12 至 220 V 電壓轉換器用於需要將消耗標準交流電流的電氣設備連接到交流電壓源的地方。在許多情況下,此網絡不可用。使用自動汽油發電機需要遵守其維護規則:持續監控運行燃料水平,確保通風。將轉換器與汽車電池結合使用,可以讓您以最佳方式解決問題。
名稱和工作原理
什麼是電壓轉換器。這是改變輸入信號幅度的電子設備的名稱。它可以用作增加或減少其價值的設備。轉換後,輸入電壓可以改變其幅度和頻率。這種將直流電壓改變(轉換)為交流輸出信號的設備稱為逆變器。
電壓轉換器既可用作向消費者提供交流電的自主設備,也可作為其他產品的一部分:系統和不間斷電源,將直流電壓提高到所需值的設備。
逆變器是諧波電壓發生器。帶有特殊控制電路的直流電源會產生一種週期性切換極性的模式。結果,在連接負載的設備的輸出觸點上形成交流電壓信號。其幅度(幅度)和頻率由轉換器電路的元件決定。
控制裝置(控制器)設定源的切換頻率和輸出信號的形式,其幅值由電路輸出級的元件決定。它們專為交流電路中負載消耗的最大功率而設計。
控制器還用於控制輸出信號,這是通過控制脈衝寬度(增加或減少脈衝寬度)來實現的。負載上輸出信號值變化的信息通過反饋電路到達控制器,在此基礎上在控制器中形成控制信號以維持必要的參數。這種方法稱為 PWM(脈衝寬度調製)信號。
12V電壓轉換器的功率輸出開關電路可以使用功能強大的複合雙極晶體管、半導體晶閘管、場效應晶體管。控制器電路是在微電路上製作的,微電路是具有必要功能的即用型設備(微控制器),專為此類轉換器設計。
控制電路提供按鍵序列,為逆變器輸出提供消費類設備正常運行所需的信號。此外,控制電路必須保證半波輸出電壓的對稱性。這對於在輸出端使用升壓脈衝變壓器的電路尤其重要。對他們來說,如果對稱性被破壞,可能出現的電壓常數分量是不可接受的。
電壓逆變器電路 (VIC) 有許多變體,但有 3 個基本變體:
- 無變壓器橋接;
- 零線變壓器;
- 帶變壓器的橋式電路。
它們中的每一個都根據其中使用的電源和為消費者供電所需的輸出功率在其領域找到應用。它們中的每一個都必須具有保護和信號元件。
直流電源的欠壓和過壓保護決定了逆變器“按輸入”的運行範圍。過壓和欠壓交流輸出保護是消費類設備正常運行所必需的。工作範圍根據所用負載的要求設定。這些類型的保護是可逆的,即當設備恢復正常運行時可以恢復。
如果保護因負載短路或輸出電流過度增加而跳閘,則必須在繼續操作設備之前徹底分析事件原因。
12V逆變器最適合創建本地電力系統。大量汽車和 12 伏直流電池的可用性使它們能夠用於滿足用戶的要求。從您自己的汽車開始,可以在各種地方創建這樣的網絡。它們是移動的,不依賴於停車位。
各種 12 至 220 伏轉換器
從 12 到 220 的簡單轉換器專為小功率消費者而設計。對輸出電源電壓質量和信號形狀的要求較低。他們的經典電路不使用 PWM 微控制器。組裝在 I-NE 邏輯元件上的多諧振盪器產生頻率為 100 Hz 的電脈衝。 D觸發器用於產生反相信號。它將主振盪器的頻率除以 2。在觸發器的正向和反向輸出處生成矩形脈衝形式的反相信號。
該信號通過邏輯元件上的緩衝元件 NOT 控制建立在關鍵晶體管上的逆變器的輸出電路。它們的功率決定了逆變器的輸出功率。
晶體管可以是複合雙極和場效應晶體管。漏極或集電極電路包括變壓器初級的一半。它的次級繞組設計用於 220 V 的輸出電壓。由於觸發器已將 100 Hz 多諧振盪器的頻率除以 2,因此輸出頻率將為 50 Hz。該值是為絕大多數家用電氣和無線電設備供電所必需的。
所有電路元件均由汽車電池供電,並帶有額外的穩定和高頻噪聲保護元件。電池本身也受到保護。
簡單傳感器的方案不包括保護和自動控制元件。輸出信號的頻率由振盪器電路中包含的電容器和電阻器電阻的選擇決定。作為負載中最簡單的短路保護,在向汽車電池供電的電路中使用了保險絲。因此,必須始終備有一套備用保險絲。
更強大的現代直流到交流轉換器由其他電路製成。 PWM 控制器設置操作模式。它還決定了輸出信號的幅度和頻率。
2000W轉換器電路(12V+220V+2000W)在其輸出級採用功率有源元件並聯,以獲得所需的輸出功率。通過這種電路設計,晶體管的電流被求和。
但是提高功率參數的一種更可靠的方法是將多個 DC/DC 轉換器組合為一個普通 DC/AC(直流/交流)逆變器的輸入,該逆變器的輸出用於連接重載負載。每個 DC/DC 轉換器由一個帶有變壓器輸出的逆變器和一個用於該電壓的整流器組成。輸出端子上有大約 300 V 的直流電壓。它們都在輸出端並聯。
一台逆變器很難獲得超過 600 W 的功率。該裝置的整個電路由電池電壓供電。
這種電路具有各種保護,包括熱保護。溫度傳感器安裝在輸出晶體管的散熱器表面。它們產生取決於加熱程度的電壓。閾值裝置將其與設計階段的一組進行比較,並發出信號以停止該裝置的操作並發出相應的警報。每種類型的保護都配備了自己的信號裝置,通常可以聽到。
通過安裝在外殼中的空氣冷卻器使用額外的強製冷卻,該空氣冷卻器根據相應的熱傳感器的命令自動激活。此外,外殼本身是一個可靠的散熱器,因為它是由波紋金屬製成的。
根據輸出電壓信號的形式
單相電壓轉換器可分為兩組:
- 具有純正弦波輸出;
- 具有修正的正弦輸出。
在第一組逆變器中,高頻轉換器產生恆定電壓。它的值接近於設備輸出所需的正弦信號幅度。在橋式電路中,通過控制器的脈寬調製和低通濾波器從該電壓中提取出恆定電壓,該電壓非常接近於正弦曲線。輸出晶體管在每個半週期中打開幾次,時間根據諧波定律而變化。
具有變壓器或電機作為輸入的設備需要純正弦波。當今的大多數設備都允許使用形狀近似正弦波的電壓供電。具有開關模式電源的產品要求特別低。
變壓器設備
電壓轉換器可以包含變壓器。在逆變器電路中,它們參與主阻塞發生器的操作,產生接近矩形的脈衝。作為這種發生器的一部分,使用了脈衝變壓器。它的繞組以產生正反饋的方式連接,從而產生無阻尼振盪。
磁芯由合金製成,具有高磁帶寬。這允許變壓器以非飽和模式運行。各類鐵素體、坡莫合金都具有這些特性。
變壓器阻塞發電機已被多諧振盪器取代。它們使用現代元素基礎,並具有比其前輩更高的頻率穩定性。此外,多諧振盪器電路以簡單的方式改變振盪器的工作頻率。
在現代逆變器模型中,變壓器在輸出級工作。通過從初級繞組的中心點到其中使用的晶體管的集電極或漏極的引線,施加來自電池的電源電壓。次級繞組使用變壓比計算得出,交流電壓為 220 V。該值用於為大多數國內消費者供電。
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