Inversor de medio puente H - Circuitos, funcionamiento, formas de onda y usos
Formas de onda y funcionamiento del inversor de medio punto H
¿Qué es el inversor de medio puente H?
El medio puente H es una de las topologías de inversores que convierten la CC en CA. El circuito de medio puente diario consta de dos interruptores de gestión, 3 cables de CC alimentados, dos diodos de sugerencia y dos condensadores que conectan la carga a la alimentación. El interruptor de gestión puede ser cualquier interruptor digital, es decir, MOSFET, BJT, IJBT o tiristor, etc.
El circuito está diseñado para que cada interruptor no se encienda a la vez y sólo uno de los dos interruptores conduzca. Cada interruptor funcionará durante medio intervalo (T/2), ofreciendo la mitad de la tensión utilizada la carga (± Vdc/2). Cuando cada uno de los interruptores está apagado, la tensión reservada a través de la carga será probablemente Vdc en sustitución de Vdc/2. Esto se conoce como inversor de medio puente.
Algunas de las convenciones dentro de un circuito determinado son tales que
- Presente por medio de S1 é i1, mientras que el presente fluye a través de S2 é i2.
- La tensión de salida y el presente son Vo e io
- T es el intervalo de tiempo y los interruptores se consideran unidireccionales.
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Funcionamiento del inversor de medio puente H con carga R
El funcionamiento en medio puente con carga resistiva pura es el único. Una carga puramente resistiva no tiene parte de almacenamiento, por lo que el circuito no necesita sugerencias de diodos. El circuito con esta carga probablemente funcionará sólo en dos modos.
Modo 1: (0
En este modo, S1 se enciende desde el intervalo de tiempo t=0 hasta t=T/2 mientras que S2 está apagado. Tan rápido como S1 está encendido, el voltaje a través de la carga se verá. La tensión de salida a través de la carga será probablemente
Vo = Vdc/2
El regalo que fluye a través del intercambio S1 probablemente será
Io = Vdc/2RL
El lugar RL es la resistencia de la carga. El movimiento actual en el sentido de las agujas del reloj, como se ha demostrado en la determinación.
Modo 2: (T/2
En este modo, el intercambio S2 se enciende desde el intervalo de tiempo t=T/2 hasta t=T mientras que S1 está apagado. Se impide la conmutación en modo rápido, ya que esto provoca un cortocircuito. Atribuible a esta razón, S2 se enciende con cierto retraso después de S1 está totalmente desactivado. En este caso, la tensión de salida será probablemente desfavorable ya que el presente entra dentro de la carga de la otra manera la tensión de salida del sitio será probablemente
Vo = -Vdc/2
El presente por medio de S2 probablemente será
Io = Vdc/2RL
El presente fluye dentro de la trayectoria inversa a través de la carga, como se demuestra en la determinación. Por lo tanto, revela que el medio puente H ha transformado la corriente continua utilizada en corriente alterna.
Forma de onda del medio puente H con carga R
Las dos formas de onda primarias presentan los impulsos utilizados para los interruptores el lugar donde cada interruptor recibe el latido cuando el interruptor complementario está apagado. 3rd el gráfico revela la forma de onda de la tensión a través de la carga. Esto revela que la polaridad de los ajustes de tensión con respecto a Los dos gráficos finales presentan a través de los interruptores S1 & S2.
El valor de la tensión de salida del valor de la base, el valor medio cuadrático (RMS), se puede calcular mediante
Se puede utilizar la reelaboración de Fourier para especificar la tensión instantánea
Como no hay compensación de CC, entonces uno es cero y atribuible a la simetría de cuarto de onda, todos los elementos son an cero. Por tanto, la contribución de bn sólo será & bn se da como
Fijando el valor de bn en la ecuación de recogida de Fourier, obtenemos
Vo = 0 para n=2,4,6,8...
ω es la frecuencia angular de la tensión de salida. Los armónicos pares de la tensión de salida no suelen ser atribuibles a la simetría del cuarto de onda. Por lo tanto, el resultado es
A partir de ahí, la tensión de salida es aproximadamente igual a la mitad de la tensión utilizada.
El presente a través de la carga resistiva puede calcularse simplemente dividiendo la tensión RMS por su resistencia.
Funcionamiento de medio puente H con carga L y R-L
El funcionamiento del medio puente para cada carga L y R-L es idéntico. Como en la vida real no hay ni carga inductiva pura ni carga resistiva pura. Un inductor puro tiene algún valor de resistencia óhmica, por lo que la carga R-L está muy extendida en la observación.
Aquí tendremos en cuenta el funcionamiento con carga RL en un inversor de puente de media H. El funcionamiento puede entenderse en 4 modos: donde 2 de los modos se utilizan para controlar los interruptores y un par de modos para alimentar de nuevo la energía ahorrada a las fuentes.
Los terminales A y B están pensados para una conferencia de señales a través de la carga. En el intervalo de tiempo en el que se disparó S1, A es extra constructivo mientras que B es extra constructivo cuando se disparó S2. La forma de onda real y la forma de onda de tensión son idénticas si la carga es resistiva. En el caso de la carga RL, cada una de las formas de onda de corriente y de tensión no subirá en sus factores de pico en el tiempo similar. El presente se retrasará cuando la carga sea inductiva dominante, mientras que la tensión se retrasará en el caso de una carga capacitiva dominante.
El presente de amortiguación se cruzará a través de los diodos de sugerencia cuando la polaridad de cada presente y tensión no sea la misma. El diodo D1 conducirá cuando el presente sea constructivo y la tensión sea desfavorable. D2 conducirá cuando la tensión sea constructiva, mientras que el presente sea desfavorable.
La forma de onda es ligeramente diferente porque el inductor resiste el cambio de movimiento del presente. Por lo tanto, cuando se activan los desplazamientos para variar el movimiento del presente, el inductor mostrará resistencia al cambio. Por lo tanto, la forma de onda difiere.
Estos modos se mencionan al contemplar que cada interruptor está inicialmente apagado y se almacena 0 energía en los elementos de almacenamiento.
Modo 1 (0
En este modo, el cambio S1 se realizará a partir del intervalo de tiempo t1 a t2. La corriente comenzará a fluir desde la alimentación de CC a la carga por medio de s1 tan pronto como se active. El presente entrará por el terminal B, mostrando que B es extra constructivo con respecto al terminal A, como se ha demostrado en la determinación. La tensión de alimentación aparecerá a través de la carga que es Vdc/2 y el presente aumentará de forma constante desde cero hasta el máximo. El inductor resolverá la energía porque la polaridad de cada presente y tensión es idéntica.
Modo 2 (t1
Al cerrarse el intercambiador S1, la tensión desfavorable (-Vdc/2) aparecerá a lo largo de la carga, mientras que la trayectoria del movimiento del presente permanecerá idéntica como resultado de que el inductor resistirá el cambio. En otras palabras, el inductor presentará la energía ahorrada, y D2 presentará el rastro del presente al tipo de movimiento de la carga a la fuente. El presente por medio de la carga descenderá continuamente hasta que la carga presente IL se convierte en cero. La razón es que el movimiento actual es atribuible a la energía ahorrada dentro del inductor. Como el inductor se descarga, el presente a modo de carga pasa a ser cero.
El agente principal en este modo es el diodo de sugestión D2, que suele conocerse como diodo de rueda libre. Tiene dos características; una es sugerir la energía ahorrada dentro de la carga a la fuente de alimentación, mientras que la otra es reducir la pico di/dt generada por la carga inductiva. El movimiento libre de D2 puede visualizarse con mayor claridad en la determinación anterior.
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Modo 3 (t2
Después de descargar completamente el inductor a través de la carga, el presente a través de la carga crecerá hasta cero. Con este movimiento, se activa el S2. Es probable que se invierta la trayectoria actual del movimiento a través de la carga. Después de desencadenar el S2, el presente comenzará a subir y puede obtener un pico desfavorable. A lo largo de este intervalo, tanto el presente como la tensión son desfavorables. Por lo tanto, el inductor revenderá el coste una vez más.
Modo 4 (t3
En el intervalo de tiempo t3el intercambio S2 está desactivado. Tensión optimizada (Vdc/2) aparecerá a lo largo de la carga cuando S2 se apague, mientras que la trayectoria de movimiento del presente seguirá siendo idéntica. El diodo D1 presentará la traza y la energía ahorrada sugerirá a la carga. La corriente a través de la carga descenderá continuamente hasta llegar a cero. El movimiento libre de D1 puede visualizarse a partir de la siguiente determinación en este caso.
Forma de onda de medio puente H con carga L y R-L
Como la carga inductiva pura no existe, tendrá que tener algunas resistencias de cables y materiales. Por lo tanto, la carga RL extra sensible se demuestra dentro de la forma de onda en lugar de presentar una carga teórica.
La carga instantánea presente IL para una carga inductiva pura se puede calcular dividiendo la tensión de salida entre la impedancia de la carga (Z = R + jnωL)
Para RL (Inductiva), la carga actual se convierte en
El lugar θn = tan-1 (nωL/R)
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Comparabilidad de todas las masas de la forma de onda
El funcionamiento del inversor de medio puente H con una carga RLC seguirá siendo idéntico al funcionamiento de la carga RL con sólo un pequeño cambio. Por lo tanto, no es necesario aclarar el funcionamiento de forma explícita, pero la distinción se puede ver en los números de su forma de onda que hay debajo.
El funcionamiento y la forma de onda dependen del valor de la inductancia y la capacitancia de la carga RLC. El funcionamiento del inversor de medio puente H con la carga RLC es idéntico porque la carga RL.
Como todos sabemos, en el condensador hay cables y tensión de retardo y en el inductor hay cables y tensión de retardo. Por tanto, hay dos circunstancias en la carga RLC: carga RLC dominante inductiva y carga RLC dominante capacitiva. Lo primero significa que la inductancia es mayor que la capacitancia, mientras que lo segundo significa que la capacitancia es mayor que el inductor dentro de la carga RLC.
Posteriormente, si la inductancia es dominante en una carga RLC, la carga presente se retrasará respecto a la tensión de la carga. Y, si la inductancia es dominante en una carga RLC, la carga presente impulsará la tensión de carga. Sin embargo, el desplazamiento de la pieza se verá probablemente anulado en cierta medida por la interferencia del condensador (en carga inductiva dominante) y el inductor (en carga capacitiva dominante)
El funcionamiento y la forma de onda fluctúan para la carga RLC cuando el condensador se vuelve dominante. Dentro de la carga RLC dominante capacitiva, los diodos de sugestión conducirán durante varios intervalos de tiempo como resultado del cambio dentro de la forma de onda actual.
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