Die Wechselrichterschaltung ist das Herzstück des Wechselrichter , verantwortlich für die Umwandlung von Gleichstrom (Gleichstrom) in Wechselstrom (Wechselstrom). Um die Funktionsweise eines Wechselrichters zu verstehen, ist es wichtig zu verstehen, wie die Wechselrichterschaltung funktioniert.
Komponenten der Wechselrichterschaltung:
Transistoren:
Transistoren sind Halbleiterbauelemente, die als elektronische Schalter im Wechselrichterkreis dienen. Sie sind für die Umwandlung der DC-Eingangsspannung in eine pulsierende oder modulierte DC-Wellenform verantwortlich. Wechselrichter verwenden als Schaltkomponenten entweder Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs).
Transistoren schalten sich schnell ein und aus und erzeugen ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal, das zwischen hohen und niedrigen Zuständen wechselt und so den Wechsel zwischen positiven und negativen Zyklen einer Wechselstromwellenform nachahmt.
Pulsweitenmodulation (PWM):
PWM ist eine Steuerungstechnik, die in der Wechselrichterschaltung verwendet wird, um die Breite der von den Transistoren erzeugten Spannungsimpulse anzupassen. Durch Variation der Impulsbreite kann der Wechselrichter sowohl die Amplitude als auch die Frequenz der AC-Ausgangswellenform steuern.
Um beispielsweise aus einem Gleichstromeingang einen 60-Hz-Wechselstromausgang zu erzeugen, kann der Wechselrichter die Breite der Impulse entsprechend modulieren. Breitere Impulse erzeugen eine höhere Spannung, während schmalere Impulse zu einer niedrigeren Spannung führen.
Transformator (optional):
Bei einigen Wechselrichtern, insbesondere solchen, die für hohe Leistungen ausgelegt sind, ist möglicherweise ein Transformator im Wechselrichterkreis enthalten. Der Transformator wird verwendet, um die Spannung je nach Bedarf zu erhöhen oder zu verringern, um sie an die gewünschte AC-Ausgangsspannung anzupassen.
Transformatoren tragen zur Isolierung zwischen Eingang und Ausgang bei und stellen sicher, dass die Wechselspannung auf dem gewünschten Niveau liegt. Dies ist besonders wichtig für Wechselrichter, die in netzgebundenen Anwendungen eingesetzt werden.
Filterkomponenten:
Filterkomponenten wie Kondensatoren und Induktivitäten werden verwendet, um die von den Transistoren erzeugte pulsierende Gleichstromwellenform zu glätten. Sie tragen dazu bei, Oberwellen und Rauschen im AC-Ausgang zu reduzieren, was zu einer saubereren und stabileren Wellenform führt.
Kondensatoren speichern Energie und geben sie bei Spannungseinbrüchen ab, während Induktivitäten Stromänderungen widerstehen, was dazu beiträgt, eine konstante Leistung aufrechtzuerhalten.
Funktionsweise der Wechselrichterschaltung:
DC-zu-AC-Umwandlung:
Die Wechselrichterschaltung funktioniert durch schnelles Ein- und Ausschalten der Transistoren entsprechend der gewünschten Ausgangswellenform. Wenn ein Transistor eingeschaltet ist, lässt er Strom durch ihn fließen, wodurch eine positive Halbwelle der Wechselstromwellenform entsteht. Beim Ausschalten wird der Strom unterbrochen, wodurch eine negative Halbwelle entsteht.
Durch die präzise Steuerung des Zeitpunkts und der Dauer dieser Schaltereignisse erzeugt der Wechselrichter eine Wellenform, die bei Wechselrichtern mit reiner Sinuswelle einer Sinuswelle oder bei Wechselrichtern mit modifizierter Sinuswelle einer modifizierten Rechteckwelle sehr ähnlich ist.
Frequenz- und Amplitudensteuerung:
Der Mikrocontroller oder die Steuerschaltung der Wechselrichterschaltung regelt die Ausgangsfrequenz und -amplitude, indem er die Breite und Frequenz der von den Transistoren erzeugten Impulse anpasst. Durch diese Steuerung kann der Wechselrichter Ausgangsspannungen und -frequenzen erzeugen, die mit den Anforderungen der angeschlossenen Last kompatibel sind.
Einige fortschrittliche Wechselrichter können ihre Ausgangsfrequenz auch mit einer externen Referenz synchronisieren, beispielsweise der Netzfrequenz bei netzgekoppelten Anwendungen.
Ausgangsstufe:
Nach der PWM-Modulation und Spannungstransformation (sofern ein Transformator vorhanden ist) wird die Wechselstromwellenform an den Ausgangsabschnitt des Wechselrichters geliefert. Dieser Abschnitt umfasst normalerweise Ausgangsklemmen, Steckdosen oder Steckdosen, an denen Sie Ihre mit Wechselstrom betriebenen Geräte anschließen können.
Bevor die AC-Wellenform diese Ausgangspunkte erreicht, kann sie zusätzliche Filterkomponenten durchlaufen, um ihre Qualität weiter zu verbessern und Verzerrungen zu reduzieren.
Schutz und Überwachung:
Der Wechselrichterschaltkreis umfasst häufig Schutzfunktionen zum Schutz des Wechselrichters und der angeschlossenen Geräte. Zu den gängigen Schutzmechanismen gehören Überstromschutz, Überspannungsschutz, Kurzschlussschutz und Wärmeschutz.
Überwachungssensoren und Steuerschaltkreise überwachen kontinuierlich die Temperatur-, Spannungs- und Stromwerte des Wechselrichters und ermöglichen ihm so, auf ungewöhnliche Bedingungen zu reagieren und bei Bedarf die Leistungsabgabe abzuschalten oder zu reduzieren, um Schäden zu verhindern.
● 800 W kontinuierliche reine Sinuswellenleistung und 1600 W Stoßleistung
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