Після того, як ви отримали інвертор, вам краще знати, як працює інвертор. Як усім відомо, багато електронних пристроїв використовують 110В або 220В змінного струму через імпульсний блок живлення або інші випрямлячі для перетворення змінного струму в постійний, а так зване інвертування — це процес перетворення постійного струму в змінний, що є зворотним процесом випрямлення, тому інвертор отримав свою назву. Інвертори приносять нам багато зручностей у повсякденному житті, наприклад, для барбекю на відкритому повітрі, зовнішнього освітлення, автомобільних холодильників тощо, які всі працюють за рахунок перетворення постійного струму з акумуляторів у змінний через інвертори. Тут я хотів би представити основний принцип роботи силового інвертора.
Принцип роботи
Як ви бачите, це типовий еквівалентний діаграм силових інверторів. На схемі чотири перемикачі від S1 до S4 утворюють два місткові плечі, де S1 і S2 належать одному плечу, а S3 і S4 — іншому. Коли S1 і S4 з’єднані, а S2 і S3 розімкнені, на навантаженні можна отримати Uo = Ud. Навпаки, коли S2 і S3 з’єднані, а S1 і S4 розімкнені, на навантаженні буде Uo = -Ud. Безперервне перемикання таким чином дозволяє отримати змінний струм на навантаженні, що завершує процес перетворення постійного струму в змінний, як показано на наступній схемі.
Вам слід знати, що перемикачі в одному плечі не можна вмикати одночасно, щоб уникнути короткого замикання джерела живлення, а частоту змінного струму можна регулювати, змінюючи частоту перемикання. Зазвичай чотири перемикачі на схемі є ідеалізованими моделями різних напівпровідникових комутаційних пристроїв, серед яких поширені тиристори, польові транзистори та ізольовані біполярні транзистори з керованим затвором (IGBT). Наприклад, на наступній схемі показана комутаційна схема, що складається з польового транзистора.
Як видно на зображенні, комутаційний пристрій схеми складається з N-канального польового транзистора та P-канального підсилювального польового транзистора, які утворюють вихід типу push-pull. Коли керуючий сигнал низький (L), працює P-канальний польовий транзистор, а при високому вхідному сигналі (H) — N-канальний польовий транзистор. Така почерговість проведення струму запобігає ризику короткого замикання, що може виникнути при одночасному ввімкненні двох перемикачів одного плеча. Процес роботи такий: польові транзистори TR3 і TR4 належать одному плечу, TR5 і TR6 — іншому. Проведення чотирьох перемикачів, керованих імпульсними сигналами, створює змінний сигнал, який подається на низьковольтну обмотку трансформатора, а на високовольтній обмотці індукується високовольтний змінний струм, що завершує перетворення постійного струму в змінний.
Висновок
Тепер ви знаєте основний принцип роботи інверторів. На практиці застосування інверторів значно складніше. Сонячний інвертор повністю складається з основної схеми, керуючої схеми, схеми керування та допоміжного живлення.
- Основна схема
Основна схема включає різні комутаційні ланцюги для завершення інвертування, які складаються з джерела постійного струму (конденсатора), буфера, комутаційного містка, фільтра та трансформатора для обробки енергетичного рівня. - Схема керування
Керує та забезпечує надійне вмикання/вимикання польових транзисторів та інших комутаційних пристроїв відповідно до сигналу керування. - Керуюча схема
Збирає зворотний зв’язок з основної схеми, реалізує алгоритми керування та стратегії захисту, а також отримує сигнали перемикання. - Допоміжна схема
Допоміжне живлення та схема для керуючого та драйверного чіпів.
Отже, інвертор — це пристрій, який перетворює постійний струм у змінний.
