Invertorový obvod je srdcom napájací menič , zodpovedný za premenu jednosmerného (jednosmerného prúdu) energie na striedavý (striedavý prúd). Pochopenie toho, ako obvod meniča funguje, je rozhodujúce pre pochopenie funkčnosti meniča energie.
Komponenty invertorového obvodu:
Tranzistory:
Tranzistory sú polovodičové zariadenia, ktoré slúžia ako elektronické spínače v obvode meniča. Sú zodpovedné za konverziu vstupného jednosmerného napätia na pulzujúci alebo modulovaný jednosmerný prúd. Výkonové meniče používajú ako spínacie komponenty buď metal-oxid-polovodičové tranzistory s efektom poľa (MOSFET) alebo bipolárne tranzistory s izolovaným hradlom (IGBT).
Tranzistory sa rýchlo zapínajú a vypínajú a vytvárajú signál modulovaný šírkou impulzu (PWM), ktorý sa strieda medzi vysokými a nízkymi stavmi, čím napodobňuje prepínanie medzi kladnými a zápornými cyklami striedavého prúdu.
Modulácia šírky impulzu (PWM):
PWM je riadiaca technika používaná v invertorovom obvode na nastavenie šírky napäťových impulzov generovaných tranzistormi. Zmenou šírky impulzov môže menič riadiť amplitúdu aj frekvenciu výstupnej krivky striedavého prúdu.
Napríklad na vytvorenie 60 Hz AC výstupu z DC vstupu môže menič zodpovedajúcim spôsobom modulovať šírku impulzov. Širšie impulzy vytvárajú vyššie napätie, zatiaľ čo užšie impulzy vedú k nižšiemu napätiu.
Transformátor (voliteľné):
V niektorých meničoch výkonu, najmä tých, ktoré sú navrhnuté pre vysoké úrovne výkonu, môže byť v obvode meniča zahrnutý transformátor. Transformátor sa používa na zvýšenie alebo zníženie napätia podľa potreby tak, aby zodpovedalo požadovanému výstupnému striedavému napätiu.
Transformátory pomáhajú zabezpečiť izoláciu medzi vstupom a výstupom a zabezpečujú, že striedavé napätie je na požadovanej úrovni. Toto je obzvlášť dôležité pre výkonové meniče používané v aplikáciách spojených so sieťou.
Filtračné komponenty:
Filtračné komponenty, ako sú kondenzátory a induktory, sa používajú na vyhladenie pulzujúceho tvaru jednosmerného prúdu vytvoreného tranzistormi. Pomáhajú znižovať harmonické a šum vo výstupe striedavého prúdu, čo vedie k čistejšiemu a stabilnejšiemu tvaru vlny.
Kondenzátory uchovávajú energiu a uvoľňujú ju počas poklesu napätia, zatiaľ čo induktory odolávajú zmenám prúdu, čo pomáha udržiavať konzistentný výstup.
Prevádzka invertorového okruhu:
Konverzia jednosmerného prúdu na striedavý prúd:
Obvod meniča funguje rýchlym zapínaním a vypínaním tranzistorov podľa požadovaného výstupného tvaru vlny. Keď je tranzistor zapnutý, umožňuje, aby ním prúdil prúd, čím sa vytvára kladný polcyklus striedavého prúdu. Keď je vypnutý, prúd sa preruší, čím sa vytvorí záporný polovičný cyklus.
Presným riadením načasovania a trvania týchto spínacích udalostí invertor generuje priebeh, ktorý sa veľmi podobá sínusovej vlne pre čisto sínusové meniče alebo modifikovanej štvorcovej vlne pre modifikované sínusové meniče.
Ovládanie frekvencie a amplitúdy:
Mikrokontrolér alebo riadiaci obvod invertorového obvodu reguluje výstupnú frekvenciu a amplitúdu úpravou šírky a frekvencie impulzov generovaných tranzistormi. Toto ovládanie umožňuje meniču vytvárať výstupné napätia a frekvencie kompatibilné s požiadavkami pripojenej záťaže.
Niektoré pokročilé výkonové meniče môžu tiež synchronizovať svoju výstupnú frekvenciu s externou referenciou, ako je napríklad sieťová frekvencia v aplikáciách spojených so sieťou.
Výstupná fáza:
Po PWM modulácii a transformácii napätia (ak je prítomný transformátor) je striedavý priebeh dodávaný do výstupnej časti výkonového meniča. Táto časť zvyčajne obsahuje výstupné svorky, zásuvky alebo zásuvky, do ktorých môžete pripojiť zariadenia napájané striedavým prúdom.
Pred dosiahnutím týchto výstupných bodov môže priebeh striedavého prúdu prejsť cez ďalšie filtračné komponenty, aby sa ďalej zlepšila jeho kvalita a znížilo sa skreslenie.
Ochrana a monitorovanie:
Obvod meniča často obsahuje ochranné prvky na ochranu meniča a pripojených zariadení. Medzi bežné ochranné mechanizmy patrí nadprúdová ochrana, prepäťová ochrana, ochrana proti skratu a tepelná ochrana.
Monitorovacie senzory a riadiace obvody nepretržite monitorujú úroveň teploty, napätia a prúdu meniča, čo mu umožňuje reagovať na abnormálne podmienky a v prípade potreby vypnúť alebo znížiť výstupný výkon, aby sa predišlo poškodeniu.
● 800W nepretržitý čistý sínusový výkon a 1600W nárazový výkon
● Ultra čistý čistý sínusový výkon. S celkovým harmonickým skreslením menším ako 3 %.
