Инверторная схема — это сердце инвертор мощности , отвечающий за преобразование мощности постоянного тока (постоянного тока) в мощность переменного тока (переменного тока). Понимание того, как работает схема инвертора, имеет решающее значение для понимания функциональности силового инвертора.
Компоненты схемы инвертора:
Транзисторы:
Транзисторы — это полупроводниковые устройства, служащие электронными переключателями в цепи инвертора. Они отвечают за преобразование входного напряжения постоянного тока в пульсирующий или модулированный сигнал постоянного тока. В силовых инверторах в качестве коммутационных компонентов используются либо полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET), либо биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).
Транзисторы быстро включаются и выключаются, создавая сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), который чередуется между высоким и низким состояниями, имитируя переключение между положительными и отрицательными циклами сигнала переменного тока.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ):
ШИМ — это метод управления, используемый в схеме инвертора для регулировки ширины импульсов напряжения, генерируемых транзисторами. Изменяя ширину импульсов, инвертор может управлять как амплитудой, так и частотой выходного сигнала переменного тока.
Например, чтобы создать выходной переменный ток частотой 60 Гц из входного постоянного тока, инвертор может соответствующим образом модулировать ширину импульсов. Более широкие импульсы создают более высокое напряжение, а более узкие — более низкое.
Трансформатор (опционально):
В некоторых силовых инверторах, особенно предназначенных для высоких уровней мощности, в цепь инвертора может быть включен трансформатор. Трансформатор используется для повышения или понижения напряжения в соответствии с желаемым выходным напряжением переменного тока.
Трансформаторы помогают обеспечить изоляцию между входом и выходом и поддерживать напряжение переменного тока на желаемом уровне. Это особенно важно для силовых инверторов, используемых в сетевых приложениях.
Фильтрующие компоненты:
Компоненты фильтрации, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, используются для сглаживания пульсирующей формы сигнала постоянного тока, создаваемой транзисторами. Они помогают снизить гармоники и шум на выходе переменного тока, что приводит к более чистой и стабильной форме сигнала.
Конденсаторы накапливают энергию и выделяют ее при падениях напряжения, а катушки индуктивности противостоят изменениям тока, что помогает поддерживать стабильный выходной сигнал.
Работа инверторной схемы:
Преобразование постоянного тока в переменный:
Схема инвертора работает путем быстрого включения и выключения транзисторов в соответствии с желаемой формой выходного сигнала. Когда транзистор включен, он позволяет току течь через него, создавая положительный полупериод сигнала переменного тока. При выключении ток прерывается, создавая отрицательный полупериод.
Точно контролируя время и продолжительность этих переключений, инвертор генерирует сигнал, который очень напоминает синусоидальный сигнал для инверторов с чистой синусоидой или модифицированный прямоугольный сигнал для инверторов с модифицированной синусоидой.
Контроль частоты и амплитуды:
Микроконтроллер или схема управления инверторной схемы регулирует выходную частоту и амплитуду, регулируя ширину и частоту импульсов, генерируемых транзисторами. Это управление позволяет инвертору создавать выходные напряжения и частоты, соответствующие требованиям подключенной нагрузки.
Некоторые усовершенствованные силовые инверторы также могут синхронизировать свою выходную частоту с внешним заданием, например с частотой сети в приложениях с привязкой к сети.
Выходной каскад:
После ШИМ-модуляции и преобразования напряжения (при наличии трансформатора) сигнал переменного тока подается на выходную секцию силового инвертора. В этом разделе обычно содержатся выходные клеммы, розетки или розетки, к которым можно подключать устройства с питанием от переменного тока.
Прежде чем достичь этих выходных точек, сигнал переменного тока может пройти через дополнительные компоненты фильтрации для дальнейшего улучшения его качества и уменьшения искажений.
Защита и мониторинг:
Схема инвертора часто включает в себя функции защиты, обеспечивающие безопасность инвертора и подключенного оборудования. Общие механизмы защиты включают защиту от перегрузки по току, защиту от перенапряжения, защиту от короткого замыкания и тепловую защиту.
Датчики мониторинга и схемы управления постоянно контролируют температуру, напряжение и уровень тока инвертора, позволяя ему реагировать на аномальные условия и отключать или снижать выходную мощность, если это необходимо, чтобы предотвратить повреждение.
● Непрерывная мощность чистой синусоидальной волны 800 Вт и импульсная мощность 1600 Вт.
● Сверхчистая чистая синусоидальная волна. С общими гармоническими искажениями менее 3%.
