Elementos Centrais do Projeto de Circuito
A importância do projeto do circuito no sistema inversor é evidente. Sua principal tarefa é converter com eficiência energia CC em energia CA, minimizando a perda de energia durante o processo de conversão. No projeto de inversor de onda senoidal pura , vários módulos principais geralmente estão envolvidos, incluindo circuito de filtro de entrada, circuito de conversão de energia, circuito de filtro de saída e circuito de controle, etc. A qualidade do projeto desses módulos afeta diretamente a eficiência geral, estabilidade e qualidade da forma de onda de saída do inversor.
O projeto do circuito do filtro de entrada é crucial. Sua principal função é eliminar o componente pulsante da alimentação CC de entrada para garantir a estabilidade da tensão de entrada. A tensão de entrada estável não só ajuda a reduzir a perda de energia no circuito de conversão de energia, mas também melhora significativamente a eficiência operacional do inversor.
O circuito de conversão de energia é o núcleo do inversor e é responsável por converter efetivamente a energia CC em energia CA. Nesta parte, a topologia de ponte H e a tecnologia de controle de modulação por largura de pulso (PWM) são amplamente utilizadas. A topologia ponte H possui recursos de operação em quatro quadrantes, pode lidar com flexibilidade com saída de corrente direta e reversa e suporta uma variedade de tipos de carga. A tecnologia de controle PWM alcança controle preciso da tensão e frequência de saída ajustando a frequência de comutação e o ciclo de trabalho dos dispositivos semicondutores de potência. O design otimizado do circuito de conversão de energia pode melhorar significativamente a eficiência e a estabilidade do inversor.
A principal tarefa do circuito de filtro de saída é remover harmônicos de alta frequência gerados pelo circuito de conversão de energia para garantir a pureza da forma de onda de saída. A saída de onda senoidal pura não apenas reduz danos potenciais ao equipamento de carga, mas também melhora efetivamente a eficiência operacional e a vida útil do equipamento.
O circuito de controle é responsável pelo monitoramento em tempo real dos principais parâmetros, como tensão de entrada, tensão de saída e corrente de saída do inversor, e ajusta-os dinamicamente de acordo com o algoritmo definido para garantir a operação estável do inversor. O design avançado do circuito de controle pode não apenas realizar funções de proteção inteligentes, mas também suportar monitoramento remoto e alarme de falha, melhorando a confiabilidade e a segurança do inversor.
Efeito do projeto do circuito na eficiência
No projeto do circuito do inversor, a perda de potência é um dos principais fatores que afetam a eficiência geral. A perda de energia inclui principalmente perda de condução, perda de comutação e perda estática. A perda de condução é causada principalmente pela resistência de condução do dispositivo semicondutor de potência, enquanto a perda de comutação está intimamente relacionada à velocidade e frequência de comutação do dispositivo semicondutor de potência. As perdas estáticas são causadas principalmente por componentes como resistores e capacitores no circuito de controle. Ao otimizar o projeto do circuito, como selecionar dispositivos semicondutores de potência de baixa resistência, reduzir a frequência de comutação e controlar razoavelmente o ciclo de trabalho, a perda de energia pode ser significativamente reduzida, melhorando assim a eficiência geral do inversor.
A supressão de componentes harmônicos é igualmente importante. Harmônicos na forma de onda de saída não apenas reduzirão a eficiência operacional e a vida útil do equipamento de carga, mas também aumentarão a perda de potência do inversor. Ao otimizar o design do circuito do filtro de saída, como selecionar componentes de filtro de alta qualidade e otimizar a estrutura e os parâmetros do filtro, os componentes harmônicos na forma de onda de saída podem ser efetivamente suprimidos, melhorando ainda mais a eficiência e a qualidade da forma de onda do inversor .
O gerenciamento térmico é um aspecto que não pode ser ignorado no projeto do inversor. O inversor irá gerar uma certa quantidade de calor durante a operação. Se a dissipação de calor for fraca, a temperatura interna aumentará, o que afetará o desempenho e a vida útil dos componentes e, em última análise, reduzirá a eficiência. Portanto, um excelente projeto de circuito deve considerar totalmente as questões de gerenciamento térmico, planejar os componentes de maneira racional e selecionar materiais de dissipação de calor com alta condutividade térmica para garantir que o inversor opere de forma eficiente e prolongue sua vida útil.
