Av Chris Deziel , Uppdaterad 24 mars 2022

smartie12/iStock/GettyImages

Föreställ dig ett strömavbrott där den enda tillgängliga källan är ett 12-V bilbatteri. Även om du kanske tror att du kan ansluta ditt kylskåp direkt till det, är verkligheten att de flesta hushållsapparater drivs med 120 V AC. För att överbrygga detta gap, en enhet som kallas en växelriktare omvandlar DC från batteriet till AC som kylskåpets kompressor kan använda.

Förstå växelström och likström

Likström (DC) flyter i en riktning, precis som elektroner som rör sig från den negativa till den positiva polen på ett batteri. Växelström (AC), å andra sidan, vänder riktningen många gånger per sekund, vilket skapar en sinusformad vågform. AC genereras genom att rotera ett magnetfält i en spole, vilket får elektroner att oscillera snarare än att röra sig i en enda linje.

Från DC till AC:Inverters roll

Att konvertera DC till AC är mer komplext än det omvända eftersom det kräver en mekanism som vänder strömriktningen vid önskad frekvens. Tidiga mekaniska omvandlare använde ett roterande hjul för att byta anslutningar, vilket producerade en fyrkantsvågsutgång olämplig för de flesta elektronik. Moderna växelriktare förlitar sig på solid-state-komponenter – transistorer, MOSFET:er, kondensatorer och motstånd – för att skapa en ren, högfrekvent signal.

Rena kontra modifierade sinusvågsomriktare

De två primära växelriktartyperna är:

• Pure Sine-Wave (PSW) :Använder MOSFET:er och oscillatorkretsar (t.ex. en Wien-brygga) för att generera en jämn sinusvåg som är kompatibel med känslig elektronik som tv-apparater, mikrovågor och datorer.
• Modified Sine-Wave (MSW) :Använder dioder och tyristorer för att producera en vågform som liknar en rundad fyrkantsvåg. Även om den kan använda tunga apparater som torktumlare eller luftkonditioneringsapparater, kan den orsaka oljud eller skada på precisionsenheter.

För användning i bostäder där en mängd olika apparater drivs, rekommenderas en PSW-växelriktare.

Transformatorn:Steg upp eller ned?

Efter att AC-signalen genererats behöver spänningen ofta justeras. En transformator, byggd på samma princip för elektromagnetisk induktion, kan öka spänningen från en 12-V-ingång till 120V-utgång genom att använda ett varvförhållande på 1:10 mellan dess primära och sekundära spolar. Designen inkluderar vanligtvis hundratals varv av isolerad tråd och kan innehålla en metallkärna för effektivitet, vilket ökar vikten och kräver kylflänsar eller fläktar för att avleda värme.

Genom att kombinera en halvledarväxelriktare med en lämplig transformator kan ett 12-V-batteri på ett säkert sätt driva 120-V-hushållsapparater under avbrott.