Biến tần là gì?
Một bộ biến tần chuyển đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều. Trong hầu hết các trường hợp, điện áp DC đầu vào thường thấp hơn trong khi AC đầu ra bằng với điện áp cung cấp của lưới 120 volt hoặc 240 Volt tùy theo quốc gia.
Biến tần có thể được chế tạo như một thiết bị độc lập cho các ứng dụng như năng lượng mặt trời hoặc để hoạt động như một nguồn cung cấp năng lượng dự phòng từ pin được sạc riêng.
Cấu hình khác là khi nó là một phần của mạch điện lớn hơn, chẳng hạn như bộ cấp nguồn cấp trước (PSU) hoặc UPS (bộ lưu trữ điện năng). Trong trường hợp này, DC đầu vào biến tần là từ nguồn AC đã chỉnh lưu trong PSU, khi đó AC đã chỉnh lưu trong UPS sẽ luôn sẵn sàng cấp điện ra khi có sự cố mất điện.
Có nhiều loại biến tần khác nhau dựa trên hình dạng của dạng sóng chuyển mạch. Chúng có các cấu hình mạch, hiệu suất, ưu điểm và nhược điểm khác nhau
Biến tần cung cấp điện áp xoay chiều từ các nguồn điện một chiều và rất hữu ích trong việc cấp nguồn cho thiết bị điện tử và thiết bị điện sử dụng điện áp nguồn xoay chiều. Ngoài ra, chúng được sử dụng rộng rãi trong các giai đoạn đảo ngược nguồn cung cấp điện ở chế độ chuyển mạch. Các mạch được phân loại theo công nghệ chuyển mạch và loại chuyển mạch, dạng sóng, tần số và dạng sóng đầu ra.
Hoạt động biến tần cơ bản
Các mạch cơ bản bao gồm một bộ dao động, mạch điều khiển, mạch truyền động cho các thiết bị nguồn, thiết bị chuyển mạch và một máy biến áp.
Việc chuyển đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều được thực hiện bằng cách chuyển đổi năng lượng được lưu trữ trong nguồn một chiều như pin hoặc từ đầu ra bộ chỉnh lưu thành điện áp xoay chiều. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị chuyển mạch được bật và tắt liên tục, sau đó sử dụng máy biến áp. Mặc dù có một số loại máy không sử dụng máy biến áp, nhưng chúng không được sử dụng rộng rãi.
Điện áp đầu vào DC được bật và tắt bởi các thiết bị nguồn như MOSFET hoặc bóng bán dẫn nguồn và các xung được cấp cho phía sơ cấp của máy biến áp. Hiệu điện thế biến thiên ở cuộn sơ cấp tạo ra hiệu điện thế xoay chiều ở cuộn thứ cấp. Máy biến áp cũng hoạt động như một bộ khuếch đại trong đó nó làm tăng điện áp đầu ra với tỷ lệ được xác định bởi số vòng đã có. Trong hầu hết các trường hợp, điện áp đầu ra được nâng từ 12 volt tiêu chuẩn do pin cung cấp lên 120 volt hoặc 240 volt AC.
Ba giai đoạn đầu ra của Biến tần thường được sử dụng là, một cầu kéo đẩy với biến áp trung tâm, một nửa cầu kéo đẩy, hoặc một cầu kéo đẩy đầy đủ. Mạch kéo đẩy sử dụng tụ điện để tạo dao động ổn định và phổ biến hơn do nó rẻ; tuy nhiên, nó sử dụng một máy biến áp nặng hơn và có hiệu suất thấp hơn.
Một bộ biến tần DC sang AC đơn giản với mạch biến áp trung tâm được thể hiện trong hình bên dưới.
Các dạng sóng đầu ra biến tần
Biến tần được phân loại theo dạng sóng đầu ra của chúng với ba loại phổ biến là sóng vuông, sóng sin thuần túy và sóng sin biến đổi.
Sóng vuông đơn giản và rẻ hơn, tuy nhiên nó có chất lượng điện thấp so với hai loại kia. Sóng vuông được sửa đổi cung cấp chất lượng điện năng tốt hơn (THD ~ 45%) và phù hợp với hầu hết các thiết bị điện tử. Chúng có các xung hình chữ nhật có điểm chết giữa nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm (THD khoảng 24%).
Bộ nghịch lưu sóng sin thực sự có dạng sóng tốt nhất với THD thấp nhất khoảng 3%. Tuy nhiên, nó là đắt nhất và được sử dụng trong các ứng dụng như thiết bị y tế, âm thanh nổi, máy in laser và các ứng dụng khác yêu cầu dạng sóng hình sin. Chúng cũng được sử dụng trong các biến tần và thiết bị kết nối lưới
Các ứng dụng của biến tần
Biến tần được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, từ bộ điều hợp xe hơi nhỏ đến các ứng dụng gia đình hoặc văn phòng và hệ thống lưới điện lớn.
- Nguồn cung cấp năng lượng liên tục
- Là biến tần độc lập
- Trong hệ thống điện mặt trời
- Là một khối xây dựng của bộ cấp nguồn chế độ chuyển mạch
