Arten von Schaltkondensator-Spannungswandlern
In der obigen Schaltung wird der Kondensator C1 während der ersten Hälfte des Schaltzyklus auf die Eingangsspannung geladen. In der zweiten Hälfte des Schaltzyklus wird seine Spannung invertiert und an den Kondensator C2 und die Last angelegt. Die Ausgangsspannung ist negativ der Eingangsspannung. Der Arbeitszyklus, definiert als Verhältnis der Ladezeit des Kondensators C1 zur gesamten Schaltzykluszeit, beträgt normalerweise 50%, da dies im Allgemeinen die optimale Ladungsübertragungseffizienz ergibt
Arten von Schaltkondensator-Spannungswandlern
In der obigen Schaltung wird der wechselrichter 800 watt Kondensator C1 während der ersten Hälfte des Schaltzyklus auf die Eingangsspannung geladen. In der zweiten Hälfte des Schaltzyklus wird seine Spannung invertiert und an den Kondensator C2 und die Last angelegt. Die Ausgangsspannung ist negativ der Eingangsspannung. Der Duty Cycle – definiert als Verhältnis der Ladezeit des Kondensators C1 zur gesamten Schaltzykluszeit – beträgt in der Regel 50 %, da dies im Allgemeinen die optimale Ladungsübertragungseffizienz ergibt.
Während der Zeitspanne zwischen den Übergangsbedingungen beim Anlaufen und dem stationären Zustand muss der Kondensator C1 bei jedem Schaltzyklus nur eine kleine Ladungsmenge an den Ausgangskondensator liefern. Die übertragene Ladungsmenge hängt vom Laststrom und der Schaltfrequenz ab. Der Kondensator C1 ist auch als Ladungspumpenkondensator bekannt.
Während der Ladungspumpenkondensator von der Eingangsspannung aufgeladen wird, muss der Ausgangskondensator C2 den Laststrom liefern. Der aus C2 fließende Laststrom verursacht einen Abfall in der Ausgangsspannung, der einer Komponente der Ausgangsspannungswelligkeit entspricht. Eine höhere Schaltfrequenz ermöglicht kleinere Kondensatoren für die gleiche Droop-Menge. Somit wirkt sich die Schaltfrequenz auf die Größe des erforderlichen externen Kondensators aus. Eine höhere Schaltfrequenz ermöglicht die Verwendung kleinerer Kondensatoren. Die Schaltfrequenzen sind im Allgemeinen auf wenige hundert kHz begrenzt.
Schaltkondensator-Wechselrichter sind kostengünstig, kompakt und erreichen einen Wirkungsgrad von über 90 %. Typische Switched-Capacitor-Wechselrichter haben einen maximalen Ausgangsstrom von maximal 150 mA.
Die Spannungswechselrichter werden in Anwendungen eingesetzt, in denen neben der primären positiven Spannung eine relativ niedrige negative Spannung erforderlich ist. Dies kann in einem einzelnen Stromversorgungssystem auftreten, in dem nur wenige Hochleistungsteile die negative Spannung benötigen.
Solarleistung und Netzbedingungen unterschiedlich sind, synchronisiert und regelt ein Wechselrichter all diese Variablen, sodass die Stromqualität den Anforderungen entspricht und die Stromernte erhöht wird. Die Vorschrift umfasst auch das Verfolgen und Trennen des Wechselrichters und des Planetensystems vom Netz, wenn dies aus Sicherheitsgründen oder anderen Faktoren wie einer Fehlfunktion erforderlich ist.
Wechselrichter ermitteln und zeigen auch Informationen für Sie an, damit Sie überprüfen können, ob Ihr System wie erwartet funktioniert, oder Fehler erkennen können, wenn sie auftreten. Es gibt viele Alternativen für den Zugriff auf Informationen, die aus Anzeigebildschirmen auf dem Wechselrichter, Web- und Smartphone-basierten Anwendungen und mehr bestehen. Fragen Sie Ihren Solarinstallateur nach einem geeigneten System und behalten Sie die Optionen im Auge.
Spannungsverdoppler
Der Spannungsverdoppler funktioniert ähnlich wie der Wechselrichter, jedoch wird der Pumpkondensator während seines Entladezyklus in Reihe mit der Eingangsspannung geschaltet, wodurch die Spannungsverdopplungsfunktion erreicht wird. Beim Spannungsverdoppler ist der durchschnittliche Eingangsstrom etwa doppelt so hoch wie der durchschnittliche Ausgangsstrom.Spannungsverdoppler werden in Niederstromanwendungen verwendet, bei denen eine höhere Spannung als die primäre Versorgungsspannung erforderlich ist.Schaltkondensator-Spannungswandler mit geregeltem AusgangDas Hinzufügen einer Regelung zu den Spannungswandlern mit geschalteten Kondensatoren erhöht ihre Nützlichkeit in vielen Anwendungen. Am einfachsten ist es, dem Switched-Capacitor-Konverter einen Low-Dropout-Linearregler (LDO) nachzuschalten. Der LDO liefert den geregelten Ausgang und reduziert auch die Welligkeit des Schaltkondensatorwandlers. Dieser Ansatz erhöht jedoch die Komplexität und reduziert die verfügbare Ausgangsspannung um die Dropout-Spannung des LDO.