Was ist ein Wechselrichter?

Ein Wechselrichter wandelt die Gleichspannung in eine Wechselspannung um. In den meisten Fällen ist die DC-Eingangsspannung normalerweise niedriger, während die AC-Ausgangsspannung gleich der Netzversorgungsspannung von entweder 120 Volt oder 240 Volt ist, je nach Land.

Der Wechselrichter kann als eigenständiges Gerät für Anwendungen wie Solarenergie oder als Backup-Stromversorgung von Batterien gebaut werden, die separat geladen werden.

Ein Wechselrichter liefert eine Wechselspannung aus Gleichspannungsquellen und ist nützlich, um Elektronik und elektrische Geräte mit Strom zu versorgen, die auf die Wechselspannung des Netzes ausgelegt sind. Darüber hinaus werden sie häufig in invertierenden Stufen von Schaltnetzteilen verwendet. Die Schaltungen werden nach der Schalttechnologie und dem Schaltertyp, der Wellenform, der Frequenz und der Ausgangswellenform klassifiziert.

Grundbetrieb des Wechselrichters:

Die Grundschaltungen umfassen einen Oszillator, eine Steuerschaltung, eine Treiberschaltung für die Leistungsgeräte, Schaltgeräte und einen Transformator.

Die Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung wird erreicht, indem Energie, die in der Gleichspannungsquelle wie der Batterie gespeichert ist, oder von einem Gleichrichterausgang in eine Wechselspannung umgewandelt wird. Dies geschieht mit Schaltgeräten, die ständig ein- und ausgeschaltet werden und dann mit dem Transformator hochtransformiert werden. Obwohl es einige Konfigurationen gibt, die keinen Transformator verwenden, sind diese nicht weit verbreitet.

Ein einfacher Gegentakt-Gleichstrom-Wechselstrom-Wechselrichter mit Mittelanzapfungs-Transformatorschaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Abbildung 1: Grundschaltung des Wechselrichters

Die DC-Eingangsspannung wird durch die Leistungsbauelemente wie MOSFETs oder Leistungstransistoren ein- und ausgeschaltet und die Impulse werden der Primärseite des Transformators zugeführt. Die variierende Spannung in der Primärwicklung induziert eine Wechselspannung an der Sekundärwicklung. Der Transformator arbeitet auch als Verstärker, wo er die Ausgangsspannung in einem Verhältnis erhöht, das durch das Windungsverhältnis bestimmt wird. In den meisten Fällen wird die Ausgangsspannung von den standardmäßigen 12 Volt, die von den Batterien geliefert werden, auf entweder 120 Volt oder 240 Volt Wechselstrom angehoben.

Die drei üblicherweise verwendeten Wechselrichter-Ausgangsstufen sind Gegentakt mit Mittelanzapfungstransformator, Gegentakt-Halbbrücke oder Gegentakt-Vollbrücke. Der Push-Pull mit Mittelabgriff ist aufgrund seiner Einfachheit und garantierten Ergebnisse am beliebtesten; es verwendet jedoch einen schwereren Transformator und hat einen geringeren Wirkungsgrad.

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