Invertorový stupeň a výkonový střídač je základní součástí přeměny stejnosměrného proudu na střídavý proud. V této fázi se používají spínací obvody, jako jsou tranzistory (IGBT), tranzistory s oxidovým polem (MOSFET) a další výkonová polovodičová zařízení, aby bylo dosaženo přesného řízení výstupního tvaru vlny pomocí přesné technologie řízení a modulace.
Spínací obvod:
Jádrem střídače je spínací obvod, který zapínáním a vypínáním spínacího zařízení přepíná stejnosměrný zdroj na střídavý. Mezi běžně používaná výkonová polovodičová zařízení patří tranzistory (obvykle IGBT) a MOSFETy. Tato spínací zařízení jsou přesně řízena v měniči, aby simulovala požadovaný výstupní tvar vlny.
Pracovní cyklus invertoru:
Základní cyklus provozu střídače zahrnuje dvě fáze: fázi vedení a fázi přerušení. Ve fázi vedení je spínací zařízení zapnuto, což umožňuje průchod proudu; zatímco ve fázi cutoff je spínací zařízení vypnuto a proud je blokován. Úpravou poměru doby zapnutí a vypnutí lze změnit tvar, frekvenci a napětí výstupní vlny.
Pulzní šířková modulace (PWM):
Aby se zlepšila kvalita výstupního průběhu, invertory obvykle používají technologii pulzně šířkové modulace (PWM). PWM dosahuje vysoce přesného řízení výstupního průběhu nastavením pracovní doby spínacího zařízení. Konkrétně PWM spíná spínací zařízení při určité frekvenci a simuluje požadovaný střídavý tvar vlny úpravou doby vedení v rámci každého spínacího cyklu.
Ovládání výstupního průběhu:
Konstrukce měniče umožňuje technikům upravit parametry výstupního průběhu, včetně frekvence, amplitudy a fáze. Tato flexibilita umožňuje přizpůsobení měniče různým potřebám aplikací, například poskytování 50Hz napájení pro domácí spotřebiče nebo 60Hz napájení průmyslového zařízení.
Účinnost a ztráty měniče:
Účinnost invertorového stupně je klíčovým hlediskem při návrhu. Během procesu zapínání a vypínání spínacího zařízení dojde k určitým ztrátám energie a celková účinnost střídače závisí na řízení a minimalizaci těchto ztrát. Návrhy efektivních invertorů obvykle využívají pokročilá výkonová polovodičová zařízení a optimalizované strategie řízení PWM ke zlepšení účinnosti přeměny energie.
Ovládání proudu a napětí:
Měnič potřebuje nejen generovat tvar vlny specifického tvaru, ale také musí zajistit stabilitu výstupního proudu a napětí. Proto musí řídicí systém monitorovat výstup v reálném čase a upravovat činnost spínacího zařízení pomocí mechanismu zpětné vazby, aby se udržely stabilní výstupní charakteristiky.
