องค์ประกอบหลักของการออกแบบวงจร
ความสำคัญของการออกแบบวงจรในระบบอินเวอร์เตอร์นั้นชัดเจนในตัวเอง หน้าที่หลักของบริษัทคือการแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับอย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ลดการสูญเสียพลังงานในระหว่างกระบวนการแปลงให้เหลือน้อยที่สุด ในการออกแบบของ อินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์บริสุทธิ์ โดยปกติแล้วจะเกี่ยวข้องกับโมดูลหลักหลายโมดูล เช่น วงจรตัวกรองอินพุต วงจรแปลงกำลัง วงจรกรองเอาต์พุต และวงจรควบคุม ฯลฯ คุณภาพการออกแบบของโมดูลเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวม ความเสถียร และคุณภาพของรูปคลื่นเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์
การออกแบบวงจรกรองอินพุตเป็นสิ่งสำคัญ หน้าที่หลักคือกำจัดส่วนประกอบที่เร้าใจของไฟ DC อินพุตเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าอินพุต แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เสถียรไม่เพียงช่วยลดการสูญเสียพลังงานในวงจรแปลงพลังงานเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างมากอีกด้วย
วงจรแปลงไฟเป็นแกนหลักของอินเวอร์เตอร์และมีหน้าที่ในการแปลงไฟ DC เป็นไฟ AC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในส่วนนี้มีการใช้โทโพโลยี H-bridge และเทคโนโลยีการควบคุมการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) อย่างกว้างขวาง โทโพโลยี H-bridge มีความสามารถในการดำเนินการแบบสี่ควอแดรนท์ สามารถรองรับเอาต์พุตกระแสไปข้างหน้าและย้อนกลับได้อย่างยืดหยุ่น และรองรับโหลดประเภทต่างๆ เทคโนโลยีการควบคุม PWM ช่วยให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าและความถี่เอาท์พุตได้อย่างแม่นยำโดยการปรับความถี่สวิตชิ่งและรอบการทำงานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง การออกแบบวงจรแปลงพลังงานที่ได้รับการปรับปรุงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างมาก
งานหลักของวงจรกรองเอาท์พุตคือการลบฮาร์โมนิคความถี่สูงที่สร้างโดยวงจรแปลงพลังงานเพื่อให้แน่ใจว่ารูปคลื่นเอาท์พุตมีความบริสุทธิ์ เอาต์พุตคลื่นไซน์บริสุทธิ์ไม่เพียงแต่ช่วยลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์โหลดเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย
วงจรควบคุมมีหน้าที่ตรวจสอบพารามิเตอร์หลักแบบเรียลไทม์ เช่น แรงดันไฟฟ้าอินพุต แรงดันเอาต์พุต และกระแสเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ และจะปรับแบบไดนามิกตามอัลกอริธึมที่ตั้งไว้เพื่อให้แน่ใจว่าอินเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร การออกแบบวงจรควบคุมขั้นสูงไม่เพียงแต่สามารถรับรู้ถึงฟังก์ชันการป้องกันอัจฉริยะเท่านั้น แต่ยังรองรับการตรวจสอบระยะไกลและการแจ้งเตือนข้อผิดพลาด ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของอินเวอร์เตอร์
ผลของการออกแบบวงจรต่อประสิทธิภาพ
ในการออกแบบวงจรของอินเวอร์เตอร์ การสูญเสียพลังงานถือเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวม การสูญเสียพลังงานส่วนใหญ่รวมถึงการสูญเสียการนำไฟฟ้า การสูญเสียการสวิตชิ่ง และการสูญเสียไฟฟ้าสถิต การสูญเสียการนำไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดจากความต้านทานการนำไฟฟ้าของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง ในขณะที่การสูญเสียการสลับมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเร็วและความถี่ในการสลับของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง การสูญเสียทางสถิตส่วนใหญ่เกิดจากส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุในวงจรควบคุม ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบวงจร เช่น การเลือกอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีกำลังต้านทานต่ำ การลดความถี่ในการสวิตชิ่ง และการควบคุมรอบการทำงานอย่างสมเหตุสมผล การสูญเสียพลังงานจะลดลงอย่างมาก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของอินเวอร์เตอร์
การปราบปรามส่วนประกอบฮาร์มอนิกมีความสำคัญเท่าเทียมกัน ฮาร์มอนิกในรูปคลื่นเอาท์พุตจะไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพการทำงานและอายุการใช้งานของอุปกรณ์โหลดเท่านั้น แต่ยังเพิ่มการสูญเสียพลังงานของอินเวอร์เตอร์อีกด้วย ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบวงจรตัวกรองเอาท์พุต เช่น การเลือกส่วนประกอบตัวกรองคุณภาพสูง และการปรับโครงสร้างและพารามิเตอร์ของตัวกรองให้เหมาะสม ส่วนประกอบฮาร์มอนิกในรูปคลื่นเอาท์พุตสามารถถูกระงับได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของรูปคลื่นของอินเวอร์เตอร์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก .
การจัดการระบายความร้อนเป็นแง่มุมที่ไม่สามารถละเลยในการออกแบบอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์จะสร้างความร้อนจำนวนหนึ่งระหว่างการทำงาน หากการกระจายความร้อนไม่ดี อุณหภูมิภายในจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของส่วนประกอบ และประสิทธิภาพจะลดลงในที่สุด ดังนั้น การออกแบบวงจรที่ดีเยี่ยมควรพิจารณาถึงปัญหาการจัดการระบายความร้อนอย่างเต็มที่ จัดวางส่วนประกอบอย่างมีเหตุผล และเลือกวัสดุกระจายความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนสูง เพื่อให้แน่ใจว่าอินเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งาน
