Osnovni elementi dizajna sklopova
Važnost dizajna strujnog kruga u inverterskom sustavu je očigledna. Njegova je temeljna zadaća učinkovito pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu struju uz smanjenje gubitka energije tijekom procesa pretvorbe. U dizajnu čisti sinusni pretvarač , obično je uključeno više ključnih modula, uključujući ulazni filtarski krug, krug za pretvorbu snage, izlazni filtarski krug i upravljački krug, itd. Kvaliteta dizajna ovih modula izravno utječe na ukupnu učinkovitost, stabilnost i kvalitetu izlaznog valnog pretvarača.
Dizajn kruga ulaznog filtra je ključan. Njegova glavna funkcija je eliminirati pulsirajuću komponentu ulazne istosmjerne struje kako bi se osigurala stabilnost ulaznog napona. Stabilan ulazni napon ne samo da pomaže smanjiti gubitak energije u krugu pretvorbe snage, već i značajno poboljšava radnu učinkovitost pretvarača.
Krug za pretvorbu snage jezgra je pretvarača i odgovoran je za učinkovito pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu. U ovom dijelu široko se koriste topologija H-mosta i tehnologija upravljanja modulacijom širine impulsa (PWM). Topologija H-mosta ima mogućnosti rada u četiri kvadranta, može fleksibilno upravljati strujnim izlazom naprijed i nazad i podržava različite tipove opterećenja. Tehnologija PWM upravljanja postiže preciznu kontrolu izlaznog napona i frekvencije podešavanjem frekvencije preklapanja i radnog ciklusa energetskih poluvodičkih uređaja. Optimiziran dizajn strujnog kruga za pretvorbu snage može značajno poboljšati učinkovitost i stabilnost pretvarača.
Glavni zadatak kruga izlaznog filtera je uklanjanje visokofrekventnih harmonika koje stvara krug za pretvorbu snage kako bi se osigurala čistoća izlaznog valnog oblika. Izlaz čistog sinusnog vala ne samo da smanjuje potencijalno oštećenje opreme za teret, već i učinkovito poboljšava radnu učinkovitost i životni vijek opreme.
Upravljački krug je odgovoran za praćenje ključnih parametara kao što su ulazni napon, izlazni napon i izlazna struja pretvarača u stvarnom vremenu te ih dinamički prilagođava prema postavljenom algoritmu kako bi osigurao stabilan rad pretvarača. Napredni dizajn upravljačkog kruga ne samo da može realizirati inteligentne zaštitne funkcije, već također podržava daljinski nadzor i alarm kvara, poboljšavajući pouzdanost i sigurnost pretvarača.
Utjecaj dizajna sklopa na učinkovitost
U dizajnu strujnog kruga pretvarača, gubitak snage jedan je od ključnih čimbenika koji utječu na ukupnu učinkovitost. Gubitak snage uglavnom uključuje gubitak kondukcije, gubitak sklopke i statički gubitak. Gubitak vodljivosti je uglavnom uzrokovan otporom vodljivosti energetskog poluvodičkog uređaja, dok je gubitak pri preklapanju usko povezan s brzinom prebacivanja i frekvencijom energetskog poluvodičkog uređaja. Statički gubici uglavnom su uzrokovani komponentama kao što su otpornici i kondenzatori u upravljačkom krugu. Optimiziranjem dizajna strujnog kruga, poput odabira energetskih poluvodičkih uređaja s niskim otporom, smanjenjem frekvencije prebacivanja i razumnim kontroliranjem radnog ciklusa, gubitak snage može se značajno smanjiti, čime se poboljšava ukupna učinkovitost pretvarača.
Potiskivanje harmoničnih komponenti jednako je važno. Harmonici u izlaznom valnom obliku ne samo da će smanjiti radnu učinkovitost i vijek trajanja opreme za opterećenje, već će također povećati gubitak snage pretvarača. Optimiziranjem dizajna kruga izlaznog filtera, kao što je odabir visokokvalitetnih komponenti filtera i optimizacija strukture i parametara filtera, harmonijske komponente u izlaznom valnom obliku mogu se učinkovito potisnuti, dodatno poboljšavajući učinkovitost i kvalitetu valnog pretvarača. .
Upravljanje toplinom je aspekt koji se ne može zanemariti u dizajnu pretvarača. Inverter će tijekom rada generirati određenu količinu topline. Ako je disipacija topline slaba, unutarnja temperatura će porasti, što će utjecati na performanse i vijek trajanja komponenti i na kraju smanjiti učinkovitost. Stoga bi izvrstan dizajn strujnog kruga trebao u potpunosti uzeti u obzir pitanja upravljanja toplinom, racionalno rasporediti komponente i odabrati materijale za raspršivanje topline s visokom toplinskom vodljivošću kako bi se osiguralo da pretvarač radi učinkovito i produljuje njegov vijek trajanja.
