Základné prvky návrhu obvodov
Dôležitosť návrhu obvodu v invertorovom systéme je samozrejmá. Jeho hlavnou úlohou je efektívne premieňať jednosmerný prúd na striedavý prúd a zároveň minimalizovať straty energie počas procesu premeny. V dizajne čistý sínusový menič , zvyčajne sú zapojené viaceré kľúčové moduly, vrátane vstupného filtračného obvodu, napájacieho konverzného obvodu, výstupného filtračného obvodu a riadiaceho obvodu atď. Konštrukčná kvalita týchto modulov priamo ovplyvňuje celkovú účinnosť, stabilitu a kvalitu výstupného tvaru vlny meniča.
Rozhodujúci je návrh obvodu vstupného filtra. Jeho hlavnou funkciou je eliminovať pulzujúcu zložku vstupného jednosmerného prúdu, aby sa zabezpečila stabilita vstupného napätia. Stabilné vstupné napätie nielen pomáha znižovať straty energie v obvode premeny energie, ale tiež výrazne zlepšuje prevádzkovú účinnosť meniča.
Obvod na premenu výkonu je jadrom meniča a je zodpovedný za efektívnu premenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd. V tejto časti sa široko používa topológia H-bridge a technológia riadenia pulznej šírkovej modulácie (PWM). Topológia H-bridge má štvorkvadrantové prevádzkové možnosti, dokáže flexibilne spracovať dopredný a spätný prúdový výstup a podporuje rôzne typy záťaže. Riadiaca technológia PWM dosahuje presné riadenie výstupného napätia a frekvencie úpravou spínacej frekvencie a pracovného cyklu výkonových polovodičových zariadení. Optimalizovaný návrh obvodu premeny energie môže výrazne zlepšiť účinnosť a stabilitu meniča.
Hlavnou úlohou výstupného filtračného obvodu je odstrániť vysokofrekvenčné harmonické generované obvodom konverzie výkonu, aby sa zabezpečila čistota výstupného tvaru vlny. Čistý sínusový výstup nielen znižuje potenciálne poškodenie zaťaženého zariadenia, ale tiež efektívne zlepšuje prevádzkovú účinnosť a životnosť zariadenia.
Riadiaci obvod je zodpovedný za monitorovanie kľúčových parametrov ako vstupné napätie, výstupné napätie a výstupný prúd meniča v reálnom čase a dynamicky ho upravuje podľa nastaveného algoritmu, aby bola zabezpečená stabilná prevádzka meniča. Pokročilý dizajn riadiaceho obvodu môže nielen realizovať inteligentné ochranné funkcie, ale tiež podporovať vzdialené monitorovanie a poruchový alarm, čím sa zvyšuje spoľahlivosť a bezpečnosť meniča.
Vplyv návrhu obvodu na účinnosť
Pri návrhu obvodu meniča je strata výkonu jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich celkovú účinnosť. Strata výkonu zahŕňa najmä stratu vedenia, stratu spínania a statickú stratu. Prevodová strata je spôsobená najmä vodivým odporom výkonového polovodičového zariadenia, pričom spínacia strata úzko súvisí s rýchlosťou spínania a frekvenciou výkonového polovodičového zariadenia. Statické straty spôsobujú najmä súčiastky ako odpory a kondenzátory v riadiacom obvode. Optimalizáciou návrhu obvodu, ako je výber výkonových polovodičových zariadení s nízkym odporom, zníženie spínacej frekvencie a primerané riadenie pracovného cyklu, možno výrazne znížiť stratu výkonu, čím sa zlepší celková účinnosť meniča.
Rovnako dôležité je aj potlačenie harmonických zložiek. Harmonické vlny vo výstupnom tvare nielen znížia prevádzkovú účinnosť a životnosť záťažového zariadenia, ale tiež zvýšia stratu výkonu meniča. Optimalizáciou konštrukcie výstupného filtračného obvodu, ako je výber vysokokvalitných komponentov filtra a optimalizácia štruktúry a parametrov filtra, je možné efektívne potlačiť harmonické zložky vo výstupnom tvare vlny, čím sa ďalej zlepší účinnosť a kvalita tvaru vlny meniča. .
Tepelný manažment je aspekt, ktorý nemožno pri návrhu meniča ignorovať. Menič bude počas prevádzky generovať určité množstvo tepla. Ak je odvod tepla slabý, vnútorná teplota sa zvýši, čo ovplyvní výkon a životnosť komponentov a v konečnom dôsledku zníži účinnosť. Preto by mal vynikajúci návrh obvodu plne zohľadňovať problémy tepelného manažmentu, racionálne rozmiestnenie komponentov a výber materiálov na odvod tepla s vysokou tepelnou vodivosťou, aby sa zabezpečila efektívna prevádzka meniča a predĺženie jeho životnosti.
