மாட்லாப்பைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை கட்ட அரை பாலம் மற்றும் முழு பாலம் இன்வெர்ட்டர்

மாற்று மின்னோட்ட (ஏசி) மின்சாரம் கிட்டத்தட்ட அனைத்து குடியிருப்பு, வணிக மற்றும் தொழில்துறை தேவைகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால் ஏ.சி.யின் மிகப்பெரிய பிரச்சினை என்னவென்றால், எதிர்கால பயன்பாட்டிற்காக அதை சேமிக்க முடியாது. எனவே ஏசி டி.சி ஆக மாற்றப்படுகிறது, பின்னர் டி.சி பேட்டரிகள் மற்றும் அல்ட்ரா-மின்தேக்கிகளில் சேமிக்கப்படுகிறது. இப்போது ஏசி தேவைப்படும் போதெல்லாம், ஏசி அடிப்படையிலான சாதனங்களை இயக்க டிசி மீண்டும் ஏசியாக மாற்றப்படுகிறது. எனவே டி.சி.யை ஏ.சியாக மாற்றும் சாதனம் இன்வெர்ட்டர் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒற்றை கட்ட பயன்பாடுகளுக்கு, ஒற்றை கட்ட இன்வெர்ட்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒற்றை-கட்ட இன்வெர்ட்டரில் முக்கியமாக இரண்டு வகைகள் உள்ளன: அரை பாலம் இன்வெர்ட்டர் மற்றும் முழு பாலம் இன்வெர்ட்டர். இந்த இன்வெர்ட்டர்களை எவ்வாறு உருவாக்க முடியும் என்பதை இங்கு படிப்போம், மேலும் MATLAB இல் உள்ள சுற்றுகளை உருவகப்படுத்துவோம்.

அரை பாலம் இன்வெர்ட்டர்

இந்த வகை இன்வெர்ட்டருக்கு இரண்டு பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் சுவிட்சுகள் (MOSFET) தேவை. மாஸ்ஃபெட் அல்லது ஐஜிபிடி மாறுதல் நோக்கத்திற்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அரை பாலம் இன்வெர்ட்டரின் சுற்று வரைபடம் கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

சுற்று வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, உள்ளீட்டு டிசி மின்னழுத்தம் Vdc = 100 V ஆகும். இந்த மூலமானது இரண்டு சம பாகங்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இப்போது கீழேயுள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி கேட் பருப்பு வகைகள் MOSFET க்கு வழங்கப்படுகின்றன.

வெளியீட்டு அதிர்வெண் படி, MOSFET இன் நேரம் மற்றும் OFF நேரம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் வாயில் பருப்பு வகைகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. எங்களுக்கு 50 ஹெர்ட்ஸ் ஏசி சக்தி தேவை, எனவே ஒரு சுழற்சியின் (0 <t <2π) காலம் 20 எம்எஸ்சி ஆகும். வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, MOSFET-1 முதல் பாதி சுழற்சிக்கு (0 <t <π) தூண்டப்படுகிறது, இந்த காலகட்டத்தில் MOSFET-2 தூண்டப்படவில்லை. இந்த காலகட்டத்தில், கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மின்னோட்டம் அம்புக்குறி திசையில் பாயும் மற்றும் ஏசி வெளியீட்டின் அரை சுழற்சி நிறைவடைகிறது. சுமையிலிருந்து மின்னோட்டம் வலமிருந்து இடமாகவும் சுமை மின்னழுத்தம் + Vdc / 2 க்கு சமமாகவும் இருக்கும்.

இரண்டாவது பாதி சுழற்சியில் (π <t <2π), MOSFET-2 தூண்டப்பட்டு குறைந்த மின்னழுத்த மூலமானது சுமைகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. சுமையிலிருந்து மின்னோட்டம் இடமிருந்து வல திசையிலும் சுமை மின்னழுத்தம் -Vdc / 2 க்கு சமமாகவும் இருக்கும். இந்த காலகட்டத்தில், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மின்னோட்டம் பாயும் மற்றும் ஏசி வெளியீட்டின் மற்ற அரை சுழற்சி நிறைவடைகிறது.

முழு பாலம் இன்வெர்ட்டர்

இந்த வகை இன்வெர்ட்டரில், நான்கு சுவிட்சுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அரை பாலம் மற்றும் முழு பாலம் இன்வெர்ட்டர் இடையே உள்ள முக்கிய வேறுபாடு வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் அதிகபட்ச மதிப்பு. அரை பாலம் இன்வெர்ட்டரில், உச்ச மின்னழுத்தம் DC விநியோக மின்னழுத்தத்தின் பாதி ஆகும். முழு பாலம் இன்வெர்ட்டரில், உச்ச மின்னழுத்தம் DC விநியோக மின்னழுத்தத்திற்கு சமம். முழு பாலம் இன்வெர்டர் இன் சுற்று வரைபடத்தை போன்ற உருவம் கீழே காண்பிக்கப்பட்டுள்ளது.

MOSFET 1 மற்றும் 2 க்கான கேட் துடிப்பு ஒன்றுதான். இரண்டு சுவிட்சுகளும் ஒரே நேரத்தில் இயங்குகின்றன. இதேபோல், MOSFET 3 மற்றும் 4 ஆகியவை ஒரே கேட் பருப்புகளைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் ஒரே நேரத்தில் இயங்குகின்றன. ஆனால், MOSFET 1 மற்றும் 4 (செங்குத்து கை) ஒரே நேரத்தில் இயங்காது. இது நடந்தால், டிசி மின்னழுத்த மூலமானது குறுகிய சுற்றுகளாக இருக்கும்.

மேல் அரை சுழற்சிக்கு (0 <t <π), MOSFET 1 மற்றும் 2 தூண்டப்பட்டு, கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மின்னோட்டம் பாயும். இந்த காலகட்டத்தில், இடமிருந்து வலமாக தற்போதைய ஓட்டம்.

ஐந்து குறைந்த அரை சுற்றுக்கும் (π <டி <2π), மாஸ்பெட் 3 மற்றும் 4 தூண்டப்படலாம் செய்து மற்றும் காண்பிக்கப்பட்டுள்ள படத்தில் உள்ளது போல் தற்போதைய பாயும். இந்த காலகட்டத்தில், வலமிருந்து இடமாக தற்போதைய ஓட்டம். உச்ச சுமை மின்னழுத்தம் இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் டிசி சப்ளை மின்னழுத்தம் வி.டி.சி போன்றது.

MATLAB இல் அரை-பாலம் இன்வெர்ட்டரின் உருவகப்படுத்துதல்

உருவகப்படுத்துதலுக்காக சிமுலிங்க் நூலகத்திலிருந்து மாதிரி கோப்பில் கூறுகளைச் சேர்க்கவும்.

1) 2 டிசி மூல - தலா 50 வி

2) 2 MOSFET

3) எதிர்ப்பு சுமை

4) துடிப்பு ஜெனரேட்டர்

5) நோட் கேட்

6) பவர்குய்

7) மின்னழுத்த அளவீட்டு

8) கோட்டோ மற்றும் FROM

சுற்று வரைபடத்தின் படி அனைத்து கூறுகளையும் இணைக்கவும். ஹாஃப் பிரிட்ஜ் இன்வெர்ட்டர் மாதிரி கோப்பின் ஸ்கிரீன் ஷாட் கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

கேட் துடிப்பு 1 மற்றும் கேட் துடிப்பு 2 ஆகியவை MOSFET1 மற்றும் MOSFET2 க்கான கேட் பருப்பு வகைகளாகும், அவை கேட் ஜெனரேட்டர் சுற்றிலிருந்து உருவாக்கப்படுகின்றன. கேட் துடிப்பு பல்ஸ் ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், MOSFET1 மற்றும் MOSFET2 ஐ ஒரே நேரத்தில் தூண்ட முடியாது. இது நடந்தால் மின்னழுத்த மூலமானது குறுகிய சுற்றுகளாக இருக்கும். MOSFET1 மூடப்படும் போது, ​​அந்த நேரத்தில் MOSFET2 திறந்திருக்கும், மற்றும் MOSFET2 மூடப்படும் போது MOSFET1 அந்த நேரத்தில் திறந்திருக்கும். எனவே, எந்தவொரு MOSFET க்கும் நாங்கள் கேட் துடிப்பை உருவாக்கினால், அந்த துடிப்பை நிலைமாற்றி மற்ற MOSFET க்கு பயன்படுத்தலாம்.

கேட் பல்ஸ் ஜெனரேட்டர்

மேலேயுள்ள படம் MATLAB இல் துடிப்பு ஜெனரேட்டர் தொகுதிக்கான அளவுருவைக் காட்டுகிறது. காலம் 2e -3 வழிமுறையாக 20 மி.வி. உள்ளது. உங்களுக்கு 60Hz அதிர்வெண் வெளியீடு தேவைப்பட்டால், காலம் 16.67 msec ஆக இருக்கும். துடிப்பு அகலம் காலம் சதவீதம் பெற்று விளங்குகிறது. இதன் பொருள், கேட் துடிப்பு இந்த பகுதிக்கு மட்டுமே உருவாக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், இதை 50% ஆக அமைத்துள்ளோம், அதாவது 50% பீரியட் கேட் துடிப்பு உருவாக்கப்படுகிறது மற்றும் 50% பீரியட் கேட் துடிப்பு உருவாக்கப்படவில்லை. பிரிவு தாமதம், 0 நொடி அமைக்கப்படுகிறது நாங்கள் வாயில் துடிப்பு எந்த தாமதம் கொடுத்து செய்யவில்லை என்பதுதான். ஏதேனும் கட்ட தாமதம் இருந்தால், இந்த நேரத்திற்குப் பிறகு கேட் துடிப்பு உருவாக்கப்படும் என்பதாகும். எடுத்துக்காட்டாக, கட்ட தாமதம் 1e-3 ஆக இருந்தால், 10msec க்குப் பிறகு கேட் துடிப்பு உருவாக்கப்படும்.

இந்த வழியில் நாம் MOSFET1 க்கான கேட் துடிப்பை உருவாக்க முடியும், இப்போது இந்த கேட் துடிப்பை மாற்றி MOSFET2 க்கு பயன்படுத்துவோம். உருவகப்படுத்துதலில், நாங்கள் தருக்க NOT வாயிலைப் பயன்படுத்துவோம். NOT கேட் தலைகீழ் வெளியீட்டை இது 1 முதல் 0 மற்றும் 0 முதல் 1 வரை மாற்றும் என்பதாகும். இதுதான், எதிர் கேட் துடிப்பை நாம் சரியாகப் பெற முடியும், இதனால் டிசி மூலமானது ஒருபோதும் குறுகிய சுற்றுவட்டமாக இருக்காது.

நடைமுறையில், நாங்கள் 50% துடிப்பு அகலத்தைப் பயன்படுத்த முடியாது. MOSFET அல்லது எந்த சக்தி மின் சுவிட்ச் அணைக்க சிறிய நேரம் எடுக்கும். மூலத்தின் குறுகிய சுற்றுகளைத் தவிர்ப்பதற்கு, MOSFET களை அணைக்க நேரத்தை அனுமதிக்க துடிப்பு அகலம் 45% அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த கால அவகாசம் டெட் டைம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆனால், உருவகப்படுத்துதல் நோக்கத்திற்காக, நாம் 50% துடிப்பு அகலத்தைப் பயன்படுத்தலாம்.

அரை-பாலம் இன்வெர்ட்டருக்கான வெளியீட்டு அலைவடிவம்

இந்த ஸ்கிரீன் ஷாட் சுமை முழுவதும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கானது. இந்த படத்தில், சுமை மின்னழுத்தத்தின் உச்ச மதிப்பு 50 வி ஆகும், இது டிசி விநியோகத்தில் பாதி மற்றும் அதிர்வெண் 50 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும். ஒரு சுழற்சியை முடிக்க, தேவையான நேரம் 20 எம்எஸ்சி ஆகும்.

MATLAB இல் முழு பாலம் இன்வெர்ட்டரின் உருவகப்படுத்துதல்

அரை பாலம் இன்வெர்ட்டரின் வெளியீட்டைப் பெற்றால், முழு பாலம் இன்வெர்ட்டரை செயல்படுத்துவது எளிது, ஏனென்றால் எல்லா விஷயங்களும் ஒரே மாதிரியாகவே இருக்கும். இல் முழு பாலம் இன்வெர்டர் மேலும், நாம் அரை பாலம் இன்வெர்டர் அதே தான் கொண்ட இரண்டு வாயில் பருப்பு வேண்டும். ஒரு கேட் துடிப்பு MOSFET 1 மற்றும் 2 க்கும், இந்த கேட் துடிப்பின் தலைகீழ் MOSFET 3 மற்றும் 4 க்கும் உள்ளது.

தேவையான கூறுகள்

1) 4 - MOSFET

2) 1 டிசி மூல

3) எதிர்ப்பு சுமை

4) மின்னழுத்த அளவீட்டு

5) துடிப்பு ஜெனரேட்டர்

6) கோட்டோ மற்றும் FROM

7) பவர் குய்

கீழே உள்ள ஸ்கிரீன்ஷாட்டில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி அனைத்து கூறுகளையும் இணைக்கவும்.

முழு பாலம் இன்வெர்ட்டருக்கான வெளியீட்டு அலை வடிவம்

இந்த ஸ்கிரீன் ஷாட் சுமை முழுவதும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கானது. இங்கே நாம் அதைக் காணலாம், சுமை மின்னழுத்தத்தின் உச்ச மதிப்பு 100V ஆக இருக்கும் DC விநியோக மின்னழுத்தத்திற்கு சமம்.

கீழேயுள்ள MATLAB இல் அரை பாலம் மற்றும் முழு பாலம் இன்வெர்ட்டரை எவ்வாறு உருவாக்குவது மற்றும் உருவகப்படுத்துவது என்ற வீடியோ மூலம் முழுமையான நடைப்பயணத்தை நீங்கள் சரிபார்க்கலாம்.