مبدل dc به ac [100%کاربردی+انواع خروجی ها]

برای اینکه بتونیم از یک منبع تغذیه DC یک منبع تغذیه AC بسازیم (تبدیل DC به AC)، به یک مبدل DC به AC نیاز داریم.

به مداری که کار تبدیل DC  به AC  رو انجام میده مبدل DC به AC میگن.

اصولی که قراره توی این مقاله به اون بپردازیم در دستگاه‌های مختلفی مثل UPS و همچنین اینورترها و سانورترها و استابلایزرهای سوئیچینگ و… مورد استفاده قرار میگیره.

تمام تلاشمون رو کردیم که توی این مقاله با زبانی گویا شما عزیزان رو با نحوه کار یک مبدل dc به ac آشنا کنیم.

انواع توپولوژی سوئیچینگ تبدیل DC به AC

• توپولوژی Half Bridge
• توپولوژی Full Bridge

در توانهای پایین از Half Bridge و در توانهای بالاتر از Full Bridge استفاده میشود.

همینطور که مشاهده میکنید توی توپولوژی Half Bridge بجای 4 المان سوئیچ (igbt یا mosfet) از 2 المان سوئیچ استفاده میشه.

پس بنابراین Half Bridge از Full Bridge اقتصادی تر نخواهد بود و در توانهای پایین ( معمولا کمتر از 500W) از این توپولوژی استفاده میشه.

در تبدیل DC به AC میتوان 4 نمونه خروجی AC از منبع تغذیه DC گرفت.

انواع خروجی های مبدل DC به AC

4 نمونه خروجی AC رو دارید مشاهده میکنید.

خروجی مربعی، مربعی اصلاح شده، سینوسی پله ای و سینوسی واقعی رو توی شکل بالا میبینید.

هزینه توی سینوسی مربعی نسبت به بقیه کمتر و در سینوسی واقعی بالاتر از سایر خروجی ها هستش.

برای تولید شکل موج خروجی سینوسی مربعی مدار کنترل خیلی ساده تری نیازه.

به این ترتیب برای تولید شکل موج خروجی سینوسی واقعی مدار پیشرفته تری مورد نیازمون هست.

در ادامه به شکل موج تایمینگ دیاگرام مبدل DC به AC با خروجی مربعی و همچنین خروجی سینوسی واقعی میپردازیم.

خروجی مربعی مبدل DC به AC

ترانزیستورهای Q1 و Q2 که وظیفه سوئیچ نیم سیکل + رو برعهده دارن توی یک زمان با همدیگه روشن میشن.

همچنین ترانزیستورهای Q3 و Q4 که وظیفه سوئیچ نیم سیکل – رو برعهده دارن با هم توی یه زمان روشن میشن و به این ترتیب موج مربعی تولید میشه.

خروجی سینوسی مبدل DC به AC

برای داشتن خروجی AC باید همچین سیگنالی رو در خروجی داشته باشیم:

پالسهای سمت چپ منجر به ساخت نیم سیکل + خروجی و پالس های سمت راست منجر به ساخت نیم سیکل منفی خروجی میشن.

به این مجموعه پالس SPWM میگن.

حالا بررسی میکنیم که پالس SPWM چجور ساخته میشه.

طراح‌های مدار برای ساخت SPWM از ترکیب دو سیگنال مثلثی و سینوسی استفاده میکنن.

سیگنال مثلثی به عنوان سیگنال حامل و سیگنال سینوسی به عنوان سیگنال رفرنس استفاده میشه.

سیگنال سینوسی رو به ورودی مثبت اپ‌امپ مقایسه گر میدن و سینگال مثلثی رو به ورودی منفیش میدن.

زمانهایی که سیگنال سینوسی از سیگنال مثلثی مثبت تر باشه خروجی مقایسه‌گر 1 میشه خروجی مقایسه گر هم به گیت ترانزیستور Q1 متصله.

نات خروجی مقایسه‌گر هم به گیت Q3 متصله این باعث میشه زمانهایی که ترانزیستور Q1=1 هستش ترانزیستور Q3=0 باشه و بالعکس.

برای ترانزیستورهای Q2  و Q4 هم یک اپ‌امپ مقایسه‌گر دیگه رو باید در نظر گرفت.

ورودی منفی به سیگنال مثلثی و ورودی مثبت رو به قرینه سیگنال سینوسی متصل میکنیم.

خروجی این مقایسه‌گر به گیت ترانزیستور Q2  و نات خروجی این مقایسه‌گر به گیت ترانزیستور Q4 میره.

زمانهایی که سیگنال قرینه سینوسی از مثلثی بزرگتر باشه ترانزیستور Q2=1  و Q4=0 میشه.

حالا خروجی رو بررسی میکنیم.

نیم سیکل مثبت :

توی نیم سیکل مثبت زمانهایی که Q1,Q4=1 هستن در خروجی جریان داریم(جهت جریان طبق شکل).

نیم سیکل منفی :

و توی نیم سیکل منفی زمانهایی که ترانزیستور Q2,Q3=1 هستن جریان توی خروجی برقراره اما به صورت معکوس.

نکته: هرچه فرکانس مثلثی بیشتر باشه شکل موج جریان توی خروجی به AC نزدیکتر میشه.

در انتها با مدار انتگرال‌گیر شکل موج مربعی رو به مثلثی تبدیل و مجددا با انتگرال‌گیری از شکل موج مثلثی، شکل موج سینوسی میسازیم.

اگه تمایل دارید  در خصوص انواع UPS ها و نکات مهم در زمینه تعمیر آنها اطلاعات بیشتری کسب کنید پیشنهاد میکنم به دوره جامع تعمیر بردهای الکترونیکی رجوع کنید.برای مشاهده سرفصل ها و پیشنمایش دوره لینک زیر رو دنبال کنید .

دوره تعمیرات برد الکترونیکی 

کانال مارو در  آپارات دنبال کنید.