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图解DC/AC逆变原理

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一、逆变原理

就是将直流电转换为交流电的过程,通过对直流电进行逆变,让其装变为某一频率的交流电并供给负载。

原理如图1,由S1~S4构成桥式电路;S1、S2构成一个桥臂, S3、S4构成另一个桥臂,形成两桥臂结构;同一桥臂的两个开关管不能同时导通;改变开关切换周期,可改变输出交流电频率;

、图1  DC/AC原理

S1、S4闭合,S2、S3断开时的电路流向和输出波形,如图2

图2  S1、S4闭合时输出波形

S2、S3闭合,S1、S4断开时的电路流向和输出波形,如图3

图3  S2、S3闭合时输出波形

二、典型电路

最简单的电路,就是用4个IGBT管,来取代S1-S4四个开关,通过控制器控制S1-S4的通断,就可以实现最简单的逆变,如图4

图4 典型逆变电路

当接电阻负载时,负载电流和输出电压波形相同,相位也相同;阻感负载时,输出电流相位滞后于输出电压,波形也不同,图5。

图5 阻感负载时,逆变输出电流波形

由于桥式逆变具有降压特性,为了输出合适的电压,可以使用升压变压器,如图6

图6 带升压变压器的逆变电路

三、逆变电路应用

在数据中心的高压直流系统、UPS系统和各类变频器中,逆变电路有着非常广泛的应用,图7就是UPS系统组成架构图,最关键的器件就是逆变器。

图7 UPS组成架构

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