Invertteripääteasteen suunnittelu

Invertteritekniikalla voidaan toteuttaa nykyaikainen, monipuolinen ja tehokas pääteaste moneen eri käyttötarkoitukseen. Tässä työssä suunnitellaan invertteripääteaste mittalaite- ja virtalähdesovelluksiin. Suunnittelussa otetaan huomioon muunneltavuus, valmistuskustannukset ja mitat. Näiden kriteerien lisäksi pääteaste suunnitellaan niin, että se täyttää mittalaite- ja virtalähdesovelluksien vaatimat standardit. Pääteasteen teho rajoittuu 500 VA:iin, mutta vaatimukset lähtöjännitteen erimuotoisuudelle aiheuttavat suunnittelulle omat vaikeutensa. Työssä täytyy tutkia, minkälainen tuloaste, invertteri, suodin ja lähtöaste sopivat parhaiten pääteasteen toteutukseen. Sopivien topologioiden löydyttyä pääteaste simuloidaan tietokoneella, jonka jälkeen voidaan suunnitella prototyyppi käytännön testauksia varten. Suunnittelussa päädyttiin seuraaviin topologioihin: Tuloasteeksi valittiin PFC-piiri, joka on nykyaikana pakollinen invertterikäytössä, koska verkkoon palaavat harmoniset yliaaltokomponentit täytyy suodattaa. Invertteritopologiaksi valittiin kokosiltainvertteri, jolla saadaan parhaiten muutettua lähtöjännitteen taajuutta ja amplitudia. Suodintopologiaksi valittiin LC-suodin, jolla saadaan tehokkaasti suodatettua invertterin aiheuttamat harmoniset yliaallot. Lähtöön sijoitetaan muuntaja, jonka muuntosuhdetta muuntamalla saadaan lähtöjännite halutuksi eri käyttötarkoituksia varten.

With inverter technology you can create a modern, versatile and efficient power stage for many different purposes. In this Master’s thesis there is planned the inverter power stage for measurement equipment and power supply applications. The planning takes into consideration the modifiability, manufacturing costs and dimensions. In according to these criteria, the power stage is planned so that it meets required standards for measurement equipment and power supply applications. Power of the power stage is limited to 500 VA but the requirements for the output voltage cause certain difficulties in planning. In this Master’s thesis you have to investigate what kind of income level, inverter, filter and output level are the best ones for the power stage. After suitable topologies have been discovered, the power stage will be simulated by a computer and after that you can plan the prototype for practical tests. The conclusion was: PFC circuit which is nowadays obligatory in inverter use was selected to income level because the network harmonics must be filtered. Full bridge inverter was selected to inverter topology because with full-bridge inverter you can best modify output voltage frequency and amplitude. LC filter was selected to filter topology, because with LC filter you can effectively filter harmonics caused by an inverter. The transformer is placed to output because with it you can change the conversion ratio so that the output voltage is suitable for various uses.