Sprieguma pārveidotājs no 12 līdz 220 V tiek izmantots, ja ir nepieciešams pieslēgt maiņstrāvas avotam elektriskās ierīces, kas patērē standarta tīkla strāvu. Daudzos gadījumos šis tīkls nav pieejams. Autonomā benzīna ģeneratora izmantošanai ir jāievēro tā apkopes noteikumi: pastāvīga darba degvielas līmeņa uzraudzība, ventilācija. Pārveidotāju izmantošana komplektā ar automašīnu akumulatoriem ļauj vislabākajā veidā atrisināt problēmu.
Saturs
Mērķis un darbības princips
Kas ir sprieguma pārveidotājs. Šis ir elektroniskas ierīces nosaukums, kas maina ievades signāla lielumu. To var izmantot kā pakāpju vai pazemināšanas ierīci. Ieejas spriegums pēc pārveidošanas var mainīt gan tā lielumu, gan frekvenci.Šādas ierīces, kas maina līdzstrāvas spriegumu (pārveido to) maiņstrāvas izejas signālā, sauc par invertoriem.
Sprieguma pārveidotāji tiek izmantoti gan kā atsevišķa ierīce, kas apgādā patērētājus ar maiņstrāvas enerģiju, gan var būt daļa no citiem produktiem: sistēmām un nepārtrauktās barošanas avotiem, ierīcēm tiešā sprieguma paaugstināšanai līdz vajadzīgajai vērtībai.
Invertori ir harmonisko svārstību sprieguma ģeneratori. Līdzstrāvas avots, izmantojot īpašu vadības ķēdi, rada periodiskas polaritātes pārslēgšanas režīmu. Tā rezultātā ierīces, kurai ir pievienota slodze, izejas kontaktos tiek ģenerēts maiņstrāvas sprieguma signāls. Tās vērtību (amplitūdu) un frekvenci nosaka pārveidotāja ķēdes elementi.
Vadības ierīce (kontrolieris) nosaka avota pārslēgšanas frekvenci un izejas signāla formu, un tās amplitūdu nosaka ķēdes izejas posma elementi. Tie ir paredzēti maksimālajai jaudai, ko slodze izmantos maiņstrāvas ķēdē.
Kontrolieris tiek izmantots arī, lai kontrolētu izejas signāla lielumu, kas tiek panākts, kontrolējot impulsu ilgumu (palielinot vai samazinot to platumu). Informācija par izejas signāla vērtības izmaiņām pie slodzes caur atgriezeniskās saites ķēdi nonāk kontrollerī, uz kuras pamata tajā tiek ģenerēts vadības signāls, lai saglabātu nepieciešamos parametrus. Šo paņēmienu sauc par PWM (impulsa platuma modulācijas) signāliem.
12V sprieguma pārveidotāja jaudas izvades atslēgu shēmās var izmantot jaudīgus kompozītmateriālu bipolārus tranzistorus, pusvadītāju tiristorus un lauka efekta tranzistorus. Kontrolieru shēmas tiek realizētas uz mikroshēmām, kas ir lietošanai gatavas ierīces ar nepieciešamajām funkcijām (mikrokontrolleri), kas īpaši paredzētas šādiem pārveidotājiem.
Vadības ķēde nodrošina taustiņu darbības secību, lai nodrošinātu invertora izvadi ar signālu, kas nepieciešams patērētāju ierīču normālai darbībai. Turklāt vadības ķēdei jānodrošina izejas sprieguma pusviļņu simetrija. Tas ir īpaši svarīgi shēmām, kuru izejā izmanto pastiprinošus impulsu transformatorus. Viņiem ir nepieņemama pastāvīga sprieguma komponenta parādīšanās, kas var parādīties, ja simetrija ir bojāta.
Sprieguma invertora (VIN) ķēžu izveidei ir daudz iespēju, taču no tām izšķir 3 galvenās:
- IN beztransformatora tilts;
- transformators IN ar neitrālu vadu;
- tilta ķēde ar transformatoru.
Katrs no tiem atrod pielietojumu savā jomā atkarībā no tajā izmantotā strāvas avota un nepieciešamās izejas jaudas elektroenerģijas patērētājiem. Katrs no tiem ir jānodrošina ar aizsardzības un signalizācijas elementiem.
Līdzstrāvas avota zemsprieguma un pārsprieguma aizsardzība nosaka invertoru darbības diapazonu "uz ieejas". Patērētāju iekārtu normālai darbībai ir nepieciešama aizsardzība pret augstu un zemu izejas maiņstrāvas spriegumu. Darbības diapazons tiek iestatīts atbilstoši izmantotās slodzes prasībām.Šie aizsardzības veidi ir atgriezeniski, tas ir, kad iekārtas parametri tiek atjaunoti normāli, var atjaunot darbu.
Ja aizsardzība nostrādā slodzes īssavienojuma vai pārmērīgas izejas strāvas palielināšanās dēļ, pirms iekārtas darbības turpināšanas ir jāveic rūpīga šī notikuma cēloņu analīze.
12V pārveidotājs ir vispiemērotākais lokālā elektrotīkla izveidei. Liela skaita automašīnu un 12 V līdzstrāvas akumulatoru klātbūtne ļauj tos izmantot, lai apmierinātu lietotāju vajadzības. Šādus tīklus var izveidot dažādās vietās, sākot ar savu automašīnu. Tie ir mobili un nav atkarīgi no autostāvvietas.
Pārveidotāju šķirnes no 12 līdz 220 voltiem
Vienkārši pārveidotāji no 12 līdz 220 ir paredzēti mazjaudas patērētājiem. Prasības izejas barošanas sprieguma kvalitātei un signāla formai ir zemas. Viņu klasiskajās shēmās netiek izmantoti PWM mikrokontrolleri. Multivibrators, kas samontēts uz loģiskajiem elementiem AND-NOT, ģenerē elektriskos impulsus ar atkārtošanās ātrumu 100 Hz. D-flip-flop tiek izmantots, lai izveidotu pretfāzes signālu. Tas sadala galvenā oscilatora frekvenci ar 2. Tiešā un apgrieztā sprūda izejā tiek ģenerēts pretfāzes signāls taisnstūrveida impulsu veidā.
Šis signāls, izmantojot loģisko elementu bufera elementus, NEkontrolē pārveidotāja izejas ķēdi, kas veidota uz galvenajiem tranzistoriem. To jauda nosaka invertoru izejas jaudu.
Tranzistori var būt salikti bipolāri un lauka. Izlietnes vai kolektora ķēdēs ietilpst puse no transformatora primārā tinuma. Tā sekundārais tinums ir paredzēts 220 V izejas spriegumam.Tā kā flip-flop sadalīja 100 Hz multivibratora frekvenci ar 2, izejas frekvence būs 50 Hz. Šāda vērtība ir nepieciešama, lai darbinātu lielāko daļu sadzīves elektrisko un radio iekārtu.
Visus ķēdes elementus darbina transportlīdzekļa akumulators, izmantojot papildu elementus stabilizācijai un aizsardzībai pret augstfrekvences traucējumiem. No tiem ir aizsargāts arī pats akumulators.
Vienkāršu pārveidotāju shēmās nav nodrošināti aizsardzības un automātiskās vadības elementi. Izejas signāla frekvenci nosaka kondensatora kapacitātes izvēle un galvenā oscilatora ķēdē iekļautā rezistora pretestība. Kā vienkāršākā aizsardzība pret īssavienojumu slodzē tiek izmantots drošinātājs ķēdes barošanas automašīnas akumulatora ķēdē. Tāpēc vienmēr ir nepieciešams rezerves drošinātāju komplekts.
Jaudīgāki mūsdienu līdzstrāvas-maiņstrāvas pārveidotāji tiek izgatavoti saskaņā ar citām shēmām. PWM kontrolleris iestata darbības režīmu. Tas arī nosaka izejas signāla amplitūdu un frekvenci.
2000 W pārveidotāja ķēde (12 V+220 V+2000 W) savās izejas pakāpēs izmanto jaudas aktīvo elementu paralēlo savienojumu, lai iegūtu nepieciešamo izejas jaudu. Izmantojot šo shēmu, tiek summētas tranzistoru strāvas.
Bet uzticamāks veids, kā palielināt jaudas parametru, ir apvienot vairākus līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidotājus kā kopēja līdzstrāvas / maiņstrāvas (līdzstrāvas / maiņstrāvas) invertora ieejas signālu, kura izeja tiek izmantota spēcīgas slodzes pievienošanai.Katrs no līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājiem sastāv no invertora ar transformatora izeju un taisngrieža šim spriegumam. Izejas spailēs ir pastāvīgs spriegums aptuveni 300 V. Izejā tie visi ir savienoti paralēli.
No viena invertora ir grūti iegūt vairāk par 600 W jaudu. Visa ierīces ķēde tiek darbināta ar akumulatora spriegumu.
Šādas shēmas ir nodrošinātas ar visa veida aizsardzību, ieskaitot termisko aizsardzību. Temperatūras sensori ir uzstādīti uz izejas tranzistoru radiatoru virsmas. Tie rada spriegumu atkarībā no sildīšanas pakāpes. Sliekšņa ierīce to salīdzina ar to, kas iestatīta projektēšanas stadijā, un ar atbilstošo trauksmi izdod signālu, lai apturētu ierīci. Katrs aizsardzības veids ir aprīkots ar savu signalizācijas ierīci, bieži vien skaņu.
Papildu piespiedu dzesēšana tiek izmantota arī ar korpusā uzstādītā gaisa dzesētāja palīdzību, kas automātiski ieslēdzas pēc attiecīgā termiskā sensora komandas. Turklāt pats korpuss ir uzticams siltuma izlietne, jo tas ir izgatavots no gofrēta metāla.
Saskaņā ar izejas sprieguma viļņu formu
Vienfāzes sprieguma pārveidotājus var iedalīt divās grupās:
- ar tīru sinusoidālo vilni pie izejas;
- ar modificētu sinusoidālo vilni.
Pirmās grupas invertoros augstfrekvences pārveidotājs rada pastāvīgu spriegumu. Tās vērtība ir tuvu sinusoidālā signāla amplitūdai, kas jāiegūst ierīces izejā.Tilta ķēdē komponents, kas pēc formas ir ļoti tuvu sinusoīdam, tiek atdalīts no šī līdzstrāvas sprieguma ar kontrollera impulsa platuma modulāciju un zemas caurlaidības filtru. Izejas tranzistori atveras vairākas reizes katrā pusciklā uz laiku, kas mainās atkarībā no harmonikas likuma.
Tīrs sinusoidāls vilnis ir nepieciešams ierīcēm, kuru ieejā ir transformators vai motors. Mūsdienu ierīču galvenā daļa pieļauj sprieguma padevi, kuras forma aptuveni atgādina sinusoīdu. Īpaši zemas prasības izvirza produkti ar komutācijas barošanas blokiem.
Transformatoru ierīces
Sprieguma pārveidotāji var saturēt transformatorus. Invertora ķēdēs tie piedalās galveno bloķējošo oscilatoru darbībā, kas ģenerē impulsus, kas ir tuvu taisnstūra formai. Kā daļa no šāda ģeneratora tiek izmantots impulsa transformators. Tā tinumi ir savienoti tā, lai radītu pozitīvu atgriezenisko saiti, kā rezultātā rodas neslāpētas svārstības.
Magnētiskā ķēde (kodols) ir izgatavota no sakausējuma ar augstu magnētiskā lauka kapacitāti. Sakarā ar to transformators darbojas nepiesātinātā režīmā. Šādas īpašības piemīt dažādu veidu ferītiem, permalojum.
Multivibratori ir nomainījuši transformatoru bloķējošos ģeneratorus. Tie izmanto modernu elementu bāzi, un tiem ir augstāka frekvences stabilitāte salīdzinājumā ar to priekšgājējiem. Turklāt multivibratoru shēmās ģeneratora darbības frekvences maiņa tiek panākta vienkāršā veidā.
Mūsdienu invertoru modeļos transformatori darbojas izejas posmos.Caur izeju no primārā tinuma viduspunkta uz tajos izmantoto tranzistoru kolektoriem vai notekas tiek piegādāts barošanas spriegums no akumulatora. Sekundāros tinumus aprēķina, izmantojot transformācijas koeficientu 220 V maiņstrāvas spriegumam. Šo vērtību izmanto, lai darbinātu lielāko daļu mājsaimniecības patērētāju.
Līdzīgi raksti:
