مدار اینورتر قلب است اینورتر برق ، وظیفه تبدیل برق DC (جریان مستقیم) به برق AC (جریان متناوب) را بر عهده دارد. درک نحوه عملکرد مدار اینورتر برای درک عملکرد یک اینورتر قدرت بسیار مهم است.
اجزای مدار اینورتر:
ترانزیستورها:
ترانزیستورها دستگاه های نیمه هادی هستند که به عنوان کلیدهای الکترونیکی در مدار اینورتر عمل می کنند. آنها مسئول تبدیل ولتاژ ورودی DC به شکل موج DC ضربان دار یا مدوله شده هستند. اینورترهای قدرت از ترانزیستورهای اثر میدانی فلز-اکسید-نیمه هادی (MOSFET) یا ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) به عنوان اجزای سوئیچینگ استفاده می کنند.
ترانزیستورها به سرعت روشن و خاموش می شوند و یک سیگنال مدوله شده با پهنای پالس (PWM) ایجاد می کنند که به طور متناوب بین حالت های بالا و پایین تغییر می کند و تغییر بین چرخه های مثبت و منفی یک شکل موج AC را تقلید می کند.
مدولاسیون عرض پالس (PWM):
PWM یک تکنیک کنترلی است که در مدار اینورتر برای تنظیم عرض پالس های ولتاژ تولید شده توسط ترانزیستورها استفاده می شود. با تغییر عرض پالس ها، اینورتر می تواند هم دامنه و هم فرکانس شکل موج خروجی AC را کنترل کند.
به عنوان مثال، برای تولید یک خروجی AC 60 هرتز از ورودی DC، اینورتر ممکن است عرض پالس ها را متناسب با آن تعدیل کند. پالس های بازتر ولتاژ بیشتری ایجاد می کنند، در حالی که پالس های باریک تر باعث ولتاژ کمتر می شوند.
ترانسفورماتور (اختیاری):
در برخی از اینورترهای قدرت، به ویژه آنهایی که برای سطوح توان بالا طراحی شده اند، ممکن است یک ترانسفورماتور در مدار اینورتر گنجانده شود. ترانسفورماتور برای افزایش یا کاهش ولتاژ در صورت لزوم برای مطابقت با ولتاژ خروجی AC مورد نظر استفاده می شود.
ترانسفورماتورها به ایجاد ایزوله بین ورودی و خروجی کمک می کنند و اطمینان حاصل می کنند که ولتاژ AC در سطح مورد نظر است. این امر به ویژه برای اینورترهای برق مورد استفاده در برنامه های شبکه ای مهم است.
اجزای فیلتر:
اجزای فیلتر مانند خازن ها و سلف ها برای صاف کردن شکل موج DC ضربانی ایجاد شده توسط ترانزیستورها استفاده می شوند. آنها به کاهش هارمونیک و نویز در خروجی AC کمک می کنند و در نتیجه شکل موج تمیزتر و پایدارتری ایجاد می کنند.
خازن‌ها انرژی را ذخیره می‌کنند و آن را در طول افت ولتاژ آزاد می‌کنند، در حالی که سلف‌ها در برابر تغییرات جریان مقاومت می‌کنند که به حفظ خروجی ثابت کمک می‌کند.
عملکرد مدار اینورتر:
تبدیل DC به AC:
مدار اینورتر با روشن و خاموش کردن سریع ترانزیستورها مطابق شکل موج خروجی مورد نظر عمل می کند. هنگامی که یک ترانزیستور روشن می شود، اجازه می دهد تا جریان از آن عبور کند و یک نیم چرخه مثبت از شکل موج AC ایجاد کند. وقتی خاموش می شود، جریان قطع می شود و نیم سیکل منفی ایجاد می شود.
با کنترل دقیق زمان و مدت این رویدادهای سوئیچینگ، اینورتر شکل موجی تولید می کند که بسیار شبیه موج سینوسی برای اینورترهای موج سینوسی خالص یا موج مربعی اصلاح شده برای اینورترهای موج سینوسی اصلاح شده است.
کنترل فرکانس و دامنه:
میکروکنترلر یا مدار کنترل مدار اینورتر فرکانس و دامنه خروجی را با تنظیم عرض و فرکانس پالس های تولید شده توسط ترانزیستورها تنظیم می کند. این کنترل به اینورتر اجازه می دهد تا ولتاژها و فرکانس های خروجی سازگار با نیازهای بار متصل را تولید کند.
برخی از اینورترهای توان پیشرفته همچنین می‌توانند فرکانس خروجی خود را با یک مرجع خارجی، مانند فرکانس شبکه در برنامه‌های اتصال به شبکه، همگام‌سازی کنند.
مرحله خروجی:
پس از مدولاسیون PWM و تبدیل ولتاژ (در صورت وجود ترانسفورماتور)، شکل موج AC به بخش خروجی اینورتر قدرت تحویل داده می شود. این بخش معمولاً شامل پایانه‌های خروجی، پریزها یا سوکت‌هایی است که می‌توانید دستگاه‌های AC خود را به آنها متصل کنید.
قبل از رسیدن به این نقاط خروجی، شکل موج AC ممکن است از اجزای فیلتر اضافی برای بهبود بیشتر کیفیت و کاهش اعوجاج عبور کند.
حفاظت و نظارت:
مدار اینورتر اغلب شامل ویژگی های حفاظتی برای محافظت از اینورتر و تجهیزات متصل است. مکانیسم های حفاظتی متداول عبارتند از: حفاظت در برابر جریان اضافه، حفاظت از اضافه ولتاژ، حفاظت در برابر اتصال کوتاه و حفاظت حرارتی.
سنسورهای مانیتورینگ و مدارهای کنترلی به طور مداوم دما، ولتاژ و سطوح جریان اینورتر را کنترل می کنند و آن را قادر می سازند تا به شرایط غیرعادی پاسخ دهد و در صورت لزوم برای جلوگیری از آسیب، توان خروجی را خاموش یا کاهش دهد.
● توان موج سینوسی خالص پیوسته 800 وات و توان موج 1600 وات
● قدرت موج سینوسی خالص فوق العاده تمیز. با کمتر از 3% اعوجاج هارمونیک کل.
