مرحله اینورتر a اینورتر برق بخش اصلی تبدیل برق DC به برق AC است. در این مرحله از مدارهای سوئیچینگ مانند ترانزیستورها (IGBT)، ترانزیستورهای اثر میدان اکسید فلز (MOSFET) و سایر دستگاه های نیمه هادی قدرت برای دستیابی به کنترل دقیق شکل موج خروجی از طریق کنترل دقیق و فناوری مدولاسیون استفاده می شود.
مدار سوئیچ:
هسته اینورتر مدار سوئیچینگ است که با روشن و خاموش کردن دستگاه سوئیچینگ منبع تغذیه DC را به منبع تغذیه AC سوئیچ می کند. دستگاه های نیمه هادی قدرت که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند شامل ترانزیستورها (معمولاً IGBT) و ماسفت ها هستند. این دستگاه های سوئیچینگ دقیقاً در اینورتر کنترل می شوند تا شکل موج خروجی مورد نظر را شبیه سازی کنند.
چرخه کاری اینورتر:
چرخه اصلی کار اینورتر شامل دو فاز است: فاز هدایت و فاز قطع. در مرحله هدایت، دستگاه سوئیچینگ روشن می شود و اجازه عبور جریان را می دهد. در حالی که در مرحله قطع، دستگاه سوئیچینگ خاموش می شود و جریان مسدود می شود. با تنظیم نسبت زمان روشن و خاموش می توان شکل، فرکانس و ولتاژ شکل موج خروجی را تغییر داد.
مدولاسیون عرض پالس (PWM):
به منظور بهبود کیفیت شکل موج خروجی، اینورترها معمولاً از فناوری مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده می کنند. PWM با تنظیم زمان کار دستگاه سوئیچینگ به کنترل دقیق شکل موج خروجی دست می یابد. به طور خاص، PWM دستگاه سوئیچینگ را در فرکانس مشخصی سوئیچ می کند و با تنظیم زمان هدایت در هر سیکل سوئیچینگ، شکل موج AC مورد نیاز را شبیه سازی می کند.
کنترل شکل موج خروجی:
طراحی اینورتر به مهندسان اجازه می دهد تا پارامترهای شکل موج خروجی از جمله فرکانس، دامنه و فاز را تنظیم کنند. این انعطاف‌پذیری به اینورتر اجازه می‌دهد تا با نیازهای کاربردی مختلف سازگار شود، به عنوان مثال، برق 50 هرتز برای لوازم خانگی یا برق 60 هرتز برای تجهیزات صنعتی.
راندمان و تلفات اینورتر:
کارایی مرحله اینورتر یکی از نکات کلیدی در طراحی است. در طول فرآیند روشن و خاموش کردن دستگاه سوئیچینگ مقدار مشخصی اتلاف انرژی وجود خواهد داشت و کارایی کلی اینورتر به کنترل و به حداقل رساندن این تلفات بستگی دارد. طرح های اینورتر کارآمد معمولاً از دستگاه های نیمه هادی توان پیشرفته و استراتژی های بهینه کنترل PWM برای بهبود راندمان تبدیل انرژی استفاده می کنند.
کنترل جریان و ولتاژ:
اینورتر نه تنها نیاز به ایجاد یک شکل موج از یک شکل خاص دارد، بلکه باید از پایداری جریان و ولتاژ خروجی نیز اطمینان حاصل کند. بنابراین، سیستم کنترل نیاز به نظارت بر خروجی در زمان واقعی و تنظیم عملکرد دستگاه سوئیچینگ از طریق مکانیزم بازخورد برای حفظ ویژگی های خروجی پایدار دارد.
