Jak vypočítat upravený sinusový průběh

Jak vypočítat upravený sinusový průběh

Jsem si jistý, že jste si často mohli klást otázku, jak dosáhnout správného způsobu optimalizace a výpočtu upravené obdélníkové vlny tak, aby při použití v invertorové aplikaci vyprodukovala téměř identickou replikaci sinusové vlny.

Výpočty diskutované v tomto článku vám pomohou naučit se techniku, pomocí které by se z upraveného obvodu obdélníkové vlny mohl stát ekvivalent sinusové vlny. Naučme se postupy.



Prvním kritériem pro dosažení tohoto cíle je porovnat hodnotu RMS modifikovaného čtverce s protějškem sinusové vlny takovým způsobem, aby výsledek co nejvíce replikoval sinusový průběh.



Co je RMS (Root Mean Square)

Víme, že RMS našeho domácího střídavého napětí sinusového průběhu je určeno řešením následujícího vztahu:

PROTI vrchol = √2 V rms



Kde V vrchol je maximální limit nebo maximální limit cyklu sinusového průběhu, zatímco střední velikost každého cyklu průběhu se zobrazuje jako V rms

The √2 ve vzorci nám pomáhá najít střední hodnota nebo čistá hodnota střídavého cyklu, která mění své napětí exponenciálně s časem. Protože hodnota sinusového napětí se mění s časem a je funkcí času, nelze ji vypočítat pomocí základního průměrného vzorce, místo toho jsme závislí na výše uvedeném vzorci.

Alternativně lze AC RMS chápat jako ekvivalent této hodnoty stejnosměrného proudu (DC), který při připojení přes odporovou zátěž vytváří stejný průměrný ztrátový výkon.



Dobře, takže nyní známe vzorec pro výpočet RMS sinusového cyklu s odkazem na jeho špičkovou hodnotu napětí.

To lze použít pro vyhodnocení špičky a RMS i pro náš domácí 50 Hz střídavý proud. Tímto řešením získáme RMS jako 220V a špičku jako 310V pro všechny síťové střídavé systémy založené na 220V.

Výpočet Modified Square Wave RMS a Peak

Nyní se podívejme, jak by tento vztah mohl být použit v modifikovaných invertorech s obdélníkovými vlnami pro nastavení správných cyklů vln pro systém 220V, což by odpovídalo sinusovému ekvivalentu 220V AC.

Již víme, že AC RMS je ekvivalentní průměrnému výkonu DC křivky. Což nám dává tento jednoduchý výraz:

PROTI vrchol = V rms

Ale také chceme, aby vrchol obdélníkové vlny byl na 310V, takže se zdá, že výše uvedená rovnice nebude platit dobře a nelze ji pro tento účel použít.

Kritériem je mít 310V špičku a také RMS nebo průměrnou hodnotu 220V pro každý cyklus obdélníkové vlny.

Abychom to správně vyřešili, využijeme čas zapnutí / vypnutí pravoúhlých vln nebo procento pracovního cyklu, jak je vysvětleno níže:

Každá polovina cyklu střídavého průběhu 50 Hz má dobu trvání 10 milisekund (ms).

Upravený půlvlnný cyklus ve své nejhrubší podobě musí vypadat, jak ukazuje následující obrázek:

jak vypočítat upravenou obdélníkovou vlnu RMS a vrchol

Vidíme, že každý cyklus začíná nulovou nebo prázdnou mezerou, poté vystřelí až 310V špičkový pulz a znovu končí mezerou 0V, proces se pak opakuje pro další poloviční cyklus.

Abychom dosáhli požadovaného 220V RMS, musíme vypočítat a optimalizovat úseky špičky a nulové mezery nebo periody zapnutí / vypnutí cyklu tak, aby průměrná hodnota produkovala požadovaných 220V.

Šedá čára představuje 50% období cyklu, což je 10 ms.

Nyní musíme zjistit proporce doby zapnutí / vypnutí, která bude produkovat průměrně 220V. Děláme to takto:

220/310 x 100 = přibližně 71%

To ukazuje, že vrchol 310 V ve výše upraveném cyklu by měl zabírat 71% období 10 ms, zatímco dva nulové mezery by měly být kombinovány 29% nebo 14,5%.

Proto by v délce 10 ms měla být první nulová část 1,4 ms, následovaná špičkou 310 V po dobu 7 ms a nakonec poslední nulová mezera dalších 1,4 ms.

Jakmile je toho dosaženo, můžeme očekávat, že výstup z měniče vytvoří přiměřeně dobrou replikaci sinusového průběhu.

upravené výpočty střídavého proudu

Navzdory všem těmto skutečnostem můžete zjistit, že výstup není zcela ideální replikací sinusové vlny, protože diskutovaná upravená čtvercová vlna je ve své nejzákladnější formě nebo hrubém typu. Pokud chceme, aby výstup odpovídal sinusové vlně s maximální přesností, musíme jít na SPWM přístup .

Doufám, že vás výše uvedená diskuse mohla osvětlit ohledně výpočtu a optimalizace upraveného čtverce pro replikaci výstupu sinusové vlny.

Pro praktické ověření si čtenáři mohou vyzkoušet použití výše uvedené techniky jednoduchý upravený obvod měniče.

Tady je další klasický příklad optimalizované upravené křivky za získání dobré sinusové vlny na sekundárním transformátoru.




Předchozí: Co je beta (β) v BJT Další: Okruh simulátoru hlasité pistole