Základní prvky návrhu obvodů
Důležitost návrhu obvodu v invertorovém systému je zřejmá. Jeho hlavním úkolem je efektivně převádět stejnosměrný proud na střídavý a zároveň minimalizovat energetické ztráty během procesu přeměny. V designu čistě sinusový invertor , obvykle je zapojeno více klíčových modulů, včetně vstupního filtračního obvodu, obvodu pro konverzi výkonu, výstupního filtračního obvodu a řídicího obvodu atd. Kvalita návrhu těchto modulů přímo ovlivňuje celkovou účinnost, stabilitu a kvalitu výstupního tvaru vlny měniče.
Zásadní je návrh obvodu vstupního filtru. Jeho hlavní funkcí je eliminovat pulzující složku vstupního stejnosměrného výkonu pro zajištění stability vstupního napětí. Stabilní vstupní napětí nejen pomáhá snižovat energetické ztráty v obvodu přeměny energie, ale také výrazně zlepšuje provozní účinnost střídače.
Obvod pro přeměnu energie je jádrem střídače a je zodpovědný za efektivní přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý. V této části se široce využívá topologie H-můstku a technologie řízení pulsní šířkové modulace (PWM). Topologie H-můstku má čtyřkvadrantové provozní schopnosti, dokáže flexibilně zpracovat dopředný a zpětný proudový výstup a podporuje různé typy zátěže. Technologie PWM řízení dosahuje přesné kontroly výstupního napětí a frekvence úpravou spínací frekvence a pracovního cyklu výkonových polovodičových součástek. Optimalizovaný návrh obvodu pro konverzi energie může výrazně zlepšit účinnost a stabilitu měniče.
Hlavním úkolem výstupního filtračního obvodu je odstranit vysokofrekvenční harmonické generované obvodem pro konverzi výkonu, aby byla zajištěna čistota výstupního průběhu. Čistý sinusový výstup nejen snižuje potenciální poškození zátěžového zařízení, ale také účinně zlepšuje provozní účinnost a životnost zařízení.
Řídicí obvod je zodpovědný za sledování klíčových parametrů v reálném čase, jako je vstupní napětí, výstupní napětí a výstupní proud měniče, a dynamicky je upravuje podle nastaveného algoritmu, aby byl zajištěn stabilní provoz měniče. Pokročilý návrh řídicího obvodu může nejen realizovat inteligentní ochranné funkce, ale také podporovat vzdálené monitorování a poruchový alarm, což zlepšuje spolehlivost a bezpečnost střídače.
Vliv návrhu obvodu na účinnost
Při návrhu obvodu střídače je ztráta výkonu jedním z klíčových faktorů ovlivňujících celkovou účinnost. Ztráta výkonu zahrnuje především ztrátu vedení, ztrátu spínání a ztrátu statické elektřiny. Kondukční ztráta je způsobena především vodivým odporem výkonového polovodičového prvku, přičemž spínací ztráta úzce souvisí s rychlostí spínání a frekvencí výkonového polovodičového prvku. Statické ztráty jsou způsobeny především součástkami, jako jsou odpory a kondenzátory v řídicím obvodu. Optimalizací návrhu obvodu, jako je výběr výkonových polovodičových zařízení s nízkým odporem, snížení spínací frekvence a přiměřená kontrola pracovního cyklu, lze výrazně snížit výkonové ztráty, čímž se zlepší celková účinnost měniče.
Stejně důležité je potlačení harmonických složek. Harmonické vlny ve výstupním průběhu nejen sníží provozní účinnost a životnost zátěžového zařízení, ale také zvýší ztrátu výkonu střídače. Optimalizací návrhu obvodu výstupního filtru, jako je výběr vysoce kvalitních komponent filtru a optimalizace struktury a parametrů filtru, lze efektivně potlačit harmonické složky ve výstupním průběhu, což dále zlepšuje účinnost a kvalitu průběhu invertoru. .
Tepelný management je aspekt, který nelze při návrhu měniče ignorovat. Střídač bude během provozu generovat určité množství tepla. Pokud je odvod tepla špatný, zvýší se vnitřní teplota, což ovlivní výkon a životnost součástí a v konečném důsledku sníží účinnost. Proto by měl vynikající návrh obvodu plně zohledňovat problémy tepelného managementu, racionálně rozmístit komponenty a vybrat materiály pro odvod tepla s vysokou tepelnou vodivostí, aby bylo zajištěno, že měnič bude efektivně fungovat a prodlouží jeho životnost.
