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逆变器如何工作?

发布时间:2020-03-23 来源:斯奈特 编辑:Morn 阅读数:

在我们的日常生活中,大多数电子产品通过开关电源或其他整流电路通过110V或220V交流电使用,将交流电转换为直流电,所谓的反转是将直流电转换为交流电的过程,这是一个反向过程。整流器的转换,因此逆变器以此命名。逆变器为我们的生活带来很多便利,例如户外烧烤,户外照明,汽车冰箱等,所有这些都通过逆变器将蓄电池中的直流电转换为交流电来使用。让我们了解电源逆变器的基本工作原理。

工作准则

逆变器工作原理

如上所示,它是功率逆变器的典型等效图在图中,从S1到S4的四个开关构成两个桥臂,其中S1和S2共享相同的桥臂,而S3和S4共享另一个相同的桥臂。当S1和S4连接在一起,而S2和S3断开连接时,可以通过它们的负载电阻得出Uo = Ud。相反,当连接S2和S3,并且断开S1和S4时,可以在负载电阻上获得Uo = -Ud。通过这样的开关连续运行,可以在负载上获得交流波形,如下图所示,完成了将直流电转换为交流电的过程。

逆变器电路及波形图

需要说明的是,同一桥臂上的开关不能同时连接,以避免电源短路,可以通过改变开关频率来改变交流电的频率。实际上,上图中的四个开关是各种半导体开关器件的理想模型,逆变器中常见的半导体开关器件包括晶闸管,场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。例如,下图是一个由场效应晶体管组成的开关电路。

功率逆变器电路图

如图所示,该电路的开关器件由N沟道场晶体管和P沟道增强场效应晶体管组成,构成推挽输出。当驱动信号为低电平L时,它是P沟道场效应晶体管,而当输入信号为高电平H时,它是N沟道场晶体管。这种交替导通可以避免由于来自同一桥臂的两个开关同时导通而造成短路的风险。工作过程如下:TR3和TR4的场效应晶体管来自同一桥臂,TR5和TR6来自另一桥臂。由脉冲信号控制的四个开关的导通闭合以产生交变信号,该交变信号被施加到变压器的低压绕组,

结论

逆变器工作原理示意图

以上仅为逆变器的基本工作原理。实际上,逆变器的应用绝对要复杂得多。逆变器完全由主电路,控制电路,驱动电路和辅助电源组成。

  • 主电路
    主电路包括完成倒相的各种开关电路,主要由直流电源(电容器),缓冲器,开关电桥电路,滤波器和变压器组成,以完成能级处理。
  • 驱动电路
    根据控制板的开关信号驱动并确保场效应晶体管和其他开关器件的可靠导通/截止。
  • 控制电路
    收集主电路的反馈,实现控制算法和保护策略,并获得开关信号。
  • 辅助电路
    辅助电源以及控制芯片和驱动器芯片的电路。

简而言之,逆变器是将直流电转换为交流电的设备。

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