新闻标题:逆变器工作原理

日期:2015/8/8 8:53:36浏览量:  次

在我们的家庭跟生活中,使用的很多电器设备中,都会使用到逆变器!逆变器其实是把直流变为交流的变压器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程。其核心部分都是一个PWM集成控制器,适配器用的是UC3842,逆变器则采用TL5001芯片。

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

一、逆变器工作原理

1、全控型逆变器工作原理:为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路,交流元件采用IGBTQ11Q12Q13Q14。并由PWM脉宽调制控制IGBT管的导通或截止。

当逆变器电路接上直流电源后,先由Q11Q14导通,Q1Q13截止,则电流由直流电源正极输出,经Q11L或感、变压器初级线圈图1-2,到Q14回到电源负极。当Q11Q14截止后,Q12Q13导通,电流从电源正极经Q13、变压器初级线圈2-1电感到Q12回到电源负极。此时,在变压器初级线圈上,已形成正负交变方波,利用高频PWM控制,两对IGBT管交替重复,在变压器上产生交流电压。由于LC交流滤波器作用,使输出端形成正弦波交流电压。

Q11Q14关断时,为了释放储存能量,在IGBT处并联二级管D11D12,使能量返回到直流电源中去。

2、半控型逆变器工作原理:半控型逆变器采用晶闸管元件。Th1Th2为交替工作的晶闸管,设Th1先触发导通,则电流通过变压器流经Th1,同时由于变压器的感应作用,换向电容器C被充电到大的2倍的电源电压。按着Th2被触发导通,因Th2的阳极加反向偏压,Th1截止,返回阻断状态。这样,Th1Th2换流,然后电容器C又反极性充电。如此交替触发晶闸管,电流交替流向变压器的初级,在变压器的次级得到交流电。

在电路中,电感L可以限制换向电容C的放电电流,延长放电时间,保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间,而不需容量很大的电容器。D1D22只反馈二极管,可将电感L中的能量释放,将换向剩余的能量送回电源,完成能量的反馈作用。

二、逆变器分类详解

1、按逆变器输出交流电能的频率分,可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为5060Hz的逆变器;中频逆变器的频率一般为400Hz到十几kHz;高频逆变器的频率一般为十几kHzMHz

2、按逆变器输出的相数分,可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

3、按照逆变器输出电能的去向分,可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器,称为有源逆变器;凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。

4、按逆变器主电路的形式分,可分为单端式逆变器,推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。

5、按逆变器主开关器件的类型分,可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。前者,不具备自关断能力,元器件在导通后即失去控制作用,故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类;后者,则具有自关断能力,即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制,故称之为“全控型”,电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管(IGBT)等均属于这一类。

6、按直流电源分,可分为电压源型逆变器(VSI)和电流源型逆变器(CSI)。前者,直流电压近于恒定,输出电压为交变方波;后者,直流电流近于恒定,输也电流为交变方波。

7、按逆变器输出电压或电流的波形分,可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。

8、按逆变器控制方式分,可分为调频式(PFM)逆变器和调脉宽式(PWM)逆变器。

9、按逆变器开关电路工作方式分,可分为谐振式逆变器,定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。

10、按逆变器换流方式分,可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。

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