Konverter tegangan 12 hingga 220 V digunakan di mana pun ada kebutuhan untuk menyambungkan perangkat listrik yang menggunakan arus AC standar ke sumber tegangan bolak-balik. Dalam banyak kasus, jaringan ini tidak tersedia. Penggunaan generator bensin otonom membutuhkan kepatuhan terhadap aturan pemeliharaannya: pemantauan terus menerus terhadap tingkat bahan bakar yang beroperasi, memastikan ventilasi. Penggunaan konverter bersama dengan baterai mobil memungkinkan Anda untuk memecahkan masalah dengan cara terbaik.
Isi
Penunjukan dan prinsip operasi
Apa itu konverter tegangan. Ini adalah nama perangkat elektronik yang mengubah besarnya sinyal input. Ini dapat digunakan sebagai perangkat yang menambah atau mengurangi nilainya. Setelah konversi, tegangan input dapat berubah baik besaran maupun frekuensinya. Perangkat semacam itu yang mengubah tegangan DC (mengubahnya) menjadi sinyal keluaran AC disebut inverter.
Konverter tegangan digunakan baik sebagai perangkat otonom yang memasok daya AC ke konsumen, dan dapat menjadi bagian dari produk lain: sistem dan catu daya tak terputus, perangkat untuk meningkatkan tegangan DC ke nilai yang diperlukan.
Inverter adalah generator tegangan harmonik.Sumber arus searah dengan sirkuit kontrol khusus menciptakan mode peralihan polaritas secara berkala. Akibatnya, sinyal tegangan bolak-balik terbentuk pada kontak keluaran perangkat, yang terhubung dengan beban. Besarnya (amplitudo) dan frekuensinya ditentukan oleh elemen-elemen rangkaian konverter.
Perangkat kontrol (pengontrol) mengatur frekuensi switching sumber dan bentuk sinyal keluaran, dan amplitudonya ditentukan oleh elemen-elemen dari tahap keluaran rangkaian. Mereka dirancang untuk daya maksimum yang dikonsumsi oleh beban di sirkuit AC.
Kontroler juga digunakan untuk mengontrol sinyal output, yang dicapai dengan mengontrol lebar pulsa (menambah atau mengurangi lebar pulsa). Informasi tentang perubahan nilai sinyal keluaran pada beban datang ke pengontrol melalui sirkuit umpan balik, atas dasar mana sinyal kontrol dibentuk di pengontrol untuk mempertahankan parameter yang diperlukan. Metode ini disebut sinyal PWM (modulasi lebar pulsa).
Sirkuit sakelar keluaran daya dari konverter tegangan 12V dapat menggunakan transistor bipolar majemuk yang kuat, thyristor semikonduktor, transistor efek medan. Sirkuit pengontrol dibuat pada sirkuit mikro, yang merupakan perangkat siap pakai dengan fungsi yang diperlukan (mikrokontroler), yang dirancang khusus untuk konverter tersebut.
Sirkuit kontrol menyediakan urutan kunci untuk menyediakan output inverter dengan sinyal yang diperlukan untuk pengoperasian normal perangkat konsumen. Selain itu, sirkuit kontrol harus memastikan simetri tegangan keluaran setengah gelombang. Ini sangat penting untuk sirkuit yang menggunakan transformator pulsa step-up pada output. Bagi mereka, komponen konstanta tegangan yang dapat muncul jika simetri rusak tidak dapat diterima.
Ada banyak varian rangkaian inverter tegangan (VIC), tetapi ada 3 yang dasar:
- Jembatan non-transformator IN;
- Transformator dengan konduktor nol;
- Rangkaian jembatan dengan trafo.
Masing-masing menemukan aplikasi di bidangnya tergantung pada catu daya yang digunakan di dalamnya dan daya keluaran yang diperlukan untuk memberi daya pada konsumen. Masing-masing harus memiliki elemen perlindungan dan pensinyalan.
Perlindungan terhadap undervoltage dan overvoltage dari sumber DC menentukan kisaran operasi inverter "dengan input". Perlindungan output AC tegangan berlebih dan tegangan rendah diperlukan untuk pengoperasian normal peralatan konsumen. Rentang operasi diatur sesuai dengan kebutuhan beban yang digunakan. Jenis perlindungan ini dapat dibalik, yaitu ketika peralatan dipulihkan ke operasi normal, dapat dipulihkan.
Jika proteksi tersandung karena korsleting pada beban atau peningkatan arus keluaran yang berlebihan, analisis menyeluruh tentang penyebab kejadian diperlukan sebelum melanjutkan pengoperasian peralatan.
Inverter 12V adalah yang paling cocok untuk membuat sistem tenaga lokal. Ketersediaan mobil dalam jumlah besar dan baterai DC 12 volt memungkinkannya digunakan untuk memenuhi permintaan pengguna. Jaringan tersebut dapat dibuat di berbagai tempat, mulai dari mobil Anda sendiri. Mereka mobile dan tidak bergantung pada tempat parkir.
Varietas konverter 12 hingga 220 volt
Konverter sederhana dari 12 hingga 220 dirancang untuk konsumen daya kecil. Persyaratan kualitas tegangan suplai output dan bentuk sinyal rendah. Sirkuit klasik mereka tidak menggunakan mikrokontroler PWM. Multivibrator, dirakit pada elemen logika I-NE, menghasilkan pulsa listrik dengan frekuensi 100 Hz. Pemicu D digunakan untuk membuat sinyal antifase. Ini membagi frekuensi osilator master dengan 2. Sinyal kontra-fase dalam bentuk pulsa persegi panjang dihasilkan pada output langsung dan terbalik dari pemicu.
Sinyal ini melalui elemen buffer pada elemen logika TIDAK mengontrol rangkaian keluaran inverter, yang dibangun di atas transistor kunci. Daya mereka menentukan daya keluaran inverter.
Transistor dapat berupa transistor bipolar komposit dan transistor efek medan. Sirkuit pembuangan atau kolektor mencakup setengah dari primer transformator. Gulungan sekundernya dirancang untuk tegangan keluaran 220 V. Karena pemicu telah membagi frekuensi multivibrator 100 Hz dengan 2, frekuensi keluaran akan menjadi 50 Hz. Nilai ini diperlukan untuk memberi daya pada sebagian besar peralatan listrik dan radio domestik.
Semua elemen sirkuit ditenagai oleh baterai mobil dengan stabilisasi tambahan dan elemen perlindungan kebisingan frekuensi tinggi. Baterai itu sendiri juga dilindungi dari mereka.
Skema transduser sederhana tidak termasuk perlindungan dan elemen kontrol otomatis. Frekuensi sinyal keluaran ditentukan oleh pilihan resistansi kapasitor dan resistor, termasuk dalam rangkaian osilator. Sebagai perlindungan hubung singkat paling sederhana dalam beban, sekering digunakan di sirkuit yang memasok sirkuit ke aki mobil. Oleh karena itu, perlu untuk selalu memiliki satu set sekering cadangan.
Konverter DC ke AC modern yang lebih kuat dibuat oleh sirkuit lain. Kontroler PWM mengatur mode operasi. Ini juga menentukan amplitudo dan frekuensi sinyal keluaran.
Rangkaian konverter 2000W (12V+220V+2000W) menggunakan koneksi paralel elemen aktif daya dalam tahapan keluarannya untuk mendapatkan daya keluaran yang diperlukan. Dengan desain rangkaian ini arus transistor dirangkum.
Tetapi cara yang lebih andal untuk meningkatkan parameter daya adalah dengan menggabungkan beberapa konverter DC/DC sebagai input ke inverter DC/AC (arus searah/arus bolak-balik) umum yang outputnya digunakan untuk menghubungkan beban tugas berat.Setiap konverter DC/DC terdiri dari inverter dengan output transformator dan penyearah untuk tegangan tersebut. Ada tegangan DC sekitar 300 V pada terminal output. Mereka semua terhubung secara paralel pada output.
Sulit untuk mendapatkan daya lebih dari 600 W dari satu inverter. Seluruh rangkaian perangkat ini didukung oleh tegangan baterai.
Sirkuit semacam itu dilengkapi dengan semua jenis perlindungan, termasuk perlindungan termal. Sensor suhu dipasang pada permukaan heatsink transistor keluaran. Mereka menghasilkan tegangan yang tergantung pada tingkat pemanasan. Perangkat ambang membandingkannya dengan satu set pada tahap desain dan memberikan sinyal untuk menghentikan pengoperasian perangkat dengan alarm yang sesuai. Setiap jenis perlindungan dilengkapi dengan perangkat sinyalnya sendiri, seringkali terdengar.
Pendinginan paksa tambahan digunakan melalui pendingin udara yang dipasang di rumahan, yang secara otomatis aktif atas perintah sensor termal yang sesuai. Selain itu, kasing itu sendiri adalah heat sink yang andal, karena terbuat dari logam bergelombang.
Menurut bentuk sinyal tegangan keluaran
Konverter tegangan satu fasa dapat dibagi menjadi dua kelompok:
- Dengan output gelombang sinus murni;
- Dengan keluaran sinusoidal yang dimodifikasi.
Pada kelompok inverter pertama, konverter frekuensi tinggi menghasilkan tegangan konstan. Nilainya dekat dengan amplitudo sinyal sinusoidal, yang diperlukan pada output perangkat. Dalam rangkaian jembatan, tegangan konstan diekstraksi dari tegangan ini dengan modulasi lebar pulsa dari pengontrol dan filter low-pass, yang sangat dekat dengan bentuk sinusoidal. Transistor keluaran terbuka beberapa kali dalam setiap setengah periode untuk waktu yang bervariasi sesuai dengan hukum harmonik.
Gelombang sinus murni diperlukan untuk perangkat yang memiliki transformator atau motor sebagai input.Sebagian besar perangkat saat ini memungkinkan catu daya dengan tegangan yang bentuknya mendekati gelombang sinus. Produk dengan catu daya mode aktif memiliki persyaratan yang sangat rendah.
Perangkat transformator
Konverter tegangan dapat berisi trafo. Di sirkuit inverter, mereka terlibat dalam pengoperasian generator pemblokiran utama, yang menghasilkan pulsa yang mendekati bentuk persegi panjang. Sebagai bagian dari generator semacam itu, transformator pulsa digunakan. Gulungannya terhubung sedemikian rupa untuk menciptakan umpan balik positif, menghasilkan osilasi yang tidak teredam.
Inti magnetik terbuat dari paduan, yang memiliki bandwidth magnetik tinggi. Hal ini memungkinkan transformator untuk beroperasi dalam mode tak jenuh. Berbagai jenis ferit, permalloy memiliki sifat ini.
Generator pemblokiran transformator telah digantikan oleh multivibrator. Mereka menggunakan basis elemen modern dan memiliki stabilitas frekuensi yang lebih tinggi daripada pendahulunya. Selanjutnya, rangkaian multivibrator mengubah frekuensi operasi osilator dengan cara yang sederhana.
Dalam model inverter modern, transformator bekerja dalam tahap keluaran. Melalui timah dari titik pusat belitan primer ke kolektor atau saluran transistor yang digunakan di dalamnya, tegangan suplai dari baterai diterapkan. Gulungan sekunder dihitung, menggunakan rasio transformasi, ke tegangan AC 220 V. Nilai ini digunakan untuk memberi daya pada sebagian besar konsumen domestik.
Artikel terkait:
