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逆變器是如何工作的,逆變電源的工作原理

欄目:電源知識 發(fā)布時間:2022-06-20
逆變器是如何工作的?
  工作原理
  如上圖,是典型的功率逆變器等效圖。圖中,S1到S4的四個開關(guān)構(gòu)成了兩個橋臂,其中S1和S2共用一個橋臂,S3和S4共用另一個橋臂。當(dāng) S1 和 S4 接通,S2 和 S3 斷開時,在它們的負載電阻上可以得到 Uo = Ud。

  在我們的日常生活中,大部分電子產(chǎn)品都是通過開關(guān)電源或其他一些整流電路通過110V或220V交流電將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,而所謂逆變就是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的過程,是一個逆過程整流器轉(zhuǎn)換,所以逆變器以此命名。逆變器給我們的生活帶來了很多便利,比如戶外燒烤、戶外照明、車載冰箱等,都是通過逆變器將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)化為交流電來使用的。下面我們來了解一下逆變器的基本工作原理。

  逆變器是如何工作的?

  工作原理

  如上圖,是典型的功率逆變器等效圖。圖中,S1到S4的四個開關(guān)構(gòu)成了兩個橋臂,其中S1和S2共用一個橋臂,S3和S4共用另一個橋臂。當(dāng) S1 和 S4 接通,S2 和 S3 斷開時,在它們的負載電阻上可以得到 Uo = Ud。相反,當(dāng)S2和S3接通,S1和S4斷開時,負載電阻上可得到Uo=-Ud。像這樣用開關(guān)連續(xù)操作,就可以在負載上得到交流波形,這樣就完成了將直流轉(zhuǎn)換為交流的過程。

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  需要注意的是,同一橋臂上的開關(guān)不能同時連接,以免電源短路,通過改變開關(guān)頻率可以改變交流電的頻率。實際上,上圖中的四個開關(guān)是各種半導(dǎo)體開關(guān)器件的理想模型,逆變器中常見的半導(dǎo)體開關(guān)器件包括晶閘管、場效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。

  電路的開關(guān)器件由N溝道場晶體管和P溝道增強型場效應(yīng)晶體管組成,形成推挽輸出。驅(qū)動信號為低電平L時為P溝道場效應(yīng)管,輸入信號為高電平H時為N溝道場效應(yīng)管。這種交替導(dǎo)通可以避免同一橋臂上的兩個開關(guān)同時導(dǎo)通引起的短路風(fēng)險。工作過程如下:TR3和TR4的場效應(yīng)管來自同一個橋臂,TR5和TR6來自另一個同一個橋臂。由脈沖信號控制的四個開關(guān)導(dǎo)通閉合,產(chǎn)生交變信號,加在變壓器的低壓繞組上。

  結(jié)論

  以上只是逆變器的基本工作原理。在實踐中,逆變器的應(yīng)用絕對要復(fù)雜得多。逆變器完全由主電路、控制電路、驅(qū)動電路和輔助電源組成。

  主電路

  主電路包括完成逆變的各種開關(guān)電路,主要由直流電源(電容)、緩沖器、開關(guān)橋電路、濾波器和變壓器組成,完成能級處理。

  驅(qū)動電路

  根據(jù)控制板的開關(guān)信號,驅(qū)動并保證場效應(yīng)管等開關(guān)器件的可靠通斷。



  控制電路

  采集主電路反饋,實現(xiàn)控制算法和保護策略,獲得開關(guān)信號。

  輔助電路

  控制芯片和驅(qū)動芯片的輔助電源和電路。

  簡而言之,逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備。

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