파워인버터

* 다이오드 설명
다이오드란 몸체가 있고, 한 쪽 끝에는 줄무늬가 있다. 



* 파워 인버터 설명
인버터는 뒤에 DC단자가 있음. 빨간색, 검은색 DC단자이고
앞쪽에는 AC 콘센트가 있음.
벽에서 나오는 건 AC임
인버터는 DC를 AC로 변환하는 데 사용됨. 즉, 뒤에서 입력을 넣어주면 앞쪽 AC단자에서 AC출력이 나오게 됨
정류기를 통해 변환하게 된다. (별도 영상)
일반적으로 집에서 사용하는 가전제품은 교류를 사용함.
그러나 태양 전지판/배터리 등에 의해 생성된 전기는 직류 전기임. 그래서 재생가능한 소스, 배터리 뱅크, 차량에서 전기기기에 전기를 공급하려면 인버터를 이용해야 한다.
인버터 애플리케이션을 어떻게 사용할 수 있을까?

인버터 이해를 위한 전기의 기본 원리
구리선 안을 보면 자유 전자가 많다. 구리선들은 각각 움직이지만 별 의미가 없다. 같은 방향으로 움직여야 하고, 배터리의 전압을 걸어준다면 전자들을 같은 방향으로 움직이게 할 수 있음
배터리를 연결하면 전류가 흐를 수 있는 회로가 됨. 

직류는 태양 전지판, 배터리에서 나오는 전기 등이 있음. 전기가 한 방향으로만 흐름. 한 터미널에서 다른 터미널로 직접 흐른다. 배터리를 뒤집으면 반대방향으로 흐르게 된다.
양에서 음으로 흐르는 것이 재래식 전류라고 한다. 전자 흐름과는 반대인 것이다.
오실로스코프로 직류에 대한 전기 파형을 보면 최대 전압에서의 고른 양의 라인을 볼 수 있다. 반복해서 켜거나 끄면 0과 최댓값 사이의 방현파 파동 패턴이 나타남.
스위치를 펄스로 빠르게 개폐하면 맥동파를 얻을 수 있다.

교류전기에서 전자는 끊임없이 앞,뒤로 번갈아 흐른다.
발전기에서, 구리선이 발전기에 감겨있다. 그리고 중간에서 자석이 돌고 있고, 그 자석은 N,S를 각 양, 음극이라고 생각할 수 있다. 자석이 돌면서 절반씩, N극은 전자를 당기고 S극은 전자를 밀어내게 된다. 자석의 자기장은 강도에 따라 다른데, 끝부분으로 갈수록 강도가 세진다. 그리고 N,S의 중간은 강도가 0이 된다. 따라서 자석의 각 전체 회전이 sin파를 생성하게 된다. 전압이 일정하지 않고, +피크, 0, -피크를 반복적으로 이동하게 된다.
주파수는 초당 60번 반복된다는 60Hz의 전기를 사용하며, 즉 전류가 초당 120회 역전되는 것이다. 또한 50Hz의 전기를 사용하는 지역도 있다.

인버터는 IGBT라고 알려진 다수의 전자 스위치로 구성되며, 스위치의 개폐는 컨트롤러(제어기)에 의해 결정된다. 전기가 어떤 경로로, 얼마나 오래 흐르는 지 경로를 제어하여 DC소스에서 AC전기를 생산할 수 있다.
먼저, 배터리를 정방향 전압, 0, 역방향 전압을 걸면 +, 0, -, 0, +와 같은 파형이 만들어지게 된다.
램프와 같은 부하에 4개의 스위치 혹은 IGBT를 연결하면, 이것들을 짝으로 개폐하며 AC전기를 생산해낼 수 있다.
스위치 1과 4를 닫으면 정방향 전압, 2와 3을 닫으면 역방향 전압이 걸리게 된다. 그러면 AC전기를 생산할 수 있는 것이다. 이것을 초당 120회 반복하면 60Hz 전기를 얻을 수 있다. 우리는 저전압 출력을 이용하기 때문에 이런 식으로 제어기를 통해 교류 전류를 만든다면 저전압 출력을 얻을 수 있을 것이다. 가전 제품에 필요한 120/230V가 필요하다면 변압기를 이용해야 할 것이다. 양과 음의 방현파 출력을 얻었는데, 단순히 +, -가 반복되기 때문에 sin파와는 비슷하지 않다. 이를 어떻게 sin파와 비슷하게 만들 것인가?

컨트롤러를 이용하여 스위치들을 맥동 패턴으로 주기당 여러번 빠르게 열고 닫을 수 있다. 각 진동은 폭에 따라 변화하며, 이를 진동 폭 변조라고 한다. 스위치를 빠르게 열고 닫음으로써 폭을 조절하는데, 그 평균값을 기준으로 sin파와 비슷하게 순차적으로 증가하고 감소하는 파형을 만들 수 있다. 스위치의 시간을 제어함으로써 주파수를 조절할 수 있는 것이다.

12V로 igbt 진동 폭 변조 변압기를 사용하여 120V, 230V AC공급으로 변환할 수 있다. 그런데 더 많은 전력을 원한다면?

단상 AC전기와 삼상 AC전기가 있다. 대부분의 가정은 단상 전기를 사용한다. 유럽은 삼상 전기를 사용하는 곳도 있다. 북아메리카 가정에서는 중앙 분리형 변압기로, 단상을 2개로 분리하여 분할 상 전기를 사용한다. -> 타 영상 참고