Инверторы в электротехнике
В электротехнике инвертор — это устройство, предназначенное для преобразования одного вида электрического тока в другой. Основная его задача — инвертирование, то есть изменение параметров напряжения или тока. Существует две основные категории инверторов: зависимые (или ведомые сетью) и автономные.
В конструкции зависимых инверторов между источниками переменного и постоянного тока последовательно включаются такие компоненты, как катушка индуктивности, резистор и управляемый вентиль. Ключевым параметром работы является сдвиг фаз между током через вентиль и напряжением на машине переменного тока. Когда устройство работает в режиме выпрямления (раннее зажигание вентиля), этот сдвиг составляет менее 90°. В этой конфигурации машина переменного тока функционирует как генератор, а цепь постоянного тока — как двигатель.
Для перехода в режим инвертирования (позднее зажигание вентиля) сдвиг фаз увеличивается до значения более 90°. При этом роли меняются: машина переменного тока становится двигателем, а цепь постоянного тока — генератором. Этот переход также требует изменения либо полярности постоянного напряжения, либо направления тока через вентиль. Важным условием для восстановления управляемости вентиля является наличие на нём отрицательного напряжения в течение определённого времени после прохождения импульса тока. Из-за этого технического ограничения сдвиг фаз при инвертировании обычно не достигает 180°, что приводит к циркуляции реактивной мощности основной частоты в цепи переменного тока, известной как мощность сдвига.
Принцип работы автономных инверторов отличается. В них конденсатор сначала заряжается от источника постоянного тока через дроссель, а затем разряжается через первичную обмотку трансформатора и вентиль. В результате во вторичной обмотке трансформатора генерируется только переменный ток, что делает такие инверторы независимыми от внешней сети.
Инверторы в вычислительной технике
В области вычислительной техники и цифровой электроники инвертор — это базовый логический элемент с одним входом и одним выходом. Его основная функция — реализация логической операции «НЕ» (отрицание). Сигнал на выходе появляется только тогда, когда на входе сигнал отсутствует, и наоборот. Различают два основных типа таких инверторов: потенциальные и импульсные.
Потенциальный инвертор изменяет уровень постоянного напряжения: низкий уровень на выходе соответствует высокому на входе, и высокий на выходе — низкому на входе. Таким образом, он инвертирует не только состояние, но и импульсные сигналы.
При работе с импульсными сигналами возможны две основные схемы функционирования инвертора:
1) Инвертор, меняющий полярность. Этот тип изменяет полярность поступающих на вход импульсных сигналов.
2) Инвертор, управляемый наличием импульса. Этот тип формирует выходной импульс в тот момент, когда на входе импульс отсутствует. И наоборот, при поступлении входного импульса на выходе не формируется никакого сигнала.
Важно отметить, что в контексте логических операций конкретное соотношение полярностей входного и выходного сигналов не является принципиальным. Ключевым является логическое состояние: наличие или отсутствие сигнала, которое и подвергается инверсии.