Schaltungen der Leistungselektronik

Welche Aussage vergleicht die Ausgangsspannungen von Halbbrücke (zwei Schalter) und Vollbrücke (vier Schalter) bei einem Wechselrichter, der aus der Gleichspannung E einphasigen Wechselstrom erzeugt, richtig?

  1. ADer Ausgang der Halbbrücke pendelt zwischen +E/2 und −E/2, der der Vollbrücke zwischen +E und −E, sodass sich die Ausgangsspannung verdoppeln lässt
  2. BDie Vollbrücke hat wegen der doppelten Zahl von Schaltern lediglich höhere Verluste; die erreichbare Ausgangsspannung ist genau dieselbe wie bei der Halbbrücke
  3. CDie Halbbrücke kann nur eine Gleichspannung einer Polarität ausgeben, weshalb für eine Wechselspannung an der Last eine Vollbrücke nötig ist
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. Der Ausgang der Halbbrücke pendelt zwischen +E/2 und −E/2, der der Vollbrücke zwischen +E und −E, sodass sich die Ausgangsspannung verdoppeln lässt

Bei der Halbbrücke liegt die Last zwischen dem Mittelpunkt der mit zwei Kondensatoren geteilten Gleichspannungsquelle und dem Verbindungspunkt der beiden Schalter, sodass an ihr +E/2 oder −E/2 anliegt. Bei der Vollbrücke liegt die Last zwischen den Verbindungspunkten zweier Brückenzweige, sodass neben +E und −E auch 0 ausgegeben werden kann, wenn beide Zweige auf dieselbe Seite geschaltet sind. Mit derselben Gleichspannung erhält man die doppelte Ausgangsspannung und kann mit drei Spannungsstufen die PWM-Oberschwingungen verringern. Ein dreiphasiger Wechselrichter besteht aus drei Brückenzweigen (sechs Schaltern).

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Schaltungen der Leistungselektronik

  1. Ein Brückenzweig eines Wechselrichters mit 600 V Gleichspannung wird mit Sinus-PWM betrieben, der Modulationsgrad beträgt 0,8. Wie groß ist die Amplitude (der Scheitelwert) der Grundschwingung der Zweigausgangsspannung, bezogen auf den Mittelpunkt der Gleichspannungsquelle?
  2. Ein dreiphasiger Wechselrichter mit 400 V Gleichspannung wird mit Sinus-PWM und einem Modulationsgrad von 1 betrieben. Welcher Wert liegt dem Effektivwert der Grundschwingung der Leiterspannung am Ausgang am nächsten?
  3. Was geschieht, wenn bei einem Wechselrichter mit Sinus-PWM der Modulationsgrad größer als 1 gewählt wird (Übermodulation)?
  4. Welche Auswirkung hat eine höhere Trägerfrequenz bei einem PWM-Wechselrichter, der einen Motor antreibt?
  5. Welche Auswirkung hat die Totzeit auf die Ausgangsspannung eines spannungsgespeisten PWM-Wechselrichters?

Vergleiche zu diesem Thema