Čistý vs. Modifikovaný sínusový menič: Ktorý by ste si mali kúpiť?

Či už získavate energiu zo solárnych panelov, batérií alebo akéhokoľvek iného zdroja, musíte premeniť zdroj jednosmerného prúdu (DC) na striedavý prúd (AC) pre použitie v domácnosti. Na to potrebujete menič napájania. Existujú však dva typy výkonových meničov: čistý sínusový menič a modifikovaný sínusový menič.

Každý typ meniča bude mať svoje silné a slabé stránky. Pred kúpou by ste preto mali zvážiť ich rozdiely a rozhodnúť sa, ktorý z nich lepšie vyhovuje vašim potrebám.

Ako fungujú výkonové meniče

Charakteristiky napätia AC a DC sa líšia. Ako vidíte, jednosmerné napätie je priame (odtiaľ názov), zatiaľ čo striedavé napätie je zvlnené alebo sínusové. Ako vidíte, jednosmerné napätie je lineárne, odtiaľ názov. Naproti tomu striedavé napätie vyzerá zvlnene alebo sínusovo. Ak sa pozriete na úrovne napätia, jednosmerný prúd je vždy kladný, zatiaľ čo striedavý prúd sa strieda z kladného na záporné napätie.

Výkonový menič berie priamy signál z vášho zdroja jednosmerného prúdu a potom napodobňuje sínusové charakteristiky striedavého prúdu pre jeho výstup. Ako teda menič energie zmení lineárny jednosmerný signál na zvlnený striedavý signál?

Či už sú jednoduché alebo zložité, výkonové meniče budú vždy sledovať rovnaké základné fázy: prepínanie, zvýšenie napätia a vyhladenie.

V spínacom štádiu je priamy jednosmerný signál prerušovaný skupinou tranzistorov (čo je tranzistor?). Zapnutím a vypnutím napájania na určitú dobu sa jednosmerný signál preruší tým správnym spôsobom, aby vytvoril upravené štvorcové vlny. Výsledný signál vyzerá takto:

Teraz signál začína byť zvlnený, ale na okrajoch je stále príliš ostrý.

Pred adresovaním okrajov našej modifikovanej štvorcovej vlny musí menič zvýšiť napätie tejto vlny. Batérie a generátory zvyčajne poskytujú napätie 12, 24 a 48 voltov. To nestačí pre domáce spotrebiče, takže zvýšený prenos zvyšuje napätie zdroja tak, aby zodpovedalo 120 voltom požadovaným vo väčšine domácností v USA.

Po zosilnení menič používa rôzne filtre na vyhladenie ostrých hrán na upravenej štvorcovej vlne, aby sa vytvoril použiteľný striedavý prúd.

V závislosti od typu meniča energie sa získaná kvalita sínusovej vlny bude líšiť. Je to dôležité, pretože určuje, aké elektronické zariadenie, domáce spotrebiče a elektrické zariadenia môžete napájať pomocou meniča.

Aký typ by ste si teda mali zaobstarať: čistý sínusový menič alebo upravený sínusový menič?

Čo je to čistý sínusový menič?

Čistý sínusový menič vydáva plynulé a stabilné striedavé sínusové signály. Jeho výstupná kvalita je porovnateľná s tým, čo získate z elektrickej zásuvky. Niekedy dokonca produkuje čistejšie signály, v závislosti od konštrukcie a výrobcu jednotky.

Čistý a stabilný striedavý prúd je rozhodujúci pre citlivú elektroniku, presné nástroje, obvody na spracovanie zvuku a oscilačné zariadenia. Použitie čistého sínusového meniča zaisťuje, že vaše zariadenia pracujú na optimálnych úrovniach výkonu, pre ktoré boli navrhnuté, a sú chránené pred rôznymi spôsobmi typy porúch napájania. Okrem toho čistý zdroj striedavého prúdu ovplyvňuje presnosť meracieho nástroja, čistotu zvukového výstupu a účinnosť elektrického náradia. Tiež pomáha citlivým obvodom vydržať dlhšie.

Generovanie takýchto hladkých signálov si však vyžaduje zložité konštrukcie, drahé komponenty a dlhšie montážne časy. Vďaka tomu sú čisto sínusové meniče nákladné a náročné na opravu.

Čo je to modifikovaný sínusový menič?

Upravený sínusový menič vytvára stupňovitú aproximáciu sínusovej vlny. Výstupný tvar vlny modifikovaného sínusového meniča v podstate vyzerá ako séria krokov nasledujúcich po všeobecnom tvare sínusovej vlny.

Aj keď výstup nemusí byť taký plynulý ako vo vašej zásuvke, signály z upraveného sínusového meniča sú stále dostatočné na napájanie väčšiny domácich spotrebičov. Okrem toho, modifikované sínusové meniče používajú jednoduchšie konštrukcie vyžadujúce menej dielov, vďaka čomu sú lacnejšie na výrobu a ľahšie sa opravujú.

Tieto modifikované sínusové vlny sú však neefektívne a vytvárajú výrazné harmonické skreslenia. Z tohto dôvodu sa neodporúčajú pre citlivé elektronické zariadenia, obvody na spracovanie zvuku a iné aplikácie vyžadujúce presnosť a konštantný výkon.

Ktorý menič energie by ste si mali kúpiť?

Ak si chcete kúpiť menič, ktorý najlepšie vyhovuje vašim potrebám, zvážte svoj rozpočet, kompatibilitu zariadenia, účinnosť meniča a faktory dlhodobého používania.

Prvým faktorom, ktorý treba zvážiť, je kompatibilita – váš menič by mal byť schopný prevádzkovať vaše zariadenie. Ak používate rotačné motory (ako sú elektrické ventilátory a elektrické náradie), vykurovacie telesá (napr hriankovače) a vysoko presné zariadenia (ako audio a lekárske vybavenie), potrebujete čistú sínusoidu striedač. Na všetko ostatné ale stačí upravený sínusový menič.

Mali by ste tiež zvážiť, ako často budete menič používať. Upravené sínusové meniče môžu prevádzkovať väčšinu zariadení napájaných striedavým prúdom. Jeho dôsledné dlhodobé používanie však môže poškodiť alebo skrátiť životnosť citlivejších nástrojov.

Ak potrebujete invertor na dlhodobé používanie (napríklad prepnutie domu na primárne solárne napájanie), potrebujete čistý sínusový menič. Ale upravený sínusový menič by mal stačiť, ak potrebujete menič len pre núdzové situácie alebo príležitostné udalosti.

Čo sa týka účinnosti, čisté sínusové meniče budú vždy efektívnejšie a neprodukujú žiadny hluk. Táto kvalita je nevyhnutná, ak chcete, aby vaše zariadenia a vybavenie pracovali so špičkovým výkonom. S čistým striedavým prúdom môže elektrické náradie dosiahnuť maximálny krútiaci moment, ohrievače spotrebujú menej energie a meracie zariadenie je presnejšie.

Vzhľadom na zložitosť čistých sínusových meničov očakávajte, že budú dva až štyrikrát drahšie ako modifikované sínusové meniče. Takže, ak máte obmedzený rozpočet, mali by ste zostať pri upravených sínusových meničoch. Samozrejme, nikdy nemôžete urobiť chybu s čisto sínusovým meničom, ak si to môžete dovoliť.

Špecializované invertory

Ak potrebujete špecializovanejší typ meniča, niekoľko ďalších typov pochádza z čistých a modifikovaných sínusových meničov, o ktorých sme práve hovorili.

Pre tých, ktorí majú sieťový systém, môže sieťový invertor synchronizovať sieť a váš generátor a dokonca dodať dodatočnú energiu späť do siete. Viacúrovňový invertor môže mať viacero úrovní jednosmerného napätia na výstup čistých sínusových vĺn, čo je dobrá voľba pre všetky aplikácie s vysokým výkonom. Existujú ešte menšie 400-wattové meniče, ktoré sa dajú jednoducho dodatočne namontovať do auta a napájať ich cez 12V port na stredovej palubnej doske.

Invertory pomáhajú domácnostiam zelenať

Ak chcete vo svojom dome používať alternatívne zdroje energie, ako sú solárne panely, potrebujete invertor. Potrebujete ho aj vtedy, ak máte batériu na uskladnenie energie z veterných turbín a iných podobných zdrojov. Pomocou meniča energie môžete dostať svoj dom mimo siete a znížiť svoju uhlíkovú stopu.