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No.2056 2022.1.5




車載用ACインバーター比較 正弦波出力 2021冬 実力編






□ 1.修正正弦波と正弦波出力

前回 No.2053 車載用ACインバーター比較 2021冬 実力編 では、修正正弦波のインバーターを扱いました。今回は正弦波出力のインバーターを比較してみます。修正正弦波 は、簡単なスイッチングで制御するため原価が安く済みますが、矩形波出力となるため機器によっては正常に動作しなかったり、高調波成分を持つため機器の劣化が促進する可能性があります。正弦波出力は、家庭用コンセントと同じ言葉通りのSin波出力となりますが、回路が複雑化して部品原価が高くなるデメリットがあります。




□ 2.比較機種一覧

ランキング上位機種、色々な機種を展開しているメーカーの良さそうだと思った物、国内メーカーで良さそうな物を選定しました。出力は120W以上可能で、6000〜7000円で買えるものを対象としました。

各インバーターの外観等は、以下のレポートでまとめました。
No.2057 車載用ACインバーター比較 正弦波出力 2021冬 構造編


※ランキングは、2021.12.27時点
No製品名W数Amazon
ランキング
Amazon
取扱開始日
ケースの材質
@ GIANDEL PS-300B 300W105位2019/5/15金属
A BESTEK MRZ3010HU 300W41位2016/12/12プラ
B LST 300W 300W52位2021/8/9プラ



@GIANDEL
PS-300B
ABESTEK
MRZ3010HU
BLST 300W



□ 3.波形の比較

正弦波出力の場合、いかにAC100Vの波形に近づけるかの綺麗さ、美しさが重要だと思います。
そこで実際にどれだけ違うのかを比較してみます。



まずはAC100Vの波形です。蓼科は長野県ですので周波数は約60Hzです。
【参考】 AC100V

GIANDELの波形です。綺麗な波形だと思います。
@ GIANDEL

BESTEKの波形です。波形の山や谷で線が太いのですが、細かい矩形波ノイズが載っているためです。15kHz程度の高周波の矩形波をうまくON/OFFしてLCフィルターで平滑化して正弦波を作っているようですが、その平滑化がうまく出来ていないようです。
A BESTEK

LSTの波形です。合成前は片側が矩形波で、半波のみ正弦波であることがわかります。
合成波は約60Hzの正弦波になっています。
B LST






次にFFTアナライザの周波数解析です。 FFTは250Hz/divですので、1/5 = 50Hz です。

AC100Vの波形です。60Hz付近でピークとなっています。
【参考】 AC100V

GIANDELの波形です。AC100Vよりも周波数の山が尖っている(=周波数がブレていない)のが分かります。
@ GIANDEL

BESTEKの波形です。波形が太くなっている要因のノイズは、FFTで見る限り影響はないようです。
A BESTEK

LSTの波形です。正弦波ではないため、FFTアナライザで測定しても意味のない波形しか得られません。
差動プローブを使えば正弦波で入力することができます。
B LST



次に正弦波カーブの綺麗さについて見てみたいと思います。

GIANDELの波形です。極性反転後の±10V付近に小さなノイズ(ブレ)が載っています。
正弦波の山や谷に一様に載ってるノイズは、Vp-p=4V、15kHz 程度です。
@ GIANDEL

BESTEKの波形です。極性反転後の10V付近に小さなノイズ(ブレ)が載っています。
正弦波の山や谷に一様に載ってる大きなノイズは、最も大きい谷の部分でVp-p=12V、15kHz 程度です。
A BESTEK

LSTの波形です。合成波の極性反転時に小さな位相遅れが起きています。
正弦波の山や谷に一様に載ってるノイズは、最も大きい谷の部分でVp-p=4V、20kHz 程度です。
B LST


□ 4.負荷テスト

直流安定化電源にインバーターを繋げて、インバーターには電球を負荷として取り付けて動作を確認してみます。
負荷には7Wもしくは100Wの電球負荷を付けてみます。電源電圧は14Vですので、100Wの場合に効率100%で7.1A、7Wの場合に効率100%で0.5Aとなります。実際の消費電流を測定して、その差がインバーターで損失として使っていることになります。






結果は以下の通りです。
無負荷、7W、100Wの各々において、出力波形が変化したまま一定になる物はなかったため、各波形は省略しています。

変換効率ですが、BESTEKは無負荷の場合でも何故か0.8Aほど流れているため、消費電力が低いほど効率が悪くなります。LST は、100Wで他より1A消費電流が大きいのですが、周波数が60HzでVp-p電圧も他より10Vほど高めのため、結果的に消費電流が大きくなってしまっているようです。

BESTEKは波形のノイズが大きいのと、基板のレイアウト設計に気になる点があるのであまりおススメできません。LSTは半波正弦波であるのと、基板のレイアウト設計に強引な所があるのでおススメできません。 よって今回おススメなのは、 BGIANDEL PS-300B です。ただし本品は金属ケースですので、クルマの内装を傷付けやすいので注意が必要です。



No製品名W数7W [A]100
W [A]
周波数 [Hz]
@ GIANDEL PS-300B 300W0.848.95 54.82
A BESTEK MRZ3010HU 300W1.569.1854.95
B LST 300W 300W0.8510.0259.95


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