Os inversores modulados por largura de pulso (inversor PWM) substituíram as versões anteriores dos inversores e têm uma ampla gama de aplicações. Praticamente, eles são usados nos circuitos eletrônicos de potência. Os inversores baseados na tecnologia PWM possuem MOSFETs no estágio de comutação da saída. A maioria dos inversores disponíveis hoje em dia possuem esta tecnologia PWM e são capazes de produzir tensão CA para várias magnitudes e frequências. Existem vários circuitos de proteção e controle nesses tipos de inversores. A implementação da tecnologia PWM nos inversores torna-o adequado e ideal para as distintas cargas conectadas.
O que é um inversor PWM?
Um inversor cuja funcionalidade depende do modulação de largura de pulso a tecnologia é conhecida como inversores PWM. Eles são capazes de manter as tensões de saída como tensões nominais dependendo do país, independentemente do tipo de carga conectada. Isso pode ser alcançado alterando a largura da frequência de chaveamento no oscilador.
Diagrama de circuito do inversor PWM
O diagrama do circuito do inversor PWM é dado no diagrama abaixo
Diagrama de circuito do inversor PWM
Existem vários circuitos usados nos inversores PWM. Alguns deles estão listados abaixo
Circuito do sensor de corrente de carga da bateria
O objetivo deste circuito é detectar a corrente utilizada no carregamento da bateria e mantê-la no valor nominal. É importante evitar as flutuações para proteger a vida útil das baterias.
Circuito de detecção de tensão da bateria
Este circuito é usado para detectar a tensão necessária para carregar a bateria quando ela estiver esgotada e começar o carregamento lento da bateria quando ela estiver totalmente carregada.
Circuito de detecção de corrente CA
Este circuito é para detectar a disponibilidade de alimentação AC . Se estiver disponível, o inversor estará em um estado de carregamento e na ausência de rede elétrica o inversor estará no modo de bateria.
Circuito de partida suave
É usado para atrasar o carregamento de 8 a 10 segundos após reiniciar a energia. É para proteger os MOSFETs das altas correntes. Isso também é conhecido como atraso da rede elétrica.
Mudança de circuito
Com base na disponibilidade da rede, este circuito alterna a operação do inversor entre a bateria e os modos de carregamento.
Circuito de desligamento
Este circuito deve monitorar o inversor de perto e desligá-lo sempre que ocorrer qualquer anormalidade.
Circuito Controlador PWM
Para regular a tensão na saída, este controlador é usado. O circuito precisa realizar operações PWM são incorporadas aos IC e estes estão presentes neste circuito.
Circuito de Carregamento de Bateria
O processo de carregamento de uma bateria no inversor é controlado por este circuito. A saída gerada pelo circuito de detecção da rede elétrica e os circuitos sensores da bateria são as entradas para este circuito.
Circuito Oscilador
Este circuito é incorporado com o IC do PWM. É usado para gerar as frequências de comutação.
Circuito Motorista
A saída do inversor é acionada por este circuito com base no sinal de comutação de frequência gerado. É semelhante ao de um circuito pré-amplificador.
Seção de saída
Esta seção de saída compreende um Transformador step-up e é usado para conduzir a carga.
Princípio de trabalho
O projeto de um inversor envolve várias topologias de circuitos de energia e métodos para controlar a tensão. A parte mais concentrada do inversor é sua forma de onda gerada na saída. Com o propósito de filtrar os indutores de forma de onda e os capacitores são usados. A fim de reduzir os harmônicos da saída filtros passa-baixo são usados.
Caso o inversor possua um valor fixo de frequências de saída, são utilizados filtros ressonantes. Para as frequências ajustáveis na saída, os filtros são ajustados acima do valor máximo da frequência fundamental. A tecnologia PWM muda as características da onda quadrada. Os pulsos usados para chaveamento são modulados e regulados antes de serem fornecidos à carga conectada. Quando não há necessidade de controle de tensão, largura fixa do pulso é usada.
Tipos e formas de onda do inversor PWM
A técnica de PWM em um inversor é composta por dois sinais. Um sinal é para referência e o outro para portadora. O pulso necessário para comutar o modo do inversor pode ser gerado pela comparação entre esses dois sinais. Existem várias técnicas de PWM.
Modulação de largura de pulso único (SPWM)
Para cada meio ciclo, há apenas um pulso disponível para controlar a técnica. O sinal de onda quadrada será para referência e uma onda triangular será a portadora. O pulso de porta gerado será o resultado da comparação da portadora e dos sinais de referência. Harmônicos mais altos são a principal desvantagem dessa técnica.
Modulação de largura de pulso único
Modulação de largura de pulso múltipla (MPWM)
A técnica MPWM é usada para superar a desvantagem do SPWM. Em vez de um único pulso, vários pulsos são usados para cada meio ciclo da tensão na saída. A frequência na saída é controlada pelo controle da frequência da portadora.
Modulação de largura de pulso múltipla
Modulação de largura de pulso sinusoidal
Neste tipo de técnica PWM, em vez de uma onda quadrada, uma onda senoidal é usada como referência e a portadora será uma onda triangular. A onda senoidal será a saída e seu valor RMS de tensão é controlado pelo índice de modulação.
Modulação de largura de pulso sinusoidal
Modulação de largura de pulso sinusoidal modificada
A onda portadora é aplicada ao primeiro e ao último intervalo de sessenta graus a cada meio ciclo. Esta modificação é introduzida para melhorar as características harmônicas. Ele diminui a perda devido à comutação e aumenta o componente fundamental.
Modulação de largura de pulso sinusoidal modificada
Formulários
Mais comumente, os inversores PWM são utilizados em inversores CA de velocidade, onde a velocidade do inversor depende da variação na frequência da tensão aplicada. Principalmente os circuitos na eletrônica de potência podem ser controlados usando sinais PWM. Para gerar os sinais de forma analógica a partir de dispositivos digitais como microcontroladores , a técnica PWM é benéfica. Além disso, existem várias aplicações onde a tecnologia PWM é usada em diferentes circuitos.
Portanto, trata-se de uma visão geral do inversor PWM, tipos, funcionamento e suas aplicações. Você pode descrever como a tecnologia PWM é usada em telecomunicações?
