과학기술의 지속적인 발전으로 인버터 기술은 더욱 광범위하게 발전했습니다. 인버터 전원 공급 장치에 대한 연구도 더욱 발전했습니다. 현재 고주파 인버터는 전력 주파수 인버터 외에도 인버터 전원 공급 장치의 개발 시장을 점령하기 시작했으며 전력 주파수 인버터를 대체할 것으로 예상됩니다. 고주파 인버터는 대형, 저주파, 저효율 등 전력 주파수 인버터의 단점을 보완하지만 여전히 전력 주파수 인버터의 역할을 완전히 대체할 수는 없습니다. 고주파 인버터에 비해 전력 주파수 인버터는 고유한 장점이 있습니다. 여기에서는 전력 주파수 변압기를 기반으로 한 독립적인 인버터 전원 공급 장치 설계
1. 인버터 전원 공급 장치 구조 설계
그림 1은 펄스 폭 변조(PWM) 기술을 기반으로 한 인버터 전원 공급 장치의 블록 다이어그램입니다. 전체 회로는 저전압 DC 입력을 선택하고 풀 브리지 인버터 회로를 통해 AC 전압으로 반전합니다. 전력 주파수 부스트 회로에 의해 정격 피크 값으로 부스트된 다음 요구 사항을 충족하는 AC 전압이 필터 회로를 통해 출력됩니다. 일반적으로 220V/50Hz AC를 출력해야 합니다.
2. 인버터 전원 공급 장치 하드웨어 회로 설계
2.1 PWM 기술
PWM 제어 기술의 이론적 기반은 임펄스 정리입니다. 사인파는 동일한 반송파 출력 진폭을 가진 양극 펄스 폭 변조파(SPWM)를 적용하기 위한 변조파로 사용되며 사인파에 따라 펄스 폭이 변경됩니다. 이 사각파 신호는 역방향에 추가됩니다. 가변 브리지 인버터 전원 튜브는 켜고 끄도록 제어되며 마지막으로 이상적인 AC 출력 파형에 가깝습니다. 이 기술은 하드웨어 회로를 단순하게 만들고 출력 파형 효율성을 향상시킵니다. 그림 2는 U3988 장치를 사용하여 인버터 브리지를 제어하는 배선 다이어그램 및 SPWM 파형입니다. 0UTA 및 0UTB는 사인파 SPWM 펄스 시퀀스의 출력 핀입니다. 이 두 핀에
2.2 인버터 회로에서 전력 주파수 변압기의 역할
전력 주파수 인버터 전원 공급기의 입력은 일반적으로 저전압 DC로, 풀 브리지 인버터 회로를 사용하여 전계효과 튜브의 스위칭 주파수에 영향을 주어 출력 AC 전압을 제어합니다. 출력 220V 사인파 AC 전압의 피크 대 피크 값은 620V이고 일반 인버터 전원 공급기의 입력 정류 전압은 310V입니다. 인버터가 220V 사인파 AC 전압을 왜곡 없이 출력하려면 인버터 앞의 DC 전압이 680~870V여야 합니다. 일반 인버터 입력 전압이 이 값보다 훨씬 작기 때문에 출력 변압기를 추가하여 인버터 출력 전압을 정격 피크 값 이상으로 높여야 그림 3과 같이 사용할 수 있습니다
이 회로는 풀 브리지 변환 회로 구조를 채택합니다. 이 변환기의 출력은 하나의 라이브 와이어와 하나의 중립 와이어가 아니라 두 개의 라이브 와이어입니다. 그러나 부하에 연결할 때는 일반적으로 중립 와이어가 필요합니다. 출력 절연 변압기가 없고 라이브 와이어가 중립 와이어에 견고하게 연결되어 있으면 인버터 전원 공급 장치가 제대로 작동하지 않습니다. 그림 4는 비출력 변압기의 양의 반파 동안의 전류
그림 4에서 중립 라인의 접근으로 인해 부하 전류가 부하를 통과한 후 정류기 튜브와 인버터 전원 튜브를 통과하지 않고 주전원의 중립 라인 입력 단자로 직접 흐른다는 것을 알 수 있습니다. 이 경우 그림 중간 점선 상자에 있는 정류기와 인버터 전원 튜브가 작동하지 않습니다. 정상적인 작업 절차에 따라 부하 전류는 두 브리지 회로의 정류기 튜브와 인버터 전원 튜브를 통과해야 합니다. 그림 5는 출력 변압기의 양의 반파가 있을 때의 전류 흐름 방향을 보여줍니다. 출력 단부가 절연 변압기에 연결되면 변압기의 보조(부하 입력 단부)를 주 전원의 중립 절연 출력 변압기는 인버터 브리지 회로의 중요한 구성 요소이므로 인버터 회로를 안정적이고 안정적으로 만듭니다.
2.3 보호 회로
U3988에는 저전압 보호 및 과열 보호를 위한 기준 전압이 내장되어 있습니다. 저항을 통해 전압을 나누기만 하면 됩니다. 전압이 기준 전압보다 낮으면 U3988이 잠겨 펄스 출력을 중지합니다. 또한 전류 보호 측면에서는 부하 전류에 따라 빠른 보호, 짧은 지연 및 긴 지연의 3단계 보호 기능이 있습니다.
3. 인버터 전원 회로의 단점
절연 변압기는 전압을 변환하고 중립 라인을 분리하기 위해 연결되며 간섭을 격리하고 부하 돌연변이를 버퍼링하는 기능이 없습니다. 변압기의 1차 및 2차 사이에는 절연 레이어가 있습니다. 그들은 일정한 용량을 가진 콘덴서 C를 형성합니다. 콘덴서의 용량성 반응은 주파수에 반비례합니다. 즉, 다음과 같습니다.
공식에서 Xc는 1차 변압기와 2차 변압기 사이의 등가 분산 캐패시턴스의 용량성 반응이며, . f는 간섭 신호의 주파수(Hz)입니다. C는 F에서 변압기의 1차 및 2차 사이의 등가 분산 캐패시턴스입니다.
등식 (1)에서 주파수가 높을수록 용량성 반응성이 작아집니다. 즉, 간섭 신호의 주파수가 높을수록 용량성 경로가 통과하기 쉽습니다. 일반 간섭 신호의 주파수가 매우 높기 때문에 변압기를 통해 직접 구동하여 부하를 방해할 수 있습니다. 낮은 주파수 간섭이 발생하면 변압기의 변환 비율에 따라 간섭 부하가 비례합니다. 변압기에는 간섭 방지 기능이 없기 때문에 일반적으로 입력 및 출력 필터가 인버터 브리지의 입력 및 출력 단부에 추가됩니다.
절연 변압기의 연결로 인해 인덕터 및 캐패시터와 같은 저주파 장치가 연결되어 회로 자체의 크기를 증가시킬 뿐만 아니라 회로의 전력 소비량을 증가시키고 회로의 출력 효율을 감소시킵니다. 전자변압기 등 고주파·저가 기기가 점차 발전하면서 전력주파수변압기 생산원가가 상대적으로 높아졌고, 이에 따라 이 시스템을 위해 설계된 회로기판 생산원가도 함께 증가했다.
4 결론
상기 분석을 통해 전력 주파수 인버터 전원 공급기의 회로 구조와 특성을 종합적으로 소개합니다. 이 설계 회로는 디지털 장치의 고급 기능과 전력 주파수 변압기의 분리 기능을 결합하여 간단하고 신뢰할 수 있는 회로 설계의 목적을 달성합니다.