Mạch Điện

Bộ chuyển đổi DC-AC hay Inverter là gì ? Hoạt động Inverter ra sao ?

Bộ chuyển đổi DC-AC là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong điện tử công suất . Điều này là do có rất nhiều ứng dụng trong đời thực dựa trên những chuyển đổi này. Các mạch điện biến đổi đầu vào Dòng điện một chiều (DC) thành đầu ra Dòng điện xoay chiều (AC) được gọi là Bộ chuyển đổi hoặc Bộ Inverter DC-AC . Chúng được sử dụng trong các ứng dụng điện tử công suất nơi đầu vào nguồn điện áp một chiều 12V, 24V, 48V yêu cầu chuyển đổi nguồn điện cho đầu ra AC với một tần số nhất định. Hãy cùng tham khảo bên dưới với hocdientu nhé !

Bộ chuyển đổi DC-AC hay Inverter là gì ? Hoạt động Inverter ra sao ?
Bộ chuyển đổi DC-AC hay Inverter là gì ? Hoạt động Inverter ra sao ?

Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm hệ thống PV, hệ thống lưu trữ pin, truyền động lực kéo, truyền động tốc độ thay đổi, v.v. Việc chuyển đổi từ DC sang AC phức tạp hơn vì mạch cần một số loại dao động đảo ngược hướng dòng điện ở tần số cần thiết . Hầu hết các bộ Inverter dựa vào điện trở, tụ điện, bóng bán dẫn và các thiết bị mạch khác để chuyển đổi Điện áp một chiều sang Điện áp xoay chiều.

Tham khảo thiết kế : Mạch tăng áp 12v lên 220v Inverter sin chuẩn 

Khái niệm về Dòng điện xoay chiều (AC) & Dòng điện một chiều (DC)

Dòng điện xoay chiều

Trong dòng điện xoay chiều , dòng điện đổi chiều và chạy ngược chiều. Dòng điện có chiều thay đổi theo chu kỳ được gọi là dòng điện xoay chiều (AC). Nó có tần số khác không . Nó được sản xuất bởi máy phát điện xoay chiều, máy phát điện, v.v.

Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều

Dòng điện một chiều

Trong dòng điện một chiều , dòng điện không thay đổi độ lớn và cực của nó. Nếu dòng điện luôn chạy cùng chiều trong một vật dẫn thì nó được gọi là dòng điện một chiều. Nó có tần số bằng không . Nó được tạo ra bởi các cell pin, máy phát điện một chiều, v.v.

Dòng điện một chiều
Dòng điện một chiều

Các loại Inverter

Có 3 loại Inverter chính:
1. Sóng hình sin (đôi khi được gọi là sóng hình sin chuẩn)
2. Sóng hình sin đã sửa đổi (thực ra là sóng vuông đã được sửa đổi)
3. Sóng vuông

Các loại Inverter
Các loại Inverter

1. Sóng hình sin

Sóng hình sin hoặc sóng sin chuẩn : Inverter cung cấp dạng sóng mà bạn nhận được từ năng lượng Thủy điện hoặc từ máy phát điện. Ưu điểm chính của bộ Inverter sóng sin là tất cả các thiết bị được bán trên thị trường đều dùng được. Điều này đảm bảo rằng thiết bị sẽ hoạt động với các thông số kỹ thuật đầy đủ của nó.

Một số thiết bị như máy làm bánh mì, bộ điều chỉnh độ sáng và một số bộ sạc pin yêu cầu sóng sin để hoạt động. Bộ nghịch lưu sóng sin chuẩn phức tạp hơn và chi phí cao hơn.

2. Sóng hình sin đã sửa đổi

Một Inverter với sóng sin được sửa đổi thực sự có dạng sóng giống như sóng vuông hơn, nhưng có thêm một bước . Rất nhiều thiết bị sẽ hoạt động tốt trên bộ Inverter sóng sin đã được sửa đổi, bao gồm động cơ, thiết bị gia dụng và các mặt hàng khác.

3. Sóng vuông

Một sóng vuông rất đơn giản, với nguồn cung cấp một chiều được chuyển đổi giữa âm và dương. Có rất ít, nhưng Inverter rẻ nhất là sóng vuông. Một Inverter sóng vuông sẽ chạy những thứ đơn giản như các công cụ với động cơ phổ thông mà không gặp vấn đề gì.

Các bước chuyển đổi DC-AC

Sơ đồ khối minh họa các thành phần chính của Bộ chuyển đổi hoặc Inverter DC sang AC .

Inverter DC sang AC 
Inverter DC sang AC

1. Bộ lọc đầu vào – bộ lọc đầu vào loại bỏ bất kỳ gợn hoặc nhiễu tần số nào trên nguồn điện một chiều, để cung cấp điện áp sạch cho mạch Inverter.

2. Inverter – đây là mạch điện chính. Tại đây, DC được chuyển đổi thành dạng sóng PWM .

3.Output Filter – bộ lọc đầu ra loại bỏ các thành phần tần số cao của sóng PWM, để tạo ra đầu ra gần như hình sin.

Inverter là thiết bị phức tạp, nhưng chúng có thể chuyển đổi DC-AC để sử dụng nguồn điện chung. Inverter cho phép chúng ta khai thác sự đơn giản của hệ thống DC và sử dụng thiết bị được thiết kế để làm việc trong môi trường AC thông thường.


Điều chế độ rộng xung

Kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất trong Inverter được gọi là Điều chế độ rộng xung (PWM) . PWM được sử dụng để bật và tắt điện áp DC với một xung nhất định. Độ rộng của mỗi xung được thay đổi để kết quả điện tổng thể tương tự như của sóng sin.

Điều chế độ rộng xung
Điều chế độ rộng xung

Đây là dạng sóng PWM cho một Inverter tiêu chuẩn. Tại đây, một điện áp một chiều được bật hoặc tắt để tạo ra đầu ra mong muốn. Nhiều mức điện áp DC đầu vào hơn được sử dụng để tạo ra dạng sóng đầu ra gần giống với sóng sin hơn.

 

Các dạng sóng PWM không phải là hình sin & sóng hài sẽ được tạo ra. Do đó, sử dụng nhiều mức hơn, đầu ra càng gần với một sóng sin và hàm lượng hài sẽ thấp hơn. Để lọc dạng sóng PWM và giảm hàm lượng sóng hài, Bộ Inverter sử dụng máy biến áp, tụ điện và cuộn cảm

Mạch cầu H

Hầu hết các Inverter bao gồm sự sắp xếp cầu H đơn giản . Mạch là sự triển khai của mạch cầu H một pha sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện I ( IGBT ).

Mạch cầu H
Mạch cầu H

IGBT hoạt động như một công tắc trong mạch trên. Khi một tín hiệu được áp dụng cho cổng, chúng sẽ bật và khi tín hiệu bị loại bỏ, chúng sẽ tắt. Bằng cách đóng Q1 và Q4, một nguồn DC dương được cấp cho tải. Q2 và Q3 sẽ dẫn đến nguồn cung cấp DC âm trên tải. Sau đó, các mạch điều khiển được sử dụng để tạo ra các tín hiệu cổng cần thiết để tạo ra dạng sóng PWM cần thiết.

Nó là cần thiết để tránh ngắn mạch . Điều này xảy ra bằng cách đóng cả Q1 và Q2 cùng một lúc. Để tránh điều này, cần phải tắt một bộ IGBT trước khi bật tiếp theo. Điốt cung cấp một đường dẫn cần thiết cho dòng điện cảm ứng để hạn chế sự tích tụ điện áp trong giai đoạn chuyển tiếp. Tụ điện cung cấp khả năng làm mịn để loại bỏ bất kỳ sự thay đổi nào trong nguồn điện một chiều.

Hạn chế của Bộ chuyển đổi DC-to-AC (Inverter)

• Hiệu suất của mạch có thể bị giảm do việc sử dụng bóng bán dẫn.
• Méo chéo trong tín hiệu o / p có thể do việc sử dụng các bóng bán dẫn chuyển mạch. Chúng ta có thể giảm giới hạn này xuống một số mức bằng cách sử dụng điốt phân cực.

Các ứng dụng Inverter

• Bộ chuyển đổi DC-to-AC được sử dụng để sạc pin trên xe.
• Các mạch này chủ yếu được sử dụng để điều khiển động cơ xoay chiều công suất thấp và được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời.
• Bộ chuyển đổi DC sang AC có thể được sử dụng trong các đường truyền tải điện một chiều để truyền tải điện năng cho các tải.

Đỗ Thủy Học Điện Tử

Tôi một người đam mê cung cấp kiến thức cuộc sống và kiến thức giáo dục văn học , vật lý , điện tử đến cho mọi người hãy cùng tôi tiếp nhận kiến thức mới nhé !

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button