مشكلة انخفاض الجهد العاكس - كيفية حلها

جرب أداة القضاء على المشاكل





عندما يتم استخدام PWM في العاكس لتمكين خرج موجة جيبية ، الجهد العاكس يصبح الانخفاض مشكلة كبيرة ، خاصة إذا لم يتم حساب المعلمات بشكل صحيح.

في هذا الموقع ، ربما تكون قد صادفت العديد من مفاهيم الموجة الجيبية والموجة الجيبية النقية باستخدام موجزات PWM أو تكامل SPWM. على الرغم من أن المفهوم يعمل بشكل جيد للغاية ويسمح للمستخدم بالحصول على المخرجات المكافئة للموجة الجيبية المطلوبة ، إلا أنه يبدو أنه يعاني من مشكلات انخفاض جهد الخرج ، تحت الحمل.



في هذه المقالة سوف نتعلم كيفية تصحيح هذا من خلال الفهم والحسابات البسيطة.

أولاً ، يجب أن ندرك أن الطاقة الناتجة من العاكس هي مجرد نتاج جهد الدخل والتيار الذي يتم توفيره للمحول.



لذلك يجب أن نتأكد هنا من تصنيف المحول بشكل صحيح لمعالجة إمدادات الإدخال بحيث ينتج المخرجات المطلوبة وقادر على تحمل الحمل دون أي انخفاض.

من المناقشة التالية سنحاول تحليل طريقة التخلص من هذه المشكلة من خلال حسابات بسيطة ، من خلال تكوين المعلمات بشكل صحيح.

تحليل الجهد الناتج في محولات الموجة المربعة

في دائرة العاكس ذات الموجة المربعة ، سنجد عادةً شكل الموجة كما هو موضح أدناه عبر أجهزة الطاقة ، والتي توفر التيار والجهد لملف المحول ذي الصلة وفقًا لمعدل توصيل mosfet باستخدام هذه الموجة المربعة:

هنا يمكننا أن نرى أن ذروة الجهد هي 12 فولت ، ودورة العمل هي 50٪ (تساوي وقت التشغيل / الإيقاف لشكل الموجة).

لمتابعة التحليل ، نحتاج أولاً إلى إيجاد متوسط ​​الجهد المستحث عبر لف المحول ذي الصلة.

لنفترض أننا نستخدم حنفية مركزية 12-0-12 فولت / 5 أمبير ، وبافتراض أن دورة العمل 12V @ 50٪ مطبقة على أحد لفات 12 فولت ، فيمكن حساب الطاقة المستحثة داخل هذا الملف على النحو الوارد أدناه:

12 × 50٪ = 6 فولت

يصبح هذا هو متوسط ​​الجهد عبر بوابات أجهزة الطاقة ، والتي تقوم بدورها بتشغيل ملف trafo بنفس المعدل.

بالنسبة إلى نصفي ملف trafo الذي نحصل عليه ، 6V + 6V = 12V (يجمع كلا نصفي حركة الصنبور المركزية.

بضرب هذا 12 فولت مع السعة الحالية الكاملة 5 أمبير يعطينا 60 واط

الآن بما أن القوة الكهربائية الفعلية للمحول هي أيضًا 12 × 5 = 60 واط ، فهذا يعني أن الطاقة المستحثة في المرحلة الأولية من trafo ممتلئة ، وبالتالي سيكون الناتج ممتلئًا أيضًا ، مما يسمح بتشغيل الإخراج دون أي انخفاض في الجهد تحت الحمل .

هذا 60 واط يساوي تصنيف القوة الفعلية للمحولات ، أي 12 فولت × 5 أمبير = 60 واط. وبالتالي فإن الإخراج من trafo يعمل بأقصى قوة ولا يسقط جهد الخرج ، حتى عند توصيل أقصى حمولة 60 وات.

تحليل الجهد الناتج العاكس على أساس PWM

لنفترض الآن أننا قمنا بتطبيق تقطيع PWM عبر بوابات mosfets الطاقة ، لنقل بمعدل 50٪ دورة عمل على بوابات mosfets (التي تعمل بالفعل بدورة عمل بنسبة 50٪ من المذبذب الرئيسي ، كما نوقش أعلاه)

يشير هذا مرة أخرى إلى أن متوسط ​​6V المحسوب مسبقًا يتأثر الآن بشكل إضافي بتغذية PWM هذه مع دورة عمل بنسبة 50 ٪ ، مما يقلل من متوسط ​​قيمة الجهد عبر بوابات mosfet إلى:

6 فولت × 50٪ = 3 فولت (على الرغم من أن الذروة لا تزال 12 فولت)

الجمع بين هذا المتوسط ​​3V لكل من نصفي اللف الذي نحصل عليه

3 + 3 = 6 فولت

بضرب 6 فولت ب 5 أمبير يعطينا 30 واط.

حسنًا ، هذا أقل بنسبة 50٪ مما تم تصنيف المحول للتعامل معه.

لذلك عند القياس عند الإخراج ، على الرغم من أن الإخراج قد يظهر 310 فولت كامل (بسبب قمم 12 فولت) ، ولكن تحت الحمل قد ينخفض ​​هذا بسرعة إلى 150 فولت ، نظرًا لأن متوسط ​​العرض في المرحلة الأولية أقل بنسبة 50٪ من القيمة المقدرة.

لتصحيح هذه المشكلة ، يتعين علينا معالجة معلمتين في وقت واحد:

1) يجب أن نتأكد من أن لف المحول يطابق متوسط ​​قيمة الجهد الذي يوفره المصدر باستخدام تقطيع PWM ،

2) ويجب تحديد تيار اللف وفقًا لذلك بحيث لا ينخفض ​​التيار المتردد الناتج تحت الحمل.

دعنا نفكر في المثال أعلاه حيث أدى إدخال 50٪ من PWM إلى تقليل المدخلات إلى الملف إلى 3 فولت ، لتعزيز ومعالجة هذا الموقف ، يجب أن نتأكد من أن لف trafo يجب أن يتم تصنيفها في المقابل عند 3V. لذلك في هذه الحالة يجب تصنيف المحول عند 3-0-3V

المواصفات الحالية للمحول

بالنظر إلى اختيار حركة المرور 3-0-3V أعلاه ، مع الأخذ في الاعتبار أن الناتج من trafo يهدف إلى العمل بحمل 60 واط و 220 فولت مستمر ، فقد نحتاج إلى تصنيف حركة المرور الأولية عند 60/3 = 20 أمبير ، نعم ، هذا هو 20 أمبير ، وهو ما سيحتاجه trafo لضمان استمرار 220 فولت عند توصيل حمولة كاملة تبلغ 60 واط بالمخرج.

تذكر في مثل هذه الحالة إذا تم قياس جهد الخرج بدون حمل ، فقد يرى المرء زيادة غير طبيعية في قيمة جهد الخرج والتي قد تبدو وكأنها تتجاوز 600 فولت. قد يحدث هذا لأنه على الرغم من أن متوسط ​​القيمة المستحثة عبر mosfets هو 3 فولت ، فإن الذروة دائمًا هي 12 فولت.

ولكن لا يوجد ما يدعو للقلق إذا صادفت هذا الجهد العالي بدون تحميل ، لأنه سيستقر بسرعة إلى 220 فولت بمجرد توصيل الحمل.

بعد قولي هذا ، إذا وجد المستخدمون أنه من الصعب رؤية هذا المستوى المتزايد من الفولتية دون تحميل ، فيمكن تصحيح ذلك عن طريق تطبيق إضافة دائرة منظم الجهد الناتج التي ناقشتها بالفعل في إحدى مشاركاتي السابقة ، يمكنك تطبيق نفس الشيء بشكل فعال مع هذا المفهوم أيضًا.

بدلاً من ذلك ، يمكن تحييد عرض الجهد المرتفع عن طريق توصيل مكثف 0.45 فائق التوهج / 600 فولت عبر الإخراج أو أي مكثف مشابه ، مما سيساعد أيضًا على تصفية PWM إلى شكل موجة جيبية متغيرة بسلاسة.

العدد الحالي المرتفع

في المثال الذي تمت مناقشته أعلاه ، رأينا أنه مع تقطيع 50٪ PWM ، فإننا مضطرون إلى استخدام 3-0-3V trafo لإمداد 12 فولت ، مما يجبر المستخدم على الذهاب لمحول 20 أمبير فقط للحصول على 60 واط ، والذي يبدو غير معقول تماما.

إذا كانت 3 فولت تستدعي 20 أمبير للحصول على 60 واط ، فهذا يعني أن 6 فولت تتطلب 10 أمبير لتوليد 60 واط ، وتبدو هذه القيمة قابلة للإدارة تمامًا ....... أو لجعلها أفضل ، فإن 9 فولت ستسمح لك بالعمل معها 6.66 أمبير ترافو ، والذي يبدو أكثر منطقية.

يخبرنا البيان أعلاه أنه في حالة زيادة متوسط ​​تحريض الجهد على ملف trafo ، يتم تقليل المتطلبات الحالية ، وبما أن متوسط ​​الجهد يعتمد على وقت PWM ON ، فهذا يعني ببساطة أنه لتحقيق متوسط ​​جهد أعلى في trafo الابتدائي ، لديك زيادة كبيرة في وقت تشغيل PWM ، فهذه طريقة أخرى بديلة وفعالة لتعزيز مشكلة انخفاض جهد الخرج بشكل صحيح في المحولات القائمة على PWM.

إذا كانت لديك أي استفسارات أو شكوك محددة بخصوص الموضوع ، فيمكنك دائمًا استخدام مربع التعليقات أدناه وتدوين آرائك.




زوج من: دائرة الفولتميتر المتردد غير المحولة باستخدام Arduino التالي: 200 ، 600 LED String Circuit on Mains 220V