Inverter PWM: Optimal untuk Berbagai Kebutuhan Beban

Inverter PWM (Pulse Width Modulated) berfungsi sebagai pengganti untuk jenis inverter yang lebih lama. Untuk alasan ini, mereka memiliki berbagai aplikasi waktu nyata. Dalam sebagian besar kasus, perusahaan menggunakan mereka dalam pembuatan sirkuit daya elektronik. Inverter Pulse Width Modulated biasanya menggunakan MOSFET, dan oleh karena itu mereka biasa disebut inverter PWM MOSFET. Memang, sebagian besar inverter menerapkan teknologi PWM untuk menghasilkan tegangan keluaran AC untuk berbagai frekuensi dan magnitudo. Dalam artikel ini, kita akan membahas cara kerja inverter PWM. Juga, kita akan menyentuh sirkuit yang dapat Anda temukan dalam inverter PWM dan menjelaskan beberapa jenis inverter PWM.

Apa itu Inverter PWM?

Singkatnya, ini adalah inverter yang menggunakan teknologi modulasi lebar pulsa untuk beroperasi. Oleh karena itu, inverter PWM dapat mempertahankan tegangan keluaran pada tegangan AC rated terlepas dari beban yang terhubung. Ini bekerja dengan mengubah lebar frekuensi tegangan keluaran.

Prinsip Kerja Inverter PWM

Gambar 1: Inverter Industri

Dalam inverter konvensional, tegangan keluaran berubah tergantung pada perubahan beban. Inverter tegangan PWM memperbaiki tegangan fasa keluaran menggunakan nilai beban yang terhubung pada keluaran.

Ini bekerja dengan mengarahkan kembali beberapa sinyal keluaran ke IC kontroler PWM. Kontroler PWM akan menggunakan tegangan umbal untuk memperbaiki lebar pulsa yang dihasilkan di area osilator.

Penyesuaian lebar pulsa akan menghilangkan setiap perubahan yang mungkin terjadi pada sinyal pada keluaran. Dengan demikian, gelombang tegangan keluaran akan tetap sama terlepas dari variasi beban apa pun.

Rangkaian Mana yang Digunakan dalam Inverter PWM?

Gambar 2: Diagram Rangkaian Inverter PWM

Jika Anda memperhatikan diagram rangkaian inverter PWM, Anda akan menyadari bahwa itu menggunakan beberapa rangkaian. Ini meliputi:

Rangkaian Sensor Arus Pengisian Baterai

Rangkaian ini mempertahankan aliran arus yang digunakan untuk mengisi baterai dan menjaganya pada nilai rated. Ini mencegah fluktuasi yang dapat mengurangi umur baterai.

Rangkaian Pengaman Tegangan Baterai

Dalam beberapa kasus, baterai mungkin habis. Rangkaian ini merasakan tegangan inverter yang diperlukan untuk mengisi baterai jika ini terjadi. Ini juga membantu dalam pengisian trakan baterai setelahnya sepenuhnya terisi.

Rangkaian Pengaman Listrik AC

Ini merasakan apakah listrik AC ada. Jika ada, inverter beralih ke status pengisian. Jika tidak ada, ia beralih ke mode baterai.

Rangkaian Soft Start

Rangkaian ini menunda pengisian selama delapan sampai sepuluh saat setelah aliran daya resumed. Ini melindungi MOSFET dari daya AC tinggi.

Rangkaian Pengalihan

Itu beralih mode operasi inverter. Ini dapat menjadi mode pengisian atau baterai, dan didasarkan pada ketersediaan listrik.

Rangkaian Pemadam

Itu memantau cara inverter beroperasi dan mematikannya jika merasakan ketidaknormalan apa pun. Ini menerima input dari beberapa rangkaian sensor.

Rangkaian Kontroler PWM

Di sini, rangkaian mengontrol tegangan pada keluaran inverter tegangan PWM. Dalam sebagian besar kasus, mereka menggunakan satu IC seperti LM494 atau KA3535. Semua rangkaian yang diperlukan untuk operasi PWM biasanya terintegrasi dalam IC tersebut.

Rangkaian Pengisian Baterai

Rangkaian ini mengontrol proses pengisian baterai dalam inverter. Ini menerima input dari rangkaian pengaman listrik dan rangkaian sensor baterai.

Rangkaian Osilator

Dalam hal ini, rangkaian menghasilkan frekuensi switching. Biasanya terintegrasi dengan IC PWM.

Rangkaian Driver

Di sini, rangkaian menggerakkan keluaran berdasarkan sinyal switching inverter. Ini mirip dengan rangkaian pra-penguat.

Jenis Inverter PWM

Singkatnya, inverter PWM beroperasi di bawah dua sinyal, yaitu sinyal referensi dan sinyal pembawa. Mereka menghasilkan pulsa yang diperlukan untuk switching mode inverter dengan membandingkan sinyal ini. Ada beberapa teknik PWM. Ini meliputi:

Modulasi Lebar Pulsa Tunggal (SPWM)

Gambar 3: Grafik SPWM

Dalam hal ini, mereka menggunakan satu pulsa untuk mengatur teknik dalam setiap setengah siklus. Di sini, Ini menggunakan gelombang segitiga sebagai pembawa dan gelombang persegi sebagai sinyal referensi.

Oleh karena itu, pulsa gate yang dihasilkan adalah hasil perbandingan sinyal ini. Namun, ini menyebabkan harmonik yang lebih tinggi.

Modulasi Lebar Pulsa Ganda (MPWM)

Gambar 4: Pengontrol Kecepatan Motor DC PWM

Di sini, mereka menggunakan teknik ini untuk mencegah masalah yang mungkin timbul dari penggunaan SPWM. Dengan cara yang sama, beberapa pulsa menggantikan satu pulsa dalam setiap setengah siklus tegangan keluaran. Selain itu, pengembang mengatur frekuensi keluaran dengan mengontrol frekuensi pembawa selama perakitan.

Teknologi MPWM terutama digunakan oleh inverter yang menggerakkan sistem kontrol motor dengan frekuensi variabel. Akibatnya, ini menciptakan banyak penyesuaian frekuensi dan tegangan keluaran. Secara umum, teknologi ini meningkatkan kualitas gelombang.

Modulasi Lebar Pulsa Sinusoidal

Gambar 5: Gelombang Sinus Sederhana

Dalam hal ini, gelombang sinus menggantikan gelombang persegi sebagai sinyal referensi. Sementara itu, pembawa tetap sebagai gelombang segitiga. Dengan demikian, keluaran akan berupa gelombang sinusoidal. Di sisi lain, indeksi modulasi mengontrol nilai RMS tegangannya.

Namun, modulasi lebar pulsa sinusoidal memiliki dua kelemahan utama. Pertama, tidak dapat menghasilkan tegangan keluaran yang setinggi supply garis. Kedua, jika keluaran harus sepenuhnya sinusoidal PWM; sangat penting untuk menyertakan pulsa kecil. Perusahaan melakukan ini jika gelombang modulasi puncak hampir sama level dengan tegangan pembawa puncak.

Menambahkan pulsa kecil mungkin hampir mustahil karena waktu yang diperlukan untuk menyala dan mematikan perangkat. Oleh karena itu, sebagian besar industri menghilangkan pulsa kecil untuk alasan efisiensi.

Modulasi Lebar Pulsa Sinusoidal Dimodifikasi

Di sini, sinyal pembawa dimasukkan dalam interval awal dan akhir 60° setiap setengah siklus. Sebagai hasilnya, modifikasi ini memperbaiki karakteristik harmonik keluaran. Switching mengurangi kerugian dan meningkatkan komponen fundamental.

Kesimpulan

Kesimpulannya, inverter lebar pulsa menggunakan teknologi PWM untuk mengatur keluaran pada nilai rated terlepas dari beban. Karena efisiensinya, mereka memiliki banyak aplikasi industri, misalnya, dalam Pengontrol Kecepatan Motor DC PWM. Di sini, variasi frekuensi tegangan yang diterapkan mengontrol kecepatan drive.

Dengan demikian, ini adalah gambaran umum kami tentang cara kerja inverter PWM.

Namun, jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami.