Az inverter fokozat a teljesítmény inverter az egyenáram váltóárammá alakításának alapvető része. Ebben a szakaszban kapcsolóáramköröket, például tranzisztorokat (IGBT), fémoxid térhatástranzisztorokat (MOSFET) és más teljesítmény-félvezető eszközöket használnak a kimeneti hullámforma precíz szabályozására a precíz vezérlési és modulációs technológiával.
Kapcsoló áramkör:
Az inverter magja a kapcsolóáramkör, amely az egyenáramú tápellátást váltakozó áramú tápra kapcsolja a kapcsolókészülék be- és kikapcsolásával. Az általánosan használt teljesítmény-félvezető eszközök közé tartoznak a tranzisztorok (általában IGBT-k) és a MOSFET-ek. Ezeket a kapcsolóeszközöket az inverter pontosan vezérli, hogy szimulálja a kívánt kimeneti hullámformát.
Az inverter működési ciklusa:
Az inverter működésének alapciklusa két fázisból áll: a vezetési fázisból és a lekapcsolási fázisból. A vezetési fázisban a kapcsolókészülék be van kapcsolva, lehetővé téve az áram áthaladását; lekapcsolási fázisban a kapcsolókészülék kikapcsol, és az áram blokkolva van. A be- és kikapcsolási idő arányának beállításával a kimeneti hullámforma alakja, frekvenciája és feszültsége megváltoztatható.
Impulzusszélesség-moduláció (PWM):
A kimeneti hullámforma minőségének javítása érdekében az inverterek általában impulzusszélesség-modulációs (PWM) technológiát alkalmaznak. A PWM a kimeneti hullámforma nagy pontosságú vezérlését a kapcsolókészülék működési idejének beállításával éri el. Pontosabban, a PWM egy bizonyos frekvencián kapcsolja a kapcsolóeszközt, és szimulálja a szükséges AC hullámformát azáltal, hogy minden kapcsolási cikluson belül módosítja a vezetési időt.
Kimeneti hullámforma vezérlés:
Az inverter kialakítása lehetővé teszi a mérnökök számára a kimeneti hullámforma paramétereinek beállítását, beleértve a frekvenciát, amplitúdót és fázist. Ez a rugalmasság lehetővé teszi, hogy az invertert a különböző alkalmazási igényekhez igazítsák, például 50 Hz-es tápellátást biztosítanak háztartási készülékeknek, vagy 60 Hz-es tápellátást ipari berendezéseknek.
Az inverter hatékonysága és veszteségei:
Az inverter fokozat hatékonysága kulcsfontosságú szempont a tervezés során. A kapcsolókészülék be- és kikapcsolási folyamata során bizonyos mértékű energiaveszteség lép fel, és az inverter általános hatékonysága ezen veszteségek szabályozásától és minimalizálásától függ. A hatékony invertertervek általában fejlett teljesítmény-félvezető eszközöket és optimalizált PWM vezérlési stratégiákat használnak az energiaátalakítás hatékonyságának javítása érdekében.
Áram- és feszültségszabályozás:
Az inverternek nemcsak meghatározott alakú hullámformát kell generálnia, hanem biztosítania kell a kimeneti áram és feszültség stabilitását is. Ezért a vezérlőrendszernek valós időben figyelnie kell a kimenetet, és visszacsatoló mechanizmuson keresztül be kell állítania a kapcsolókészülék működését, hogy fenntartsa a stabil kimeneti jellemzőket.
