습니다. , 예, 출력에 60 와트의 전체 부하가 연결될 때 220V가 유지되도록하기 위해 trafo가 필요로하는 20A입니다.

이러한 상황에서 부하없이 출력 전압을 측정하면 출력 전압 값이 비정상적으로 증가하여 600V를 초과하는 것처럼 보일 수 있음을 기억하십시오. 이는 MOSFET에 걸쳐 유도 된 평균 값이 3V이지만 피크는 항상 12V이기 때문에 발생할 수 있습니다.

그러나 부하없이이 고전압을 보게된다면 걱정할 것이 없습니다. 부하가 연결 되 자마자 220V로 빠르게 안정화되기 때문입니다.

사용자가 부하없이 전압 수준이 증가하는 것을보고 덜덜 거리는 경우이를 추가로 적용하여 수정할 수 있습니다. 출력 전압 조정기 회로 이전 게시물 중 하나에서 이미 논의했듯이이 개념에도 동일하게 적용 할 수 있습니다.

또는 출력 또는 유사한 정격 커패시터에 0.45uF / 600V 커패시터를 연결하여 상승 된 전압 디스플레이를 중화 할 수 있으며, 이는 PWM을 부드럽게 변화하는 사인 파형으로 필터링하는 데 도움이됩니다.

높은 현재 문제

위에서 논의한 예에서 50 % PWM 초핑을 사용하면 12V 공급에 3-0-3V trafo를 사용해야하므로 사용자가 60 와트를 얻기 위해 20A 변압기를 사용해야합니다. 상당히 불합리 해 보입니다.

3V가 60 와트를 얻기 위해 20 암페어를 필요로하는 경우, 6V는 60 와트를 생성하는 데 10 암페어가 필요하다는 것을 의미하며,이 값은 상당히 관리하기 쉬워 보입니다 ....... 또는 9V를 사용하면 더 잘 작동 할 수 있습니다. 6.66 amp trafo, 훨씬 더 합리적으로 보입니다.

위의 진술은 trafo 권선의 평균 전압 유도가 증가하면 전류 요구 사항이 감소하고 평균 전압이 PWM ON 시간에 의존하기 때문에 단순히 trafo 1 차측에서 더 높은 평균 전압을 달성한다는 것을 의미합니다. PWM ON 시간을 너무 늘리면 PWM 기반 인버터에서 출력 전압 강하 문제를 올바르게 강화할 수있는 또 다른 대안이자 효과적인 방법입니다.

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