7、电力电子与逆变器技术详解

电力电子与逆变器技术详解

1. AC - DC - AC 转换器

AC - DC - AC 转换器是在整流器和 DC - AC 转换器的基础上发展而来的。它由两个阶段组成，首先使用二极管或晶闸管三相桥将输入的交流电转换为直流电，然后利用三相电压源换流器（VSC）生成所需的三相交流电。为实现这一转换，需在两个转换器之间设置直流母线，并使用合适的直流设备过滤直流母线上的谐波，常用的直流设备有滤波电容和滤波电感。

尽管 AC - DC - AC 转换器结构相对复杂，但它具有诸多优点。中间的直流环节可将三相输入与三相输出隔离开来，使两者的动态和静态特性互不影响。若直流环节抗干扰能力强，两级转换器将具备设计方便、效率高和性能好等特点。尤其值得一提的是，转换器的输出级（DC - AC 部分）可采用前面介绍的 PWM 技术，也可使用其他性能良好、谐波小的控制技术。

2. 逆变器

2.1 简介

逆变器是一种 DC - AC 变压器，与转换器的功能相反，它实现电压逆变过程。转换器将电网的交流电转换为稳定的 12V 直流电输出，而逆变器则将转换器输出的 12V 直流电转换为高频高压交流电。两者都广泛使用 PWM 技术，核心部件分别为转换器的 UC3842 和逆变器的 TL5001 芯片，TL5001 的工作电压范围是 3.6 - 40V。

逆变器内部安装有误差放大器、调节器、振荡器、带死区控制的 PWM 发生器、低压保护电路和短路保护电路，具有以下特点：
- 高转换效率且启动速度快；
- 良好的安全性能，可防止短路、过载、过/欠压和过热；
- 良好的物理性能，采用全铝外壳，散热性能好，表面经过硬氧化处理