Gli inverter a modulazione di larghezza di impulso (inverter PWM) hanno sostituito le versioni precedenti degli inverter e hanno una vasta gamma di applicazioni. Praticamente questi vengono utilizzati nei circuiti elettronici di potenza. Gli inverter basati sulla tecnologia PWM possiedono MOSFET nella fase di commutazione dell'uscita. La maggior parte del inverter disponibili oggigiorno possiedono questa tecnologia PWM e sono in grado di produrre tensione alternata per diverse grandezze e frequenze. Esistono più circuiti di protezione e controllo in questi tipi di inverter. L'implementazione della tecnologia PWM negli inverter lo rende adatto e ideale per i carichi distinti collegati.
Cos'è un inverter PWM?
Un inverter la cui funzionalità dipende da modulazione della larghezza di impulso la tecnologia è denominata inverter PWM. Questi sono in grado di mantenere le tensioni di uscita come le tensioni nominali a seconda del paese indipendentemente dal tipo di carico collegato. Ciò può essere ottenuto modificando l'ampiezza della frequenza di commutazione sull'oscillatore.
Schema del circuito dell'inverter PWM
Lo schema del circuito dell'inverter PWM è riportato nello schema seguente
Schema del circuito dell'inverter PWM
Ci sono vari circuiti utilizzati negli inverter PWM. Alcuni di loro sono elencati di seguito
Circuito del sensore di corrente di carica della batteria
Lo scopo di questo circuito è rilevare la corrente utilizzata per caricare la batteria e mantenerla al valore nominale. È importante evitare le fluttuazioni per proteggere la durata di conservazione delle batterie.
Circuito di rilevamento della tensione della batteria
Questo circuito viene utilizzato per rilevare la tensione richiesta per caricare la batteria quando è scarica e iniziare la carica di mantenimento della batteria una volta che è completamente carica.
Circuito di rilevamento della rete CA.
Questo circuito serve per rilevare la disponibilità della rete CA. . Se disponibile, l'inverter sarà in stato di carica e in assenza di rete l'inverter sarà in modalità batteria.
Circuito di avviamento graduale
Viene utilizzato per ritardare la ricarica da 8 a 10 secondi dopo aver ripristinato l'alimentazione. Serve a proteggere i MOSFET dalle correnti elevate. Questo è noto anche come ritardo di rete.
Cambia circuito
In base alla disponibilità della rete, questo circuito commuta il funzionamento dell'inverter tra la modalità batteria e quella di carica.
Circuito di arresto
Questo circuito serve per monitorare attentamente l'inverter e spegnerlo ogni volta che si verifica un'anomalia.
Circuito controller PWM
Per regolare la tensione in uscita viene utilizzato questo controller. Il circuito ha bisogno di eseguire operazioni PWM sono incorporati negli IC e questi sono presenti in questo circuito.
Circuito di ricarica della batteria
Il processo di ricarica di una batteria nell'inverter è controllato da questo circuito. L'uscita generata dal circuito di rilevamento della rete e dai circuiti del sensore della batteria è gli ingressi per questo circuito.
Circuito dell'oscillatore
Questo circuito è incorporato con l'IC di PWM. Viene utilizzato per generare le frequenze di commutazione.
Circuito del driver
L'uscita dell'inverter viene pilotata da questo circuito in base al segnale di commutazione della frequenza generata. È simile a quello di un circuito preamplificatore.
Sezione di output
Questa sezione di output comprende un file trasformatore elevatore ed è utilizzato per guidare il carico.
Principio di funzionamento
La progettazione di un inverter coinvolge varie topologie di circuiti di alimentazione e metodi per controllare la tensione. La parte più concentrata dell'inverter è la sua forma d'onda generata in uscita. Allo scopo di filtrare le forme d'onda vengono utilizzati induttori e condensatori. Per ridurre le armoniche in uscita filtri passa basso sono usati.
Se l'inverter possiede un valore fisso delle frequenze di uscita vengono utilizzati filtri risonanti. Per le frequenze regolabili in uscita, i filtri sono sintonizzati al di sopra del valore massimo della frequenza fondamentale. La tecnologia PWM modifica le caratteristiche dell'onda quadra. Gli impulsi utilizzati per la commutazione vengono modulati e regolati prima di essere forniti al carico collegato. Quando non è richiesto il controllo della tensione, viene utilizzata la larghezza fissa dell'impulso.
Tipi e forme d'onda di inverter PWM
La tecnica del PWM in un inverter comprende due segnali. Un segnale è per il riferimento e l'altro sarà il vettore. L'impulso necessario per commutare la modalità dell'inverter può essere generato dal confronto tra questi due segnali. Esistono varie tecniche PWM.
Modulazione a larghezza di impulso singolo (SPWM)
Per ogni mezzo ciclo, è disponibile un solo impulso per controllare la tecnica. Il segnale dell'onda quadra sarà di riferimento e un'onda triangolare sarà la portante. L'impulso di gate generato sarà il risultato del confronto della portante e dei segnali di riferimento. Le armoniche più alte sono il principale svantaggio di questa tecnica.
Modulazione a larghezza di impulso singolo
Modulazione di larghezza di impulso multipla (MPWM)
La tecnica MPWM viene utilizzata per superare l'inconveniente di SPWM. Invece di un singolo impulso, vengono utilizzati più impulsi per ogni mezzo ciclo della tensione in uscita. La frequenza in uscita è controllata controllando la frequenza della portante.
Modulazione di larghezza di impulso multipla
Modulazione di larghezza di impulso sinusoidale
In questo tipo di tecnica PWM, invece di un'onda quadra, viene utilizzata un'onda sinusoidale come riferimento e la portante sarà un'onda triangolare. L'onda sinusoidale sarà l'uscita e il suo valore RMS di tensione è controllato dall'indice di modulazione.
Modulazione di larghezza di impulso sinusoidale
Modulazione della larghezza di impulso sinusoidale modificata
L'onda portante viene applicata per il primo e l'ultimo intervallo di sessanta gradi per ogni mezzo ciclo. Questa modifica viene introdotta per migliorare le caratteristiche armoniche. Diminuisce la perdita per switching e aumenta la componente fondamentale.
Modulazione della larghezza di impulso sinusoidale modificata
Applicazioni
Più comunemente gli inverter PWM vengono utilizzati negli inverter a velocità variabile in cui la velocità dell'azionamento dipende dalla variazione della frequenza della tensione applicata. Principalmente i circuiti nell'elettronica di potenza possono essere controllati utilizzando segnali PWM. Per generare i segnali in forma analogica da dispositivi digitali come microcontrollori , la tecnica PWM è vantaggiosa. Inoltre, ci sono varie applicazioni in cui la tecnologia PWM viene utilizzata in diversi circuiti.
Pertanto, si tratta di una panoramica degli inverter PWM, dei tipi, del funzionamento e delle loro applicazioni. Puoi descrivere come viene utilizzata la tecnologia PWM nelle telecomunicazioni?
