12 ～ 220 V の電圧変換器は、標準的な AC 電流を消費する電気機器を交流電圧源に接続する必要がある場合に使用されます。多くの場合、このネットワークは利用できません。自律型ガソリン発電機を使用するには、メンテナンスの規則を順守する必要があります。つまり、作動中の燃料レベルを継続的に監視し、換気を確保することです。カーバッテリーと組み合わせてコンバーターを使用すると、問題を最善の方法で解決できます。
名称と動作原理
電圧変換器とは。これは、入力信号の大きさを変更する電子デバイスの名前です。値を増減させるデバイスとして使用できます。変換後、入力電圧はその大きさと周波数の両方を変更できます。このような直流電圧を交流出力信号に変える（変換する）装置をインバータと呼びます。
電圧コンバーターは、消費者に AC 電力を供給する自律型デバイスとして使用され、システムや無停電電源装置、DC 電圧を必要な値まで上昇させるデバイスなど、他の製品の一部として使用することもできます。
インバーターは高調波電圧発生器です。特別な制御回路を備えた直流電源は、極性を周期的に切り替えるモードを作成します。その結果、負荷が接続されているデバイスの出力接点に交流電圧信号が形成されます。その大きさ (振幅) と周波数は、コンバータ回路の要素によって決まります。
制御装置（コントローラー）は、ソースのスイッチング周波数と出力信号の形式を設定し、その振幅は回路の出力段の要素によって決まります。それらは、AC回路の負荷によって消費される最大電力用に設計されています。
コントローラは、出力信号の制御にも使用されます。これは、パルス幅の制御 (パルス幅の増加または減少) によって実現されます。負荷の出力信号値の変化に関する情報は、フィードバック回路を介してコントローラに送られます。これに基づいて、必要なパラメータを維持するためにコントローラで制御信号が形成されます。この方式は、PWM (パルス幅変調) 信号と呼ばれます。
12V 電圧コンバータの電源出力スイッチ回路には、強力な複合バイポーラ トランジスタ、半導体サイリスタ、電界効果トランジスタを使用できます。コントローラー回路は、そのようなコンバーター用に特別に設計された、必要な機能を備えたすぐに動作するデバイス (マイクロコントローラー) であるマイクロ回路上で作成されます。
制御回路は、コンシューマ デバイスの通常動作に必要な信号をインバータ出力に提供するためのキー シーケンスを提供します。さらに、制御回路は半波出力電圧の対称性を確保する必要があります。これは、出力にステップアップ パルス トランスを使用する回路では特に重要です。彼らにとって、対称性が破られた場合に現れる可能性のある電圧定数成分は受け入れられません。
電圧インバータ回路 (VIC) には多くのバリエーションがありますが、基本的なものは 3 つあります。
- 非変圧器ブリッジ IN;
- 導体がゼロの変圧器;
- トランスによるブリッジ回路。
それらのそれぞれは、使用される電源と消費者に電力を供給するために必要な出力電力に応じて、その分野でのアプリケーションを見つけます。それらのそれぞれには、保護要素と信号要素が必要です。
DC 電源の低電圧および過電圧に対する保護によって、「入力による」インバータの動作範囲が決まります。過電圧および不足電圧の AC 出力保護は、消費者の機器の正常な動作に必要です。動作範囲は、使用する負荷の要件に従って設定されます。これらのタイプの保護は元に戻すことができます。
負荷の短絡または出力電流の過度の増加により保護が作動した場合は、機器の操作を続行する前に、イベントの原因を徹底的に分析する必要があります。
12Vインバーターは、ローカル電源システムを構築するのに最適です。多数の車両と 12 ボルトの DC バッテリーを利用できるため、ユーザーの要求に応えることができます。このようなネットワークは、自分の車から始めて、さまざまな場所で作成できます。それらは移動可能で、駐車場所に依存しません。
12 ～ 220 ボルトのさまざまなコンバータ
12 から 220 までのシンプルなコンバータは、小電力消費者向けに設計されています。出力供給電圧の品質と信号の形状に対する要件は低いです。彼らの古典的な回路は、PWM マイクロコントローラを使用していません。 I-NE ロジック エレメントで組み立てられたマルチバイブレータは、周波数 100 Hz の電気パルスを生成します。 D トリガーは、逆位相信号を作成するために使用されます。マスターオシレータの周波数を 2 分周します。トリガの直接出力と反転出力で、矩形パルスの形の逆位相信号が生成されます。
論理要素のバッファ要素を介したこの信号は、キートランジスタで構築されたインバータの出力回路を制御しません。それらの電力は、インバーターの出力電力を決定します。
トランジスタは、複合バイポーラおよび電界効果トランジスタにすることができます。ドレインまたはコレクタ回路には、トランスの一次側の半分が含まれます。その二次巻線は 220 V の出力電圧用に設計されています。トリガーが 100 Hz マルチバイブレータの周波数を 2 で割ったため、出力周波数は 50 Hz になります。この値は、家庭用電気および無線機器の大部分に電力を供給するために必要です。
すべての回路要素は、追加の安定化要素と高周波ノイズ保護要素を備えたカーバッテリーによって駆動されます。バッテリー自体もそれらから保護されています。
単純なトランスデューサのスキームには、保護および自動制御要素は含まれていません。出力信号の周波数は、発振器の回路に含まれるコンデンサと抵抗器の抵抗の選択によって決まります。負荷の最も簡単な短絡保護として、自動車のバッテリーに回路を供給する回路にヒューズが使用されます。したがって、予備のヒューズセットを常に用意しておく必要があります。
より強力な最新の DC/AC コンバーターは、他の回路によって作られています。 PWM コントローラは動作モードを設定します。また、出力信号の振幅と周波数も決定します。
2000Wコンバータ回路(12V+220V+2000W)は、出力段にパワーアクティブ素子を並列接続することで、必要な出力電力を得ています。この回路設計では、トランジスタの電流が合計されます。
しかし、電力パラメータを増加させるより確実な方法は、複数の DC/DC コンバータを共通の DC/AC (直流/交流) インバータへの入力として組み合わせ、その出力を高負荷負荷の接続に使用することです。各 DC/DC コンバーターは、トランス出力を備えたインバーターとその電圧の整流器で構成されています。出力端子には約 300 V の直流電圧がかかっています。それらはすべて出力で並列に接続されています。
インバーター1台で600W以上の電力を得ることは困難です。デバイスの回路全体は、バッテリ電圧によって駆動されます。
このような回路には、熱保護を含むあらゆる種類の保護が備わっています。温度センサーは、出力トランジスタのヒートシンクの表面に取り付けられています。それらは、加熱の程度に依存する電圧を生成します。しきい値装置は、設計段階で設定した値と比較し、対応するアラームで装置の動作を停止する信号を出します。各タイプの保護には、多くの場合可聴の独自の信号装置が装備されています。
追加の強制冷却は、対応する熱センサーのコマンドで自動的に作動する、ハウジングに取り付けられた空気冷却器によって使用されます。また、ケース自体も波形の金属でできているため、信頼性の高いヒートシンクです。
出力電圧信号の形態に応じて
単相電圧コンバータは、次の 2 つのグループに分けることができます。
- 純粋な正弦波出力。
- 変更された正弦波出力。
インバータの最初のグループでは、高周波コンバータが定電圧を生成します。その値は、デバイス出力で必要な正弦波信号の振幅に近くなります。ブリッジ回路では、コントローラのパルス幅変調と正弦波形状に非常に近いローパス フィルタによって、この電圧から定電圧が抽出されます。出力トランジスタは、高調波の法則に従って変化する時間の間、各半周期で数回開きます。
変圧器またはモーターを入力として持つデバイスには、純粋な正弦波が必要です。今日のデバイスのほとんどは、形状が正弦波に近い電圧で電源を供給することができます。スイッチモード電源を備えた製品の要件は特に低くなります。
変圧器装置
電圧変換器には変圧器を含めることができます。インバーター回路では、マスター ブロッキング ジェネレーターの動作に関与し、長方形に近いパルスを生成します。このような発生器の一部として、パルストランスが使用されます。その巻線は、正のフィードバックが発生するように接続されているため、減衰されていない振動が発生します。
磁気コアは、高い磁気帯域幅を持つ合金でできています。これにより、変圧器は不飽和モードで動作できます。各種フェライト、パーマロイはこれらの性質を持っています。
変圧器ブロッキング発電機はマルチバイブレータに置き換えられました。それらは最新のエレメントベースを使用しており、以前のものよりも高い周波数安定性を備えています。さらに、マルチバイブレータ回路は、発振器の動作周波数を簡単な方法で変更します。
インバーターの最新モデルでは、変圧器は出力段で動作します。一次巻線の中心点から、それらに使用されているトランジスタのコレクタまたはドレインへのリードを介して、バッテリからの供給電圧が印加されます。二次巻線は、220 V の AC 電圧に対する変圧比を使用して計算されます。この値は、ほとんどの家庭用消費者に電力を供給するために使用されます。
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