Die Korrekturstufe des Wechselrichter ist der Prozess der Umwandlung der Eingangsgleichstromleistung (DC) in pulsierende Gleichstromleistung. Diese Stufe verwendet eine Gleichrichterbrückenschaltung, die aus vier Schaltgeräten, normalerweise Transistoren, besteht.
Gleichrichterbrückenschaltung:
Die Gleichrichterbrückenschaltung ist die Kernkomponente der Gleichrichterstufe des Wechselrichters. Dabei kommen üblicherweise vier elektronische Schaltgeräte in Brückenschaltung zum Einsatz. Die vier Schaltgeräte sind in zwei Paare unterteilt, wobei jedes Paar einen leitenden Transistor und eine leitende Diode enthält. Diese beiden Paare sind mit dem Plus- bzw. Minuspol der Gleichstromversorgung verbunden, sodass die Gleichrichterbrückenschaltung eine Vollweggleichrichtung der Eingangsgleichstromleistung durchführen kann.
Leitungs- und Abschaltprozess:
Die Transistoren und Dioden in der Gleichrichterbrückenschaltung schalten sich je nach Polarität der Eingangsgleichspannung abwechselnd ein und aus. Während der positiven Halbwelle ist ein Transistor-Dioden-Paar eingeschaltet, während das andere Paar ausgeschaltet ist. Während der negativen Halbwelle werden die Ein- und Ausschaltbedingungen vertauscht. Dies führt dazu, dass beide Halbwellen des Gleichstroms durch die Gleichrichterbrückenschaltung gleichgerichtet werden.
Ausgangsspannungsbildung:
Durch die Gleichrichterbrückenschaltung bildet der Eingangsgleichstrom am Ausgangsende einen pulsierenden Gleichstrom. Dies liegt daran, dass während der Ein-Zeitspanne Strom zur Last fließen kann, während in der Aus-Zeitspanne der Strom blockiert wird. Dadurch nimmt die Ausgangsspannung die Form eines Impulses an, dessen Amplitude von der Spannung der Gleichstromversorgung abhängt.
Filterkondensator:
Um den pulsierenden Anteil der Ausgangsspannung zu reduzieren, wird dem gleichgerichteten Gleichstromkreis üblicherweise ein Siebkondensator hinzugefügt. Dieser Kondensator glättet den Strom, reduziert die Welligkeit und verbessert die Stabilität der Ausgangsspannung. Die Kapazität und der Spannungspegel des Filterkondensators werden entsprechend den Anwendungsanforderungen ausgewählt.
Analyse der Strom- und Spannungswellenform:
Während der Gleichrichtungsphase führen Ingenieure eine detaillierte Analyse der Strom- und Spannungswellenformen durch. Dazu gehört die Beobachtung der gleichgerichteten Ausgangsstrom- und Spannungswellenformen, um sicherzustellen, dass sie den Designanforderungen entsprechen. Die Analyse umfasst auch die Berücksichtigung von Parametern wie Leistungsfaktor und Oberwellengehalt, um sicherzustellen, dass die Gleichrichtungsstufe für den Betrieb nachfolgender Wechselrichterstufen stabil und steuerbar ist.
