Mundarija:

Tarmoqli inverter: 10 qadam (rasmlar bilan)
Tarmoqli inverter: 10 qadam (rasmlar bilan)

Video: Tarmoqli inverter: 10 qadam (rasmlar bilan)

Video: Tarmoqli inverter: 10 qadam (rasmlar bilan)
Video: Автомобильный генератор для генератора с самовозбуждением с использованием ДИОДА 2024, Iyul
Anonim
Image
Image
Tarmoqli inverter
Tarmoqli inverter
Tarmoqli inverter
Tarmoqli inverter

Bu juda mazali loyiha, shuning uchun uni echib oling!

Tarmoqli invertorlar sizga quvvatni elektr tarmog'iga ulash imkonini beradi, bu ajoyib qobiliyat. Menga ularning dizaynida ishlaydigan elektronika va boshqaruv tizimlari qiziq, shuning uchun men o'zimni qurdim. Bu hisobotda men o'rganganlarim bilan o'rtoqlashaman va qanday qilganimni hujjatlashtiraman. Sizni bildirgan har qanday izohingiz meni qiziqtiradi (elektr toki bilan aloqa qilmaslik haqida).

Barcha kontseptsiyalarni o'lchash mumkin, lekin filtr induktorlari to'yingan bo'lishidan oldin, bu sozlash maksimal 40 vatt quvvatga ega edi. Chiqish oqimi sinusoidal edi, THD <5%.

GitHub -dagi dasturiy ta'minotni ko'ring

Ta'minotlar

  • Men STM32F407 ishlab chiqish kartasidan foydalandim. U 168 MGts chastotada ishlaydi va har biri 2.4 MSPS (sekundiga million namuna) dan ortiq 12bitli aniqlikdagi 3 ta o'rnatilgan ADCga ega. Bu aqldan ozgan!
  • Men DRV8301 ishlab chiqish kartasidan foydalandim. Bu erda 60V H-ko'prigi, shuningdek, kerakli eshik drayverlari, joriy manevrlar va joriy kuchaytirgichlar mavjud. Juda zo'r!
  • Men 230-25 voltli toroidal transformatorni 2 ta chiqish kranli ishlatardim. Bu shuni anglatadiki, men to'g'ridan -to'g'ri tarmoq voltajini ishlab chiqarishim shart emas edi, lekin uning o'rniga 40 voltsli yuqori kuchlanish bilan ishlashim mumkin edi. Juda ham xavfsizroq!
  • Filtr uchun kerakli L va C qiymatlarini olish uchun men induktor va kondansatör yukini birlashtirdim.
  • Bunday loyiha uchun osiloskop va differentsial zond kalit hisoblanadi. Menda pikoskop bor

1 -qadam: Tarmoq kuchi nima?

Tarmoq kuchi nima?
Tarmoq kuchi nima?
Tarmoq kuchi nima?
Tarmoq kuchi nima?

Quvvat manbaidan (Buyuk Britaniyada) 50 gigagertsli 230v RMS sinusoidal signal juda past empedansga ega bo'ladi. Bu haqda bir nechta so'zlar:

50Hz - tarmoq chastotasi 50Hzda juda aniq saqlanadi. U bir oz farq qiladi, lekin 90% hollarda u 49,9-50,1 Gts ni tashkil qiladi. Bu yerga qarang. Siz tasavvur qila olasizki, mamlakatning tepa va pastidagi elektr stantsiyalaridagi ulkan generatorlar bir ovozdan aylanmoqda. Ular sinxron ravishda aylanib, biz uchun 50 gigagertsli sinusoidal signal beradi. Ularning birlashgan katta aylanish inersiyasi sekinlashishi yoki tezlashishi uchun vaqt kerak bo'ladi.

Nazariy jihatdan, agar tarmoqqa katta yuk o'rnatilgan bo'lsa, u mamlakat generatorlarini sekinlashtira boshlaydi. Biroq, bunga javoban, Milliy tarmoqni nazorat qilish idorasidagi yigitlar elektr stantsiyalaridan qozonlarini o'chirishni, issiqlikni o'chirishni va bu generatorlarni talabga javob berishga majburlashni so'rashardi. Shunday qilib, talab va taklif bir -biri bilan uzluksiz raqsga tushadi.

50Hz signal haqida yana bir narsani aytish kerak. Garchi u 50 Gts atrofida juda oz farq qilsa -da, yigitlar kun davomida o'rtacha chastota aniq 50 Gts ekanligiga ishonch hosil qilishadi. Shunday qilib, agar tarmoq 10 daqiqa davomida 49,95 Gts bo'lsa, ular 50,05 Gts chastotada ishlashini aniqlaydilar, shunda aylanishlarning aniq sonini 50 Gts x 60 soniya x 60 daqiqa x 24 soat = 4, 320, 000/kun. Ular buni Xalqaro atom vaqtidan foydalangan holda qilishadi. Uy, ofis va sanoat asboblari vaqtni tejash uchun tarmoq chastotasidan foydalanishi mumkin. Bu odatda mexanik rozetka taymerlari yordamida amalga oshiriladi.

230v - bu 50Hz signalining RMS (o'rtacha o'rtacha kvadrat) kuchlanishidir. Haqiqiy signal 325V tepalikka ko'tariladi. Buni bilish juda muhim, chunki agar siz inverterni qurayotgan bo'lsangiz, agar siz vilkalarga biron bir oqim tushadigan bo'lsa, bu qadar yuqori kuchlanish hosil qilishingiz kerak.

Aslida, sizning uyingizdagi vilkadagi kuchlanish juda o'zgaruvchan. Bu simlar, ulagichlar, sigortalar, transformatorlar va hokazolarda qarshilikning pasayishi bilan bog'liq. Hamma joyda qarshilik mavjud. Agar siz elektr dushini 11 kilovatt (~ 50Amps) quvvat bilan yoqsangiz, 0,2 ohm qarshilik ham sizga 10 volt tushadi. Siz buni chiroqlar biroz xiralashgani kabi ko'rishingiz mumkin. Katta dvigatellar, masalan, hooverda bo'lganlar, katta oqimlarni tortib oladilar, motor esa tezlik bilan ko'tariladi. Shunday qilib, siz tez -tez chiroqlarni yoqsangiz, ularning engil miltillashini ko'rasiz.

Mening fikrimcha, tarmoq voltaji ancha o'zgaruvchan. Bu erda Buyuk Britaniyada +10%/-6% bardoshlik bilan 230v bo'lishi kerak. Yaqin atrofdagi katta yuklarni yoqish/o'chirishda siz to'satdan o'zgarishlar va tebranishlarni ko'rishingiz mumkin. Quritgichlar, choynak, pechlar, tuyoqlar va hk.

Sinusoidal - signal yaxshi sinus to'lqin bo'lishi kerak, lekin aslida ba'zi chiziqli bo'lmagan qurilmalar sinus to'lqin tsiklining ma'lum nuqtalaridan o'z kuchini so'rib oladi. Bu buzilishlarni keltirib chiqaradi va shuning uchun signal mukammal sinus to'lqin emas. Chiziqli bo'lmagan yuklarga odatda kompyuter quvvat manbalari, lyuminestsent chiroqlar, zaryadlovchi qurilmalar, televizorlar va boshqalar kiradi.

Umumiy harmonik buzilish (THD) buni to'lqin shaklida aniqlaydi. Inverterning chiqishi qanchalik toza bo'lishi kerakligi haqida qoidalar mavjud. Agar u etarlicha toza signal bera olmasa, u sotuvga qo'yilmaydi. Bu juda muhim, chunki tarmoqdagi harmonik tarkib unga ulangan ba'zi qurilmalarning (ayniqsa, g'alati harmonikalar) samaradorligini pasaytiradi. O'ylaymanki, ruxsat etilgan maksimal THD 8%

Kam impedans - tarmoqli inverter haqida o'ylashda buni e'tiborga olish muhim bo'ladi. Tarmoqqa barcha turdagi yuklar, shu jumladan induktiv, rezistiv va vaqti -vaqti bilan sig'imli yuklar biriktirilgan. Shunday qilib, impedans noma'lum va o'zgaruvchan. Qarshilik juda kichik ma'noga ega, agar siz yuqori oqim yukini ulasangiz, kuchlanish umuman pasaymaydi.

2 -qadam: Quvvatni tarmoqqa qanday kiritish kerak

Quvvatni tarmoqqa qanday kiritish mumkin
Quvvatni tarmoqqa qanday kiritish mumkin

Quvvatni tarmoqqa kiritish uchun biz tarmoqning chastotasi va fazasiga to'liq mos keladigan signalni sintez qilishimiz kerak.

Tarmoq past qarshilikka ega bo'lganligi sababli, bu kuchlanishni qanchalik balandligini aniq bilish qiyin. Va RMS voltaji o'zgarganda, biz uning o'zgarishini ta'minlashimiz kerak. Tarmoq kuchlanishidan bir oz yuqori bo'lgan 50 gigabaytli doimiy signalni ishlab chiqarish ishlamaydi!

PI chiqish oqimini boshqarish

Bizga kerak bo'lgan narsa - bu boshqaruv tarmog'i, biz tarmoqqa bosayotgan bir lahzali oqimni o'lchaymiz va kerakli oqimni boshqarish uchun chiqish voltajimizni avtomatik ravishda sozlaymiz. Bu bizning chiqishni past impedanslarni haydash uchun ko'proq mos keladigan oqim manbaiga aylantiradi. Bunga PI (Proportional Integral) boshqaruv tsikli yordamida erishish mumkin:

PI boshqaruv halqalari ajoyib! Ularning 3 qismi bor:

  • O'lchangan qiymat - biz elektr tarmog'iga kiritamiz
  • Belgilangan nuqta - biz xohlagan oqim
  • Chiqish - ishlab chiqarish uchun signal kuchlanishi

Har safar biz PID algoritmini chaqirganimizda, biz eng yangi joriy o'lchov va kerakli nuqtadan o'tamiz. U o'zboshimchalik bilan raqamni qaytaradi (ishlab chiqarish chiqish voltajiga mutanosib).

Bizning PID boshqaruv algoritmi bizga istalgan vaqtda kerakli chiqish oqimini tanlash imkonini beradi. 50 gigagertsli sinusoidal chiqish oqimini ishlab chiqarish uchun biz doimiy ravishda sinusoidal usulda kerakli oqimni o'zgartirishimiz kerak.

PID algoritmi har 100us deb nomlanadi (50Hz tsiklida 200 marta teng). Har safar chaqirilganda, u chiqish voltajini to'g'ridan -to'g'ri sozlashi mumkin va shuning uchun chiqish oqimini bilvosita sozlashi mumkin. Natijada, biz rasmda ko'rsatilgandek, bosqichma -bosqich oqim chiqaramiz, har bir qadam har 100usda sodir bo'ladi. Bu etarli piksellar sonini beradi.

Oldinga o'tish nazorati

Biz PI boshqaruvchisining yukini massiv ravishda kamaytirishimiz mumkin. Bu oson! Biz ishlab chiqarishimiz kerak bo'lgan taxminiy chiqish kuchlanishini bilamiz. Chiqish tokini haydash uchun zarur bo'lgan kichik qo'shimcha kuchlanishni qo'shish uchun PI tekshirgichi qoldirilishi mumkin.

O'z -o'zidan uzatuvchi boshqaruvchi inverterning chiqish kuchlanishini tarmoqning kuchlanishiga mos keladi. Agar biz etarlicha mos kelsak, hech qanday oqim oqmasligi kerak. Qayta yo'naltirish nazorati chiqishni 99% boshqaradi.

Tarmoqning past qarshiligi tufayli, biz FF chiqish voltaji va tarmoq kuchlanishidagi har qanday farq katta oqimga olib keladi. Men shuning uchun inverter va tarmoq o'rtasida 1 ohmli tampon qarshiligini qo'shdim. Bu yo'qotishlarni keltirib chiqaradi, lekin ular katta sxemada juda kichik.

3 -qadam: PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish

PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish
PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish
PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish
PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish
PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish
PWM yordamida chiqish voltajini ishlab chiqarish

Garchi biz chiqish oqimini bilvosita boshqarayotgan bo'lsak -da, bu biz har qanday vaqtda ishlab chiqaradigan chiqish voltajidir. Biz chiqish voltajini ishlab chiqarish uchun PWM (Pulse Width Modulation) dan foydalanamiz. PWM signallari mikrokontroller tomonidan osongina ishlab chiqariladi va ularni H-Bridge yordamida kuchaytirish mumkin. Bu oddiy to'lqin shakllari bo'lib, ular 2 parametr, chastota F va D tsikli bilan tavsiflanadi.

PWM to'lqin shakli 2 voltni almashtiradi, bizda 0v va Vsupply

  • D = 1.0 bilan PWM to'lqin shakli Vsupply -da oddiy shahar
  • D = 0.5 bilan biz o'rtacha kuchlanish 0,5 x Vsupply bo'lgan kvadrat to'lqinni olamiz (ya'ni D x Vsupply)
  • D = 0,1 bilan biz o'rtacha 0,1 x V ta'minotli pulsli to'lqin shaklini olamiz
  • D = 0,0 bo'lsa, chiqish tekis chiziq (0v da DC)

O'rtacha kuchlanish - bu kalit. Past o'tkazgichli filtr yordamida biz DC o'rtacha komponentidan boshqa hamma narsani olib tashlashimiz mumkin. Shunday qilib, PWM ish aylanish davrini o'zgartirib, biz istalgan shahar kuchlanishini xohlagan darajada qila olamiz. Shirin!

H-ko'prigidan foydalanish

H-ko'prigi 4 ta almashtirish elementidan iborat. Bu BJT, MOSFET yoki IGBT bo'lishi mumkin. Sinus to'lqinning birinchi yarmini (0 - 180 daraja) ishlab chiqarish uchun biz Q fazasini Q3ni o'chirish va Q4ni yoqish orqali (ya'ni D = 0 bilan PWMni qo'llash orqali) B bosqichini past darajaga qo'ydik. Keyin biz PWMingni A bosqichida bajaramiz. Ikkinchi bo'limda, VAB manfiy bo'lsa, biz A fazani past darajaga qo'yamiz va PWMni B fazasiga qo'llaymiz. Bu bipolyar o'tish deb ataladi.

H-ko'prigidagi MOSFETlarni eshik haydovchisi boshqarishi kerak. Bu o'ziga xos mavzu, lekin oddiy chip bu haqda g'amxo'rlik qilishi mumkin. DRV8301 dev taxtasida H-ko'prigi, eshik drayverlari va hozirgi manevrlar mavjud bo'lib, ular bizni bu loyihani ancha osonlashtiradi.

4 -qadam: tokni o'lchash

Oqimni o'lchash
Oqimni o'lchash
Oqimni o'lchash
Oqimni o'lchash
Oqimni o'lchash
Oqimni o'lchash

H-ko'prigining har bir oyog'ida shantli rezistor va differentsial kuchaytirgich mavjud. Bizning shuntlarimiz 0,01 ohm va kuchaytirgichlarimiz 40 ga teng. Shuning uchun 1 amper shunt bo'ylab 10 mV kuchlanish hosil qiladi, keyinchalik u 400 mVgacha kuchayadi.

Shunt kuchaytirgichlarining chiqishlari doimiy konvertatsiya rejimida ishlaydigan STM32F407 12bitli ADClar tomonidan o'qiladi. ADC -lar har bir shuntni 110KSPS da namuna olish uchun o'rnatiladi va DMA tekshiruvi konvertatsiyani avtomatik ravishda RAMdagi 11 so'zli dumaloq buferga yozadi. Agar joriy o'lchov zarur bo'lsa, biz bu 11 so'zli buferning o'rtacha qiymatini qaytaradigan funktsiyani chaqiramiz.

Biz har PID iteratsiyasini (10 KGts) joriy o'lchovlarni talab qilayotganimiz uchun, lekin 11 so'zli ADC buferlarini 110 KGts tezlikda to'ldirganimiz uchun, biz har PID iteratsiyasidan to'liq yangi ma'lumotlarni olishimiz kerak. O'rtacha filtrdan foydalanishning sababi shundaki, PWM -ni almashtirish aralashmaga tiqinlarni kiritishi mumkin va median filtrlar soxta ADC namunalarini juda samarali yo'q qiladi.

Bu erda ta'kidlash kerak bo'lgan muhim nuqta: biz hozirgi o'lchovlar uchun H-ko'prigining qaysi oyog'idan foydalanamiz? Xo'sh, bu bizning qaysi oyog'imiz PWMing ekanligimizga va qaysi biri past darajada ushlab turilishiga bog'liq. Oyoq pastda - biz oqimimizni o'lchashni xohlaymiz, chunki oqim har doim shunt qarshiligidan o'tadi. Taqqoslash uchun, PWMed tomonida, yuqori tomonli MOSFET yoqilgan va past tomoni o'chirilgan bo'lsa, past yon shunt orqali oqim o'tmaydi. Shunday qilib, biz invertorning chiqish polaritesiga qarab, qaysi oyog'ini o'lchayotganimizni o'zgartiramiz. Siz buni rasmda aniq ko'rishingiz mumkin, ma'lum vaqt ichida shunt kuchaytirgichlaridan birining chiqishi. Shubhasiz, biz silliq bo'lguncha o'qishni xohlaymiz.

Hozirgi o'qishlarimizni tuzatishga yordam berish uchun. Men STM32F407 raqamli-analogli konvertorni o'rnatdim. Men hozirgi o'qishlarni yozdim va chiqishni qamrab oldim. Buni oxirgi rasmda ko'rishingiz mumkin, ko'k - bufer bufer rezistoridagi kuchlanish (ya'ni chiqish oqimi/1.1ohms) va qizil signal - bizning DAC chiqishimiz.

5 -qadam: Chiqishni filtrlash

Chiqishni filtrlash
Chiqishni filtrlash
Chiqishni filtrlash
Chiqishni filtrlash

Chiqish filtri dizaynning asosiy qismidir. Bizga bu xususiyatlar kerak:

  1. Barcha yuqori chastotali kommutatsiyani blokirovka qiling, lekin 50 Gts signalni o'tkazing
  2. Kam yo'qotishlar
  3. Rezonans uchun emas!
  4. Tegishli toklar va kuchlanishlar bilan kurashish

F - D davridagi PWM signalining 0 - V zaryadlanish voltlari orasidagi to'rtinchi o'zgarishi: (D x Vsupply) + F asosiy chastotadagi sinus to'lqinlar va undan keyin harmonik.

Bu ajoyib! Bu shuni anglatadiki, agar biz PWM signalini PWM asosini va yuqoridagi hamma narsani bloklaydigan past o'tkazgichli filtr orqali o'tkazsak. Bizda faqat shahar kuchlanish atamasi qoldi. Ish tsiklini o'zgartirib, biz tushuntirgandek 0 - Vsupply o'rtasida istalgan kuchlanishni osonlikcha ishlab chiqarishimiz mumkin.

Yuqorida aytib o'tilgan xususiyatlarga asoslanib, biz chiqish filtrini loyihalashimiz mumkin. Yo'qotishlarning oldini olish uchun minimal qarshilik bilan ishlab chiqarilgan past o'tkazgichli filtr kerak. Shuning uchun biz faqat induktor va kondansatkichlardan foydalanamiz. Agar biz rezonansli chastotani 1-2 KGts oralig'ida tanlasak, biz rezonansdan qochamiz, chunki biz bu chastotaga yaqin signal bermaymiz. Mana bizning filtr dizaynimiz. Biz chiqishni C1 kuchlanish sifatida qabul qilamiz.

L1 = L2 = 440uH, C1 = 8.4uF ni tanlab, biz rezonans chastotasini 1,85KHz hisoblaymiz. Bu ham haqiqiy komponentli qiymatlar.

Bizning induktorlar biz kutayotgan oqimlarga to'yingan bo'lmasligini ta'minlash juda muhimdir. Men ishlatgan induktorlarda 3A to'yinganlik oqimi mavjud. Bu bizning kontaktlarning zanglashiga olib keladigan cheklovchi omil bo'ladi. Kondensatorning kuchlanish darajasini ham hisobga olish kerak. Men 450v kuchlanishli keramikadan foydalanaman, bu juda yaxshi!

Lodspice (bir oz boshqacha L/C qiymatlari uchun) LTspice yordamida yaratilgan. Bu bizga har xil kirish chastotalarida etkazilgan susayishni ko'rsatadi. Biz 1,8 kHz chastotali rezonansni aniq ko'rishimiz mumkin. Bu shuni ko'rsatadiki, 50 gigagertsli signal deyarli butunlay qo'shilmagan, men sizga aytamanki, 45 kHz chastotali signal 54 dB ga susayadi!

Shunday qilib, biz PWM tashuvchisi chastotasini ~ 45KHz bo'lishini tanlaylik. Yuqori PWM tashuvchisi chastotalarini tanlab, filtr chastotasini balandroq qilish mumkin. Bu yaxshi, chunki bu L va C qiymatlarini kichikroq qiladi. Bu shuni anglatadiki, kichikroq va arzonroq komponentlar. Salbiy tomoni shundaki, yuqori PWM kommutatsiya chastotalari tranzistor kalitlarida katta yo'qotishlarga olib keladi.

6 -qadam: Faza va chastotani sinxronlashtirish

Sinxronizatsiya fazasi va chastotasi
Sinxronizatsiya fazasi va chastotasi
Sinxronizatsiya fazasi va chastotasi
Sinxronizatsiya fazasi va chastotasi
Sinxronizatsiya fazasi va chastotasi
Sinxronizatsiya fazasi va chastotasi

Tarmoq fazasini va chastotasini sinxronlashtirish - bu tarmoqli invertorni yaratadi. Tarmoq signalini aniq bosqichli kuzatishga erishish uchun biz PLL (Phase Locked Loop) raqamli dasturidan foydalanamiz. Biz buni quyidagicha qilamiz:

  1. Tarmoq voltajidan namuna olish
  2. Mahalliy 50 gigagertsli sinusoidal signalni ishlab chiqarish
  3. Mahalliy signal va tarmoq signali o'rtasidagi fazani solishtirish
  4. 2 signal orasidagi fazalar farqi nol bo'lgunga qadar mahalliy signal chastotasini sozlash

1) Tarmoq voltajidan namuna olish

Biz tarmoqdagi kuchlanishni o'qish uchun 3 -ADC kanalini sozlaymiz. Buni biz transformator kranini rasmda ko'rsatilgandek bo'linish orqali olamiz. Bu taxminan 1.65v o'zgaruvchan o'lchovli kuchlanishni ta'minlaydi, bu aniq tarmoq voltajini ifodalaydi.

2) Mahalliy 50 gigagertsli sinusoidal signalni ishlab chiqarish O'zimizning 50 gigagertsli sinus to'lqinini ishlab chiqarish oson. Biz 256 sinusli qiymatlarni qidirish jadvalini saqlaymiz. Bizning simulyatsiya qilingan sinus qiymatimiz jadval bo'ylab asta -sekin aylanadigan qidiruv indeksi yordamida osonlikcha olinadi.

50 gigagertsli signalni olish uchun biz indeksni to'g'ri tezlikda oshirishimiz kerak. Ya'ni 256 x 50Hz = 12, 800/s. Biz buni 168 MGts chastotali taymer 9 yordamida qilamiz. 168 MGts/12800 = 13125 soat belgisini kutib, biz o'z indeksimizni kerakli tezlikda ko'taramiz.

3) Mahalliy signal va tarmoq signali o'rtasidagi fazani solishtirish Bu ajoyib qism! Agar cos (wt) x sin (wt) mahsulotini 1 davrga birlashtirsangiz, natija nolga teng bo'ladi. Agar fazalar farqi 90 darajadan boshqacha bo'lsa, siz nolinchi raqamni olasiz. Matematik jihatdan:

Integral [Asin (t) x Bsin (t + φ)] = Ccos (φ)

Bu ajoyib! Bu bizga tarmoq signalini sin (ωt) ni mahalliy signalimiz sin (⍵t + φ) bilan solishtirish va qiymat olish imkonini beradi.

Ammo hal qilinishi kerak bo'lgan muammo bor: agar biz signallarimizni bosqichma -bosqich ushlab turishni istasak, Ccos (φ) muddatini maksimal darajada ushlab turish uchun mahalliy chastotani sozlashimiz kerak. Bu juda yaxshi ishlamaydi va biz fazani yomon kuzatamiz. Buning sababi, ɑcos (φ) ning d/dφ si = 0 da 0 ga teng. Bu shuni anglatadiki, Ccos (φ) atamasi o'zgarishlar o'zgarishi bilan unchalik farq qilmaydi. Bu mantiqiymi?

Tanlangan tarmoq signalini fazaga 90 gradusga bosqichma -bosqich siljitib, cos (ωt + φ) ga aylantirish yaxshiroqdir. Keyin bizda bu bor:

Integral [Asin (t) Bcos (t + φ)] = Csin (φ)

90 graduslik fazali siljishni kiritish oson, biz ADC kuchlanish namunalarini buferning bir uchiga joylashtiramiz va 90 graduslik o'zgarishlar siljishiga mos keladigan bir qancha namunalarni keyinchalik chiqaramiz. Tarmoq chastotasi 50 Gts dan deyarli farq qilmagani uchun oddiy vaqtni kechiktirish texnikasi ajoyib ishlaydi.

Endi biz 90 graduslik o'zgaruvchan tarmoq signalini mahalliy signalimiz bilan ko'paytiramiz va mahsulotning ajralmas qismini oxirgi davrda saqlaymiz (ya'ni oxirgi 256 qiymatdan yuqori).

Agar biz ikkita signal bir -biridan 90 daraja aniq saqlansa, biz bilgan natija nolga teng bo'ladi. Bu hayratlanarli, chunki u biz faqat tarmoq signaliga qo'llagan fazali siljishni bekor qiladi. Tushuntirish uchun, ajralmas atamani maksimal darajaga ko'tarish o'rniga, biz uni nol qilib qo'yishga harakat qilyapmiz va biz tarmoq signalini bosqichma -bosqich o'zgartiramiz. Ushbu 2 ta o'zgarish bilan kiritilgan 90 graduslik o'zgarishlar bir -birini bekor qiladi.

Shunday qilib, agar Integral_Result <0 bo'lsa, biz bilamizki, biz mahalliy osilator chastotasini tarmoqqa qaytarish uchun oshirishimiz kerak va aksincha.

4) Mahalliy signal chastotasini sozlash Bu bit oson. Biz indeks orqali o'sish orasidagi vaqtni to'g'rilaymiz. Biz fazalar farqini qanchalik tez tuzatishni cheklaymiz, aslida soxta ovchilarni filtrlaydi. Biz buni juda kichik I muddat bilan PI tekshiruvi yordamida qilamiz.

Va bu ham. Biz mahalliy sinus to'lqinli osilatorni (chiqish oqimining belgilangan nuqtasini o'rnatadi) tarmoq voltajining fazali bo'lishi uchun qulfladik. Biz PLL algoritmini qo'lladik va u tush kabi ishlaydi!

Mahalliy osilatorimizning chastotasini oshirish tarmoq signaliga qo'yiladigan o'zgarishlar siljishini ham kamaytiradi. Chastotani to'g'rilashini +/- 131 ta belgiga (+/- ~ 1%) cheklab qo'yganimiz uchun, biz faza siljishiga eng ko'p +/- 1 ° ta'sir ko'rsatamiz. Fazalar sinxronlashganda, bu umuman ahamiyat bermaydi.

Nazariy jihatdan, agar tarmoq chastotasi 0,5 Gts dan oshsa, biz fazali qulfni yo'qotamiz. Bu bizning mahalliy osilator chastotasini qanchalik sozlashimiz mumkinligi haqidagi yuqoridagi cheklovimiz tufayli. Biroq, agar tarmoq ishlamay qolmasa, bunday bo'lmaydi. Bizning orollarga qarshi himoyamiz, baribir, shu nuqtada ishga tushadi.

Biz signallarni bosqichidan ofsetdan boshlash uchun qo'limizdan kelganicha harakat qilish uchun boshidanoq nolni kesib o'tishni aniqlaymiz.

7-qadam: Orolga qarshi

Orollarga qarshi
Orollarga qarshi

Vikipediyada orol va orolga qarshi texnikalar haqida ajoyib maqola bor. Bu, shuningdek, bu mavzu haqida gap ketganda, odamlar kerak bo'lgandan ko'ra ko'proq xirillashini va chayqalishini anglatadi. "Oh, siz o'zingiz tarmoqli inverterni qura olmaysiz, siz kimnidir o'ldirasiz va hokazo."

Vikipediya maqolasida yaxshiroq tushuntirilgandek, biz bir nechta xavfsizlik choralarini qo'llaymiz, ular birgalikda etarli darajada himoya qiladi (menimcha):

  1. Past/ortiqcha kuchlanish
  2. Kam/ortiqcha chastota

Biz bu holatlarni biz tanlagan tarmoq voltajini tahlil qilib aniqlashimiz mumkin. Agar biror narsa noto'g'ri bo'lsa, H-ko'prigini o'chiring va narsalar normal holatga qaytishini kuting.

Tavsiya: