有時(shí)，一項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)使集體社區(qū)取得了巨大的飛躍，無(wú)變壓器技術(shù)就是其中之一。它為公用事業(yè)、獨(dú)立電力生產(chǎn)商和集成商提供無(wú)限的電力輸送和降低的復(fù)雜性。這意味著兩種最常見(jiàn)的商業(yè)光伏裝置可以使用更高效的發(fā)電功率供電，從而降低成本。無(wú)變壓器逆變器架構(gòu)是一項(xiàng)改變游戲規(guī)則的技術(shù)，它為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多變化。由于這項(xiàng)技術(shù)似乎仍在發(fā)展并推動(dòng)電力工程領(lǐng)域的界限，因此將有很多東西需要解開(kāi)。 

圖 1：無(wú)變壓器逆變器

電源逆變器及其用途

圖 2：電源逆變器

逆變器是一種將直流電 (DC) 變?yōu)榻涣麟?(AC) 的電子設(shè)備。獲得的交流電取決于所使用的組件和電路設(shè)計(jì)。逆變器本身不產(chǎn)生電能；相反，它由直流電源提供。逆變器本身可以是機(jī)械的或電子的，這與在轉(zhuǎn)換過(guò)程中不使用移動(dòng)部件的靜態(tài)逆變器不同。

一些電子設(shè)備需要逆變器，包括電池或燃料電池等存儲(chǔ)設(shè)備。不間斷電源使用這些電池和逆變器在停電期間提供交流電。電機(jī)速度控制也是工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、軌道交通和電動(dòng)工具不可或缺的一部分。逆變器甚至可以控制您的制冷壓縮機(jī)電機(jī)。

使用列表繼續(xù)用于電氣工程領(lǐng)域中越來(lái)越頻繁的項(xiàng)目。它用于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、感應(yīng)加熱、高壓直流輸電、電擊武器、便攜式電池、發(fā)電系統(tǒng)和變頻。 

圖 3：逆變器的應(yīng)用

什么是無(wú)變壓器逆變器？

電源逆變器將來(lái)自電源的直流電或直流電轉(zhuǎn)換為任何電器中使用的交流電或交流電。無(wú)變壓器逆變器正是它聽(tīng)起來(lái)的樣子——逆變器沒(méi)有變壓器。這并不意味著逆變器會(huì)繞過(guò)電壓波動(dòng)，這是所有電器不可或缺的一部分。無(wú)變壓器逆變器以不同的方式執(zhí)行這些功能。

無(wú)變壓器逆變器的3 個(gè)最佳電路

從直流到交流的轉(zhuǎn)換對(duì)于所有電器都是必不可少的，因此了解要使用的正確電路。在不依賴電感器或變壓器的情況下，直流電等于無(wú)變壓器逆變器輸出端產(chǎn)生的交流電的最大值。三個(gè)初級(jí)逆變器電路專為無(wú)變壓器技術(shù)而設(shè)計(jì)。

集成電路 4047

圖 4：IC 4047

H 橋拓?fù)涫亲詈?jiǎn)單的形式，但并不理想，因?yàn)樗鞘褂?p/n 溝道 MOSFET 設(shè)計(jì)的。因此，在高端使用 p 溝道 MOSFET，從而無(wú)需自舉。這種簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)是最干凈的，但它不必依賴于特定的驅(qū)動(dòng)器 IC。

如果構(gòu)建正確，低頻使用是無(wú)止境的。然而，正是這種簡(jiǎn)潔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)迫使專業(yè)和商業(yè)單位避免使用它。然而，IC 4047 是一個(gè) 14 引腳 IC，允許負(fù)邊沿或正邊沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器動(dòng)作，可以與外部計(jì)數(shù)選項(xiàng)一起重新觸發(fā)。 

該組件的特點(diǎn)是低功耗、單穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、高抗噪性、標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)稱輸出特性，并且外部只需要一個(gè)電阻和一個(gè)電容器。這種通用組件可以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖、正弦波和方波，可用于應(yīng)用時(shí)序延遲電路、倍頻器和分頻器。

200 瓦緊湊型設(shè)計(jì)

200 瓦的緊湊型設(shè)計(jì)用等于所需輸出 AC 的 DC 電平代替輸入低壓 DC。使用低直流電壓的逆變器需要升壓到更高的交流電壓，這似乎需要變壓器。 

但是，計(jì)算機(jī)連接和升級(jí)的組件可以在沒(méi)有變壓器本身的情況下完成變壓器的工作。這消除了變壓器，避免了對(duì)大量或笨重部件的需要。 

無(wú)變壓器太陽(yáng)能逆變電路

圖 5：無(wú)變壓器太陽(yáng)能逆變器電路系統(tǒng)

作為一種可再生資源，太陽(yáng)能多年來(lái)一直越來(lái)越受歡迎。在此設(shè)計(jì)中，通過(guò)使用高壓 MOSFET 并通過(guò)一系列太陽(yáng)能電池板升高電壓來(lái)消除變壓器。

基于太陽(yáng)能的無(wú)變壓器逆變器電路由三個(gè)主要階段組成——即振蕩和輸出。使用這意味著您不需要雙太陽(yáng)能電池板布置。相反，單個(gè)串聯(lián)的太陽(yáng)能電源足以運(yùn)行 220 伏的結(jié)果。 

無(wú)變壓器逆變器安裝注意事項(xiàng)

圖 6：安裝和測(cè)試無(wú)變壓器逆變器的工人

使用傳統(tǒng)逆變器意味著每個(gè)逆變器都必須與單個(gè)或定制的隔離變壓器配對(duì)。這意味著功率會(huì)立即降低，因?yàn)楦綦x變壓器的效率最高為 99%，而且體積龐大和范圍限制會(huì)立即妨礙您。無(wú)變壓器逆變器直接連接到建筑物或子面板（如果尺寸足夠）。

沒(méi)有笨重的變壓器，設(shè)計(jì)輕巧且易于操作，增加了安裝選項(xiàng)。我還將消除大量的直流接線以及交流接線的長(zhǎng)度和成本。您可以使用直流電源連接多個(gè)無(wú)需變壓器的并聯(lián)逆變器，以獲得最穩(wěn)定的性能。 

基于變壓器和無(wú)變壓器的逆變器之間的差異

無(wú)變壓器逆變器與傳統(tǒng)逆變器的顯著區(qū)別在于變壓器本身。沒(méi)有一個(gè)不僅為更清潔、更輕巧、更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)騰出空間，而且也更高效。計(jì)算機(jī)化的過(guò)程和升級(jí)的電氣元件替代了變壓器。

這些不間斷電源現(xiàn)在是安裝規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)配置。它們的額定功率范圍從低于 10 kVA 到大約 300 kVA。 

使用無(wú)變壓器逆變器的好處

圖 7：輕巧緊湊的無(wú)變壓器逆變器

無(wú)變壓器逆變器比傳統(tǒng)逆變器更高效，能夠避免內(nèi)部能量損失。由于沒(méi)有體積大且尺寸過(guò)大的變壓器，它還消除了額外的組件成本。無(wú)變壓器版本輕巧緊湊，使用電子開(kāi)關(guān)而不是機(jī)械開(kāi)關(guān)。 

這使得機(jī)械噪音以及機(jī)械部件產(chǎn)生的熱量顯著降低。總的來(lái)說(shuō)，由于不需要冷卻風(fēng)扇、變壓器和其他笨重的組件，這使得構(gòu)建更便宜。 

傳統(tǒng)逆變器通過(guò)單個(gè) PowerPoint 工作，這意味著一個(gè)組件的低性能將降低整體直流輸出。使用無(wú)變壓器逆變器，您可以將它們安裝在兩個(gè)不同的方向，同時(shí)產(chǎn)生直流輸出。 

結(jié)論

總體而言，無(wú)變壓器逆變器具有成本效益，因?yàn)殡姎饨M件更少且效率更高。您可以為電路選擇不同的選項(xiàng)，但無(wú)變壓器模型的整體優(yōu)勢(shì)在于其多功能性。使用更小、更緊湊的電器和電子產(chǎn)品可以降低生產(chǎn)和消費(fèi)成本。

電路選項(xiàng)取決于所需的直流輸出類型，但無(wú)變壓器組件可提供速度和效率。在過(guò)去的幾十年里，這項(xiàng)技術(shù)一直在發(fā)展和改進(jìn)，并將在未來(lái)徹底改變電子消費(fèi)。