12 ते 220 व्होल्ट पर्यंत व्होल्टेजचे कन्व्हर्टर

12 ते 220 व्ही व्होल्टेज कन्व्हर्टर वापरले जातात जेथे इलेक्ट्रिकल उपकरणे जी मानक AC करंट वापरतात त्यांना पर्यायी व्होल्टेजच्या स्त्रोताशी जोडण्याची आवश्यकता असते. अनेक प्रकरणांमध्ये, हे नेटवर्क उपलब्ध नाही. स्वायत्त गॅसोलीन जनरेटरच्या वापरासाठी त्याच्या देखभालीच्या नियमांचे पालन करणे आवश्यक आहे: ऑपरेटिंग इंधन पातळीचे सतत निरीक्षण करणे, वायुवीजन सुनिश्चित करणे. कारच्या बॅटरीच्या संयोगाने कन्व्हर्टर्सचा वापर आपल्याला समस्येचे सर्वोत्तम मार्गाने निराकरण करण्यास अनुमती देतो.

पदनाम आणि ऑपरेशनचे तत्त्व

व्होल्टेज कन्व्हर्टर म्हणजे काय. हे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाचे नाव आहे जे इनपुट सिग्नलची परिमाण बदलते. हे उपकरण म्हणून वापरले जाऊ शकते जे त्याचे मूल्य वाढवते किंवा कमी करते. रूपांतरणानंतर, इनपुट व्होल्टेज त्याचे परिमाण आणि वारंवारता दोन्ही बदलू शकते. अशी उपकरणे जी डीसी व्होल्टेज बदलतात (ते रूपांतरित करतात) एसी आउटपुट सिग्नलमध्ये इन्व्हर्टर म्हणतात.

व्होल्टेज कन्व्हर्टर्सचा वापर ग्राहकांना एसी पॉवर पुरवठा करणारे स्वायत्त उपकरण म्हणून केला जातो आणि इतर उत्पादनांचा भाग असू शकतो: सिस्टम आणि अखंड वीज पुरवठा, डीसी व्होल्टेज आवश्यक मूल्यापर्यंत वाढवण्यासाठी उपकरणे.

इन्व्हर्टर हार्मोनिक व्होल्टेज जनरेटर आहेत.विशेष नियंत्रण सर्किटसह थेट वर्तमान स्त्रोत ध्रुवीयतेच्या नियतकालिक स्विचिंगचा एक मोड तयार करतो. परिणामी, डिव्हाइसच्या आउटपुट संपर्कांवर एक पर्यायी व्होल्टेज सिग्नल तयार होतो, ज्यावर लोड कनेक्ट केला जातो. त्याची विशालता (मोठेपणा) आणि वारंवारता कनवर्टर सर्किटच्या घटकांद्वारे निर्धारित केली जाते.

नियंत्रण यंत्र (कंट्रोलर) स्त्रोताच्या स्विचिंगची वारंवारता आणि आउटपुट सिग्नलचे स्वरूप सेट करते आणि त्याचे मोठेपणा सर्किटच्या आउटपुट स्टेजच्या घटकांद्वारे निर्धारित केले जाते. ते एसी सर्किटमधील लोडद्वारे वापरल्या जाणार्‍या जास्तीत जास्त उर्जेसाठी डिझाइन केलेले आहेत.

कंट्रोलरचा वापर आउटपुट सिग्नल नियंत्रित करण्यासाठी देखील केला जातो, जो पल्स रुंदी (नाडी रुंदी वाढवणे किंवा कमी करणे) नियंत्रित करून प्राप्त होतो. लोडवरील आउटपुट सिग्नल मूल्यातील बदलांची माहिती फीडबॅक सर्किटद्वारे कंट्रोलरकडे येते, ज्याच्या आधारावर आवश्यक पॅरामीटर्स राखण्यासाठी कंट्रोलरमध्ये कंट्रोल सिग्नल तयार केला जातो. या पद्धतीला PWM (पल्स विड्थ मॉड्युलेशन) सिग्नल म्हणतात.

12V व्होल्टेज कन्व्हर्टरचे पॉवर आउटपुट स्विच सर्किट शक्तिशाली कंपाऊंड बायपोलर ट्रान्झिस्टर, सेमीकंडक्टर थायरिस्टर्स, फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर वापरू शकतात. कंट्रोलर सर्किट्स मायक्रोसर्किट्सवर बनविल्या जातात, जे आवश्यक फंक्शन्स (मायक्रोकंट्रोलर) सह ऑपरेट करण्यासाठी तयार उपकरणे आहेत, विशेषत: अशा कन्व्हर्टरसाठी डिझाइन केलेले आहेत.

कंट्रोल सर्किट ग्राहक उपकरणांच्या सामान्य ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या सिग्नलसह इन्व्हर्टर आउटपुट प्रदान करण्यासाठी मुख्य क्रम प्रदान करते. याव्यतिरिक्त, नियंत्रण सर्किटरीने अर्ध-वेव्ह आउटपुट व्होल्टेजची सममिती सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. आउटपुटवर स्टेप-अप पल्स ट्रान्सफॉर्मर वापरणाऱ्या सर्किट्ससाठी हे विशेषतः महत्वाचे आहे. त्यांच्यासाठी, व्होल्टेज स्थिर घटक जो सममिती खंडित झाल्यास दिसू शकतो ते अस्वीकार्य आहे.

व्होल्टेज इन्व्हर्टर सर्किट्स (VIC) चे अनेक प्रकार आहेत, परंतु 3 मूलभूत आहेत:

• ट्रान्सफॉर्मर नसलेला पूल IN;
• शून्य कंडक्टरसह ट्रान्सफॉर्मर;
• ट्रान्सफॉर्मरसह ब्रिज सर्किट.

त्यात वापरलेल्या वीज पुरवठ्यावर आणि ग्राहकांना वीज देण्यासाठी आवश्यक आउटपुट पॉवर यावर अवलंबून त्यांच्यापैकी प्रत्येकाला त्याच्या फील्डमध्ये अनुप्रयोग सापडतो. त्या प्रत्येकामध्ये संरक्षण आणि सिग्नलिंग घटक असणे आवश्यक आहे.

डीसी स्त्रोताच्या अंडरव्होल्टेज आणि ओव्हरव्होल्टेजपासून संरक्षण "इनपुटद्वारे" इनव्हर्टरच्या ऑपरेशनची श्रेणी निर्धारित करते. ग्राहकांच्या उपकरणांच्या सामान्य ऑपरेशनसाठी ओव्हर-व्होल्टेज आणि अंडरव्होल्टेज एसी आउटपुट संरक्षण आवश्यक आहे. वापरलेल्या लोडच्या आवश्यकतांनुसार ऑपरेटिंग श्रेणी सेट केली जाते. या प्रकारचे संरक्षण उलट करता येण्यासारखे आहे, म्हणजे जेव्हा उपकरणे सामान्य ऑपरेशनमध्ये पुनर्संचयित केली जातात तेव्हा पुनर्संचयित केली जाऊ शकतात.

लोडमधील शॉर्ट सर्किटमुळे किंवा आउटपुट करंटमध्ये अत्यधिक वाढ झाल्यामुळे संरक्षण ट्रिप झाले असल्यास, उपकरणे चालविणे सुरू ठेवण्यापूर्वी घटनेच्या कारणाचे सखोल विश्लेषण करणे आवश्यक आहे.

स्थानिक पॉवर सिस्टम तयार करण्यासाठी 12V इन्व्हर्टर सर्वात योग्य आहे. मोठ्या संख्येने कार आणि 12-व्होल्ट डीसी बॅटरीची उपलब्धता त्यांना वापरकर्त्याच्या विनंत्या पुरवण्यासाठी वापरण्याची परवानगी देते. असे नेटवर्क आपल्या स्वतःच्या कारपासून विविध ठिकाणी तयार केले जाऊ शकतात. ते मोबाइल आहेत आणि पार्किंगच्या जागेवर अवलंबून नाहीत.

12 ते 220 व्होल्ट कन्व्हर्टरचे प्रकार

12 ते 220 पर्यंतचे साधे कन्व्हर्टर लहान वीज ग्राहकांसाठी डिझाइन केलेले आहेत. आउटपुट पुरवठा व्होल्टेजच्या गुणवत्तेची आवश्यकता आणि सिग्नलचा आकार कमी आहे. त्यांचे क्लासिक सर्किट पीडब्ल्यूएम मायक्रोकंट्रोलर वापरत नाहीत. मल्टीव्हायब्रेटर, आय-एनई लॉजिक घटकांवर एकत्रित केलेले, 100 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह इलेक्ट्रिकल पल्स तयार करते. अँटीफेस सिग्नल तयार करण्यासाठी डी-ट्रिगर वापरला जातो. हे मास्टर ऑसिलेटरची वारंवारता 2 ने विभाजित करते. आयताकृती डाळींच्या स्वरूपात काउंटर-फेज सिग्नल ट्रिगरच्या थेट आणि व्यस्त आउटपुटवर तयार होतो.

लॉजिक घटकांवरील बफर घटकांद्वारे हा सिग्नल इन्व्हर्टरच्या आउटपुट सर्किटला नियंत्रित करत नाही, जो की ट्रान्झिस्टरवर बांधला जातो. त्यांची शक्ती इन्व्हर्टरची आउटपुट पॉवर निर्धारित करते.

ट्रान्झिस्टर संयुक्त द्विध्रुवीय आणि फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टर असू शकतात. ड्रेन किंवा कलेक्टर सर्किट्समध्ये ट्रान्सफॉर्मरच्या अर्ध्या प्राथमिक भागांचा समावेश होतो. त्याचे दुय्यम विंडिंग 220 V च्या आउटपुट व्होल्टेजसाठी डिझाइन केलेले आहे. ट्रिगरने 100 Hz मल्टीव्हायब्रेटरची वारंवारता 2 ने विभाजित केली असल्याने, आउटपुट वारंवारता 50 Hz असेल. हे मूल्य बहुसंख्य घरगुती इलेक्ट्रिकल आणि रेडिओ उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी आवश्यक आहे.

सर्व सर्किट घटक अतिरिक्त स्थिरीकरण आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाज संरक्षण घटकांसह कार बॅटरीद्वारे समर्थित आहेत. बॅटरी स्वतः देखील त्यांच्यापासून संरक्षित आहे.

साध्या ट्रान्सड्यूसरच्या योजनांमध्ये संरक्षण आणि स्वयंचलित नियंत्रण घटक समाविष्ट नाहीत. आउटपुट सिग्नलची वारंवारता ऑसिलेटरच्या सर्किटमध्ये समाविष्ट असलेल्या कॅपेसिटर आणि रेझिस्टर प्रतिरोधकांच्या निवडीद्वारे निर्धारित केली जाते. लोडमधील सर्वात सोपा शॉर्ट-सर्किट संरक्षण म्हणून, कारच्या बॅटरीला सर्किट पुरवणाऱ्या सर्किटमध्ये फ्यूज वापरला जातो. त्यामुळे नेहमी फ्यूजचा अतिरिक्त सेट असणे आवश्यक आहे.

अधिक शक्तिशाली आधुनिक डीसी ते एसी कन्व्हर्टर इतर सर्किट्सद्वारे बनवले जातात. PWM कंट्रोलर ऑपरेटिंग मोड सेट करतो. हे आउटपुट सिग्नलचे मोठेपणा आणि वारंवारता देखील निर्धारित करते.

2000W कन्व्हर्टर सर्किट (12V+220V+2000W) आवश्यक आउटपुट पॉवर मिळविण्यासाठी त्याच्या आउटपुट टप्प्यात पॉवर सक्रिय घटकांचे समांतर कनेक्शन वापरते. या सर्किट डिझाइनसह ट्रान्झिस्टरचे प्रवाह एकत्रित केले जातात.

परंतु पॉवर पॅरामीटर वाढवण्याचा अधिक विश्वासार्ह मार्ग म्हणजे अनेक DC/DC कन्व्हर्टर्सना इनपुट म्हणून एका सामान्य DC/AC (डायरेक्ट करंट/अल्टरनेटिंग करंट) इन्व्हर्टरमध्ये एकत्र करणे ज्याचे आउटपुट हेवी-ड्युटी लोड कनेक्ट करण्यासाठी वापरले जाते.प्रत्येक DC/DC कनव्हर्टरमध्ये ट्रान्सफॉर्मर आउटपुटसह इन्व्हर्टर आणि त्या व्होल्टेजसाठी एक रेक्टिफायर असतो. आउटपुट टर्मिनल्सवर सुमारे 300 V चा डीसी व्होल्टेज आहे. ते सर्व आउटपुटवर समांतर जोडलेले आहेत.

एका इन्व्हर्टरमधून 600 W पेक्षा जास्त पॉवर मिळणे कठीण आहे. डिव्हाइसचे संपूर्ण सर्किट बॅटरी व्होल्टेजद्वारे समर्थित आहे.

अशा सर्किट्सना थर्मल संरक्षणासह सर्व प्रकारचे संरक्षण दिले जाते. आउटपुट ट्रान्झिस्टरच्या हीटसिंकच्या पृष्ठभागावर तापमान सेन्सर बसवले जातात. ते एक व्होल्टेज तयार करतात जे हीटिंगच्या डिग्रीवर अवलंबून असते. थ्रेशोल्ड डिव्हाइस डिझाइन स्टेजवर असलेल्या एका सेटशी त्याची तुलना करते आणि संबंधित अलार्मसह डिव्हाइसचे ऑपरेशन थांबवण्याचा सिग्नल देते. प्रत्येक प्रकारचे संरक्षण त्याच्या स्वत: च्या सिग्नलिंग डिव्हाइससह सुसज्ज आहे, अनेकदा ऐकू येते.

अतिरिक्त सक्तीचे कूलिंग हाऊसिंगमध्ये स्थापित एअर कूलरद्वारे वापरले जाते, जे संबंधित थर्मल सेन्सरच्या आदेशानुसार स्वयंचलितपणे सक्रिय होते. याव्यतिरिक्त, केस स्वतःच एक विश्वासार्ह उष्णता सिंक आहे, कारण ते नालीदार धातूचे बनलेले आहे.

आउटपुट व्होल्टेज सिग्नलच्या स्वरूपानुसार

सिंगल-फेज व्होल्टेज कन्व्हर्टर दोन गटांमध्ये विभागले जाऊ शकतात:

• शुद्ध साइन वेव्ह आउटपुटसह;
• सुधारित साइनसॉइडल आउटपुटसह.

इन्व्हर्टरच्या पहिल्या गटात, उच्च-फ्रिक्वेंसी कनवर्टर स्थिर व्होल्टेज तयार करतो. त्याचे मूल्य साइनसॉइडल सिग्नलच्या मोठेपणाच्या जवळ आहे, जे डिव्हाइस आउटपुटवर आवश्यक आहे. ब्रिज सर्किटमध्ये, या व्होल्टेजमधून कंट्रोलरच्या पल्स रुंदीचे मॉड्यूलेशन आणि लो-पास फिल्टरद्वारे स्थिर व्होल्टेज काढला जातो, जो सायनसॉइडल आकाराच्या अगदी जवळ असतो. आउटपुट ट्रान्झिस्टर प्रत्येक अर्ध्या कालावधीत अनेक वेळा हार्मोनिक नियमानुसार बदलतात.

इनपुट म्हणून ट्रान्सफॉर्मर किंवा मोटर असलेल्या उपकरणांसाठी शुद्ध साइन वेव्ह आवश्यक आहे.आजची बहुतेक उपकरणे व्होल्टेजसह वीज पुरवठा करण्यास परवानगी देतात ज्याचा आकार सायन वेव्हच्या अंदाजे असतो. स्विच-मोड पॉवर सप्लाय असलेल्या उत्पादनांना विशेषतः कमी आवश्यकता असतात.

ट्रान्सफॉर्मर उपकरणे

व्होल्टेज कन्व्हर्टरमध्ये ट्रान्सफॉर्मर असू शकतात. इन्व्हर्टर सर्किट्समध्ये, ते मास्टर ब्लॉकिंग जनरेटरच्या ऑपरेशनमध्ये गुंतलेले असतात, जे आकारात आयताकृतीच्या जवळ असलेल्या डाळी तयार करतात. अशा जनरेटरचा भाग म्हणून पल्स ट्रान्सफॉर्मर वापरला जातो. त्याचे विंडिंग्स अशा प्रकारे जोडलेले आहेत की सकारात्मक अभिप्राय तयार होतो, परिणामी undamped oscillations तयार होतात.

चुंबकीय कोर मिश्रधातूपासून बनलेला असतो, ज्यामध्ये उच्च चुंबकीय बँडविड्थ असते. हे ट्रान्सफॉर्मरला असंतृप्त मोडमध्ये कार्य करण्यास अनुमती देते. विविध प्रकारच्या फेराइट, परमॅलॉयमध्ये हे गुणधर्म आहेत.

ट्रान्सफॉर्मर ब्लॉकिंग जनरेटर मल्टीव्हायब्रेटरने बदलले आहेत. ते आधुनिक घटक बेस वापरतात आणि त्यांच्या पूर्ववर्तींच्या तुलनेत उच्च वारंवारता स्थिरता असते. शिवाय, मल्टीव्हायब्रेटर सर्किट्स ऑसिलेटरची ऑपरेटिंग वारंवारता सोप्या पद्धतीने बदलतात.

इनव्हर्टरच्या आधुनिक मॉडेल्समध्ये ट्रान्सफॉर्मर आउटपुट टप्प्यात काम करतात. प्राथमिक वळणाच्या केंद्रबिंदूपासून ते वापरल्या जाणार्‍या ट्रान्झिस्टरच्या संग्राहक किंवा नाल्यांपर्यंत लीडद्वारे, बॅटरीमधून पुरवठा व्होल्टेज लागू केला जातो. दुय्यम विंडिंग्सची गणना ट्रान्सफॉर्मेशन रेशो वापरून 220 V च्या AC व्होल्टेजपर्यंत केली जाते. हे मूल्य बहुतेक घरगुती ग्राहकांना उर्जा देण्यासाठी वापरले जाते.

संबंधित लेख: