12–220 V pingemuundureid kasutatakse kõikjal, kus on vaja ühendada vahelduvpinge allikaga tavalist vahelduvvoolu tarbivad elektriseadmed. Paljudel juhtudel pole see võrk saadaval. Autonoomse bensiinigeneraatori kasutamine eeldab selle hooldusreeglite järgimist: töötava kütusetaseme pidev jälgimine, ventilatsiooni tagamine. Konverterite kasutamine koos autoakudega võimaldab teil probleemi parimal viisil lahendada.
Sisu
Nimetus ja tööpõhimõte
Mis on pingemuundur. See on elektroonilise seadme nimi, mis muudab sisendsignaali suurust. Seda saab kasutada seadmena, mis suurendab või vähendab selle väärtust. Pärast teisendamist võib sisendpinge muuta nii oma suurust kui ka sagedust. Selliseid seadmeid, mis muudavad alalispinge (teisendavad selle) vahelduvvoolu väljundsignaaliks, nimetatakse inverteriteks.
Pingemuundureid kasutatakse nii autonoomse seadmena, mis varustab tarbijaid vahelduvvooluga, kui ka osana muudest toodetest: süsteemid ja katkematu toiteallikad, seadmed alalispinge tõstmiseks vajaliku väärtuseni.
Inverterid on harmoonilise pinge generaatorid.Spetsiaalse juhtahelaga alalisvooluallikas loob polaarsuse perioodilise ümberlülitamise režiimi. Selle tulemusena moodustub seadme väljundkontaktidele vahelduvpinge signaal, millega koormus on ühendatud. Selle suuruse (amplituud) ja sageduse määravad muunduri ahela elemendid.
Juhtseade (kontroller) määrab allika ümberlülitamise sageduse ja väljundsignaali vormi ning selle amplituudi määravad vooluahela väljundastme elemendid. Need on ette nähtud vahelduvvooluahela koormuse poolt tarbitava maksimaalse võimsuse jaoks.
Kontrollerit kasutatakse ka väljundsignaali juhtimiseks, mis saavutatakse impulsi laiuse juhtimisega (impulsi laiuse suurendamine või vähendamine). Info väljundsignaali väärtuse muutuste kohta koormusel tuleb kontrollerisse tagasisideahela kaudu, mille alusel moodustatakse kontrolleris juhtsignaal vajalike parameetrite säilitamiseks. Seda meetodit nimetatakse PWM (impulsi laiuse modulatsiooni) signaalideks.
12 V pingemuunduri väljundlüliti ahelates saab kasutada võimsaid bipolaarseid liittransistore, pooljuhttüristore, väljatransistore. Kontrollerite vooluringid tehakse mikroskeemidele, mis on spetsiaalselt selliste muundurite jaoks loodud vajalike funktsioonidega töövalmis seadmed (mikrokontrollerid).
Juhtahel pakub klahvijada, et anda muunduri väljundile tarbijaseadmete normaalseks tööks vajalik signaal. Lisaks peab juhtimisahel tagama poollaine väljundpinge sümmeetria. See on eriti oluline ahelate puhul, mis kasutavad väljundis astmelist impulsstrafot. Nende jaoks on pinge konstantne komponent, mis võib ilmneda sümmeetria purunemisel, vastuvõetamatu.
Pingeinverteri ahelate (VIC) variante on palju, kuid põhilisi on 3:
- Mitte-trafo sild IN;
- Nulljuhiga trafo;
- Sillaahel trafoga.
Igaüks neist leiab oma valdkonnas rakendust sõltuvalt selles kasutatavast toiteallikast ja tarbijate toiteks vajalikust väljundvõimsusest. Igal neist peavad olema kaitse- ja signaalelemendid.
Alalisvooluallika ala- ja ülepinge kaitse määrab "sisendi järgi" inverterite töövahemiku. Üle- ja alapinge vahelduvvoolu väljundkaitse on vajalik tarbija seadmete normaalseks tööks. Tööpiirkond määratakse vastavalt kasutatava koormuse nõuetele. Seda tüüpi kaitsed on pöörduvad, st pärast seadmete tavapärast töövõimet saab taastada.
Kui kaitse on rakendunud koormuse lühise või väljundvoolu liigse suurenemise tõttu, on enne seadme töö jätkamist vajalik sündmuse põhjuse põhjalik analüüs.
12V inverter on kõige sobivam lokaalse elektrisüsteemi loomiseks. Suure hulga autode ja 12-voldiste alalisvooluakude olemasolu võimaldab neid kasutada kasutajate soovide rahuldamiseks. Selliseid võrke saab luua erinevates kohtades, alustades oma autost. Need on mobiilsed ja ei sõltu parkimiskohast.
12–220-voldiste muundurite sordid
Lihtsad muundurid vahemikus 12 kuni 220 on mõeldud väikestele energiatarbijatele. Nõuded väljundpinge kvaliteedile ja signaali kujule on madalad. Nende klassikalised ahelad ei kasuta PWM-mikrokontrollereid. I-NE loogikaelementidele kokku pandud multivibraator genereerib elektriimpulsse sagedusega 100 Hz. Antifaasisignaali loomiseks kasutatakse D-trigerit. See jagab peaostsillaatori sageduse 2-ga. Ristkülikukujuliste impulsside vormis vastufaasisignaal genereeritakse päästiku otse- ja pöördväljundis.
See signaal loogikaelementide puhverelementide kaudu EI juhi inverteri väljundahelat, mis on ehitatud võtmetransistoridele. Nende võimsus määrab inverterite väljundvõimsuse.
Transistorid võivad olla komposiit-bipolaarsed ja väljatransistorid. Drenaaži- või kollektoriahelad sisaldavad pool trafo primaarvoolust. Selle sekundaarmähis on mõeldud väljundpingele 220 V. Kuna päästik on jaganud 100 Hz multivibraatori sageduse 2-ga, on väljundsagedus 50 Hz. See väärtus on vajalik enamiku kodumaiste elektri- ja raadioseadmete toiteks.
Kõiki vooluringi elemente toidab auto aku koos täiendava stabiliseerimis- ja kõrgsagedusmüra kaitseelementidega. Nende eest on kaitstud ka aku ise.
Lihtandurite skeemid ei sisalda kaitse- ja automaatjuhtimiselemente. Väljundsignaali sagedus määratakse kondensaatori ja takisti takistuse valikuga, mis sisalduvad ostsillaatori vooluringis. Koormuse lihtsaima lühisekaitsena kasutatakse autoakut vooluahelat varustavas vooluringis kaitset. Seetõttu peab alati olema tagavarakaitsmete komplekt.
Võimsamad kaasaegsed alalis- vahelduvvoolu muundurid on valmistatud teiste vooluahelate abil. PWM-kontroller määrab töörežiimi. Samuti määrab see väljundsignaali amplituudi ja sageduse.
2000W muunduri ahel (12V+220V+2000W) kasutab oma väljundastmetes võimsusaktiivsete elementide paralleelühendust, et saada vajalik väljundvõimsus. Selle vooluahela konstruktsiooniga summeeritakse transistoride voolud.
Kuid usaldusväärsem viis võimsuse parameetri suurendamiseks on kombineerida mitu DC/DC muundurit sisendiks ühisesse alalisvoolu/vahelduvvoolu (alalisvool/vahelduvvool) inverterisse, mille väljundit kasutatakse raske koormuse ühendamiseks.Iga DC/DC muundur koosneb trafo väljundiga inverterist ja selle pinge alaldist. Väljundklemmidel on alalispinge umbes 300 V. Kõik need on väljundis paralleelselt ühendatud.
Ühest inverterist on raske üle 600 W võimsust kätte saada. Kogu seadme vooluringi toidab aku pinge.
Sellised ahelad on varustatud igasuguse kaitsega, sealhulgas termokaitsega. Temperatuuriandurid on paigaldatud väljundtransistoride jahutusradiaatorite pindadele. Nad toodavad pinget, mis sõltub kütteastmest. Läveseade võrdleb seda projekteerimisetapis seadistatuga ja annab vastava häirega signaali seadme töö peatamiseks. Iga kaitsetüüp on varustatud oma signaaliseadmega, mis on sageli kuuldav.
Täiendavat sundjahutust kasutatakse korpusesse paigaldatud õhkjahuti abil, mis aktiveerub automaatselt vastava termoanduri käsul. Lisaks on korpus ise usaldusväärne jahutusradiaator, kuna see on valmistatud gofreeritud metallist.
Vastavalt väljundpinge signaali vormile
Ühefaasilised pingemuundurid võib jagada kahte rühma:
- Puhta siinuslaine väljundiga;
- Modifitseeritud sinusoidaalse väljundiga.
Esimeses inverterite rühmas loob kõrgsagedusmuundur pideva pinge. Selle väärtus on lähedane sinusoidaalse signaali amplituudile, mis on vajalik seadme väljundis. Sillaahelas saadakse konstantne pinge sellest pingest kontrolleri ja madalpääsfiltri impulsi laiusmodulatsiooni abil, mis on väga lähedane sinusoidaalsele kujule. Väljundtransistorid avanevad iga poolperioodi jooksul mitu korda aja jooksul, mis varieerub vastavalt harmoonilisele seadusele.
Puhas siinuslaine on vajalik seadmete jaoks, mille sisendiks on trafo või mootor.Enamik tänapäeva seadmeid võimaldab toidet pingega, mille kuju on ligilähedane siinuslainele. Eriti madalad nõuded on kommuteeritud toiteallikaga toodetel.
Trafo seadmed
Pingemuundurid võivad sisaldada trafosid. Inverteri ahelates osalevad nad peamiste blokeerimisgeneraatorite töös, mis toodavad ristkülikukujulisi impulsse. Sellise generaatori osana kasutatakse impulsstrafot. Selle mähised on ühendatud nii, et tekib positiivne tagasiside, mille tulemusena tekivad summutamata võnked.
Magnetiline südamik on valmistatud sulamist, millel on suur magnetiline ribalaius. See võimaldab trafol töötada küllastumata režiimis. Need omadused on erinevat tüüpi ferriidil, permalloyil.
Trafo blokeerivad generaatorid on asendatud multivibraatoritega. Nad kasutavad kaasaegset elementbaasi ja neil on eelkäijatest kõrgem sagedusstabiilsus. Lisaks muudavad multivibraatori ahelad ostsillaatori töösagedust lihtsal viisil.
Kaasaegsetes inverterite mudelites töötavad trafod väljundfaasides. Primaarmähise keskpunktist tuleva juhtme kaudu neis kasutatavate transistoride kollektorite või äravooludeni rakendatakse akult toitepinget. Sekundaarmähised arvutatakse teisendussuhte abil 220 V vahelduvpingeks. Seda väärtust kasutatakse enamiku kodutarbijate toiteks.
Seotud artiklid:
