PWM 인버터 – 연결된 고유 부하에 이상적

PWM(Pulse Width Modulated Inverters)은 구형 인버터를 대체하는 역할을 했습니다. 이러한 이유로 그들은 광범위한 실시간 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 대부분의 경우 회사에서 전력 전자 회로를 만드는 데 사용합니다. 펄스 폭 변조 인버터는 일반적으로 MOSFET을 사용하므로 일반적으로 PWM MOSFET 인버터라고 합니다. 실제로 대부분의 인버터는 PWM 기술을 적용하여 다양한 주파수와 크기에 대한 AC 출력 전압을 생성합니다. 이 기사에서는 PWM 인버터의 작동에 대해 설명합니다. 또한 PWM 인버터에서 찾을 수 있는 회로를 살펴보고 일부 PWM 인버터 유형에 대해 설명합니다.

PWM 인버터란 무엇입니까?

간단히 말해서 펄스 폭 변조 기술을 사용하여 작동하는 인버터입니다. 따라서 PWM 인버터는 연결된 부하에 관계없이 정격 AC 전압에서 출력 전압을 유지할 수 있습니다. 출력 전압 주파수 폭을 변경하여 작동합니다.

PWM 인버터의 작동 원리

그림 1:산업용 인버터

기존 인버터에서는 부하 변화에 따라 출력 전압이 변화합니다. PWM 전압 인버터는 출력에 연결된 부하 값을 사용하여 출력 상 전압을 보정합니다.

출력 신호의 일부를 PWM 컨트롤러 IC로 되돌려 작동합니다. PWM 컨트롤러는 피드백 전압을 사용하여 발진기 영역에서 생성된 펄스 폭을 수정합니다.

펄스 폭을 조정하면 출력에서 ​​가능한 신호 변경이 제거됩니다. 따라서 출력 전압 파형은 부하 변동에 관계없이 동일하게 유지됩니다.

PWM 인버터에는 어떤 회로가 사용됩니까?

그림 2:PWM 인버터 회로도

PWM 인버터 회로도를 관찰하면 여러 회로를 사용한다는 것을 알게 될 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

배터리 충전 전류 센서 회로

이 회로는 배터리를 충전하는 데 사용되는 전류 흐름을 유지하고 정격 값으로 유지합니다. 배터리 수명을 단축시킬 수 있는 변동을 방지합니다.

배터리 전압 감지 회로

경우에 따라 배터리가 소진될 수 있습니다. 이 회로는 이 경우 배터리 충전에 필요한 인버터 전압을 감지합니다. 배터리가 완전히 충전되면 세류 충전에도 도움이 됩니다.

AC 주전원 감지 회로

이것은 AC 주전원이 있는지 감지합니다. 그것이 있다고 가정하면 인버터가 충전 상태로 전환됩니다. 부재 시 배터리 모드 상태로 전환됩니다.

소프트 스타트 회로

이 회로는 전력 흐름이 재개된 후 8~10초 동안 충전을 지연시킵니다. 높은 AC 전원으로부터 MOSFET을 보호합니다.

전환 회로

인버터의 작동 모드를 전환합니다. 충전 모드 또는 배터리 모드가 될 수 있으며 주전원 가용성을 기반으로 합니다.

차단 회로

인버터가 어떻게 작동하는지 모니터링하고 이상이 감지되면 인버터를 차단합니다. 여러 센서 회로에서 입력을 받습니다.

PWM 컨트롤러 회로

여기에서 회로는 PWM 전압 인버터의 출력에서 ​​전압을 제어합니다. 대부분의 경우 LM494 또는 KA3535와 같은 단일 IC를 사용합니다. PWM 작동에 필요한 모든 회로는 일반적으로 이러한 IC에 통합됩니다.

배터리 충전 회로

이 회로는 인버터의 배터리 충전 프로세스를 제어합니다. 전원 감지 회로와 배터리 센서 회로에서 입력을 받습니다.

발진기 회로

이 경우 회로는 스위칭 주파수를 생성합니다. 일반적으로 PWM의 IC와 통합됩니다.

드라이버 회로

여기서 회로는 인버터 스위칭 신호를 기반으로 출력을 구동합니다. 프리앰프 회로와 비슷합니다.

PWM 인버터 유형

간단히 말해서 PWM 인버터는 기준 신호와 캐리어 신호의 두 가지 신호에서 작동합니다. 이 신호를 비교하여 인버터 모드를 전환하는 데 필요한 펄스를 생성합니다. 여러 PWM 기술이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

단일 펄스 폭 변조(SPWM)

그림 3:SPWM 그래프

이 경우, 그들은 모든 반감기에서 기술을 조절하기 위해 단일 펄스를 사용합니다. 여기서 삼각파를 반송파로, 구형파를 기준 신호로 사용합니다.

따라서 생성된 게이트 펄스는 이러한 신호를 비교한 결과입니다. 그러나 더 높은 고조파가 발생합니다.

다중 펄스 폭 변조(MPWM)

그림 4: DC 모터 PWM 속도 컨트롤러

여기에서 그들은 이 기술을 사용하여 SPWM을 사용할 때 발생할 수 있는 문제를 방지합니다. 같은 방식으로 출력 전압의 반 주기마다 다중 펄스가 단일 펄스를 대체합니다. 또한 개발자는 조립 중에 캐리어의 주파수를 제어하여 출력 주파수를 조절합니다.

MPWM 기술은 주로 가변 주파수로 모터 제어 시스템을 구동하는 인버터에 사용됩니다. 결과적으로 많은 출력 주파수와 전압 조정이 발생합니다. 일반적으로 이 기술은 파형의 품질을 향상시킵니다.

사인파 펄스 폭 변조

그림 5: 단순 사인파

이 경우 기준 신호로 사인파가 구형파를 대체합니다. 한편, 캐리어는 삼각파로 남아 있습니다. 따라서 출력은 사인파형이 됩니다. 반면에 변조 지수는 전압 RMS 값을 제어합니다.

그러나 사인파 펄스 폭 변조에는 두 가지 주요 단점이 있습니다. 첫째, 라인 공급만큼 높은 출력 전압을 생성할 수 없습니다. 둘째, 출력이 완전히 정현파 PWM이어야 하는 경우입니다. 작은 펄스를 포함하는 것이 필수적입니다. 회사는 피크 변조파가 피크 캐리어 전압과 거의 같은 수준인 경우 이를 수행합니다.

장치를 켜고 끄는 데 필요한 시간 때문에 작은 펄스를 추가하는 것은 거의 불가능할 수 있습니다. 따라서 대부분의 산업에서는 효율성을 위해 작은 펄스를 제거합니다.

수정된 사인파 펄스 폭 변조

여기서 반송파 신호는 각 반주기 초기 및 최종 60° 에서 입력됩니다. 간격. 따라서 이 수정은 출력의 고조파 특성을 개선합니다. 스위칭은 손실을 줄이고 기본 구성 요소를 서지합니다.

결론

결론적으로 펄스 폭 인버터는 PWM 기술을 사용하여 부하에 관계없이 정격 값으로 출력을 조절합니다. 효율성으로 인해 DC 모터 PWM 속도 컨트롤러와 같은 많은 산업용 애플리케이션이 있습니다. 여기서 인가 전압의 주파수 변화는 드라이브의 속도를 제어합니다.

즉, 이것은 PWM 인버터 작동 방식에 대한 개요입니다.

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