12-220 V sprieguma pārveidotājus izmanto visur, kur ir nepieciešams pieslēgt elektriskās ierīces, kas patērē standarta strāvu no elektrotīkla, maiņsprieguma avotiem. Daudzos gadījumos šī tīkla padeve var nebūt pieejama. Autonomā benzīna ģeneratora lietošana prasa ievērot tā tehniskās apkopes noteikumus: pastāvīgi uzraudzīt degvielas līmeni, nodrošināt ventilāciju. Izmantojot pārveidotājus, kas ir aprīkoti ar transportlīdzekļa akumulatoriem, problēmu var atrisināt vislabākajā iespējamajā veidā.
Saturs
Apzīmējums un darbības princips
Kas ir sprieguma pārveidotājs. Elektroniska ierīce, kas maina ieejas signāla vērtību. To var izmantot kā ierīci, kas palielina vai samazina ieejas sprieguma vērtību. Sprieguma ievade pēc pārveidošanas var mainīt gan lielumu, gan frekvenci. Ierīces, kas līdzstrāvas spriegumu pārveido (pārvērš) maiņstrāvas izejas signālā, sauc par invertoriem.
Sprieguma pārveidotājus izmanto gan kā atsevišķas ierīces, kas patērētājiem piegādā maiņstrāvas strāvu, gan kā daļu no citiem izstrādājumiem: nepārtrauktas barošanas sistēmām un avotiem, līdzstrāvas sprieguma paaugstināšanas iekārtām līdz vajadzīgajai vērtībai.
Invertori ir harmonisko spriegumu ģeneratori. Līdzstrāvas avots tiek izveidots, izmantojot speciālu vadības shēmu, kas nodrošina periodisku polaritātes maiņu. Rezultāts ir maiņstrāvas sprieguma signāls uz ierīces izejas kontaktiem, pie kuriem ir pieslēgta slodze. Tās lielumu (amplitūdu) un frekvenci nosaka invertora shēma.
Vadības ierīce (kontrolieris) nosaka avota pārslēgšanas frekvenci un izejas signāla formu, un tā amplitūdu nosaka shēmas izejas pakāpes elementi. Tie ir paredzēti maksimālajai jaudai, ko patērē maiņstrāvas ķēdes slodze.
Kontrolieris tiek izmantots arī izejas signāla kontrolei, ko panāk, kontrolējot impulsa platumu (palielinot vai samazinot impulsa platumu). Informāciju par izejas signāla vērtības izmaiņām slodzei atgriežas atpakaļ kontrolierī, izmantojot atgriezeniskās saites ķēdi, kas tiek izmantota, lai veidotu vadības signālu nepieciešamo parametru uzturēšanai. Šo metodi sauc par PWM (impulsa platuma modulācijas) signālu.
12V invertora jaudas izejas slēdža ķēdēs var izmantot lieljaudas saliktos bipolāros tranzistorus, cietvielu tiristorus un lauka tranzistorus. Vadības shēmu pamatā ir mikroshēmas, kas ir lietošanai gatavas ierīces ar nepieciešamajām funkcijām (mikrokontrolieri), kas īpaši izstrādātas šādiem pārveidotājiem.
Vadības shēmas nodrošina atslēgu secību, lai invertora izejā nodrošinātu patērētāju ierīču normālai darbībai nepieciešamo signālu. Turklāt vadības shēmai jānodrošina pusviļņu izejas sprieguma simetrija. Tas ir īpaši svarīgi shēmām, kurās izejā tiek izmantoti augšupejoši impulsu transformatori. Jāizvairās no sprieguma līdzstrāvas komponentes, kas var parādīties, ja netiek ievērota simetrija.
Pastāv daudzi sprieguma invertora (VI) shēmu varianti, bet ir trīs galvenie:
- Beztransformatora tilta invertors IN;
- Transformatora UUT ar neitrālo vadu;
- Tilta shēma ar transformatoru.
Katrs no tiem tiek izmantots savā jomā atkarībā no tajā izmantotā barošanas avota un nepieciešamās izejas jaudas patērētāju apgādei. Katrā no tiem jābūt aizsardzības un signalizācijas elementiem.
Aizsardzība pret līdzstrāvas avota zemspriegumu un pārspriegumu nosaka invertoru "ieejas" darbības diapazonu. Pārsprieguma un zemsprieguma maiņstrāvas izejas aizsardzība ir nepieciešama patērētāja iekārtu normālai darbībai. Izslēgšanas diapazonu nosaka atbilstoši izmantotās slodzes prasībām. Šie aizsardzības veidi ir atgriezeniski, t. i., darbību var atjaunot, kad iekārtas darbība ir normāla.
Ja aizsardzība ir nostrādājusi īssavienojuma dēļ slodzē vai pārmērīga izejas strāvas pieauguma dēļ, pirms iekārtas darbības turpināšanas jāveic rūpīga notikuma cēloņa analīze.
Vietējai elektroapgādei vispiemērotākais ir 12 voltu invertors. Tā kā ir pieejams liels skaits automobiļu un 12V līdzstrāvas akumulatoru, tos var izmantot lietotāju pieprasījumu apmierināšanai. Šādus tīklus var izveidot dažādās vietās, sākot no jūsu automašīnas. Tie ir mobili un nav atkarīgi no stāvvietas.
12 V uz 220 V pārveidotāji
Vienkāršie 12-220 pārveidotāji ir paredzēti zemām enerģijas prasībām. Prasības izejas barošanas sprieguma kvalitātei un signāla formai ir zemas. To klasiskajās shēmās netiek izmantoti PWM mikrokontrolieri. Ar I-Ne loģiskajiem elementiem samontētais flip-flops ģenerē elektriskos impulsus ar atkārtošanās frekvenci 100 Hz. Lai radītu fāzes signālu, tiek izmantots D trigeris. Tas sadala galvenā oscilatora frekvenci ar 2. Pretfāzes signāls kvadrātveida impulsu veidā tiek ģenerēts tiešajā un apgrieztajā trigeru izejā.
Šis signāls, izmantojot bufera elementus uz loģiskajiem elementiem, NEkontrolē invertora izejas shēmu, kas ir veidota uz galvenajiem tranzistoriem. To jauda nosaka invertoru izejas jaudu.
Tranzistori var būt bipolārie un lauka efekta tranzistori. Drenāžas vai kolektora ķēdes ietver pusi no transformatora primārā. Tā sekundārais tinums ir paredzēts 220 V izejas spriegumam. Tā kā trigeris 100 Hz multivibratora frekvenci dala ar 2, izejas frekvence būs 50 Hz. Šī vērtība ir nepieciešama, lai darbinātu lielāko daļu sadzīves elektroiekārtu un radioiekārtu.
Visi shēmas komponenti tiek darbināti no transportlīdzekļa akumulatora ar papildu stabilizācijas elementiem un aizsardzību pret augstfrekvences traucējumiem. Arī pats akumulators ir aizsargāts no tiem.
Vienkāršo invertoru shēmās nav aizsardzības vai automātiskās vadības elementu. Izvades signāla frekvenci nosaka galvenā oscilatora shēmā iekļautā kondensatora un rezistora pretestības izvēle. Vienkāršākā aizsardzība pret īssavienojumu slodzē ir drošinātājs ķēdē, kas baro automašīnas akumulatoru. Tāpēc vienmēr jābūt pieejamam rezerves drošinātāju komplektam.
Jaudīgākie mūsdienu līdzstrāvas maiņstrāvas pārveidotāji izmanto citu shēmu. PWM kontrolieris nosaka darbības režīmu. Tas nosaka arī izejas signāla amplitūdu un frekvenci.
2000 W pārveidotāja shēma (12V+220 V+2000 W) izmanto paralēlu jaudas aktīvo elementu savienošanu savos izejas posmos, lai iegūtu nepieciešamo izejas jaudu. Šajā shēmas konstrukcijā tranzistoru strāvas tiek saskaitītas kopā.
Taču drošāks veids, kā palielināt jaudas parametrus, ir apvienot vairākus līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājus kā ieeju kopējā līdzstrāvas/ maiņstrāvas (DC/AC) invertorā, kura izejas tiek izmantotas lielas slodzes pieslēgšanai. Katrs DC/DC invertors sastāv no invertora ar transformatora izeju un šī sprieguma iztaisnotāja. Izejas spailēs ir aptuveni 300 V līdzstrāvas spriegums. Tie visi ir savienoti paralēli izejā.
No viena invertora ir grūti iegūt vairāk nekā 600 W jaudas. Visa ierīces shēma tiek darbināta no akumulatora sprieguma.
Šīs shēmas ir aprīkotas ar visu veidu aizsardzību, tostarp termisko aizsardzību. Temperatūras sensori ir uzstādīti uz izejas tranzistoru radiatoru virsmām. Tie rada spriegumu atkarībā no karstuma pakāpes. Robežierīce to salīdzina ar iestatīto vērtību projektēšanas posmā un dod signālu, lai apturētu ierīci ar attiecīgu trauksmes signālu. Katram aizsardzības veidam ir sava signalizācija, kas bieži vien ir dzirdama.
Papildu piespiedu dzesēšanu nodrošina korpusā uzstādīts gaisa dzesētājs, kas automātiski ieslēdzas pēc attiecīgā termiskā sensora komandas. Turklāt pats korpuss ir uzticams siltuma uztvērējs, jo tas ir izgatavots no gofrēta metāla.
Saskaņā ar izejas sprieguma signāla formu
Vienfāzes sprieguma pārveidotājus var iedalīt divās grupās:
- Ar tīru sinusoidālu izejas signālu;
- Ar modificētu sinusoidālu izejas viļņu formu.
Pirmajā grupā augstfrekvences pārveidotājs rada nemainīgu spriegumu. Tās vērtība ir tuva sinusoidālā signāla amplitūdai, kas nepieciešama ierīces izejā. Tilta ķēdē no šī līdzstrāvas sprieguma ar regulatora impulsa platuma modulācijas un zemfrekvences filtra palīdzību tiek iegūts komponents, kas ir ļoti tuvs sinusoidālai viļņu formai. Izejas tranzistori atveras vairākas reizes katrā pusperiodā, lai iegūtu laikā mainīgu harmonisko likumu.
Tīrs sinusoidāls vilnis ir nepieciešams ierīcēm, kuru ievade ir transformators vai motors. Lielākā daļa mūsdienu ierīču nodrošina spriegumu, kura forma aptuveni atbilst sinusoidālajam vilnim. Īpaši zemas prasības ir izstrādājumiem ar komutācijas režīma barošanas avotiem.
Transformatoru vienības
Sprieguma pārveidotāji var saturēt transformatorus. Invertoru shēmās tie ir iesaistīti bloķēšanas ģeneratoru darbībā, kas rada impulsus ar formu, kas tuvojas kvadrātveida viļņa formai. Šādā oscilatorā izmanto impulsu transformatoru. Tinumi ir savienoti tā, ka tiek radīta pozitīva atgriezeniskā saite, kas rada slāpētas svārstības.
Magnētiskā serde ir izgatavota no sakausējuma, kam ir liels magnētiskās joslas platums. Tas nodrošina transformatora nepiesātinātu darbību. Šādas īpašības piemīt dažādiem ferīta, permalloy veidiem.
Transformatoru bloķēšanas ģeneratori ir aizstāti ar multivibratoriem. Multivibratori izmanto modernākās shēmas, un tiem ir augstāka frekvences stabilitāte nekā to priekštečiem. Turklāt multivibratora shēmas var vienkārši mainīt oscilatora darbības frekvenci.
Mūsdienu invertoru modeļos transformatori darbojas izejas pakāpēs. Izvads no primārā tinuma centrālā punkta nodrošina tajos izmantoto tranzistoru kolektorus vai drenāžu ar akumulatora barošanas spriegumu. Sekundārie tinumi tiek aprēķināti, izmantojot transformācijas koeficientu, līdz 220 V maiņstrāvas spriegumam. Šo vērtību izmanto lielākajai daļai mājsaimniecību patērētāju.
Saistītie raksti:
