Pulsbreitenmodulierte Wechselrichter (PWM-Wechselrichter) ersetzten die älteren Versionen von Wechselrichtern und haben ein breites Anwendungsspektrum. Praktisch werden diese in den Leistungselektronikschaltungen verwendet. Die auf der PWM-Technologie basierenden Wechselrichter besitzen MOSFETs in der Schaltstufe des Ausgangs. Die meisten von den Wechselrichter Heutzutage erhältliche Geräte besitzen diese PWM-Technologie und können Wechselspannung für unterschiedliche Größen und Frequenzen erzeugen. Bei diesen Wechselrichtertypen gibt es mehrere Schutz- und Steuerkreise. Die Implementierung der PWM-Technologie in den Wechselrichtern macht sie geeignet und ideal für die verschiedenen angeschlossenen Lasten.
Was ist ein PWM-Wechselrichter?
Ein Wechselrichter, dessen Funktionalität von der abhängt Pulsweitenmodulation Technologie wird als PWM-Wechselrichter bezeichnet. Diese sind in der Lage, die Ausgangsspannungen je nach Land unabhängig von der Art der angeschlossenen Last als Nennspannungen zu halten. Dies kann durch Ändern der Schaltfrequenzbreite am Oszillator erreicht werden.
Schaltplan des PWM-Wechselrichters
Das Schaltbild des PWM-Wechselrichters ist im folgenden Diagramm angegeben
Schaltplan des PWM-Wechselrichters
In den PWM-Wechselrichtern werden verschiedene Schaltkreise verwendet. Einige von ihnen sind unten aufgeführt
Stromkreis des Batterieladestromsensors
Der Zweck dieser Schaltung besteht darin, den zum Laden der Batterie verwendeten Strom zu erfassen und auf dem Nennwert zu halten. Es ist wichtig, die Schwankungen zu vermeiden, um die Haltbarkeit der Batterien zu schützen.
Batteriespannungserfassungsschaltung
Diese Schaltung wird verwendet, um die Spannung zu erfassen, die zum Laden des Akkus erforderlich ist, wenn dieser erschöpft ist, und um mit dem Erhaltungsladen des Akkus zu beginnen, sobald dieser vollständig aufgeladen ist.
AC-Netzerkennungsschaltung
Diese Schaltung dient zur Erfassung der Verfügbarkeit von Wechselstromnetzen . Wenn es verfügbar ist, befindet sich der Wechselrichter im Ladezustand und wenn kein Netz vorhanden ist, befindet sich der Wechselrichter im Batteriemodus.
Softstart-Schaltung
Es wird verwendet, um den Ladevorgang nach Wiederaufnahme der Stromversorgung um 8 bis 10 Sekunden zu verzögern. Es soll die MOSFETs vor den hohen Strömen schützen. Dies wird auch als Netzverzögerung bezeichnet.
Schaltkreis wechseln
Abhängig von der Netzverfügbarkeit schaltet diese Schaltung den Betrieb des Wechselrichters zwischen dem Batterie- und dem Lademodus um.
Stromkreis herunterfahren
Diese Schaltung dient zur genauen Überwachung des Wechselrichters und zum Abschalten, wenn eine Anomalie auftritt.
PWM-Controller-Schaltung
Zur Regelung der Spannung am Ausgang wird dieser Regler verwendet. Die Schaltung, die PWM-Operationen ausführen muss, ist in den ICs enthalten und diese sind in dieser Schaltung vorhanden.
Batterieladekreis
Der Ladevorgang einer Batterie im Wechselrichter wird von dieser Schaltung gesteuert. Der von der Erfassungsschaltung des Netzes und den Sensorschaltungen der Batterie erzeugte Ausgang ist der Eingang für diesen Stromkreis.
Oszillatorschaltung
Diese Schaltung ist in den IC von PWM integriert. Es wird verwendet, um die Schaltfrequenzen zu erzeugen.
Treiberschaltung
Der Ausgang des Wechselrichters wird von dieser Schaltung basierend auf dem Schaltsignal der erzeugten Frequenz angesteuert. Es ähnelt dem einer Vorverstärkerschaltung.
Ausgabeabschnitt
Dieser Ausgabeabschnitt umfasst a Aufwärtstransformator und es wird verwendet, um die Last anzutreiben.
Arbeitsprinzip
Ein Wechselrichterentwurf umfasst verschiedene Topologien von Stromkreisen und die Verfahren zum Steuern der Spannung. Der am stärksten konzentrierte Teil des Wechselrichters ist seine am Ausgang erzeugte Wellenform. Zum Filtern werden die Wellenforminduktoren und die Kondensatoren verwendet. Um die Harmonischen vom Ausgang zu reduzieren Tiefpassfilter werden verwendet.
Wenn der Wechselrichter einen festen Wert für die Ausgangsfrequenzen besitzt, werden Resonanzfilter verwendet. Für die einstellbaren Frequenzen am Ausgang werden die Filter über dem Maximalwert der Grundfrequenz abgestimmt. Die PWM-Technologie verändert die Rechteckwelleneigenschaften. Die zum Schalten verwendeten Impulse werden moduliert und geregelt, bevor sie der angeschlossenen Last zugeführt werden. Wenn keine Spannungssteuerung erforderlich ist, wird eine feste Impulsbreite verwendet.
PWM-Wechselrichtertypen und Wellenformen
Die PWM-Technik in einem Wechselrichter besteht aus zwei Signalen. Ein Signal dient als Referenz und das andere als Träger. Der zum Umschalten des Modus des Wechselrichters erforderliche Impuls kann durch den Vergleich zwischen diesen beiden Signalen erzeugt werden. Es gibt verschiedene PWM-Techniken.
Einzelpulsbreitenmodulation (SPWM)
Für jeden halben Zyklus steht nur ein Impuls zur Steuerung der Technik zur Verfügung. Das Rechtecksignal dient als Referenz und eine Dreieckswelle ist der Träger. Der erzeugte Gate-Impuls ist das Ergebnis des Vergleichs des Trägers und der Referenzsignale. Höhere Harmonische sind der Hauptnachteil dieser Technik.
Einzelpulsbreitenmodulation
Multiple Pulse Width Modulation (MPWM)
Die MPWM-Technik wird verwendet, um den Nachteil von SPWM zu überwinden. Anstelle eines einzelnen Impulses werden mehrere Impulse für jeden halben Zyklus der Spannung am Ausgang verwendet. Die Frequenz am Ausgang wird durch Steuern der Frequenz des Trägers gesteuert.
Mehrfachimpulsbreitenmodulation
Sinusförmige Pulsweitenmodulation
Bei dieser Art von PWM-Technik wird anstelle einer Rechteckwelle eine Sinuswelle als Referenz verwendet, und der Träger ist eine Dreieckswelle. Die Sinuswelle ist der Ausgang und ihr Effektivwert der Spannung wird durch den Modulationsindex gesteuert.
Sinusförmige Pulsweitenmodulation
Modifizierte sinusförmige Pulsweitenmodulation
Die Trägerwelle wird für das erste und das letzte 60-Grad-Intervall pro Halbzyklus angelegt. Diese Modifikation wird eingeführt, um die harmonischen Eigenschaften zu verbessern. Es verringert den Verlust durch Schalten und erhöht die Grundkomponente.
Modifizierte sinusförmige Pulsweitenmodulation
Anwendungen
Am häufigsten werden PWM-Wechselrichter in Frequenzumrichtern verwendet, bei denen die Drehzahl des Frequenzumrichters von der Änderung der Frequenz der angelegten Spannung abhängt. Die Schaltkreise in der Leistungselektronik können hauptsächlich mithilfe von PWM-Signalen gesteuert werden. Um die Signale in analoger Form von digitalen Geräten wie zu erzeugen Mikrocontroller ist die PWM-Technik vorteilhaft. Darüber hinaus gibt es verschiedene Anwendungen, bei denen die PWM-Technologie in verschiedenen Schaltkreisen verwendet wird.
Hier geht es also um einen Überblick über PWM-Wechselrichter, Typen, Funktionsweise und deren Anwendungen. Können Sie beschreiben, wie die PWM-Technologie in der Telekommunikation eingesetzt wird?
