Sådan fungerer DC-til-AC-invertere:Forvandling af batteristrøm til husholdningselektricitet

Af Chris Deziel , Opdateret 24. marts 2022

smartie12/iStock/GettyImages

Forestil dig et strømafbrydelse, hvor den eneste tilgængelige kilde er et 12-V bilbatteri. Selvom du måske tror, ​​du kan tilslutte dit køleskab direkte til det, er virkeligheden, at de fleste husholdningsapparater kører på 120 V AC. For at bygge bro over dette hul, en enhed kaldet en inverter konverterer DC fra batteriet til AC, som køleskabets kompressor kan bruge.

Forstå AC og DC-strøm

Jævnstrøm (DC) flyder i én retning, ligesom elektroner, der bevæger sig fra den negative til den positive pol på et batteri. Vekselstrøm (AC), på den anden side, vender retningen mange gange i sekundet, hvilket skaber en sinusformet bølgeform. AC genereres ved at rotere et magnetfelt i en spole, som får elektroner til at oscillere i stedet for at bevæge sig i en enkelt linje.

Fra DC til AC:Inverternes rolle

Konvertering af DC til AC er mere kompleks end det omvendte, fordi det kræver en mekanisme, der vender strømretningen ved den ønskede frekvens. Tidlige mekaniske omformere brugte et roterende hjul til at skifte forbindelser, hvilket producerede et firkantbølgeoutput, der var uegnet til det meste elektronik. Moderne invertere er afhængige af solid-state-komponenter – transistorer, MOSFET'er, kondensatorer og modstande – for at skabe et rent, højfrekvent signal.

Rene vs. modificerede sinusbølge-invertere

De to primære invertertyper er:

• Pure Sine-Wave (PSW) :Bruger MOSFET'er og oscillatorkredsløb (f.eks. en Wien-bro) til at generere en jævn sinusbølge, der er kompatibel med følsom elektronik som fjernsyn, mikrobølger og computere.
• Modified Sine-Wave (MSW) :Anvender dioder og tyristorer til at producere en bølgeform, der ligner en afrundet firkantbølge. Selvom det kan køre tunge apparater såsom tørretumblere eller klimaanlæg, kan det forårsage støj eller beskadigelse af præcisionsenheder.

Til boligbrug, hvor en række forskellige apparater drives, anbefales en PSW-inverter.

The Transformer:Step-Up eller Step-Down?

Efter at AC-signalet er genereret, skal spændingen ofte justeres. En transformer, bygget på samme princip for elektromagnetisk induktion, kan øge spændingen fra en 12-V-indgang til 120V-udgang ved at bruge et 1:10-drejningsforhold mellem dens primære og sekundære spoler. Designet omfatter typisk hundredvis af vindinger af isoleret ledning og kan inkorporere en metalkerne for effektivitet, som tilføjer vægt og kræver køleribber eller ventilatorer for at sprede varmen.

Ved at kombinere en solid-state-inverter med en passende transformer kan et 12-V-batteri sikkert forsyne 120-V-husholdningsapparater under udfald.