Il circuito inverter è il cuore del inverter di potenza , responsabile della conversione dell'energia CC (corrente continua) in energia CA (corrente alternata). Comprendere come funziona il circuito dell'inverter è fondamentale per comprendere la funzionalità di un inverter di potenza.
Componenti del circuito inverter:
Transistor:
I transistor sono dispositivi a semiconduttore che fungono da interruttori elettronici nel circuito dell'inverter. Sono responsabili della conversione della tensione di ingresso CC in una forma d'onda CC pulsante o modulata. Gli inverter di potenza utilizzano transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo (MOSFET) o transistor bipolari a gate isolato (IGBT) come componenti di commutazione.
I transistor si accendono e si spengono rapidamente, creando un segnale modulato in larghezza di impulso (PWM) che alterna gli stati alto e basso, imitando la commutazione tra cicli positivi e negativi di una forma d'onda CA.
Modulazione di larghezza di impulso (PWM):
PWM è una tecnica di controllo utilizzata nel circuito inverter per regolare l'ampiezza degli impulsi di tensione generati dai transistor. Variando la larghezza degli impulsi, l'inverter può controllare sia l'ampiezza che la frequenza della forma d'onda di uscita CA.
Ad esempio, per produrre un'uscita CA a 60 Hz da un ingresso CC, l'inverter può modulare di conseguenza la larghezza degli impulsi. Impulsi più ampi creano una tensione più elevata, mentre impulsi più stretti producono una tensione più bassa.
Trasformatore (opzionale):
In alcuni inverter di potenza, soprattutto quelli progettati per livelli di potenza elevati, nel circuito dell'inverter può essere incluso un trasformatore. Il trasformatore viene utilizzato per aumentare o diminuire la tensione secondo necessità per corrispondere alla tensione di uscita CA desiderata.
I trasformatori aiutano a fornire l'isolamento tra l'ingresso e l'uscita e garantiscono che la tensione CA sia al livello desiderato. Ciò è particolarmente importante per gli inverter di potenza utilizzati nelle applicazioni di connessione alla rete.
Componenti di filtraggio:
Componenti di filtraggio come condensatori e induttori vengono utilizzati per attenuare la forma d'onda CC pulsante creata dai transistor. Aiutano a ridurre le armoniche e il rumore nell'uscita CA, risultando in una forma d'onda più pulita e stabile.
I condensatori immagazzinano energia e la rilasciano durante i cali di tensione, mentre gli induttori resistono ai cambiamenti di corrente, il che aiuta a mantenere un'uscita costante.
Funzionamento del circuito inverter:
Conversione da CC a CA:
Il circuito inverter funziona accendendo e spegnendo rapidamente i transistor in base alla forma d'onda di uscita desiderata. Quando un transistor è acceso, consente alla corrente di fluire attraverso di esso, creando un semiciclo positivo della forma d'onda CA. Quando è spento la corrente si interrompe creando un semiciclo negativo.
Controllando con precisione i tempi e la durata di questi eventi di commutazione, l'inverter genera una forma d'onda che assomiglia molto a un'onda sinusoidale per gli inverter a onda sinusoidale pura o a un'onda quadra modificata per gli inverter a onda sinusoidale modificata.
Controllo di frequenza e ampiezza:
Il microcontrollore o il circuito di controllo del circuito inverter regola la frequenza e l'ampiezza di uscita regolando l'ampiezza e la frequenza degli impulsi generati dai transistor. Questo controllo consente all'inverter di produrre tensioni e frequenze di uscita compatibili con le esigenze del carico collegato.
Alcuni inverter di potenza avanzati possono anche sincronizzare la frequenza di uscita con un riferimento esterno, come la frequenza della rete nelle applicazioni di connessione alla rete.
Stadio di uscita:
Dopo la modulazione PWM e la trasformazione della tensione (se è presente un trasformatore), la forma d'onda CA viene inviata alla sezione di uscita dell'inverter di potenza. Questa sezione in genere include terminali di uscita, prese o prese a cui è possibile collegare i dispositivi alimentati CA.
Prima di raggiungere questi punti di uscita, la forma d'onda CA può passare attraverso componenti di filtraggio aggiuntivi per migliorarne ulteriormente la qualità e ridurre la distorsione.
Protezione e Monitoraggio:
Il circuito dell'inverter spesso include funzionalità di protezione per salvaguardare l'inverter e le apparecchiature collegate. I meccanismi di protezione comuni includono protezione da sovracorrente, protezione da sovratensione, protezione da cortocircuito e protezione termica.
I sensori di monitoraggio e i circuiti di controllo monitorano continuamente la temperatura, la tensione e i livelli di corrente dell'inverter, consentendogli di rispondere a condizioni anomale e di spegnere o ridurre la potenza erogata se necessario per evitare danni.
● Potenza continua di onda sinusoidale pura da 800 W e potenza di picco di 1600 W
● Potenza dell'onda sinusoidale pura ultra pulita. Con meno del 3% di distorsione armonica totale.
