인버터는 DC 입력 공급을 출력 측에서 표준 크기 및 주파수의 대칭 AC 전압으로 변환하는 전기 장치입니다. 또한 다음과 같이 명명됩니다. DC-AC 변환기 . 이상적인 인버터 입력 및 출력은 사인파 및 비 사인파 파형으로 표현할 수 있습니다. 인버터에 대한 입력 소스가 전압 소스 인 경우 인버터를 전압 소스 인버터 (VSI)라고하며 인버터에 대한 입력 소스가 전류 소스이면이를 전류 소스 인버터 (CSI)라고합니다. . 인버터는 사용되는 부하의 유형에 따라 2 가지 유형으로 분류됩니다. 단상 인버터 및 3 상 인버터. 단상 인버터는 하프 브리지 인버터와 풀 브리지 인버터의 두 가지 유형으로 더 나뉩니다. 이 기사에서는 풀 브리지 인버터의 자세한 구성 및 작동에 대해 설명합니다.

단상 풀 브리지 인버터 란?

정의: 풀 브리지 단상 인버터는 적절한 스위칭 시퀀스에 따라 스위치를 켜고 끄는 스위치를 조정하여 DC 입력 적용시 구형파 AC 출력 전압을 생성하는 스위칭 장치입니다. 여기서 생성 된 출력 전압은 + Vdc 형식입니다. , -Vdc 또는 0.

인버터 분류

인버터는 5 가지 유형으로 분류됩니다.

출력 특성에 따라

구형파 인버터
파동 인버터
수정 된 사인파 인버터.

인버터의 소스에 따라

전류 소스 인버터
전압원 인버터

부하 유형에 따라

단상 인버터

하프 브리지 인버터
풀 브리지 인버터

3 상 인버터

180도 모드
120도 모드

다른 PWM 기술에 따라

단순한 펄스 폭 변조 (SPWM)
MPWM (다중 펄스 폭 변조)
정현파 펄스 폭 변조 (SPWM)
수정 된 정현파 펄스 폭 변조 (MSPWM)

출력 레벨 수에 따라.

일반 2 레벨 인버터
다단계 인버터.

구성

풀 브리지 인버터의 구성은 4 개의 초퍼로 구성되며 각 초퍼는 한 쌍의 트랜지스터 또는 사이리스터와 다이오드 , 함께 연결된 쌍 즉

T1과 D1은 병렬로 연결됩니다.
T4와 D2는 병렬로 연결됩니다.
T3와 D3는 병렬로 연결되고
T2와 D4는 병렬로 연결됩니다.

부하 V0은“AB”에있는 한 쌍의 초퍼 사이에 연결되고 T1 및 T4의 끝 단자는 아래와 같이 전압 소스 VDC에 연결됩니다.

풀 브리지 단상 인버터의 회로도

등가 회로는 아래와 같이 스위치 형태로 표현할 수 있습니다.

다이오드 전류 방정식

단상 풀 브리지 인버터의 작동

사용하는 단상 풀 브리지의 작동 RLC 부하 인버터는 다음 시나리오를 사용하여 설명 할 수 있습니다.

오버 댐핑 및 언더 댐핑

RLC 부하에 DC 여자를 적용하면 0에서 T / 2까지의 그래프. 얻은 출력 부하 전류는 정현파 형입니다. RLC 부하가 사용되기 때문에 RLC 부하의 리액턴스는 XL 및 XC의 두 가지 조건으로 표시됩니다.

Codition1 : XL> XC 인 경우 지연 부하처럼 작용하며 과감한 시스템이라고하며

조건 2 : XL 인 경우 풀 브리지 인버터 파형

풀 브리지 인버터 파형

전도 각도

각각의 전도 각도 스위치 각 다이오드는 V0 및 I0의 파형을 사용하여 결정될 수 있습니다.

지연 부하 조건에서

사례 1 : φ에서 π까지, V0> 0 및 I0> 0 다음 스위치 S1, S2가 전도
사례 2 : 0에서 φ, V0> 0 및 I0<0 then diodes D1, D2 conducts
사례 3 : π + φ에서 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
사례 4 : π에서 π + φ, V0 0을 형성하면 다이오드 D3, D4가 전도됩니다.

선행 부하 조건에서

사례 1 : 0에서 π까지 – φ, V0> 0 및 I0> 0 다음 스위치 S1, S2 전도

사례 2 : π-φ에서 π, V0> 0 및 I0<0 then diodes D1, D2 conducts

사례 3 : π에서 2 π-φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts

사례 4 : 형태 2 π-φ ~ 2 π, V0 0 다음 다이오드 D3, D4 전도

사례 5 : φ에서 0, D3 및 D4가 수행되기 전에.

따라서 각 다이오드의 전도 각은 '피' 그리고 각각의 전도 각도 사이리스터 또는 트랜지스터는 'Π-φ'.

강제 정류 및 자기 정류

선행 부하 조건에서 자기 정류 상황을 관찰 할 수 있습니다.

그래프에서 'φ ~ π – φ', S1 및 S2가 전도되고 'π – φ'이후 D1, D2가 전도되고이 시점에서 D1과 D2의 순방향 전압 강하는 1 볼트임을 알 수 있습니다. S1과 S2가 'π – φ'이후에 음의 전압을 향하고 있으므로 S1과 S2가 꺼집니다. 따라서이 경우 자체 정류가 가능합니다.

“ups 시스템은 어떻게 작동합니까 ”

풀 브리지 인버터 파형

지연 부하 조건에서 강제 정류 상황을 관찰 할 수 있습니다.

그래프에서“o ~ φ”, D1 및 D2가 전도되고 π에서 φ, S1 및 S2가 전도되고 단락되었음을 알 수 있습니다. 'φ'이후 D3 및 D4는 S1 및 S2가 꺼진 경우에만 수행되지만이 조건은 S1 및 S2를 강제로 꺼야 만 충족 될 수 있습니다. 따라서 우리는 강제의 개념을 사용합니다. 전환 .

방식

1). 각 다이오드의 전도 각은 피

2). 각 사이리스터의 전도 각은 다음과 같습니다. π-φ .

삼). 자기 정류는 회로 차단 시간에 선행 역률 부하 또는 저 감쇠 시스템에서만 가능합니다. 티_씨= φ / w₀ _.여기서 w0은 기본 주파수입니다.

4). 푸리에 급수 V₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^ㅏ[4V_DC/ nπ] Sin n w₀티

5). 나는₀(t) = ∑_{n = 1,3,5}^ㅏ[4V_DC/ nπ l z_엔l] 죄 n w₀t + φ_엔

6). V_{01 최대}= 4V_dc/ 파이

7). 나는_{01 최대}= 4V_dc/ π Z₁

8). Mod Z_엔= 아르 자형^두+ (n w₀L – 1 / n w₀C) 여기서 n = 1,2,3,4… ..

9). 피_엔= 그래서^-1[( / R]

10). 기본 변위 계수 에프_DF= cos 피

11). 다이오드 전류 방정식 I_디파형은 다음과 같이 주어집니다

나는_{D01 (평균)}= 1 / 2π [∫₀^피나는_{최대 01}죄 (w₀t-φ₁)] dwt

나는_{D01 (rms)}= [1 / 2π [∫₀^피나는₀₁^두_최대없이^두(V₀t-φ₁) dwt]]^1/2

다이오드 전류 방정식

12). 스위치 또는 사이리스터 전류 방정식 I_티파형은 다음과 같이 주어집니다

나는_{T01 (평균)}= 1 / 2π [∫_피^파이나는_{최대 01}죄 (w₀t-φ₁)] dwt

나는_{T01 (rms)}= [1 / 2π [∫_피^파이나는₀₁^두_최대없이^두(V₀t-φ₁) dwt]]^1/2

사이리스터 파형

단상 풀 브리지 인버터의 장점

다음은 장점입니다

회로에 전압 변동이 없음
높은 입력 전압에 적합
효율적인 에너지
현재 등급 전원 장치 부하 전류와 같습니다.

단상 풀 브리지 인버터의 단점

다음은 단점입니다.

풀 브리지 인버터 (95 %)의 효율은 브리지 인버터의 절반 (99 %) 미만입니다.
손실이 크다
높은 소음.

단상 풀 브리지 인버터의 응용

다음은 응용 프로그램입니다

저전력 및 중전 력 예제 구형파와 같은 응용 분야에 적용 가능 / 준 구형파 전압
왜곡 된 정현파는 고전력 애플리케이션에서 입력으로 사용됩니다.
고속 전력 반도체 장치를 사용하여 출력의 고조파 내용을 다음과 같이 줄일 수 있습니다. PWM 기법
AC와 같은 다른 응용 프로그램 가변 모터 , 난방 유도 장치 , 대기 전원 공급
태양 광 인버터
압축기 등

그러므로, 인버터는 전기 장치 DC 입력 공급을 출력 측에서 표준 크기 및 주파수의 비대칭 AC 전압으로 변환합니다. 부하의 유형에 따라 단상 인버터는 하프 브리지 인버터와 풀 브리지 인버터의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 이 기사에서는 풀 브리지 단상 인버터에 대해 설명합니다. 스위치처럼 작동하는 4 개의 사이리스터와 4 개의 다이오드로 구성됩니다. 스위치 위치에 따라 풀 브리지 인버터가 작동합니다. 하프 브리지에 비해 풀 브리지의 주요 장점은 출력 전압이 입력 전압의 2 배이고 출력 전력이 하프 브리지 인버터에 비해 4 배라는 것입니다.