PWM 逆变器 - 连接不同负载的理想选择

PWM（脉冲宽度调制逆变器）可替代旧类型的逆变器。因此，它们具有广泛的实时应用。在大多数情况下，公司将它们用于创建电力电子电路。脉宽调制逆变器通常使用MOSFET，因此它们通常被称为PWM MOSFET逆变器。事实上，大多数逆变器都应用 PWM 技术来产生各种频率和幅度的交流输出电压。在本文中，我们将讨论 PWM 逆变器的工作原理。此外，我们还将介绍您可以在 PWM 逆变器中找到的电路，并解释一些 PWM 逆变器类型。

什么是 PWM 逆变器？

简而言之，这是一款采用脉宽调制技术运行的逆变器。因此，无论连接的负载如何，PWM 逆变器都可以将输出电压保持在额定交流电压。它通过改变输出电压的频率宽度来工作。

PWM逆变器的工作原理

图 1：工业逆变器

在传统的逆变器中，输出电压会随着负载的变化而变化。 PWM 电压逆变器使用连接在输出端的负载值来校正输出相电压。

它通过将一些输出信号引导回 PWM 控制器 IC 来工作。 PWM 控制器将使用反馈电压对振荡器区域产生的脉冲宽度进行整流。

脉冲宽度的调整将消除输出端信号的任何可能变化。因此，无论负载如何变化，输出电压波形都将保持不变。

PWM逆变器使用了哪些电路？

图 2：PWM 逆变器电路图

如果您观察 PWM 逆变器电路图，您会发现它使用了多个电路。其中包括：

电池充电电流传感器电路

该电路维持用于为电池充电的电流，并将其保持在额定值。它可以防止可能缩短电池寿命的波动。

电池电压检测电路

在某些情况下，电池可能会耗尽。如果发生这种情况，该电路会检测为电池充电所需的逆变器电压。它还有助于在电池完全充电后进行涓流充电。

交流电源感应电路

这可以检测交流电源是否存在。假设它存在，逆变器切换到充电状态。在它不存在的情况下，它会进入电池模式状态。

软启动电路

该电路在功率流恢复后将充电延迟 8 到 10 秒。它可以保护 MOSFET 免受高交流电源的影响。

转换电路

它切换逆变器的操作模式。可以是充电模式，也可以是电池模式，这取决于市电的可用性。

关闭电路

它监控逆变器的运行情况，并在检测到任何异常时将其关闭。它从多个传感器电路获取输入。

PWM控制器电路

这里，电路控制 PWM 电压逆变器的输出电压。在大多数情况下，它们使用单​​个 IC，例如 LM494 或 KA3535。 PWM操作所需的所有电路通常都包含在这些IC中。

电池充电电路

该电路控制逆变器中的电池充电过程。它接收来自电源感应电路和电池传感器电路的输入。

振荡器电路

在这种情况下，电路产生开关频率。它通常与 PWM 的 IC 结合在一起。

驱动电路

这里，电路基于逆变器开关信号驱动输出。它类似于前置放大电路。

PWM 逆变器类型

简而言之，PWM 逆变器在两个信号下工作，即参考信号和载波信号。它们通过比较这些信号来生成切换逆变器模式所需的脉冲。有几种 PWM 技术。其中包括：

单脉冲宽度调制 (SPWM)

图 3：SPWM 图表

在这种情况下，他们使用单个脉冲来调节每个半衰期的技术。这里，它使用三角波作为载波，使用方波作为参考信号。

因此，产生的栅极脉冲是比较这些信号的结果。但它会导致高次谐波。

多脉冲宽度调制 (MPWM)

图 4： 直流电机 PWM 速度控制器

在这里，他们使用这种技术来防止使用 SPWM 可能出现的问题。同样，在输出电压的每半个周期中，多个脉冲代替单个脉冲。此外，开发人员在组装过程中通过控制载波频率来调节输出频率。

MPWM技术主要用于驱动变频电机控制系统的逆变器。因此，这会产生许多输出频率和电压调整。一般来说，这种技术可以提高波形的质量。

正弦脉冲宽度调制

图 5： 简单正弦波

在这种情况下，正弦波代替方波作为参考信号。同时，载波保持为三角波。因此，输出将是正弦波形。另一方面，调制指数控制其电压有效值。

然而，正弦脉冲宽度调制有两个主要缺点。首先，它不能产生与线路电源一样高的输出电压。其次，如果输出必须是全正弦PWM；必须包含小脉冲。如果峰值调制波与峰值载波电压几乎相同，公司就会这样做。

由于打开和关闭设备所需的时间，添加小脉冲可能几乎是不可能的。因此，大多数行业出于效率原因都消除了小脉冲。

修正的正弦脉冲宽度调制

这里，载波信号在每个半周期的初始和最终 60° 间隔。因此，这种修改改善了输出的谐波特性。开关降低了损耗，对基波元件进行了浪涌。

结论

总之，脉冲宽度逆变器使用 PWM 技术将输出调节到额定值，而与负载无关。由于它们的效率，它们有许多工业应用，例如，在直流电机 PWM 速度控制器中。在这里，施加电压的频率变化控制着驱动器的速度。

也就是说，这是我们对 PWM 逆变器工作原理的概述。

但是，如果您有任何问题，请随时与我们联系。