수정 된 사인 파형을 계산하는 방법

인버터 애플리케이션에서 사용될 때 거의 동일한 사인파 복제를 생성하도록 수정 된 구형파를 최적화하고 계산하는 올바른 방법을 수행하는 방법에 대해 자주 궁금해 하셨을 것입니다.

이 기사에서 설명하는 계산은 수정 된 구형파 회로를 사인파 등가물로 변환 할 수있는 기술을 배우는 데 도움이됩니다. 절차를 배우자.

이를 달성하기위한 첫 번째 기준은 수정 된 사각형의 RMS 값을 사인파 대응 물과 일치시켜 결과가 가능한 한 정현파 파형을 가깝게 복제하는 것입니다.

RMS (Root Mean Square) 란?

우리는 가정 AC 정현파 전압의 RMS가 다음 관계를 해결하여 결정된다는 것을 알고 있습니다.

V 피크 = √2V rms

어디 V 피크 사인 파형 사이클의 최대 한계 또는 피크 한계이며 파형 각 사이클의 평균 크기는 V로 표시됩니다. rms

그만큼 √2 공식에서 우리가 찾는 데 도움이 평균값 또는 시간에 따라 지수 적으로 전압을 변경하는 AC 사이클의 순 값. 정현파 전압 값은 시간에 따라 변하고 시간의 함수이기 때문에 기본 평균 공식을 사용하여 계산할 수 없으며 대신 위의 공식에 의존합니다.

또는 AC RMS는 저항성 부하에 연결될 때 동일한 평균 전력 손실을 생성하는 직류 (DC) 값과 동등한 것으로 이해 될 수 있습니다.

이제 피크 전압 값을 기준으로 사인파 사이클의 RMS를 계산하는 공식을 알았습니다.

이것은 우리 가정의 50Hz AC에 대한 피크 및 RMS를 평가하는 데에도 적용될 수 있습니다. 이를 해결함으로써 모든 220V 기반 주전원 AC 시스템에 대해 RMS를 220V로, 피크를 310V로 얻습니다.

수정 된 구형파 RMS 및 피크 계산

이제 220V AC 정현파에 해당하는 220V 시스템의 올바른 파형 사이클을 설정하기 위해 수정 된 구형파 인버터에이 관계를 어떻게 적용 할 수 있는지 살펴 보겠습니다.

우리는 이미 AC RMS가 DC 파형의 평균 전력과 동일하다는 것을 알고 있습니다. 이것은 우리에게 다음과 같은 간단한 표현을줍니다.

V 피크 = V rms

그러나 우리는 또한 구형파의 피크가 310V에 있기를 원하므로 위의 방정식은 잘 유지되지 않고 목적으로 사용할 수 없습니다.

기준은 각 구형파 사이클에 대해 310V 피크와 RMS 또는 평균값 220V를 갖는 것입니다.

이를 올바르게 해결하기 위해 사각 파의 ON / OFF 시간 또는 아래에 설명 된 듀티 사이클 백분율을 사용합니다.

50Hz AC 파형의 각 절반주기는 10 밀리 초 (ms)의 지속 시간을 갖습니다.

가장 조잡한 형태의 수정 된 반파주기는 다음 이미지에 표시된 것과 같아야합니다.

각 사이클이 0 또는 빈 갭으로 시작된 다음 최대 310V 피크 펄스를 쏘고 다시 0V 갭으로 끝나는 것을 볼 수 있습니다. 그런 다음 프로세스가 다른 절반 사이클 동안 반복됩니다.

필요한 220V RMS를 달성하려면 평균값이 필요한 220V를 생성하도록 피크 및 제로 갭 섹션 또는 사이클의 ON / OFF 기간을 계산하고 최적화해야합니다.

회색 선은주기의 50 % 기간을 나타내며 10ms입니다.

이제 평균 220V를 생성하는 ON / OFF 시간의 비율을 알아 내야합니다. 우리는 이렇게합니다.

220/310 x 100 = 대략 71 %

이는 위의 수정 된 사이클에서 310V 피크가 10ms주기의 71 %를 차지해야하는 반면 두 개의 0 갭은 결합 된 29 % 또는 각각 14.5 % 여야 함을 보여줍니다.

따라서 10ms 길이에서 첫 번째 제로 섹션은 1.4ms, 7ms 동안 310V 피크, 마지막으로 다른 1.4ms의 마지막 제로 갭이어야합니다.

이 작업이 완료되면 인버터의 출력이 사인 파형의 합리적으로 우수한 복제를 생성 할 것으로 예상 할 수 있습니다.

이 모든 것에도 불구하고 논의 된 수정 된 구형파가 가장 기본적인 형태이거나 조잡한 유형이기 때문에 출력이 사인파의 이상적인 복제가 아니라는 것을 알 수 있습니다. 출력이 최대 정밀도로 사인파와 일치하도록하려면 다음을 수행해야합니다. SPWM 접근 방식 .

위의 논의가 사인파 출력을 복제하기 위해 수정 된 사각형을 계산하고 최적화하는 방법에 대한 이해가 되었기를 바랍니다.

실제 검증을 위해 독자는 위의 기술을 적용 해 볼 수 있습니다. 간단한 수정 된 인버터 회로.

여기에 또 다른 최적화 된 수정 파형의 전형적인 예 변압기의 2 차측에서 좋은 사인파를 얻기 위해.