تفاوت بین مبدل منبع ولتاژ و مبدل منبع جریان

منبع ولتاژ (VSI) و منبع جریان (CSI) دو دسته مجزای از انواع تبدیل‌کننده‌ها هستند که هر دو برای تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) طراحی شده‌اند. با وجود هدف مشترک آنها، عملکرد قابل توجهی از تفاوت‌ها را نشان می‌دهند و به نیازهای کاربردی متفاوت پاسخ می‌دهند.

الکترونیک قدرت به مطالعه و اجرای انواع مختلف تبدیل‌کننده‌های قدرت می‌پردازد - دستگاه‌ها یا مدارهای الکترونیکی که یک نوع انرژی الکتریکی را به شکل دیگری تبدیل می‌کنند که برای بار خاص مناسب است. این تبدیل‌کننده‌ها به چند نوع تقسیم‌بندی می‌شوند، از جمله AC به AC، AC به DC، DC به AC و DC به DC، هر کدام برای نیازهای متفاوت تبدیل انرژی سفارشی شده‌اند.

یک تبدیل‌کننده یک تبدیل‌کننده قدرت تخصصی است که برای تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) طراحی شده است. ولتاژ DC ورودی ثابت و ثابت است، در حالی که ولتاژ و فرکانس AC خروجی می‌تواند بر اساس نیازهای خاص تنظیم شود. این انعطاف‌پذیری تبدیل‌کننده‌ها را برای تولید برق پشتیبان از باتری‌ها، تسهیل انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) و فعال‌سازی درایوهای متغیر فرکانس (VFDs) که با کنترل فرکانس خروجی سرعت موتور را تنظیم می‌کنند، ضروری می‌کند.

یک تبدیل‌کننده فقط برای تبدیل انرژی الکتریکی از یک شکل به شکل دیگر طراحی شده است و بدون تولید مستقل انرژی عمل می‌کند. معمولاً از ترانزیستورهایی مانند MOSFETs یا IGBTs برای تسهیل این تبدیل استفاده می‌شود.

دو نوع اصلی از تبدیل‌کننده‌ها وجود دارد: منبع ولتاژ (VSIs) و منبع جریان (CSIs)، هر کدام با مزایا و محدودیت‌های متمایز خود.

منبع ولتاژ (VSI)

یک VSI طراحی شده است به گونه‌ای که ولتاژ DC ورودی آن ثابت بماند و توسط تغییرات بار تحت تأثیر قرار نگیرد. در حالی که جریان ورودی با تغییر بار نوسان می‌کند، منبع DC مقاومت داخلی ناچیزی دارد. این ویژگی VSIs را برای بارهای مقاوم یا القایی کم، از جمله سیستم‌های روشنایی، موتورهای AC و گرمکن‌ها مناسب می‌کند.

یک خازن بزرگ به موازات منبع DC ورودی متصل می‌شود تا ولتاژ ثابت را حفظ کند و تغییرات کمی حتی با تغییر جریان DC ورودی به تغییرات بار ایجاد کند. VSIs معمولاً از MOSFETs یا IGBTs همراه با دیودهای بازخورد (دیودهای فری‌ویلینگ) استفاده می‌کنند که برای مدیریت جریان انرژی واکنشی در مدارهای القایی ضروری هستند.

منبع جریان (CSI)

در یک CSI، جریان DC ورودی ثابت می‌ماند (به عنوان جریان لینک DC شناخته می‌شود)، در حالی که ولتاژ با تغییرات بار نوسان می‌کند. منبع DC مقاومت داخلی بالایی دارد که CSIs را برای بارهای القایی بالا مانند موتورهای القایی مناسب می‌کند. در مقایسه با VSIs، CSIs مقاومت بیشتری علیه بار زیاد و کوتاه‌مداری ارائه می‌دهند، که یک مزیت عملیاتی مهم در تنظیمات صنعتی محکم است.

یک القایی بزرگ به سری با منبع DC متصل می‌شود تا یک منبع جریان ثابت ایجاد کند، زیرا القایی به طور ذاتی مقاومت به تغییرات جریان را دارد. این طراحی مطمئن می‌کند که در یک CSI، جریان ورودی ثابت می‌ماند در حالی که ولتاژ با تغییرات بار تطبیق می‌یابد.

CSIs معمولاً از تایریستورها در ترکیب خود استفاده می‌کنند و نیاز به دیودهای فری‌ویلینگ ندارند، که آنها را از VSIs در طراحی قطعات و مکانیزم‌های عملیاتی متمایز می‌کند.

تفاوت‌های اصلی بین منبع ولتاژ و منبع جریان

جدول زیر مقایسه‌های کلیدی بین VSIs و CSIs را نشان می‌دهد: