DIN GUIDE till DC till AC VÄXELRIKTARE

GRUNDERNA. De flesta vanliga apparater är utformade för att acceptera endast AC (växelström) spänningar eftersom det är hur El levereras från nätet. För att köra en elektronisk anordning från en DC (likström) Källa behöver du uppenbarligen omvandla den till AC. En enhet som konverterar elektricitet från DC form till AC form med hjälp av elektroniska kretsar kallas inverterare i kraftindustrin. Observera att samma term används i digital elektronik för en krets som växlar logik nivån av en signal. För att undvika förvirring, är enheten vi talar om en power inverter. Dess typiska ansökan är att omvandla en batterispänning till konventionella bostäder AC.

Växelriktare används i en mängd olika applikationer från små bil adaptrar till stora grid-tie system som kan leverera el till ett helt hem.

TYPERNA. Det finns tre grundläggande typer av dc-ac omformare beroende på deras AC-utgång vågform: square wave, modifierad sinusvåg och ren sinusvåg (se diagrammet nedan). Fyrkantsvåg är den enklaste och billigaste typen, men numera är det praktiskt taget inte används kommersiellt på grund av låg kvalitet (THD≈45%). Modifierad sinusvåg topologier (som faktiskt modifierade rutor) ge rektangulära pulser med några döda punkter mellan positiva och negativa halv-cykler. De är lämpliga för de flesta elektroniska laster, även om deras THD är nästan 24 procent.

De modeller som använder sådan teknik är prissatta i spänna av $.05-$0,10 per watt. De är de mest populära låg kostnad växelriktare på konsumentmarknaden idag, särskilt bland bil växelriktare. Anledningen till de flesta elektroniska apparater inte bryr sig om den medföljande vågformen är de har en inre SMPS, som hejdar inspänning ändå. Dock kräver viss utrustning renare ström. Typ av AC-utgång är tyvärr sällan nämns i konsument-grade produkter. Om du ser en enhet vars beskrivning inte anger att det är en rent sinusformad typ, troligen är det en fyrkantsvåg eller en modifierad. Vi såg att utdata vågform i konventionella modifierad sinusvåg DC-AC kretsar har endast tre nivåer: noll eller toppspänning av båda polerna. Genom att lägga två mer spänningsnivåer, kan en formgivare minska THD från 24% till typiskt 6,5%. Med jämna mellanrum ansluter utdata till en viss spänning nivå med rätt timing kan producera flera nivåer waveform som är närmare sinusformad än konventionella modifierat en.

En sann sinusvåg växelriktare producerar utdata med den lägsta total harmonisk distorsionen (normalt under 3%). Det är den dyraste typ AC källa, som används när det finns ett behov av en sinusformad utgång för vissa enheter, till exempel medicinsk utrustning, laserskrivare, stereoanläggningar, etc. Detta energislag används också i nätanslutna applikationer.

Det finns ett antal topologier utnyttjas i power inverter kretsar. Billiga kretsar lämpar sig främst för hobbyister kan ha bara en push-pull-omvandlare med en step-up transformator. Om sådan en omvandlare använder en yttre magnetisering utan ström-mode kontroll, kan dess transformator lida av flux obalans som kan leda till strömavbrott transistorer. Kretsen som beskrivs är ett exempel på en en-stegs design. Mest kommersiellt tillverkade modeller användning ett etappvis koncept. Med sådan teknik, först väcker en koppling före regulator en spänning från indata till en reglerad DC nivå motsvarar det högsta värdet av önskad sinusformad spänning. Sedan genererar utdata scenen AC. Detta skede oftast använder en full-bro (se diagram till höger) eller halv-bro konfiguration. Observera att DC-link spänningen med en halv-bron, ska vara mer än dubbelt så toppen av genererade utdata. Ingång till utgång galvanisk isolering tillhandahålls av antingen en hög frekvens transformator i växlingen före tillsynsmyndigheten eller genom en stor låg frekvens (LF) output transformer. Om du använder en LF transformator sinuskurva genereras på primär sidan och omvandlas till sekundärsidan. Det finns också Transformatorlös växelriktare, som blir allt populärare i solsystem.
I mönster med kvadratiska våg drift måste utgångsnivån kontrolleras på DC-sidan. Sinusvåg kretsar fungerar i puls bredd-modulerat (PWM) läge, där den genererade spänning och frekvens regleras genom att variera intermittensen högfrekventa pulser. "Hackade" spänningen passerar sedan genom en LC-lågpassfilter att leverera en rent sinusformad utgång. Sådant tillvägagångssätt är dyrare, är det oftast anställd i grid-tie-enheter, vilket kräver hög kvalitet på makt. Förresten, tidigare uppnåddes inversionen med hjälp av generatorer drivs av DC-motorer. Numera en inverter har inte några rörliga delar och till skillnad från en generator, brinner inte bränsle och släpper ut inte giftiga ångor.

VÄXELRIKTARE FÖR BILAR. Automotive växelriktare har ofta en knekt som kan anslutas till en cigarettändare. Observera dock att cigarettändare som skyddas av en säkring fått normalt mellan 10 och 20 A. Detta är vanligtvis tillräckligt för att köra din bärbara dator eller annan bärbar elektronik. I allmänhet, maximal effekt du kan dra av en cigarettändare kärl är 12V × (fuse strömstyrka) × η volt-ampere, där η är effektivitet omriktaren (vanligtvis η = 0,95-0,98). Om du måste mata elektronik som förbrukar mer än så, har enheten skall kopplas direkt till bilens batteri. Det är därför modellerna över 200 VA inte ens ger vanligtvis en plugg för DC outlet. Istället ingår startkablar som kan vara ansluten till batteripolerna. Observera att kommersiella växelriktare oftast är klassade i volt-ampere (VA). Den verkliga makten (watt) de kan ange beror på effektfaktor på din last: watt = VA × PF, där PF är alltid