A 12-220 V-os feszültségátalakítót akkor használják, ha a szabványos hálózati áramot fogyasztó elektromos eszközöket váltakozó feszültségforráshoz kell csatlakoztatni. Sok esetben ez a hálózat nem elérhető. Az autonóm benzingenerátor használata megköveteli a karbantartási szabályok betartását: a működő üzemanyag szintjének folyamatos ellenőrzése, szellőzés. Az autó akkumulátorokkal kiegészített konverterek használata lehetővé teszi a probléma legjobb megoldását.
Tartalom
Cél és működési elv
Mi az a feszültségváltó. Ez egy elektronikus eszköz neve, amely megváltoztatja a bemeneti jel nagyságát. Felfelé vagy lefelé mutató eszközként használható. Az átalakítás utáni bemeneti feszültség mind a nagyságát, mind a frekvenciáját változtathatja.Az olyan eszközöket, amelyek megváltoztatják az egyenfeszültséget (alakítják azt AC kimeneti jellé), invertereknek nevezzük.
A feszültségátalakítókat egyrészt önálló készülékként használják, amely a fogyasztókat váltóáramú energiával látja el, másrészt más termékek részei is lehetnek: rendszerek és szünetmentes tápegységek, egyenfeszültséget a kívánt értékre növelő eszközök.
Az inverterek harmonikus rezgések feszültséggenerátorai. Egy speciális vezérlőáramkört használó egyenáramú forrás periodikus polaritásváltási módot hoz létre. Ennek eredményeként váltóáramú feszültségjel keletkezik annak az eszköznek a kimeneti érintkezőin, amelyhez a terhelés kapcsolódik. Értékét (amplitúdóját) és frekvenciáját az átalakító áramkör elemei határozzák meg.
A vezérlőkészülék (vezérlő) beállítja a forrás kapcsolási frekvenciáját és a kimenőjel alakját, amplitúdóját pedig az áramkör kimeneti fokozatának elemei határozzák meg. A névleges teljesítményük a terhelés által az AC áramkörre felvett maximális teljesítményre vonatkozik.
A vezérlő a kimenő jel nagyságának szabályozására is szolgál, amit az impulzusok időtartamának szabályozásával (szélességük növelésével vagy csökkentésével) érünk el. A kimenő jel értékének terhelésnél bekövetkezett változásairól szóló információ a visszacsatoló áramkörön keresztül jut be a vezérlőbe, amely alapján abban vezérlőjel keletkezik a szükséges paraméterek mentésére. Ezt a technikát PWM (impulzusszélesség-moduláció) jeleknek nevezik.
A 12 V-os feszültségátalakító teljesítménykimeneti kulcsainak áramköreiben nagy teljesítményű kompozit bipoláris tranzisztorok, félvezető tirisztorok és térhatású tranzisztorok használhatók. A vezérlő áramköröket mikroáramkörökön valósítják meg, amelyek a szükséges funkciókkal rendelkező, használatra kész eszközök (mikrokontrollerek), amelyeket kifejezetten ilyen átalakítókhoz terveztek.
A vezérlőáramkör biztosítja a billentyűk működési sorrendjét, hogy az inverter kimenetét a fogyasztói eszközök normál működéséhez szükséges jellel biztosítsa. Ezenkívül a vezérlőáramkörnek biztosítania kell a kimeneti feszültség félhullámainak szimmetriáját. Ez különösen fontos azoknál az áramköröknél, amelyek kimenetén fokozó impulzustranszformátort használnak. Számukra elfogadhatatlan az állandó feszültségű komponens megjelenése, amely a szimmetria megsértésekor jelenhet meg.
Számos lehetőség létezik a feszültséginverter (VIN) áramkörök felépítésére, de ezek közül 3 fő megkülönböztethető:
- IN transzformátor nélküli híd;
- transzformátor IN nulla vezetékkel;
- hídáramkör transzformátorral.
Mindegyik talál alkalmazást a saját területén, attól függően, hogy milyen áramforrást használnak, és a fogyasztók számára szükséges kimenő teljesítményt. Mindegyiket védelmi és jelzőelemekkel kell ellátni.
Az egyenáramforrás al- és túlfeszültségvédelme határozza meg az inverterek működési tartományát „a bemeneten”. A fogyasztói berendezések normál működéséhez a magas és alacsony kimeneti váltakozó feszültség elleni védelem szükséges. A működési tartomány beállítása a használt terhelés követelményei szerint történik.Az ilyen típusú védelem visszafordítható, vagyis amikor a berendezés paraméterei visszaállnak a normál értékre, a munka visszaállítható.
Ha a védelem a terhelés rövidzárlata vagy a kimeneti áram túlzott növekedése miatt kiold, akkor a berendezés üzemeltetésének folytatása előtt alaposan elemezni kell ennek az eseménynek az okait.
A 12V-os konverter a legalkalmasabb helyi áramhálózat kialakítására. A nagyszámú autó és a 12V-os egyenáramú akkumulátorok jelenléte lehetővé teszi, hogy a felhasználók igényeit kielégítsék. Ilyen hálózatokat sokféle helyen lehet létrehozni, kezdve a saját autójával. Mobilak és nem függenek a parkolótól.
Változatos konverterek 12 és 220 volt között
Az egyszerű konvertereket 12-től 220-ig az alacsony fogyasztású fogyasztók számára tervezték. A kimeneti tápfeszültség minőségére és a jel alakjára vonatkozó követelmények alacsonyak. Klasszikus áramköreik nem használnak PWM mikrokontrollereket. Az AND-NOT logikai elemekre szerelt multivibrátor 100 Hz-es ismétlési frekvenciával generál elektromos impulzusokat. A D-flip-flop antifázisú jel létrehozására szolgál. A fő oszcillátor frekvenciáját 2-vel osztja. A direkt és inverz trigger kimeneteken téglalap alakú impulzusok formájában ellenfázisú jel keletkezik.
Ez a jel a logikai elemeken lévő pufferelemeken keresztül NEM vezérli a kulcstranzisztorokra épített konverter kimeneti áramkörét. Ezek teljesítménye határozza meg az inverterek kimenő teljesítményét.
A tranzisztorok lehetnek kompozit bipolárisak és mezők. A mosogató vagy kollektor áramkörök tartalmazzák a transzformátor primer tekercsének felét. Másodlagos tekercsét 220 V kimeneti feszültségre tervezték.Mivel a flip-flop elosztotta a 100 Hz-es multivibrátor frekvenciáját 2-vel, a kimeneti frekvencia 50 Hz lesz. Ez az érték szükséges a háztartási elektromos és rádióberendezések túlnyomó többségének táplálásához.
Az áramkör minden elemét a jármű akkumulátora táplálja, további elemeket használva a stabilizálás és a nagyfrekvenciás interferencia elleni védelem érdekében. Maga az akkumulátor is védett tőlük.
Az egyszerű konverterek áramköreiben nem biztosítanak védelmi és automatikus vezérlési elemeket. A kimenő jel frekvenciáját a kondenzátor kapacitásának és a fő oszcillátor áramkörben lévő ellenállás ellenállásának megválasztása határozza meg. A terhelésben bekövetkező rövidzárlat elleni legegyszerűbb védelemként az áramkört tápláló autóakkumulátor áramkörében biztosítékot használnak. Ezért mindig szükség van egy tartalék biztosíték-csatlakozókészletre.
A nagyobb teljesítményű modern DC-AC konverterek más sémák szerint készülnek. A PWM vezérlő beállítja az üzemmódot. Meghatározza a kimeneti jel amplitúdóját és frekvenciáját is.
A 2000 W-os konverter áramkör (12 V+220 V+2000 W) a teljesítményaktív elemek párhuzamos csatlakoztatását használja a végfokozataiban a szükséges kimeneti teljesítmény elérése érdekében. Ezzel az áramkörrel a tranzisztorok áramait összegzik.
De a teljesítményparaméter növelésének megbízhatóbb módja több DC / DC konverter kombinálása egy közös DC / AC (egyenáramú / váltakozó áramú) inverter bemeneti jeleként, amelynek kimenetét erős terhelés csatlakoztatására használják.Mindegyik DC/DC átalakító egy transzformátorkimenettel rendelkező inverterből és egy egyenirányítóból áll, amely ehhez a feszültséghez tartozik. A kimeneti kapcsokon kb. 300 V állandó feszültség van, amelyek mindegyike párhuzamosan van kötve a kimeneten.
Egy inverterből nehéz 600 W-nál nagyobb teljesítményt elérni. A készülék teljes áramkörét akkumulátorfeszültség táplálja.
Az ilyen áramkörök minden típusú védelemmel vannak ellátva, beleértve a hővédelmet is. A hőmérséklet-érzékelők a kimeneti tranzisztorok radiátorainak felületére vannak felszerelve. Feszültséget termelnek a fűtés mértékétől függően. A küszöbkészülék összehasonlítja azt a tervezési szakaszban beállított készülékkel, és a megfelelő riasztással jelet ad ki az eszköz leállítására. Minden típusú védelem saját jelzőberendezéssel van felszerelve, gyakran hangjelzéssel.
A tokba szerelt léghűtő segítségével további kényszerhűtést is alkalmazunk, amely a megfelelő hőérzékelő parancsára automatikusan működésbe lép. Ráadásul maga a ház is megbízható hűtőborda, mivel hullámos fémből készült.
A kimeneti feszültség hullámalakja szerint
Az egyfázisú feszültségátalakítók két csoportra oszthatók:
- tiszta szinuszhullámmal a kimeneten;
- módosított szinuszhullámmal.
Az első csoport invertereiben a nagyfrekvenciás átalakító állandó feszültséget hoz létre. Értéke közel van a szinuszos jel amplitúdójához, amelyet a készülék kimenetén kell elérni.Egy hídáramkörben a szinusz alakúhoz nagyon közel álló alkatrészt a vezérlő impulzusszélesség-modulációjával és egy aluláteresztő szűrővel választanak le ettől az egyenfeszültségtől. A kimeneti tranzisztorok félciklusonként többször is kinyílnak, a harmonikus törvénytől függően változó ideig.
Tiszta szinuszhullám szükséges azoknál az eszközöknél, amelyek bemenetén transzformátor vagy motor található. A modern eszközök nagy része lehetővé teszi a feszültségellátást, amelynek alakja megközelítőleg egy szinuszosra hasonlít. Különösen alacsony követelményeket támasztanak a kapcsolóüzemű tápegységgel rendelkező termékek.
Transzformátor eszközök
A feszültségátalakítók transzformátorokat tartalmazhatnak. Az inverter áramkörökben részt vesznek a mester blokkoló oszcillátorok működésében, amelyek téglalap alakú impulzusokat generálnak. Egy ilyen generátor részeként impulzustranszformátort használnak. Tekercsei úgy vannak összekötve, hogy pozitív visszacsatolást hozzanak létre, ami csillapítatlan rezgések keletkezését eredményezi.
A mágneses áramkör (mag) nagy mágneses tér kapacitású ötvözetből készül. Emiatt a transzformátor telítetlen üzemmódban működik. Különféle típusú ferritek, permalloyok rendelkeznek ezekkel a tulajdonságokkal.
A transzformátor blokkoló generátorokat a multivibrátorok váltották fel. Modern elemalapot használnak, és elődeikhez képest nagyobb a frekvenciastabilitásuk. Ezenkívül a multivibrátoros áramkörökben a generátor működési frekvenciájának megváltoztatása egyszerű módon érhető el.
Az inverterek modern modelljeiben a transzformátorok a kimeneti fokozatokban működnek.A primer tekercs felezőpontjától a kollektorokhoz vagy a bennük használt tranzisztorok lefolyóihoz vezető kimeneten keresztül az akkumulátor tápfeszültségét táplálják. A szekunder tekercsek kiszámítása a 220 V-os váltakozó feszültség transzformációs arányával történik. Ezt az értéket használják a legtöbb háztartási fogyasztó táplálására.
Hasonló cikkek:
