Qual é a função de um inversor com filtro LC?

O inversor de filtro LC é um circuito elétrico que combina as funções de inversor e filtro. A principal função do inversor de filtro LC é converter a energia elétrica de corrente contínua (CC) de uma bateria em energia de corrente alternada (CA) adequada para alimentar dispositivos elétricos, ao mesmo tempo em que filtra a saída para melhorar a qualidade da forma de onda CA. A seguir está uma descrição detalhada do funcionamento do inversor de filtro LC:

Componentes do inversor de filtro LC

Parte de inversão

A seção de inversão converte a entrada CC na saída CA. Isso geralmente é feito ligando e desligando rapidamente um interruptor semicondutor, como um MOSFET ou IGBT, para criar uma onda quadrada ou uma onda de modulação de largura de pulso (PWM).

Parte do filtro LC

O filtro LC consiste em um indutor (L) e um capacitor (C) em série ou paralelo. O papel deste filtro é suavizar as bordas da onda quadrada ou da onda PWM gerada pela parte de inversão, resultando em uma saída de onda senoidal mais limpa.

Princípio de funcionamento do inversor de filtro LC

CC é convertida em CA

A seção de inversão converte a tensão de entrada CC em uma forma de onda CA. Geralmente, isso é uma onda quadrada ou sinal PWM rico em harmônicos, o que não é ideal para dispositivos eletrônicos sensíveis.

Filtragem da saída

A parte do filtro LC, então, refina a saída da parte de inversão:

• O papel do indutor (L) é bloquear o componente de alta frequência e passar o componente de baixa frequência (a frequência fundamental do sinal CA).

• O papel do capacitor (C) é bloquear o componente de baixa frequência e passar o componente de alta frequência, filtrando, assim, ruídos e harmônicos indesejados de alta frequência.

• Juntos, os elementos L e C formam um circuito ressonante que filtra seletivamente as frequências indesejadas, deixando uma forma de onda mais suave e semelhante a uma senoide.

Melhoria da qualidade da forma de onda

Ao filtrar a saída, o inversor de filtro LC garante que a forma de onda CA esteja mais próxima de uma onda senoidal pura, o que é crucial para dispositivos eletrônicos sensíveis que requerem uma fonte de energia CA limpa.

Redução de interferência eletromagnética/interferência de rádio-frequência

Os filtros LC também podem reduzir a interferência eletromagnética (EMI) e a interferência de rádio-frequência (RFI), filtrando ruídos de alta frequência que podem afetar outros dispositivos eletrônicos.

Tensão de saída estável

Embora não seja a função principal, os filtros LC também podem ajudar a estabilizar a tensão de saída em certa medida, garantindo que a amplitude da forma de onda CA permaneça relativamente constante, apesar de mudanças na carga ou na tensão de entrada.

Aplicação

Os inversores de filtro LC são frequentemente usados em várias situações onde é necessária energia CA de alta qualidade:

• Sistemas de energia renovável: Em sistemas de painéis solares e turbinas eólicas, a corrente contínua gerada precisa ser convertida em corrente alternada para conexão à rede ou uso doméstico.

• Sistemas de backup de bateria: em fontes de alimentação ininterruptas (UPS) e sistemas de backup de emergência.

• Gerador portátil: Fornece energia CA limpa para acampamentos ou locais de trabalho remotos.

• Eletrodomésticos: Alimenta dispositivos eletrônicos sensíveis que requerem energia CA estável e limpa.

Resumo

A função do inversor de filtro LC envolve a conversão de energia CC em energia CA e, em seguida, a filtragem da saída para produzir formas de onda CA de alta qualidade adequadas para alimentar uma ampla variedade de dispositivos elétricos e eletrônicos. A combinação da parte de inversão e a parte do filtro LC garante que a saída seja limpa e livre de harmônicos e ruídos indesejados.