什麼是電壓逆變器，它是如何工作的，逆變器的用途

稱為逆變器的特殊電子電源用於將直流電轉換為交流電。大多數情況下，逆變器將一個幅度的直流電壓轉換為另一個幅度的交流電壓。

因此，逆變器是周期性變化電壓的發生器，而電壓波形可以是正弦波、近正弦波或脈衝波……逆變器既可作為獨立設備使用，也可作為不間斷電源系統（UPS）的一部分。

例如，作為不間斷電源 (UPS) 的一部分，逆變器可以為計算機系統提供持續供電，如果網絡中的電壓突然消失，逆變器將立即開始為計算機提供從備用電池獲得的能量。至少用戶將有時間關閉和關閉計算機。

更大的不間斷電源使用更強大的逆變器和大容量電池，無論電網如何，都可以自主為消費者供電數小時，當電網恢復正常時，UPS 會自動將消費者直接切換到市電，電池開始充電。

技術方面

在現代電能轉換技術中，逆變器只能作為一個中間單元，其作用是通過高頻變換（幾十、幾百千赫茲）對電壓進行轉換。幸運的是，今天這個問題很容易解決，因為對於逆變器的開發和設計，既有能夠承受數百安培電流的半導體開關，也有具有必要參數的磁芯和專為逆變器（包括諧振）設計的電子微控制器。

對逆變器以及其他功率設備的要求包括：高效率、可靠性、盡可能小的尺寸和重量。逆變器還必須能夠承受輸入電壓中允許的高次諧波水平，並且不會產生用戶無法接受的大脈衝噪聲。

在使用“綠色”電源（太陽能電池板、風力發電機）直接向一般電網供電的系統中，使用並網逆變器，它可以與工業電網同步工作。

在電壓逆變器的操作期間，恆壓源週期性地連接到具有可變極性的負載電路，而連接的頻率及其持續時間由來自控制器的控制信號形成。

逆變器中的控制器通常執行幾個功能：調節輸出電壓、同步半導體開關的操作、保護電路免於過載。一般來說，逆變器分為：獨立逆變器（電流電壓逆變器）和從屬逆變器（並網驅動、並網驅動等）

逆變電路

逆變器的半導體開關由控制器控制，並帶有反向分流二極管。在最簡單的情況下，逆變器的輸出電壓取決於負載的當前功率，通過自動改變高頻轉換器中的脈衝寬度來調節 PWM（脈衝寬度調製）.

輸出低頻電壓的半波必須是對稱的，這樣負載電路在任何情況下都不會接收到明顯的恆定分量（對於變壓器來說這尤其危險），為此 LF 塊的脈衝寬度（在最簡單的情況）被設為常量。

在逆變器輸出開關的控制中，使用了一種算法來確保電源電路結構的順序變化：直流、短路、反向。

無論如何，逆變器輸出端的瞬時負載功率值具有雙頻波的特徵，因此主電源必須允許紋波電流流過時的這種工作模式，並承受相應水平的干擾（在逆變器輸入端）。

如果說第一台逆變器完全是機械式的，那麼今天半導體逆變器電路有很多選擇，只有三種典型方案：不帶變壓器的橋式、帶變壓器零端的推式、帶變壓器的橋式。

無變壓器橋式電路用於 500 VA 不間斷電源和汽車逆變器。具有變壓器中性端子的滑動電路用於容量高達500 VA的小功率UPS（用於計算機），其中備用電池電壓為12或24伏特。帶變壓器的橋式電路用於大功率不間斷電源（單位和幾十kVA）。

輸出電壓波形

在矩形電壓逆變器中，一組反向二極管開關在輸出端切換，以在負載兩端產生交流電壓，並在電路中提供受控循環模式 反應能量.

以下因素決定了輸出電壓的比例性：控制脈衝的相對持續時間或按鍵組控制信號之間的相移。在不受控制的無功功率循環模式下，用戶會影響逆變器輸出電壓的形狀和大小。

在具有階躍輸出的電壓逆變器中，高頻預轉換器形成單極階躍電壓曲線，其形狀近似於週期為輸出電壓週期一半的正弦波。然後，低頻橋電路將單極階躍曲線轉換為大致類似於正弦波的雙極曲線的兩半。

在具有正弦（或接近正弦）輸出形狀的電壓逆變器中，高頻預轉換器產生幅度接近未來正弦輸出的恆定電壓。

然後，橋式電路通過多個 PWM 從恆定電壓形成低頻變量，此時每對晶體管在形成輸出正弦波的每個半週期內打開幾次，時間根據諧波定律變化.然後低通濾波器從生成的波形中提取正弦波。

逆變器中的高頻預轉換電路

逆變器中最簡單的高頻預變頻電路是自發電的。它們在技術實施方面非常簡單，並且在低功率（高達 10-20 W）下非常有效，可以為對電源過程不重要的負載供電。振盪器的頻率不超過 10 kHz。

此類設備中的正反饋是通過飽和變壓器磁路獲得的。但對於大功率逆變器來說，這樣的方案是不可接受的，因為開關損耗增加，最終效率很低。此外，輸出端的任何短路都會中斷自振盪。

初級高頻變換器較好的電路是PWM控制器的反激式（最高150W）、推挽式（最高500W）、半橋和橋式（500W以上），變換頻率達到數百千赫茲。

逆變器的類型、操作模式

單相電壓逆變器分為兩組：輸出純正弦波和修正正弦波。大多數現代設備都允許簡化形式的網絡信號（修正正弦波）。

純正弦波對於在輸入端具有電動機或變壓器的設備很重要，或者如果它是一種僅在輸入端使用純正弦波的特殊設備。

三相逆變器一般用於為電動機產生三相電流，例如用於電源 三相異步電動機… 在這種情況下，電機繞組直接連接到逆變器輸出。在功率方面，逆變器是根據用戶的峰值來選擇的。

一般來說，逆變器有啟動、連續和過載三種工作模式。在啟動模式下（給容量充電，啟動冰箱）功率可以在幾分之一秒內將逆變器的額定值提高一倍，這對大多數機型來說都是可以接受的。連續模式——對應於逆變器的額定值。過載模式——當用戶功率為額定功率的1.3倍時——在這種模式下，一般的逆變器可以工作半小時左右。