Jak działają inwertery
1. Prąd stały może zostać przekształcony w prąd zmienny za pomocą obwodu oscylacyjnego;
2. Uzyskany prąd zmienny jest następnie wzmacniany przez cewkę (w tym momencie otrzymuje się prąd zmienny o przebiegu prostokątnym);
3. Prostowanie uzyskanego prądu zmiennego w celu uzyskania przebiegu sinusoidalnego.
AC-DC jest stosunkowo proste, wiemy, że diody mają jednokierunkową przewodność. Ta cecha diod może być wykorzystana do utworzenia mostka, tak aby jeden koniec zawsze przewodził prąd do wewnątrz, a drugi koniec zawsze przewodził prąd na zewnątrz, co skutkuje napięciem stałym o sinusoidalnej zmianie napięcia. Jeśli potrzebujesz gładkiego prądu stałego i prostowania, łatwym sposobem jest podłączenie kondensatora.
Inwerter to przetwornik DC na AC, który w rzeczywistości jest procesem odwracania napięcia z użyciem adaptera. Adapter przekształca napięcie AC z sieci głównej na stabilne 12V DC, a inwerter przekształca 12V DC wyjściowe z adaptera na wysokoczęstotliwościowe wysokie napięcie AC; obie części wykorzystują również technologię modulacji szerokości impulsu (PWM), która jest obecnie coraz częściej stosowana. Jego kluczową częścią jest zintegrowany kontroler PWM, adapter używa UC3842, a inwerter układu TL5001. Zakres napięcia roboczego TL5001 wynosi 3,6~40V. Wyposażony jest w wzmacniacz błędu, regulator, oscylator, generator PWM z kontrolą strefy martwej, układ ochrony przed niskim napięciem oraz układ ochrony przed zwarciem.
Część interfejsu wejściowego:
Część wejściowa ma 3 sygnały: 12V DC wejście VIN, napięcie włączające ENB oraz sygnał sterowania prądem panelu DIM. VIN jest dostarczane przez adapter, napięcie ENB jest dostarczane przez MCU na płycie głównej, jego wartość to 0 lub 3V, gdy ENB=0, inwerter nie działa, a gdy ENB=3V, inwerter jest w normalnym stanie pracy; natomiast napięcie DIM jest dostarczane przez płytę główną i mieści się w zakresie od 0 do 5V. Gdy różne wartości DIM są zwracane do terminala sprzężenia zwrotnego kontrolera PWM, prąd dostarczany przez inwerter do obciążenia również się zmienia. Im mniejsza wartość DIM, tym większy prąd wyjściowy inwertera.
Obwód startu napięcia:
Gdy ENB jest na wysokim poziomie, wysyła wysokie napięcie do zapalenia lampy podświetlającej panel.
Kontroler PWM:
Składa się z następujących funkcji: wewnętrzne napięcie odniesienia, wzmacniacz błędu, oscylator i PWM, ochrona przed przepięciem, ochrona przed niskim napięciem, ochrona przed zwarciem oraz tranzystor wyjściowy.
Konwersja DC:
Obwód konwersji napięcia składa się z tranzystora MOS i cewki magazynującej energię. Impuls wejściowy jest wzmacniany przez wzmacniacz push-pull, a następnie steruje tranzystorem MOS, który wykonuje przełączanie, dzięki czemu napięcie DC ładuje i rozładowuje cewkę, co pozwala na uzyskanie napięcia AC na drugim końcu cewki.
Oscylacja LC i obwód wyjściowy:
Zapewnia napięcie 1600V potrzebne do zapalenia lampy oraz obniża napięcie do 800V po jej zapaleniu.
Sterowanie sprzężeniem zwrotnym napięcia wyjściowego:
Gdy obciążenie pracuje, napięcie pomiarowe jest zwracane, aby ustabilizować napięcie wyjściowe inwertera. W rzeczywistości można to sobie wyobrazić. Istnieją elementy elektroniczne wymagające elektrod dodatnich i ujemnych, rezystory i cewki zazwyczaj nie są potrzebne. Jeśli dioda jest uszkodzona, może ulec przepaleniu. Dopóki napięcie jest prawidłowe, zazwyczaj nie ma problemu. Tranzystor nie będzie przewodził. Dioda Zenera ulegnie uszkodzeniu, jeśli polaryzacja zostanie odwrócona, ale zazwyczaj niektóre obwody są chronione przez jednokierunkową przewodność diody. Kondensator ma bieguny dodatni i ujemny, są to kondensatory elektrolityczne. Jeśli polaryzacja jest poważnie odwrócona, obudowa może pęknąć.
Główny element to dioda. Tranzystor przełączający, transformator oscylatora, pomiar. Tranzystor szerokopasmowy. Istnieje również zasada obwodu przełączającego, takiego jak rezystancja i pojemność obwodu oscylacyjnego.
Wybór głównych elementów mocy inwertera jest bardzo ważny. Obecnie najczęściej stosowanymi elementami mocy są tranzystory Darlingtona (BJT), tranzystory polowe mocy (MOSFET), izolowane tranzystory bramkowe (IGBT) oraz tyrystory wyłączające (GTO) itp. MOSFET-y są częściej stosowane w systemach niskonapięciowych o małej mocy. Ponieważ MOSFET-y mają niższy spadek napięcia w stanie włączenia i wyższą częstotliwość przełączania, moduły IGBT są zazwyczaj stosowane w systemach wysokiego napięcia i dużej mocy. Wynika to z faktu, że wraz ze wzrostem napięcia rośnie rezystancja w stanie włączenia MOSFET-a, podczas gdy IGBT ma większą przewagę w systemach średniej mocy. W systemach o bardzo dużej mocy (powyżej 100KVA) zazwyczaj stosuje się GTO jako element mocy dużej mocy: FET lub IGBT, transformator, kondensator, dioda, komparator oraz układ głównego sterowania, taki jak 3525. Inwerter AC-DC-AC ma również prostowanie i filtrację. Wielkość mocy i dokładność są związane ze złożonością obwodu. Można spojrzeć na ładowarkę do telefonu komórkowego, to jest mały zasilacz impulsowy!
IGBT (izolowany tranzystor bipolarowy z bramką) jako nowy typ półprzewodnikowego urządzenia mocy sterowanego polowo z samowyłączaniem, łączy wysoką szybkość działania tranzystora MOSFET mocy oraz niską rezystancję urządzeń bipolarnych. Ma wysoką impedancję wejściową, niskie zużycie mocy sterowania napięciem oraz prosty układ sterujący, wysoką odporność na napięcie, wysoką odporność na prąd i inne cechy. Jest szeroko stosowany w różnych przekształtnikach mocy. Jednocześnie główni producenci półprzewodników nieustannie rozwijają technologie wysokiego napięcia, wysokiego prądu, dużej szybkości, niskiego spadku napięcia nasycenia, wysokiej niezawodności i niskich kosztów dla IGBT.
