이 게시물은 일반적인 구형파 인버터를 정교한 사인파 인버터 설계로 변환하거나 수정하는 데 사용할 수있는 몇 가지 회로 개념을 설명합니다.

이 기사에서 설명하는 다양한 설계를 연구하기 전에 일반적으로 정현파 인버터를 구형파 설계보다 더 바람직하게 만드는 요인을 아는 것이 흥미로울 것입니다.

인버터에서 주파수가 작동하는 방식

인버터는 기본적으로 부스트 및 반전 동작을 구현하기위한 주파수 또는 진동을 포함합니다. 우리가 알고있는 주파수는 균일하고 계산 된 패턴에서 펄스를 생성하는 것입니다. 예를 들어 일반적인 인버터 주파수는 초당 50Hz 또는 50 포지티브 펄스로 평가 될 수 있습니다.

인버터의 기본 주파수 파형은 구형파 펄스의 형태입니다.

우리 모두 알고 있듯이 구형파는 TV, 음악 플레이어, 컴퓨터 등과 같은 정교한 전자 장비를 작동하는 데 적합하지 않습니다.

우리가 가정용 전원 콘센트에서 획득 한 AC (교류) 전원도 맥동 전류 주파수로 구성되지만 정현파 또는 사인파 형태입니다.

특정 국가 유틸리티 사양에 따라 일반적으로 50Hz 또는 60Hz입니다.

위에서 언급 한 가정용 AC 파형의 사인 곡선은 주파수의 50 사이클을 구성하는 지수 적으로 상승하는 전압 피크를 나타냅니다.

가정용 AC는 자기 터빈을 통해 생성되기 때문에 파형은 본질적으로 사인파이므로 추가 처리가 필요하지 않으며 모든 유형의 가전 제품에 대해 가정에서 직접 사용할 수 있습니다.

반대로 인버터에서는 기본 파형이 사각 파 형태로되어있어 모든 유형의 장비와 호환되도록 철저한 처리가 필요합니다.

구형파와 사인파의 차이점

그림에서 볼 수 있듯이 구형파와 사인파는 피크 전압 레벨이 동일 할 수 있지만 RMS 값 또는 제곱 평균 제곱근 값은 동일하지 않을 수 있습니다. 이 측면은 피크 값이 동일하더라도 구형파를 사인파와 특히 다르게 만드는 것입니다.

따라서 12V DC로 작동하는 구형파 인버터는 동일한 배터리로 작동하는 사인파 인버터처럼 330V에 해당하는 출력을 생성하지만 두 인버터의 출력 RMS를 측정하면 크게 다릅니다 (330V 및 220V).

“spdt 토글 스위치 배선도 ”

이미지에 220V가 피크로 잘못 표시되지만 실제로는 330V 여야합니다.

위의 다이어그램에서 녹색 파형은 사인 파형이고 주황색은 사각 파형을 나타냅니다. 음영 처리 된 부분은 두 RMS 값을 가능한 한 가깝게 만들기 위해 수평을 유지해야하는 초과 RMS입니다.

따라서 구형파 인버터를 사인파 등가물로 변환하는 것은 기본적으로 구형파 인 버러가 필요한 피크 값 (예 : 330V)을 생성하면서도 사인파 대응 물과 거의 동일한 RMS를 갖도록 허용하는 것을 의미합니다.

구형파를 사인파 등가로 변환 / 수정하는 방법

이것은 구형파 샘플을 사인파 형태로 조각하거나 단순히 샘플 구형파를 잘 계산 된 작은 조각으로 잘라서 RMS가 표준 주전원 AC RMS 값에 매우 가까워 지도록 할 수 있습니다.

구형파를 완벽한 사인파로 조각하기 위해 우리는 빈 브리지 오실레이터 또는 더 정확하게는 '버바 오실레이터'를 사용하여 사인파 프로세서 단계에 공급할 수 있습니다. 이 방법은 너무 복잡하므로 기존 구형파 인버터를 사인파 인버터로 구현하는 데 권장되는 아이디어가 아닙니다.

더 실현 가능한 아이디어는 출력 장치의베이스에서 관련 구형파를 필요한 RMS 수준으로 자르는 것입니다.

하나의 전형적인 예가 아래에 나와 있습니다.

첫 번째 다이어그램은 구형파 인버터 회로를 보여줍니다. 간단한 AMV 초퍼를 추가하면 관련 MOSFET의베이스에서 필요한 정도로 펄스를 분해 할 수 있습니다.

위 회로의 구형파를 사인파 등가 인버터 버전으로 수정했습니다.

여기서 낮은 AMV는 미리 설정된 VR1의 도움으로 마크 / 스페이스 비율을 적절하게 변경할 수있는 고주파에서 펄스를 생성합니다. 이 PWM 제어 출력은 규정 된 RMS 값으로 전도를 맞추기 위해 MOSFET의 게이트에 적용됩니다.

위의 수정에서 예상되는 일반적인 파형 패턴 :

MOSFET 게이트의 파형 :

변압기 출력의 파형 :

변압기 출력에서 인덕터와 커패시터를 사용하여 적절한 여과 후 파형 :

부품 목록

R1, R2, = 27K,
R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 = 1K 옴,
C1, C2 = 0.47uF / 100V 금속 화
C3, C4 = 0.1uF
T1, T2, T5, T6 = BC547,
T3, T4 = 모든 30V, 10amp MOSFET, N- 채널.
D1, D2 = 1N4148
VR1 = 47K 사전 설정
변압기 = 9-0-9V, 8amp ( 정확한 전력 최적화를 위해 출력 부하에 따라 사양을 선택해야합니다. )
배터리 = 12V, 10AH

더 나은 효율성 비율 얻기

위의 변환 또는 수정은 달성 된 RMS 매칭으로 약 70 %의 효율성을 제공합니다. 더 정확하고 더 나은 매칭에 관심이 있다면 아마도 IC 556 PWM 파형 프로세서가 필요할 것입니다.

당신은 뒤에있는 원리를 보여주는이 기사를 참조하고 싶을 것입니다 사각 파형을 사인 파형으로 수정 두 개의 IC555를 사용합니다.

위에서 언급 한 회로의 출력은 기존 정사각형 인버터 장치에있는 관련 전원 장치의 게이트 또는베이스에 유사하게 공급 될 수 있습니다.

이 기사에서보다 포괄적 인 접근 방식을 목격 할 수 있습니다. IC 556은 정확한 PWM 기반 수정 사인파를 추출하는 데 사용됩니다. 구형파 샘플 소스의 등가물.

이 파형은 의도 된 수정을 구현하기 위해 기존 출력 장치와 통합됩니다.

위의 예는 기존의 일반 구형파 인버터를 사인파 인버터 설계로 수정할 수있는 더 간단한 방법을 알려줍니다.

SPWM으로 변환

위의 기사에서 우리는 구형파를 더 작은 섹션으로 잘라서 사인파 종류의 파형을 얻기 위해 구형파 인버터의 파형을 최적화 할 수있는 방법을 배웠습니다.

그러나 심층 분석에 따르면 잘린 파형이 SPWM 형태로 치수가 지정되지 않으면 적절한 사인파 등가물을 얻을 수 없습니다.

이 조건을 충족하기 위해 SPWM 컨버터 회로는 인버터에서 가장 이상적인 사인파를 추출하는 데 필수적입니다.

다음 다이어그램은 위에서 논의한 설계로 이것이 어떻게 효과적으로 구현 될 수 있는지 보여줍니다.

이전 기사 중 하나를 통해 우리는 opamp를 사용하여 SPWM을 만드는 방법 , 동일한 이론이 위의 개념에 적용되는 것을 볼 수 있습니다. 여기에서는 두 개의 삼각파 생성기가 사용되는데, 하나는 낮은 불안정한 곳에서 빠른 구형파를 받아들이고 다른 하나는 낮은 불안정한 곳에서 느린 사각 파를 받아 각각 해당하는 빠르고 느린 삼각파 출력으로 처리합니다.