Modifizierter Sinus-Wechselrichter

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

In letzter Zeit habe ich versucht, mein Verständnis der Wechselrichtertechnologie zu verbessern. Ich verstehe, dass es drei Haupttypen gibt: Rechteckwelle, modifizierter Sinus und reiner Sinus. Der Rechteckwellentyp erzeugt eine Rechteckwelle (die zwischen zwei Spannungspegeln mit derselben Größe und entgegengesetzter Polarität oszilliert, z. B. +12 V und -12 V). Diese Rechteckspannung wird dann mithilfe eines Transformators auf etwa 230 V erhöht. Der modifizierte Sinustyp funktioniert ungefähr auf die gleiche Weise, außer dass es eine "Pause" zwischen den positiven und negativen Impulsen gibt. Das ist besser, weil die Wellenform jetzt weniger hochfrequente Harmonische enthält.

Die Ausgabe nach dem Hochsetzen durch den Transformator ist das, was ich nicht verstehe. Mit der modifizierten Sinus- und Rechteckwelle geben wir Impulse von im Wesentlichen Gleichspannung an die Primärseite des Transformators. Wenn Gleichspannung an einen Transformator angelegt wird, beginnt der Strom zu steigen. Die Sekundärseite gibt nur dann Spannung aus, wenn sich der Strom in der Primärseite ändert (weil sich nur dann das Magnetfeld im Kern ändert und wir ein sich änderndes Magnetfeld brauchen, um Spannung auf der Sekundärseite zu erzeugen). Was wir also aus der Sekundärseite herausbekommen, sind nur kurze Spannungsspitzen in den gleichen Momenten, in denen sich Spannung und Strom über der Primärseite ändern. Was ist also wirklich der Vorteil der modifizierten Sinuswelle, wenn wir immer noch nur Gleichspannungsimpulse an die Primärwelle anlegen? Ich verstehe, dass die Wellenform, die in die Primärseite geht, jetzt weniger Obertöne hat, aber welchen Unterschied macht es für die Ausgabe von der Sekundärseite?

Ich habe das folgende Experiment durchgeführt: Ich habe eine Schaltung gebaut, die eine modifizierte Sinuswelle ausgibt. Die Schaltung weist einen astabilen Multivibrator auf, der an beiden Ausgängen jeweils mit einem monostabilen Multivibrator verbunden ist. Der Astable gibt eine Rechteckwelle bei 50 Hz aus. Wenn die Spannung hoch wird, löst sie über einen MOSFET ein monostabiles Signal aus, das für etwa 5 ms einen hohen Zustand ausgibt. Dann sinkt die Spannung für weitere 5 ms und dasselbe passiert mit der anderen Seite des Astables. Die Ausgangswellenform sieht gut aus:

Die blaue Wellenform ist zur Verdeutlichung nach unten versetzt. Die Zeitskala beträgt 8 ms.

Oben ist eine Skizze meines Aufbaus, wobei einige Sicherheitsdetails weggelassen wurden.

Die blaue Wellenform aus dem vorherigen Bild geht in den mit "blau" markierten MOSFET und die gelbe in den "gelben" MOSFET.

Und schließlich ist hier die Ausgabe von der Sekundärseite des Transformators:

Die Zeitskala des Oszilloskops ist auf 2 ms eingestellt. Der Trafo ist für 50Hz ausgelegt.

Wie ich erwartet hatte: Ich sehe Hochspannungsspitzen im Abstand von etwa 10 ms, die den Zeiten entsprechen, in denen die Spannung vom Oszillator ins Positive oder Negative übergeht. Die kleinere Schwingung dazwischen ist eine andere Sache, die ich nicht ganz verstehe, aber ich nehme an, sie hat etwas mit der Spannung zu tun, die durch das Abschalten des Stroms in den Transformator induziert wird, wenn der Impuls abfällt. Hier ist eine Nahaufnahme der Schwingung (links):

Um diese lange Frage abzuschließen: Ist diese Spitzenleistung annähernd so, wie sie von modifizierten Sinus-Wechselrichtern erwartet wird, oder stimmt etwas mit meinem Verständnis und / oder meiner Schaltung nicht? Offensichtlich sieht es nicht richtig aus. Qualitätsgeräte sind in meinem Heimatland nicht leicht zu finden, daher war ich nicht in der Lage, einen echten Wechselrichter zu kaufen und die Leistung zu untersuchen. Alle Texte, die ich über Wechselrichter gelesen habe, zeigen nur ein Bild der modifizierten Sinuswellenform wie die, die ich habe (stellen Sie sich entweder die blaue oder die gelbe Wellenform als negativ vor), und geben Sie nur an, dass diese Wellenform gut ist, weil es weniger Oberschwingungen gibt , aber keiner spricht darüber, wie die Ausgabe der Sekundärseite tatsächlich aussieht. So: Was genau ist die Verwendung des modifizierten Sinus, wenn die tatsächliche Ausgabe des Wechselrichters kein modifizierter Sinus ist? Sowohl der modifizierte Sinus- als auch der Rechtecktyp scheinen nur Spannungsspitzen zu geben. Jeder Einblick in dies wäre sehr willkommen!

EDIT: So sieht die Spannung am Mittelabgriff der Primärseite aus. Scope sagt, die Frequenz beträgt 100 Hz, die Zeitskala 8 ms. Nicht das, was ich erwartet hatte, aber ich kann nicht wirklich sagen, was ich davon halten soll. Das Bild ist ein bisschen verschwommen, aber es ist im Grunde eine Rechteckwelle mit Wellen.