什么是电压逆变器，它是如何工作的，逆变器的用途

称为逆变器的特殊电子电源用于将直流电转换为交流电。大多数情况下，逆变器将一个幅度的直流电压转换为另一个幅度的交流电压。

因此，逆变器是一个周期性变化电压的发生器，而电压波形可以是正弦波、近似正弦波或脉冲波……逆变器既可以作为独立设备使用，也可以作为不间断电源系统（UPS）的一部分。

例如，作为不间断电源 (UPS) 的一部分，逆变器可以为计算机系统提供持续供电，如果网络中的电压突然消失，逆变器将立即开始为计算机提供从备用电池获得的能量。至少用户将有时间关闭和关闭计算机。

更大的不间断电源使用更强大的逆变器和大容量电池，无论电网如何，都可以自主为消费者供电数小时，当电网恢复正常时，UPS 会自动将消费者直接切换到市电，电池开始充电。

技术方面

在现代电能转换技术中，逆变器只能作为一个中间单元，其作用是通过高频变换（几十、几百千赫兹）对电压进行转换。幸运的是，今天这个问题很容易解决，因为对于逆变器的开发和设计，既有能够承受数百安培电流的半导体开关，也有具有必要参数的磁芯和专为逆变器（包括谐振）设计的电子微控制器。

对逆变器以及其他功率设备的要求包括：高效率、可靠性、尽可能小的尺寸和重量。逆变器还必须能够承受输入电压中允许的高次谐波水平，并且不会产生用户无法接受的大脉冲噪声。

在使用“绿色”电源（太阳能电池板、风力发电机）直接向一般电网供电的系统中，使用并网逆变器，它可以与工业电网同步工作。

在电压逆变器的操作期间，恒压源周期性地连接到具有可变极性的负载电路，而连接的频率及其持续时间由来自控制器的控制信号形成。

逆变器中的控制器通常执行几个功能：调节输出电压、同步半导体开关的操作、保护电路免于过载。一般来说，逆变器分为：独立逆变器（电流电压逆变器）和从属逆变器（并网驱动、并网驱动等）

逆变电路

逆变器的半导体开关由控制器控制，并带有反向分流二极管。在最简单的情况下，逆变器的输出电压取决于负载的当前功率，通过自动改变高频转换器中的脉冲宽度来调节 PWM（脉冲宽度调制）.

输出低频电压的半波必须是对称的，这样负载电路在任何情况下都不会接收到明显的恒定分量（对于变压器来说这尤其危险），为此 LF 块的脉冲宽度（在最简单的情况）被设为常量。

在逆变器输出开关的控制中，使用了一种算法来确保电源电路结构的顺序变化：直流、短路、反向。

无论如何，逆变器输出端的瞬时负载功率值具有双频波的特征，因此主电源必须在纹波电流流过时允许这种工作模式，并承受相应水平的干扰（在逆变器输入端）。

如果说第一台逆变器完全是机械式的，那么今天半导体逆变器电路有很多选择，只有三种典型方案：不带变压器的桥式、带变压器零端的推式、带变压器的桥式。

无变压器桥式电路用于 500 VA 不间断电源和汽车逆变器。具有变压器中性端子的滑动电路用于容量高达500 VA的小功率UPS（用于计算机），其中备用电池电压为12或24伏特。带变压器的桥式电路用于大功率不间断电源（单位和几十kVA）。

输出电压波形

在矩形电压逆变器中，一组反向二极管开关在输出端切换，以在负载两端产生交流电压，并在电路中提供受控循环模式 反应能量.

以下因素决定了输出电压的比例性：控制脉冲的相对持续时间或按键组控制信号之间的相移。在不受控制的无功功率循环模式下，用户会影响逆变器输出电压的形状和幅度。

在具有阶跃输出的电压逆变器中，高频预转换器形成单极阶跃电压曲线，其形状近似于周期为输出电压周期一半的正弦波。然后，低频桥电路将单极阶跃曲线转换为大致类似于正弦波的双极曲线的两半。

在具有正弦（或接近正弦）输出形状的电压逆变器中，高频预转换器产生幅度接近未来正弦输出的恒定电压。

然后，桥式电路通过多个 PWM 从恒定电压形成低频变量，此时每对晶体管在形成输出正弦波的每个半周期内打开几次，时间根据谐波定律变化.然后低通滤波器从生成的波形中提取正弦波。

逆变器中的高频预转换电路

逆变器中最简单的高频预变频电路是自发电的。它们在技术实施方面非常简单，并且在低功率（高达 10-20 W）下非常有效，可以为对电源过程不重要的负载供电。振荡器的频率不超过 10 kHz。

此类设备中的正反馈是通过饱和变压器磁路获得的。但对于大功率逆变器来说，这样的方案是不可接受的，因为开关损耗增加，最终效率很低。此外，输出端的任何短路都会中断自振荡。

初级高频变换器较好的电路是PWM控制器的反激式（最高150W）、推挽式（最高500W）、半桥和桥式（500W以上），变换频率达到数百千赫兹。

逆变器的类型、操作模式

单相电压逆变器分为两组：输出纯正弦波和修正正弦波。大多数现代设备都允许简化形式的网络信号（修正正弦波）。

纯正弦波对于在输入端具有电动机或变压器的设备很重要，或者如果它是一种仅在输入端使用纯正弦波的特殊设备。

三相逆变器一般用于为电动机产生三相电流，例如用于电源 三相异步电动机… 在这种情况下，电机绕组直接连接到逆变器输出。在功率方面，逆变器是根据用户的峰值来选择的。

一般来说，逆变器有启动、连续和过载三种工作模式。在启动模式下（给容量充电，启动冰箱）功率可以在几分之一秒内将逆变器的额定值提高一倍，这对大多数机型来说都是可以接受的。连续模式——对应于逆变器的额定值。过载模式——当用户的功率是额定功率的1.3倍时——在这种模式下，一般的逆变器可以工作半小时左右。