3.2 Розподілюючий пристрій
Основною функцією розподілюючого пристрою є підключення навантаження до загальної мережі, інвертора або одночасно до мережі і до інвертора, що дозволяє керувати передачею енергії з мережі й з інвертора в навантаження та з інвертора в мережу. Для цього використовуються два ключі змінного струму, схема з’єднання яких зображена на рис. 3.9. Крім того, цей пристрій містить датчики струму, напруги загальної мережі і різниці фаз між ними для визначення потужності і напрямку передачі енергії.
Рис. 3.9 Основні елементи розподілюючого пристрою
Основними елементами пристрою є ключі змінного струму S1, S2, що мають бути розраховані на значні перенапруги. Крім функції розподілу енергії, вони також захищають навантаження від перенапруг у загальній мережі.
3.2.1 Силові ключі змінного струму
Для комутації змінного струму в довільний момент часу застосовують схеми на транзисторах і діодах, один ключ може складатися з двох транзисторів і двох діодів (рис. 3.10 а, б) або з одного транзистора і чотирьох діодів (рис. 3.10, в).
Рис. 3.10 Основні схеми ключів змінного струму
Перевагою схем з двома транзисторами є те, що струм проходить послідовно через один діод і транзистор, у схемі ж з діод ним мостом – через два діоди і транзистор, тому в ній більший спад напруги і втрати енергії на діодах у відкритому стані. В даному випадку напруга відносно висока і це не є суттєвим, тому з урахуванням нижчої вартості і простішого керування оптимальним вибором буде схема з діодним мостом (рис. 3.10, в).
Для керування транзистором потрібно підсилювати керуючі сигнали системи керування. Крім того, необхідна гальванічна розв’язка кола керування і силового кола високої напруги. При цьому повинна бути можливість підтримання ключа у відкритому або закритому стані протягом тривалого часу.
Для виконання всіх цих вимог в якості підсилювача керуючих сигналів можна використати прямо ходовий перетворювач напруги з випрямлячем і фільтром на виході (рис. 3.11). Для підтримання ключа в відкритому стані на вхід подається високочастотний імпульсний керуючий сигнал, що відкриває і закриває транзистор VT1, пропускаючи імпульси струму через обмотку w1 трансформатора TV1. Внаслідок цього на вторинній обмотці w2 з’являється імпульсна напруга, що випрямляється діодом VD2 і згладжується конденсатором C1, заряджає ємність затвора силового транзистора VT2 і відкриває його.
Рис. 3.11 Ключ змінного струму з підсилювачем керуючих сигналів
При закриванні транзистора VT1 в паузах між імпульсами струм індуктивності намагнічування трансформатора TV1 продовжується через обмотку розмагнічування w3, діод VD1 і джерело живлення, розмагнічуючи осердя трансформатора і запобігаючи його насиченню. При вимиканні ключа керуючий сигнал зникає і конденсатор С1 розряджається на резистор R1.
Вихідної напруги має бути достатньо для підтримання робочої точки силового транзистора на плато Міллера, при цьому вона не повинна перевищувати максимально допустиму напругу затвор-витік, особливих вимог до її стабільності немає.