Co je to Full Bridge Inverter: Práce a její aplikace

Střídač je elektrické zařízení, které převádí stejnosměrné vstupní napájení na symetrické střídavé napětí standardní velikosti a frekvence na výstupní straně. Je také pojmenován jako Převodník DC na AC . Ideální vstup a výstup střídače lze vyjádřit buď v sinusových a nesinusových vlnových průbězích. Pokud je vstupním zdrojem střídače zdroj napětí, říká se, že střídač se nazývá střídač zdroje napětí (VSI) a pokud je vstupním zdrojem střídače zdroj proudu, pak se nazývá střídač proudu (CSI). . Střídače jsou rozděleny do 2 typů podle typu použité zátěže, tj. jednofázový střídače a třífázové střídače. Jednofázové střídače se dále dělí na 2 typy střídačů s polovičním můstkem a střídačů s plným můstkem. Tento článek vysvětluje podrobnou konstrukci a fungování invertoru s plným můstkem.

Co je jednofázový měnič s plným mostem?

Definice: Jednofázový invertor s plným můstkem je spínací zařízení, které generuje střídavé výstupní napětí s obdélníkovými vlnami při použití stejnosměrného vstupu úpravou zapnutí a vypnutí spínače na základě příslušné spínací sekvence, přičemž generované výstupní napětí má tvar + Vdc , -Vdc, nebo 0.

Klasifikace střídačů

Střídače jsou rozděleny do 5 typů

Podle výstupních charakteristik

• Měnič čtvercových vln
• Jeho vlnový měnič
• Modifikovaný sinusový měnič.

Podle zdroje střídače

• Střídač zdroje proudu
• Střídač zdroje napětí

Podle typu nákladu

Jednofázový střídač

• Poloviční můstek
• Celý mostový měnič

Třífázové střídače

• Režim 180 stupňů
• 120stupňový režim

Podle různých technik PWM

• Jednoduchý pulzní šířková modulace (SPWM)
• Vícenásobná modulace šířky pulzu (MPWM)
• Modulace šířky sinusového impulzu (SPWM)
• Modifikovaná modulace šířky sinusového impulzu (MSPWM)

Podle počtu výstupních úrovní.

• Běžné 2úrovňové střídače
• Víceúrovňový střídač.

Konstrukce

Konstrukce invertoru s plným můstkem spočívá v tom, že se skládá ze 4 vrtulníků, přičemž každý vrtulník se skládá z dvojice a tranzistor nebo tyristor a dioda , pár spojený dohromady, který je

• T1 a D1 jsou zapojeny paralelně,
• T4 a D2 jsou zapojeny paralelně,
• T3 a D3 jsou zapojeny paralelně a
• T2 a D4 jsou zapojeny paralelně.

Zátěž V0 je připojena mezi dvojici chopperů na „AB“ a koncové svorky T1 a T4 jsou připojeny ke zdroji napětí VDC, jak je znázorněno níže.

Schéma zapojení jednofázového střídače s plným můstkem

Ekvivalentní obvod může být znázorněn ve formě přepínače, jak je znázorněno níže

Rovnice diodového proudu

Práce s jednofázovým měničem s plným mostem

Práce s jednofázovým plně přemostěním RLC zatížení invertor lze vysvětlit pomocí následujících scénářů

Overdamping and Underdamping

Z grafu 0 až T / 2, pokud použijeme stejnosměrné buzení na zatížení RLC. Získaný výstupní zátěžový proud je v sinusovém průběhu. Protože se používá RLC zátěž, je reaktance RLC zátěže reprezentována ve 2 podmínkách jako XL a XC

Kodex 1: Pokud XL> XC, působí jako zpožděná zátěž a říká se o něm, že se nazývá přetlakový systém a

Podmínka 2: Pokud XL

Vlnová forma s plným mostem

Úhel vedení

Úhel vedení každého z nich přepínač a každou diodu lze určit pomocí křivky V0 a I0.

Při zpožděném stavu zatížení

Případ 1: Od φ do π, V0> 0 a I0> 0 poté přepne vodiče S1, S2
Případ 2: Od 0 do φ, V0> 0 a I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Případ 3: Od π + φ do 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Případ 4: Tvar π až π + φ, V0 0, pak vodí diody D3, D4.

Při stavu předního zatížení

Případ 1: Z 0 na π - φ, V0> 0 a I0> 0 pak přepne vodiče S1, S2

Případ 2: Od π - φ do π, V0> 0 a I0<0 then diodes D1, D2 conducts

Případ 3: Od π do 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

Případ 4: Forma 2 π - φ až 2 π, V0 0, pak diody D3, D4 vodí

Případ 5: Před provedením φ až 0, D3 a D4.

Proto je úhel vedení každé diody 'Phi' a úhel vedení každého z nich Tyristor nebo tranzistor je „Π - φ“.

Nucená komutace a vlastní komutace

Situaci vlastní komutace lze pozorovat v podmínkách vedoucího zatížení

Z grafu můžeme pozorovat, že „φ až π - φ“ vedou S1 a S2 a po „π - φ“ vedou D1, D2 v tomto bodě pokles napětí vpřed přes D1 a D2 o 1 volt. Tam, kde S1 a S2 čelí zápornému napětí po „π - φ“, a tak se S1 a S2 vypnou. V tomto případě je tedy možná komutace.

Vlnová forma s plným mostem

Situaci vynucené komutace lze pozorovat v podmínkách zaostávajícího zatížení

Z grafu můžeme pozorovat, že „o až φ“ jsou D1 a D2 vodivé a od π do φ jsou S1 a S2 vodivé a jsou zkratovány. Po „φ“ se D3 a D4 chovají, pouze pokud jsou vypnuty S1 a S2, ale tuto podmínku lze splnit pouze vynucením vypnutí S1 a S2. Proto používáme koncept vynuceného přepínání .

Vzorce

1). Úhel vedení každé diody je Phi

2). Úhel vedení každého tyristoru je π - φ .

3). Samočinná komutace je možná pouze při zatížení předního výkonového faktoru nebo poddimenzovaném systému v době vypnutí obvodu t_C= φ / w_{0 .}Kde w0 je základní frekvence.

4). Fourierova řada PROTI₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^A[4 V_DC/ nπ] Sin n w₀t

5). Já₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^A[4 V_DC/ nπ l z_nl] Sin n w₀t + φ_n

6). PROTI_01max= 4 V_DC/ Pi

7). Já_01max= 4 V_DC/ π Z₁

8). Mod Z_n= R^dva+ (n₀D - 1 / n t₀C) kde n = 1,2,3,4… ..

9). Phi_n= ano^-1[( / R]

10). Základní faktor posunutí F_DF= cos Phi

11). Rovnice diodového proudu I_Da průběh je uveden následovně

Já_{D01 (prům.)}= 1 / 2π [∫₀^PhiJá_{01 max}Hřích₀t - φ₁)] dwt

Já_{D01 (efektivní hodnota)}= [1 / 2π [∫₀^PhiJá₀₁^dva_maxBez^dva(proti₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Rovnice diodového proudu

12). Přepínací nebo tyristorová rovnice proudu I_Ta průběh je uveden následovně

Já_{T01 (prům.)}= 1 / 2π [∫_Phi^PiJá_{01 max}Hřích₀t - φ₁)] dwt

Já_{T01 (efektivní hodnota)}= [1 / 2π [∫_Phi^PiJá₀₁^dva_maxBez^dva(proti₀t - φ₁) dwt]]^1/2

Tyristorová vlnová forma

Výhody jednofázového měniče Full Bridge

Výhody jsou následující

• Absence kolísání napětí v obvodu
• Vhodné pro vysoké vstupní napětí
• Energeticky úsporné
• Aktuální hodnocení napájecí zařízení se rovná zatěžovacímu proudu.

Nevýhody jednofázového měniče Full Bridge

Následují nevýhody

• Účinnost měniče s plným můstkem (95%) je méně než polovina měniče s můstkem (99%).
• Ztráty jsou vysoké
• Vysoký hluk

Aplikace jednofázového měniče Full Bridge

Následují aplikace

• Použitelné v aplikacích, jako je nízký a střední výkon, například obdélníková vlna / kvazi čtvercová vlna Napětí
• Sinusová vlna, která je zkreslená, se používá jako vstup v aplikacích s vysokým výkonem
• Pomocí vysokorychlostních výkonových polovodičových zařízení lze harmonický obsah na výstupu snížit o PWM techniky
• další aplikace jako AC variabilní motor , topení indukční zařízení pohotovostní režim zdroj napájení
• Solární invertory
• kompresory atd

Tím pádem, střídač je elektrické zařízení který převádí stejnosměrné vstupní napájení na asymetrické střídavé napětí standardní velikosti a frekvence na výstupní straně. Podle typu zátěže je jednofázový střídač rozdělen do dvou typů, jako je střídač s polovičním můstkem a střídač s plným můstkem. Tento článek vysvětluje jednofázový měnič s plným mostem. Skládá se ze 4 tyristorů a 4 diod, které společně fungují jako spínače. V závislosti na poloze spínače pracuje plně přemostěný střídač. Hlavní výhodou full-bridge přes half-bridge je, že výstupní napětí je 2násobek vstupního napětí a výstupní výkon je 4krát ve srovnání s invertorem s polovičním můstkem.