Darbe Genişliği Modülasyonlu inverterler (PWM inverter), eski inverter versiyonlarının yerini almıştır ve geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Pratik olarak bunlar güç elektroniği devrelerinde kullanılır. PWM teknolojisine dayalı invertörler, MOSFET'ler çıkışın anahtarlama aşamasında. Çoğu invertörler Günümüzde mevcut olan bu PWM teknolojisine sahiptir ve çeşitli büyüklükler ve frekanslar için ac voltajı üretme kapasitesine sahiptir. Bu tip eviricilerde birden fazla koruma ve kontrol devresi vardır. İnvertörlerde PWM teknolojisinin uygulanması, onu bağlanan farklı yükler için uygun ve ideal hale getirir.
PWM Inverter nedir?
İşlevselliği şunlara bağlı olan bir invertör darbe genişliği modülasyonu teknoloji PWM invertörleri olarak adlandırılır. Bunlar, bağlanan yükün türüne bakılmaksızın ülkeye bağlı olarak çıkış voltajlarını nominal voltajlar olarak koruyabilirler. Bu, osilatördeki anahtarlama frekansı genişliğini değiştirerek elde edilebilir.
PWM İnvertör Devre Şeması
PWM inverterin devre şeması aşağıdaki şemada verilmiştir.
PWM İnvertör Devre Şeması
PWM inverterlerinde kullanılan çeşitli devreler vardır. Bunlardan bazıları aşağıda listelenmiştir
Akü Şarj Akımı Sensörü Devresi
Bu devrenin amacı, bataryayı şarj etmede kullanılan akımı algılamak ve bunu nominal değerde tutmaktır. Pillerin raf ömrünü korumak için dalgalanmalardan kaçınmak önemlidir.
Akü Gerilimi Algılama Devresi
Bu devre, pili bittiğinde şarj etmek için gereken voltajı algılamak ve tamamen şarj olduğunda pilin yavaş şarjına başlamak için kullanılır.
AC Şebeke Algılama Devresi
Bu devre, AC şebekesinin kullanılabilirliğini algılamak içindir . Mevcutsa, inverter şarj durumunda olacak ve şebeke olmadığında inverter batarya modunda olacaktır.
Yumuşak Başlangıç Devresi
Gücü yeniden başlattıktan sonra şarjı 8 ila 10 saniye geciktirmek için kullanılır. MOSFET'leri yüksek akımlardan korumak içindir. Bu aynı zamanda Şebeke gecikmesi olarak da adlandırılır.
Devre Üzerinden Değiştirme
Şebeke mevcudiyetine bağlı olarak bu devre, inverterin çalışmasını batarya ve şarj modları arasında değiştirir.
Kapatma Devresi
Bu devre, sürücüyü yakından izlemek ve herhangi bir anormallik meydana geldiğinde onu kapatmak içindir.
PWM Kontrol Devresi
Çıkıştaki voltajı düzenlemek için bu kontrolör kullanılır. Devrenin PWM işlemlerini gerçekleştirmesi gerekir, IC'lere dahil edilir ve bunlar bu devrede mevcuttur.
Akü Şarj Devresi
İnvertörde bir pilin şarj edilmesi işlemi bu devre tarafından kontrol edilir. Şebekenin algılama devresi ve pilin sensör devreleri tarafından üretilen çıkış, bu devrenin girişleridir.
Osilatör Devresi
Bu devre, PWM'nin IC'sine dahil edilmiştir. Anahtarlama frekanslarını oluşturmak için kullanılır.
Sürücü Devresi
İnvertörün çıkışı, üretilen frekansın anahtarlama sinyaline bağlı olarak bu devre tarafından sürülür. Bir ön amplifikatör devresine benzer.
Çıkış Bölümü
Bu çıktı bölümü bir yükseltici transformatör ve yükü sürmek için kullanılır.
Çalışma prensibi
Bir invertör tasarımı, çeşitli güç devreleri topolojilerini ve voltajı kontrol etme yöntemlerini içerir. Eviricinin en konsantre kısmı, çıkışta üretilen dalga biçimidir. Dalga formu indüktörlerini ve kondansatörleri filtrelemek amacıyla kullanılır. Çıkıştan gelen harmonikleri azaltmak için düşük geçiş filtreleri kullanılmış.
Eviricinin sabit bir çıkış frekansı değerine sahip olması durumunda, rezonans filtreleri kullanılır. Çıkıştaki ayarlanabilir frekanslar için, filtreler temel frekansın maksimum değerinin üzerinde ayarlanır. PWM teknolojisi, kare dalga özelliklerini değiştirir. Anahtarlama için kullanılan darbeler, bağlı yüke beslenmeden önce modüle edilir ve düzenlenir. Voltaj kontrolüne gerek olmadığında darbenin sabit genişliği kullanılır.
PWM İnvertör Tipleri ve Dalga Formları
Bir invertördeki PWM tekniği iki sinyalden oluşur. Bir sinyal referans içindir ve diğeri taşıyıcı olacaktır. İnverterin modunu değiştirmek için gereken darbe, bu iki sinyalin karşılaştırılmasıyla üretilebilir. Çeşitli PWM teknikleri vardır.
Tek Darbe Genişlik Modülasyonu (SPWM)
Her yarım döngü için, tekniği kontrol etmek için sadece bir darbe mevcuttur. Kare dalga sinyali referans için olacak ve üçgen bir dalga taşıyıcı olacaktır. Üretilen kapı darbesi, taşıyıcının ve referans sinyallerin karşılaştırılmasının sonucu olacaktır. Daha yüksek harmonikler, bu tekniğin en büyük dezavantajıdır.
Tek Darbe Genişlik Modülasyonu
Çoklu Darbe Genişlik Modülasyonu (MPWM)
MPWM tekniği, SPWM'nin dezavantajının üstesinden gelmek için kullanılır. Tek bir darbe yerine, çıkıştaki voltajın her yarım döngüsü için çoklu darbeler kullanılır. Çıkıştaki frekans, taşıyıcının frekansı kontrol edilerek kontrol edilir.
Çoklu Darbe Genişliği Modülasyonu
Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu
Bu tip PWM tekniğinde kare dalga yerine referans olarak sinüs dalgası kullanılır ve taşıyıcı üçgen bir dalga olacaktır. Sinüs dalgası çıkış olacaktır ve voltajın RMS değeri modülasyon indeksi tarafından kontrol edilir.
Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu
Modifiye Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu
Taşıyıcı dalga, her yarım döngü için birinci ve son altmış derecelik aralık için uygulanır. Bu modifikasyon, harmonik özelliklerini iyileştirmek için yapılmıştır. Anahtarlamadan kaynaklanan kaybı azaltır ve temel bileşeni artırır.
Modifiye Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu
Başvurular
En yaygın olarak PWM inverterleri, sürücünün hızının uygulanan gerilimin frekansındaki değişime bağlı olduğu hız AC sürücülerinde kullanılır. Büyük ölçüde güç elektroniğindeki devreler PWM sinyalleri kullanılarak kontrol edilebilir. Sinyalleri analog formda dijital cihazlardan üretmek için mikrodenetleyiciler PWM tekniği faydalıdır. Ayrıca, PWM teknolojisinin farklı devrelerde kullanıldığı çeşitli uygulamalar vardır.
Bu nedenle, tüm bunlar PWM invertörüne, tiplerine, çalışmasına ve uygulamalarına genel bir bakışla ilgilidir. PWM teknolojisinin telekomünikasyonda nasıl kullanıldığını anlatabilir misiniz?
