ما هو عمل محوّل مرشح LC؟

مُحوِّل LC مع المرشح هو دارة كهربائية تجمع بين وظائف المحوِّل والمرشح. الوظيفة الرئيسية لمُحوِّل LC مع المرشح هي تحويل الطاقة الكهربائية المستمرة (DC) من مصدر مثل البطارية إلى طاقة كهربائية متناوبة (AC) مناسبة لتشغيل الأجهزة الكهربائية، مع ترشيح الإخراج لتحسين جودة موجة التيار المتناوب. فيما يلي وصف مفصل لكيفية عمل مُحوِّل LC مع المرشح:

مكونات مُحوِّل LC مع المرشح

الجزء المعكوس

يقوم الجزء المعكوس بتحويل الإدخال المستمر إلى إخراج متناوب. يتم هذا عادةً عن طريق تشغيل وإيقاف مفتاح شبه موصل، مثل MOSFET أو IGBT، بشكل سريع لإنشاء موجة مربعة أو موجة تعديل العرض النبضي (PWM).

جزء المرشح LC

يتكون المرشح LC من مكثف (L) ومكثف (C) متصلين على التوالي أو بالتوازي. دور هذا المرشح هو تمهيد حواف الموجة المربعة أو موجة PWM التي تم إنشاؤها بواسطة الجزء المعكوس، مما يؤدي إلى إخراج موجة جيبية أكثر نقاءً.

مبدأ عمل مُحوِّل LC مع المرشح

تحويل DC إلى AC

يقوم الجزء المعكوس بتحويل الجهد المستمر للإدخال إلى موجة متناوبة. هذه عادة ما تكون موجة مربعة أو إشارة PWM غنية بالمتناسقات، والتي ليست مثالية للأجهزة الإلكترونية الحساسة.

ترشيح الإخراج

ثم يقوم جزء المرشح LC بتحسين إخراج الجزء المعكوس:

• دور المكثف (L) هو حجب المكونات ذات التردد العالي والسماح بالمكونات ذات التردد المنخفض (التردد الأساسي لإشارة AC).

• دور المكثف (C) هو حجب المكونات ذات التردد المنخفض والسماح بالعبور للمكونات ذات التردد العالي، مما يؤدي إلى ترشيح الضوضاء غير المرغوب فيها والمتناسقات عالية التردد.

• معًا، تتكون العناصر L و C من دائرة مرنصة ترشح بشكل انتقائي الترددات غير المرغوب فيها، مما يترك موجة أكثر سلاسة وأقرب إلى الجيبية.

تحسين جودة الموجة

من خلال ترشيح الإخراج، يضمن مُحوِّل LC مع المرشح أن تكون موجة التيار المتناوب أقرب إلى موجة جيبية خالصة، وهو أمر حاسم للأجهزة الإلكترونية الحساسة التي تتطلب تياراً متناوباً نقياً.

تقليل التداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الراديو

يمكن أيضًا للمراشح LC أن تقلل من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والتداخل الراديو (RFI) عن طريق ترشيح الضوضاء ذات التردد العالي التي يمكن أن تؤثر على الأجهزة الإلكترونية الأخرى.

جهد إخراج مستقر

على الرغم من أنها ليست الوظيفة الأساسية، يمكن للمراشح LC أيضًا أن تساعد في استقرار جهد الإخراج إلى حد ما، مما يضمن أن تبقى سعة موجة التيار المتناوب نسبيًا ثابتة رغم التغيرات في الحمل أو الجهد الإدخالي.

تطبيق

يتم استخدام مُحوِّلات LC مع المرشح في مجموعة متنوعة من الحالات التي تتطلب طاقة كهربائية متناوبة عالية الجودة:

• أنظمة الطاقة المتجددة: في أنظمة الألواح الشمسية والمضخات الرياحية، يحتاج التيار المستمر الذي يتم إنتاجه إلى التحويل إلى تيار متناوب لتوصيله بشبكة الكهرباء أو للاستخدام المنزلي.

• أنظمة النسخ الاحتياطي للبطاريات: في أنظمة الطاقة غير القابلة للتوقف (UPS) وأنظمة النسخ الاحتياطي الطارئة.

• المولدات المحمولة: توفر طاقة كهربائية متناوبة نظيفة لرحلات التخييم أو المواقع البعيدة للعمل.

• أجهزة منزلية: تزويد الأجهزة الإلكترونية الحساسة بطاقة كهربائية متناوبة مستقرة ونظيفة.

ملخص

يشمل عمل مُحوِّل LC مع المرشح تحويل الطاقة الكهربائية المستمرة إلى طاقة متناوبة ثم ترشيح الإخراج لإنتاج موجات كهربائية متناوبة عالية الجودة مناسبة لتشغيل مجموعة واسعة من الأجهزة الكهربائية والإلكترونية. الجمع بين الجزء المعكوس وجزء المرشح LC يضمن أن يكون الإخراج نظيفًا وخاليًا من المتناسقات غير المرغوب فيها والضوضاء.