Implementieren eines Sinus-Wechselrichters mit einem Schwingkreis

Ich habe heute darüber nachgedacht, ob es möglich wäre, einen Wechselrichter mit einem einfachen Sinusoszillator (möglicherweise auf Operationsverstärkerbasis oder einer Wien-Brückenimplementierung), einer Leistungsverstärkerstufe und einem Aufwärtstransformator zu implementieren. Die gebräuchlicheren einfachen Online-Schaltungen verwenden einen 555 oder einen 4047, und als solcher hat der Wechselrichter auch einen Rechteckwellenausgang.

Ich bin mir jedoch sicher, dass mir hier etwas fehlt, denn eine Implementierung würde sicherlich existieren, wenn sie plausibel wäre. Was sind also die Einschränkungen bei der Verwendung des zuvor erwähnten Setups?

PS: Ich verstehe, dass der Kauf eines Wechselrichters effizienter und kostengünstiger wäre. Ich frage mich nur, ob das, wovon ich spreche, überhaupt funktionieren würde.

Antworten (2)

Um effizient zu sein, muss der Ausgangsverstärker schalten (Class D), aber ansonsten fehlt es Ihnen an nichts.

Es ist einfacher, dies mit einem Mikrocontroller zu tun, der die Klasse-D-Treibersignale direkt synthetisiert (die nach dem Filtern zu Sinuswellen werden) als mit einem analogen Oszillator (der ohne weitere Teile nicht mit einer quarzgesteuerten Frequenz läuft und AGC benötigt). einen stabilen Ausgangspegel mit geringer Verzerrung), also wird es im Allgemeinen so gemacht.

Ich würde erwarten, dass Sie mit dieser Methode einige sehr alte Designs finden (als Mikrocontroller und Mikroprozessoren noch relativ teuer waren).

Vielen Dank für Ihre Antwort. Die Verwendung eines Mikrocontrollers ist sinnvoller. Ich habe etwas mehr Zeit damit verbracht und es scheint, als würde es gut funktionieren, den Ausgang mit einer Klasse D mit Logikpegel-Mosfets zu verstärken, Pegel zu verschieben und dann auf Netzspannung zu erhöhen. Wäre der Filter (der LPF) jedoch nicht zu verschwenderisch für Anwendungen mit höherer Leistung?
Stellen Sie sich einen LR-Filter mit R als Last vor. Der Verlust in der Induktivität kann ziemlich klein sein.
Wenn das R die Last ist, würde die Grenzfrequenz dann nicht lastabhängig werden? Wenn ich davon ausgehen würde, dass die Induktivität direkt mit dem Aufwärtstransformator verbunden wäre, wäre die reflektierte Impedanz jedoch ziemlich klein, was bedeutet, dass sie funktionieren könnte. Ich fürchte, ich könnte etwas Offensichtliches übersehen..
Normalerweise auch etwas C bei dieser speziellen Art von Setup. theengineeringprojects.com/2012/11/…

Der Wirkungsgrad einer Leistungsendstufe der Klasse AB beträgt theoretisch etwa 65 %, wenn eine Sinuswelle auf dem maximal möglichen Spannungspegel geliefert wird. Eine Leistungsstufe der Klasse AB würde eine relativ saubere Sinuswelle liefern, da sie Übergangsverzerrungen überwindet. Wenn Sie mit einer Ausgangsstufe der Klasse B (Übergangsverzerrung) leben könnten, könnten Sie bis zu 78 % Energieeffizienz erzielen.

Bei Klasse D (PWM-Schaltung) beträgt der Wirkungsgrad theoretisch 100 %, aber Sie können leicht bis zu 10 % durch zusätzliche Filterung und Hochgeschwindigkeits-Schaltverluste verlieren.

Wenn Sie also einen Wechselrichter mit 1000 W Ausgangsleistung wollen, würden Sie Folgendes verschwenden: -

  • Klasse AB - 538W
  • Klasse B - 282 W
  • Klasse D - 111W

Ein weiterer Vorteil der Klasse D ist, dass eine Absenkung der Ausgangsamplitude auf das 90%-Niveau im Vergleich zu den linearen Typen kaum mehr an Effizienz einbüßt – die linearen Endstufen haben maximalen Wirkungsgrad bei maximaler Leistungsentfaltung. Siehe dies für einen Vergleich: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Diagramm gilt für einen Audioverstärker der Klasse D, aber das Prinzip ist genau dasselbe.

Implementieren eines Sinus-Wechselrichters mit einem Schwingkreis
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