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逆變器如何工作？

發布時間:2020-03-23 來源:斯奈特 編輯:Morn 閱讀數:

在我們的日常生活中，大多數電子產品通過開關電源或其他整流電路通過110V或220V交流電使用，將交流電轉換為直流電，所謂的反轉是將直流電轉換為交流電的過程，這是一個反向過程。整流器的轉換，因此逆變器以此命名。逆變器為我們的生活帶來很多便利，例如戶外燒烤，戶外照明，汽車冰箱等，所有這些都通過逆變器將蓄電池中的直流電轉換為交流電來使用。讓我們了解電源逆變器的基本工作原理。

工作準則

逆變器工作原理

如上所示，它是功率逆變器的典型等效圖。在圖中，從S1到S4的四個開關構成兩個橋臂，其中S1和S2共享相同的橋臂，而S3和S4共享另一個相同的橋臂。當S1和S4連接在一起，而S2和S3斷開連接時，可以通過它們的負載電阻得出Uo = Ud。相反，當連接S2和S3，并且斷開S1和S4時，可以在負載電阻上獲得Uo = -Ud。通過這樣的開關連續運行，可以在負載上獲得交流波形，如下圖所示，完成了將直流電轉換為交流電的過程。

逆變器電路及波形圖

需要說明的是，同一橋臂上的開關不能同時連接，以避免電源短路，可以通過改變開關頻率來改變交流電的頻率。實際上，上圖中的四個開關是各種半導體開關器件的理想模型，逆變器中常見的半導體開關器件包括晶閘管，場效應晶體管和絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。例如，下圖是一個由場效應晶體管組成的開關電路。

功率逆變器電路圖

如圖所示，該電路的開關器件由N溝道場晶體管和P溝道增強場效應晶體管組成，構成推挽輸出。當驅動信號為低電平L時，它是P溝道場效應晶體管，而當輸入信號為高電平H時，它是N溝道場晶體管。這種交替導通可以避免由于來自同一橋臂的兩個開關同時導通而造成短路的風險。工作過程如下：TR3和TR4的場效應晶體管來自同一橋臂，TR5和TR6來自另一橋臂。由脈沖信號控制的四個開關的導通閉合以產生交變信號，該交變信號被施加到變壓器的低壓繞組，

結論

逆變器工作原理示意圖

以上僅為逆變器的基本工作原理。實際上，逆變器的應用絕對要復雜得多。逆變器完全由主電路，控制電路，驅動電路和輔助電源組成。

  • 主電路
    主電路包括完成倒相的各種開關電路，主要由直流電源（電容器），緩沖器，開關電橋電路，濾波器和變壓器組成，以完成能級處理。
  • 驅動電路
    根據控制板的開關信號驅動并確保場效應晶體管和其他開關器件的可靠導通/截止。
  • 控制電路
    收集主電路的反饋，實現控制算法和保護策略，并獲得開關信號。
  • 輔助電路
    輔助電源以及控制芯片和驅動器芯片的電路。

簡而言之，逆變器是將直流電轉換為交流電的設備。

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