Lo stadio inverter di a inverter di potenza è la parte fondamentale della conversione dell'energia CC in alimentazione CA. In questa fase, vengono utilizzati circuiti di commutazione, come transistor (IGBT), transistor a effetto di campo a ossido di metallo (MOSFET) e altri dispositivi a semiconduttore di potenza, per ottenere un controllo preciso della forma d'onda di uscita attraverso una tecnologia di controllo e modulazione precisa.
Circuito di commutazione:
Il nucleo dell'inverter è il circuito di commutazione, che commuta l'alimentazione CC in alimentazione CA accendendo e spegnendo il dispositivo di commutazione. I dispositivi a semiconduttore di potenza comunemente utilizzati includono transistor (solitamente IGBT) e MOSFET. Questi dispositivi di commutazione sono controllati con precisione nell'inverter per simulare la forma d'onda di uscita desiderata.
Ciclo di lavoro dell'inverter:
Il ciclo base di funzionamento dell'inverter prevede due fasi: la fase di conduzione e la fase di interruzione. Nella fase di conduzione l'apparecchio di commutazione viene acceso lasciando passare la corrente; mentre nella fase di interruzione l'apparecchio di commutazione viene spento e la corrente viene bloccata. Regolando il rapporto tra tempo di accensione e spegnimento, è possibile modificare la forma, la frequenza e la tensione della forma d'onda di uscita.
Modulazione di larghezza di impulso (PWM):
Per migliorare la qualità della forma d'onda di uscita, gli inverter utilizzano solitamente la tecnologia di modulazione della larghezza di impulso (PWM). PWM raggiunge un controllo ad alta precisione della forma d'onda di uscita regolando il tempo di lavoro del dispositivo di commutazione. Nello specifico, PWM commuta il dispositivo di commutazione a una determinata frequenza e simula la forma d'onda CA richiesta regolando il tempo di conduzione all'interno di ciascun ciclo di commutazione.
Controllo della forma d'onda in uscita:
Il design dell'inverter consente agli ingegneri di regolare i parametri della forma d'onda di uscita, tra cui frequenza, ampiezza e fase. Questa flessibilità consente di adattare l'inverter alle diverse esigenze applicative, ad esempio fornendo alimentazione a 50 Hz agli elettrodomestici o alimentazione a 60 Hz alle apparecchiature industriali.
Efficienza e perdite dell'inverter:
L'efficienza dello stadio inverter è una considerazione chiave nella progettazione. Si verificherà una certa quantità di perdita di energia durante il processo di accensione e spegnimento del dispositivo di commutazione e l'efficienza complessiva dell'inverter dipende dal controllo e dalla minimizzazione di queste perdite. I progetti di inverter efficienti utilizzano solitamente dispositivi semiconduttori di potenza avanzati e strategie di controllo PWM ottimizzate per migliorare l'efficienza di conversione energetica.
Controllo corrente e tensione:
L'inverter non deve solo generare una forma d'onda di forma specifica, ma deve anche garantire la stabilità della corrente e della tensione di uscita. Pertanto, il sistema di controllo deve monitorare l'uscita in tempo reale e regolare il funzionamento del dispositivo di commutazione attraverso un meccanismo di feedback per mantenere caratteristiche di uscita stabili.
