Инверторный каскад инвертор мощности является основной частью преобразования мощности постоянного тока в мощность переменного тока. На этом этапе схемы переключения, такие как транзисторы (IGBT), металлооксидные полевые транзисторы (MOSFET) и другие силовые полупроводниковые устройства, используются для достижения точного управления формой выходного сигнала посредством технологии точного управления и модуляции.
Схема переключателя:
Ядром инвертора является схема переключения, которая переключает источник питания постоянного тока на источник переменного тока путем включения и выключения переключающего устройства. Обычно используемые силовые полупроводниковые устройства включают транзисторы (обычно IGBT) и MOSFET. Эти переключающие устройства точно контролируются в инверторе для имитации желаемой формы выходного сигнала.
Рабочий цикл инвертора:
Основной цикл работы инвертора включает две фазы: фазу проводимости и фазу отключения. В фазе проводимости включается коммутационное устройство, пропускающее ток; в фазе отсечки коммутационное устройство отключается, и ток блокируется. Регулируя соотношение времени включения и выключения, можно изменить форму, частоту и напряжение выходного сигнала.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ):
Чтобы улучшить качество выходного сигнала, инверторы обычно используют технологию широтно-импульсной модуляции (ШИМ). ШИМ обеспечивает высокоточное управление формой выходного сигнала путем регулировки времени работы переключающего устройства. В частности, ШИМ переключает коммутационное устройство на определенной частоте и моделирует необходимую форму сигнала переменного тока, регулируя время проводимости в пределах каждого цикла переключения.
Управление формой выходного сигнала:
Конструкция инвертора позволяет инженерам регулировать параметры выходного сигнала, включая частоту, амплитуду и фазу. Такая гибкость позволяет адаптировать инвертор к различным потребностям применения, например, для подачи питания частотой 50 Гц для бытовой техники или питания частотой 60 Гц для промышленного оборудования.
КПД и потери инвертора:
Эффективность инверторного каскада является ключевым моментом при проектировании. В процессе включения и выключения коммутационного устройства будут происходить определенные потери энергии, и от контроля и минимизации этих потерь зависит общая эффективность инвертора. В эффективных конструкциях инверторов обычно используются передовые силовые полупроводниковые устройства и оптимизированные стратегии управления ШИМ для повышения эффективности преобразования энергии.
Контроль тока и напряжения:
Инвертору необходимо не только генерировать сигнал определенной формы, но также необходимо обеспечивать стабильность выходного тока и напряжения. Поэтому системе управления необходимо контролировать выходной сигнал в режиме реального времени и регулировать работу переключающего устройства с помощью механизма обратной связи для поддержания стабильных выходных характеристик.
