Tukarkan Inverter Gelombang Persegi menjadi Inverter Gelombang Sine

Catatan tersebut menjelaskan beberapa konsep litar yang dapat digunakan untuk menukar atau mengubah mana-mana penyongsang gelombang persegi biasa ke reka bentuk penyongsang gelombang sinus yang canggih.

Sebelum mengkaji pelbagai reka bentuk yang dijelaskan dalam artikel ini, akan menarik untuk mengetahui faktor-faktor yang biasanya menjadikan penyongsang gelombang sinus lebih diinginkan daripada reka bentuk gelombang persegi.

Bagaimana Frekuensi Berfungsi dalam Penyongsang

Inverter pada dasarnya melibatkan frekuensi atau ayunan untuk melaksanakan tindakan dorongan dan penyongsangan. Frekuensi seperti yang kita ketahui adalah penghasilan denyut pada beberapa corak seragam dan terkira, contohnya frekuensi penyongsang khas boleh dinilai pada 50Hz atau 50 denyutan positif sesaat.

Bentuk gelombang frekuensi asas penyongsang adalah dalam bentuk denyutan gelombang persegi.

Seperti yang kita semua tahu gelombang persegi tidak pernah sesuai untuk mengendalikan peralatan elektronik yang canggih seperti TV, pemain muzik, komputer dll.

Sambungan AC (arus ulang-alik) yang kami perolehi di saluran elektrik domestik kami juga terdiri daripada frekuensi arus berdenyut, tetapi ini dalam bentuk gelombang sinusoidal atau gelombang sinus.

Biasanya pada 50Hz atau 60Hz bergantung pada spesifikasi utiliti negara tertentu.

Keluk sinus bentuk gelombang AC rumah kami di atas merujuk kepada puncak voltan yang meningkat secara eksponensial yang membentuk 50 kitaran frekuensi.

Oleh kerana AC domestik kami dihasilkan melalui turbin magnetik, bentuk gelombang secara semula jadi merupakan gelombang sinus, jadi tidak memerlukan pemprosesan lebih jauh dan langsung dapat digunakan di rumah untuk semua jenis peralatan.

Sebaliknya pada penyongsang, bentuk gelombang asas adalah dalam bentuk gelombang persegi yang memerlukan pemprosesan menyeluruh untuk menjadikan unit ini sesuai dengan semua jenis peralatan.

Perbezaan antara Gelombang Persegi dan Gelombang Sinus

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, gelombang persegi dan gelombang sinus mungkin mempunyai tahap voltan puncak yang sama tetapi nilai RMS atau nilai kuasa dua punca akar mungkin tidak sama. Aspek inilah yang menjadikan gelombang persegi sangat berbeza dengan gelombang sinus walaupun nilai puncaknya mungkin sama.

Oleh itu, penyongsang gelombang persegi yang bekerja dengan 12V DC akan menghasilkan output yang setara dengan 330V sama seperti penyongsang gelombang sinus yang beroperasi dengan bateri yang sama tetapi jika anda mengukur output RMS kedua-dua penyongsang, ia akan berbeza dengan ketara (330V dan 220V).

Gambar tidak betul menunjukkan 220V sebagai puncaknya, sebenarnya mestilah 330V

Dalam rajah di atas, bentuk gelombang berwarna hijau adalah bentuk gelombang sinus, sementara oren menggambarkan bentuk gelombang persegi. Bahagian berlorek adalah lebihan RMS yang perlu diratakan untuk membuat kedua-dua nilai RMS sedekat mungkin.

Menukar penyongsang gelombang persegi menjadi setara gelombang sinus maka pada dasarnya bermaksud membenarkan penyongsang gelombang persegi menghasilkan nilai puncak yang diperlukan iaitu 330V namun mempunyai RMS hampir sama dengan rakan gelombang gelombang sinusnya.

Cara Menukar / Mengubah Bentuk Gelombang Persegi ke Bentuk Gelombang Sinus

Ini dapat dilakukan sama ada dengan mengukir sampel gelombang persegi menjadi bentuk gelombang sinus, atau hanya dengan memotong bentuk gelombang persegi menjadi kepingan-kepingan kecil yang dikira dengan baik sehingga RMS menjadi sangat dekat dengan nilai AC AC utama.

Untuk mengukir gelombang persegi menjadi gelombang sinus yang sempurna, kita dapat menggunakan pengayun jambatan wien atau lebih tepatnya 'osbillator bubba' dan memasangnya ke tahap pemproses gelombang sinus. Kaedah ini terlalu rumit dan oleh itu bukanlah idea yang disarankan untuk melaksanakan penyongsang gelombang persegi yang ada ke penyongsang gelombang sinus.

Idea yang lebih layak adalah memotong gelombang persegi yang berkaitan di dasar peranti output ke tahap RMS yang diperlukan.

Satu contoh klasik ditunjukkan di bawah:

Gambarajah pertama menunjukkan litar penyongsang gelombang persegi. Dengan menambahkan helikopter AMV sederhana kita dapat memecahkan denyutan di dasar mosfet yang relevan ke tahap yang diperlukan.

Versi penyongsang gelombang persegi ke gelombang sinus setara dari litar di atas.

Di sini AMV yang lebih rendah menghasilkan denyutan pada frekuensi tinggi yang nisbah tanda / ruang dapat diubah dengan baik dengan bantuan VR1 yang telah ditetapkan. Output terkawal PWM ini diterapkan pada gerbang mosfet untuk menyesuaikan konduksi mereka ke nilai RMS yang ditetapkan.

Corak bentuk gelombang khas yang diharapkan dari pengubahsuaian di atas:

Bentuk gelombang di gerbang mosfet:

Bentuk gelombang pada output pengubah:

Bentuk gelombang selepas penapisan yang betul menggunakan induktor dan kapasitor pada output pengubah:

Senarai Bahagian

R1, R2, = 27K,
R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 = 1K Ohms,
C1, C2 = 0.47uF / 100V logam
C3, C4 = 0.1uF
T1, T2, T5, T6 = BC547,
T3, T4 = mana-mana 30V, 10amp mosfet, saluran N.
D1, D2 = 1N4148
VR1 = 47K pratetap
Transformer = 9-0-9V, 8 amp ( spesifikasi mesti dipilih mengikut beban output untuk pengoptimuman powre yang betul )
Bateri = 12V, 10AH

Mendapatkan Tahap Kecekapan yang Lebih Baik

Penukaran atau pengubahsuaian di atas akan memberikan sekitar 70% kecekapan dengan pencocokan RMS yang dicapai. Sekiranya anda berminat untuk mendapatkan pencocokan yang lebih baik dan tepat maka mungkin diperlukan pemproses bentuk gelombang IC 556 PWM.

Anda ingin merujuk artikel ini yang menunjukkan prinsip di sebalik mengubah bentuk gelombang persegi menjadi bentuk gelombang sinus menggunakan sepasang IC555.

Keluaran dari litar yang disebutkan di atas dapat dimasukkan ke pintu gerbang atau dasar peranti kuasa yang berkaitan yang terdapat di unit penyongsang persegi yang ada.

Pendekatan yang lebih komprehensif dapat dilihat dalam artikel ini di mana IC 556 digunakan untuk mengekstrak gelombang sinus berdasarkan PWM tepat setara dari sumber sampel gelombang persegi.

Bentuk gelombang ini diintegrasikan dengan peranti output yang ada untuk melaksanakan modifikasi yang dimaksudkan.

Contoh di atas mengajar kita kaedah yang lebih mudah di mana mana-mana penyongsang gelombang persegi biasa yang ada boleh diubah suai menjadi reka bentuk penyongsang gelombang sinus.

Menukar menjadi SPWM

Dalam artikel di atas kita belajar bagaimana bentuk gelombang penyongsang gelombang persegi dapat dioptimumkan untuk mendapatkan bentuk gelombang sinus dengan bentuk gelombang dengan memotong gelombang persegi menjadi bahagian yang lebih kecil.

Akan tetapi analisis yang lebih mendalam menunjukkan bahawa melainkan bentuk gelombang yang dicincang tidak dimensi dalam bentuk SPWM, pencapaian setara gelombang sinus yang tepat mungkin tidak mungkin dilakukan.

Untuk memenuhi syarat ini, litar penukar SPWM menjadi mustahak untuk mengukir bentuk sinewave yang paling ideal dari penyongsang.

Gambar rajah berikut menunjukkan bagaimana ini dapat dilaksanakan dengan berkesan dengan reka bentuk yang dibincangkan di atas.

Melalui salah satu artikel saya yang terdahulu, kami memahami bagaimana opamp boleh digunakan untuk membuat SPWM , teori yang sama dapat dilihat diterapkan dalam konsep di atas. Dua penjana gelombang segitiga digunakan di sini, satu menerima gelombang persegi cepat dari astabel bawah, sementara yang lain menerima gelombang persegi perlahan dari astabel atas dan memprosesnya menjadi output gelombang segitiga cepat dan lambat, masing-masing.

Gelombang segitiga yang diproses ini diberi makan di kedua input opamp, yang akhirnya mengubahnya menjadi SPWM atau lebar denyut gelombang sinus.

SPWM ini digunakan untuk memotong isyarat di pintu masuk mosfets yang akhirnya menukar bentuk gelombang di atas belitan pengubah yang disambungkan untuk membuat replika tepat bentuk gelombang sinus tulen di sisi sekunder transformer melalui induksi magnetik.