无变压器逆变器 - 你需要知道的一切
有时，技术可以为集体社区带来巨大的飞跃。无变压器技术就是这些发展之一。它为公用事业、独立电力生产商和集成商提供无限的电力输送和降低的复杂性。这意味着两种最常见的商业光伏装置类型可以利用更有效的方法并降低成本。
无变压器逆变器比基于变压器的逆变器更小更轻，这可能是考虑使用它们的主要原因。
继续阅读以了解无变压器逆变器的工作原理、最适合它们的电路、安装注意事项及其优势。
什么是无变压器逆变器？
功率逆变器将低压直流 (DC) 电转换为高压交流 (AC) 电，供电器使用。
无需内部变压器来转换能量，无变压器逆变器可以使用计算机化的多步过程来增加电压。逆变器内的电子元件将低频直流电转换为高频交流电。然后它将电源转换回直流电，最后转换为标准频率的交流电压。
无变压器逆变器的 3 个最佳电路
无变压器逆变器的三种最佳电路配置是 IC 4047（一种 200 瓦紧凑型设计）和太阳能逆变器电路。它们体积小、相对简单，并且依靠电池或太阳能而不是内部变压器。
IC 4047
图4：IC 4047
IC 4047 是可用于无变压器逆变器的最简单电路之一。它不需要自举或需要特殊的驱动器 IC。
然而，它比类似的 N 沟道器件大两到三倍，具有降低的热容差和增加的电流规格。因此，设计师避免将其用于专业和商业单位。
工作原理
IC 4047 是一款低功率多谐振荡器，您可以在非稳态或单稳态 MV 模式下使用。您可以在非稳态模式（真门控或补门控）中集成外部触发输入。在单稳态模式下，可以正边沿触发或负边沿触发。
它的可重新触发功能允许您将输出时序扩展到您需要的量。
它还具有内置振荡器，允许通过外部 RC 网络进行可变频率选择。
配置
- 权力： 电池充满时额定为 190V，适度充电时额定为 160V
- IC 555 :脉宽调制
- 运算放大器集成电路 ：配置为带有三角波的比较器来处理所需的 SPWM
- BJT 缓冲开关 ：根据 SPWM 脉冲设置，低端 MOSFET 切换到相同模式
- MOSFET :应该可以处理3kva无变压器逆变器（如IRFB4137PBF-ND）
- 铁氧体磁芯 :代替重铁变压器
频率测试
使用以下公式，以赫兹为单位测量 f，以欧姆为单位测量 Rt，以法拉为单位测量 Ct：
f =1/1.453 x Rt x Ct
您需要使用数字频率计测试频率范围输出，直到获得所需的结果。
零件清单
- C1 =0.1uF / PPC
- R1 =56k
- IC pin 10 /11 电阻 =330 ohms – 2nos
- 上 P 沟道 MOSFET =FQP4P40 – 2nos
- 下 N 沟道 MOSFET =IRF740 =2nos
- MOSFET 栅极电阻 =100k – 2nos
- 光耦合器 =4N25 – 2 个
- 齐纳二极管 =12V，1/2 瓦 - 2 个
200 瓦紧凑型设计
200 瓦配置简单高效，无需重型变压器。为其供电的电池不占用太多空间，并在 200 瓦时输出 110 V AC。
工作原理
200 瓦的简单逆变器电路使用来自 18 个 12 伏电池的高压直流输入电压。 IC 需要 5-15 伏的严格工作电压，因此来自 12 伏电池之一。
配置
- 权力： 18 节 12 伏串联电池
- 振荡器 ：门 N1（来自 IC 4093）
- 集成电路 ：来自其中一个 12 伏电池的输入，应用于相关 IC 输出
- 对于真正的正弦波反转 :使用正弦波发生器代替输入振荡器
零件清单
- 电池 =12V/4AH，18 节。
- D1 =1N4148
- NAND IC =4093，
- Q1、Q2 =MPSA92
- Q3 =MJE350
- Q4、Q5 =MJE340
- Q6、Q7 =K1058、
- Q8、Q9 =J162
无变压器太阳能逆变器电路
图 3：无变压器太阳能逆变器电路系统
无变压器太阳能逆变器电路设计通过使用高压 MOSFET 来利用太阳能，从而消除了变压器。电压调节器可以根据阳光波动的功率损耗和增益来帮助调节功率波动。
工作原理
无变压器太阳能逆变器电路将太阳能转换为交流电。它们具有三个主要阶段：振荡器、输出和功率传输阶段。
配置
- 权力 ：太阳能电池板，开路电压范围为 17V（黄昏）至 24V（明亮的阳光），馈入 B1 和 B2
- 降压电阻和齐纳二极管 :限制为 15V 齐纳电压
- 稳压器： 在晴天和阴天之间调节太阳能输出电压，范围为 170V-260V
- MOSFET ：N 型和 P 型额定电压为 450V 和 5 安培
- 振荡器 :IC 555
- 输出 :高压功率 MOSFET
R1、R2 和 C1 的公式
T1=0.7(R1+R2)C 和 T2=0.7R1C
所以
T=0.7(R1+2R2)C或f=1.4/(R1+2R2)C
在哪里
T1 =高周期，T2 =低周期，T =总周期，f =频率
零件清单
- B1 和 B2 =来自太阳能电池板
- C1 =0.1uF
- 二极管 =1N4148
- R1 =6K8
- R2 =140K
- R3 =10K，10 瓦，
- R4，R5 =100 欧姆，1/4 瓦
- Z1 =5.1V 1 瓦
或者，您可以安装完整的 H 桥逆变器电路。这样做的好处是您只需要安装一个太阳能电池板装置即可获得 220V 输出。
图 5：无变压器太阳能逆变器电路系统
无变压器太阳能逆变器电路设计通过使用高压 MOSFET 来利用太阳能，从而消除了变压器。电压调节器可以根据阳光波动的功率损耗和增益来帮助调节功率波动。
配置
- 权力 ：太阳能电池板，开路电压范围为 17V（黄昏）至 24V（明亮的阳光），馈入 B1 和 B2
- 降压电阻和齐纳二极管 :限制为 15V 齐纳电压
- 稳压器： 在晴天和阴天之间调节太阳能输出电压，范围为 170V-260V
- MOSFET ：N 型和 P 型额定电压为 450V 和 5 安培
- 振荡器 :IC 555
- 输出 :高压功率 MOSFET
R1、R2 和 C1 的公式
T1=0.7(R1+R2)C 和 T2=0.7R1C
所以
T=0.7(R1+2R2)C或f=1.4/(R1+2R2)C
在哪里
T1 =高周期，T2 =低周期，T =总周期，f =频率
零件清单
- B1 和 B2 =来自太阳能电池板
- C1 =0.1uF
- 二极管 =1N4148
- R1 =6K8
- R2 =140K
- R3 =10K，10 瓦，
- R4，R5 =100 欧姆，1/4 瓦
- Z1 =5.1V 1 瓦
或者，您可以安装完整的 H 桥逆变器电路。优点是您只需要安装一个太阳能电池板装置即可获得 220V 输出。
无变压器逆变器的安装注意事项
图 4：安装和测试无变压器逆变器的工人
使用传统逆变器意味着每个逆变器都必须与单个或定制的隔离变压器配对。由于隔离变压器的效率最高为 99%，因此功率立即降低。此外，庞大的尺寸和范围限制会立即妨碍您。如果尺寸足够，无变压器逆变器直接绑在建筑物或子面板上。
没有重型变压器，设计轻巧且可操作，增加了安装选项。我还将消除大量的直流接线以及交流接线的长度和成本。您可以使用直接电源连接多个并联逆变器而无需变压器，以获得最稳定的性能。
基于变压器和无变压器逆变器的区别
无变压器逆变器与传统逆变器的主要区别在于变压器本身。没有变压器为更清洁、更轻便和直接的设计腾出了空间。它也使它更有效率。计算机化流程和升级的电气元件替代了变压器。
这些不间断电源现在在安装较小的数据中心环境中很常见。它们的额定功率范围从低于 10 kVA 到大约 300 kVA。
使用无变压器逆变器的好处
图 5：轻巧紧凑的无变压器逆变器
无变压器逆变器比传统逆变器效率更高，并且能够避免内部能量损失。由于没有笨重的变压器，它还消除了额外的组件成本。无变压器版本轻巧紧凑，使用电子开关而不是机械开关。
无变压器逆变器还具有较少的机械噪音和来自机械部件的热量。总体而言，由于不需要冷却风扇、变压器和其他笨重的组件，这些特性使构建成本更低。
传统逆变器通过单个 PowerPoint 工作。这意味着，一个组件的性能低会降低整体直流输出。使用无变压器逆变器，您可以将它们安装在两个不同的方向，同时产生直流输出。
结论
总体而言，无变压器逆变器具有成本效益，因为电气元件更少且效率更高。您有不同的电路选项可供选择，但无变压器型号的整体优势是多功能性。使用更小、更紧凑的电器和电子产品可以降低消费者的生产成本和成本。
电路选项取决于所需的直流输出类型。或者，无变压器组件具有速度和效率的优势。这项技术几十年来一直在发展和改进，并将在未来彻底改变电子消费。
工业技术