L'étage inverseur d'un onduleur est l’élément essentiel de la conversion du courant continu en courant alternatif. À ce stade, des circuits de commutation, tels que des transistors (IGBT), des transistors à effet de champ à oxyde métallique (MOSFET) et d'autres dispositifs à semi-conducteurs de puissance, sont utilisés pour obtenir un contrôle précis de la forme d'onde de sortie grâce à une technologie de contrôle et de modulation précise.
Circuit de commutation :
Le cœur de l'onduleur est le circuit de commutation, qui commute l'alimentation CC en alimentation CA en allumant et éteignant le dispositif de commutation. Les dispositifs à semi-conducteurs de puissance couramment utilisés comprennent les transistors (généralement des IGBT) et les MOSFET. Ces dispositifs de commutation sont contrôlés avec précision dans l'onduleur pour simuler la forme d'onde de sortie souhaitée.
Cycle de travail de l'onduleur :
Le cycle de base de fonctionnement de l'onduleur comprend deux phases : la phase de conduction et la phase de coupure. En phase de conduction, le dispositif de commutation est activé, laissant passer le courant ; pendant la phase de coupure, le dispositif de commutation est éteint et le courant est bloqué. En ajustant le rapport du temps d'activation et de désactivation, la forme, la fréquence et la tension de la forme d'onde de sortie peuvent être modifiées.
Modulation de largeur d'impulsion (PWM) :
Afin d'améliorer la qualité de la forme d'onde de sortie, les onduleurs utilisent généralement la technologie de modulation de largeur d'impulsion (PWM). PWM permet un contrôle de haute précision de la forme d'onde de sortie en ajustant le temps de travail du dispositif de commutation. Plus précisément, PWM commute le dispositif de commutation à une certaine fréquence et simule la forme d'onde AC requise en ajustant le temps de conduction au sein de chaque cycle de commutation.
Contrôle de la forme d'onde de sortie :
La conception de l'onduleur permet aux ingénieurs d'ajuster les paramètres de la forme d'onde de sortie, notamment la fréquence, l'amplitude et la phase. Cette flexibilité permet à l'onduleur de s'adapter à différents besoins d'application, par exemple en fournissant une alimentation de 50 Hz aux appareils électroménagers ou une alimentation de 60 Hz aux équipements industriels.
Efficacité et pertes de l’onduleur :
L'efficacité de l'étage inverseur est un facteur clé dans la conception. Il y aura une certaine perte d'énergie pendant le processus d'allumage et d'extinction du dispositif de commutation, et l'efficacité globale de l'onduleur dépend du contrôle et de la minimisation de ces pertes. Les conceptions d'onduleurs efficaces utilisent généralement des dispositifs à semi-conducteurs de puissance avancés et des stratégies de contrôle PWM optimisées pour améliorer l'efficacité de la conversion d'énergie.
Contrôle du courant et de la tension :
L'onduleur doit non seulement générer une forme d'onde d'une forme spécifique, mais doit également assurer la stabilité du courant et de la tension de sortie. Par conséquent, le système de contrôle doit surveiller la sortie en temps réel et ajuster le fonctionnement du dispositif de commutation via un mécanisme de rétroaction pour maintenir des caractéristiques de sortie stables.
