逆變器我們都很熟悉,它也被稱為稱為DC-AC轉(zhuǎn)換器,是將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓的裝置。逆變器將電池電壓(如12伏直流或24伏直流) 轉(zhuǎn)換為110伏交流或220伏交流。我們生活中用的電源插座有220伏/110伏,我們沒有辦法儲存交流電源,但可以把直流電儲存在電池里。因此,為了節(jié)省家用插座的電能,出現(xiàn)了AC-DC轉(zhuǎn)換器(整流器)的發(fā)展。

這些直流電池可以提供直流電流,我們的設(shè)備設(shè)計為使用交流電源。因此,逆變器的發(fā)展應(yīng)運而生。

全橋逆變器
這個反相器是用四個電橋連接的開關(guān)構(gòu)成的。通過一次適當?shù)卮蜷_和關(guān)閉兩個開關(guān),可以獲得2級交流(脈動直流)輸出。
根據(jù)開關(guān)的不同狀態(tài),輸出電平將在+VDC和-VDC之間波動
S1和S2閉合輸出=+VDC
S3和S4閉合輸出=-VDO
S1和S3閉合輸出=0
S2和S4閉合輸出=0
真正的開關(guān)需要開關(guān)轉(zhuǎn)換時間,這稱為消隱時間。

方波逆變器
這是最簡單的逆變器。電源電壓是Vs.考慮RL負載。當Q1和Q2傳導(dǎo)時,輸出連接到+Vs,當Q3和Q4傳導(dǎo)時,輸出連接到-Vs。該交流輸出電壓與正弦波不完全相同,但具有一些交流特性,在某些應(yīng)用中可能有用。
流過開關(guān)的電流必須是雙向的,但真正的開關(guān),如絕緣柵雙極晶體管(IGBTs)只能朝一個方向流動。所以我們在每個開關(guān)上加了反并聯(lián)的反饋二極管。在開關(guān)電流應(yīng)為負的間隔期間,二極管將傳導(dǎo)電流。在一個正周期中,二極管將產(chǎn)生反向偏壓。

多電平逆變器
到目前為止,我們已經(jīng)看到了單電源3電平(+VDC,-VDC, 0)方波逆變器?，F(xiàn)在這一概念可以擴展到具有多個直流電源和多個輸出直流電平的多電平逆變器。
假設(shè)系統(tǒng)有兩個方波逆變器,每個方波逆變器有一個電池。一共有兩個電壓源。因此輸出電平為+2VDC, +VDC, o,VDC, -2VDC
第一個方波逆變器的輸出與下一個逆變器串聯(lián),形成多級或多電平逆變器。這些類型的逆變器的輸出形狀與正弦波非常相似,它們的應(yīng)用范圍很廣,包括調(diào)速電機驅(qū)動和將光伏等可再生能源連接到電網(wǎng)。

在雙源逆變器中,一個電壓源和H橋必須比另一個電壓源和H橋輸出更長的脈沖,從而獲得正弦波輸出。這樣一來,一個直流電源(電池)的放電速度會比另一個快。一種稱為模式交換的技術(shù)用于每個直流電源電池平均進行相同的時間。第一個源必須在上半個周期中進行較長的時間段,而另一個源必須在下半個周期中進行較長的時間段。以這種方式,在一個完整的周期內(nèi),兩個來源的行為是平等的。

二極管鉗位多電平逆變器具有多個直流電壓源電池的多電平逆變器電路。我們可以使用多個電容器,只使用一個直流電源電池。電容器將相互串聯(lián),并使用單個直流電池作為電源。雙電容單電池多電平逆t器的輸出電壓水平為(VDC, VDC12,0, -VDC12,-VDC)