En spændingsomformer fra 12 til 220 V bruges, hvor der er behov for at tilslutte elektriske enheder, der forbruger standard netstrøm, til en vekselspændingskilde. I mange tilfælde er dette netværk ikke tilgængeligt. Brugen af en autonom benzingenerator kræver overholdelse af reglerne for dens vedligeholdelse: konstant overvågning af niveauet af arbejdsbrændstof, ventilation. Brugen af omformere komplet med bilbatterier giver dig mulighed for at løse problemet på bedste vis.
Indhold
Formål og funktionsprincip
Hvad er en spændingsomformer. Dette er navnet på en elektronisk enhed, der ændrer størrelsen af inputsignalet. Den kan bruges som en step-up eller step down-enhed. Indgangsspændingen efter konvertering kan ændre både dens størrelse og frekvens.Sådanne enheder, der ændrer DC-spændingen (konverterer den) til et AC-udgangssignal, kaldes invertere.
Spændingsomformere bruges både som en selvstændig enhed, der forsyner forbrugerne med AC-energi, og kan være en del af andre produkter: systemer og uafbrydelige strømforsyninger, enheder til at øge jævnspændingen til den nødvendige værdi.
Invertere er spændingsgeneratorer af harmoniske svingninger. En DC-kilde, der bruger et specielt styrekredsløb, skaber en tilstand med periodisk polaritetsskift. Som et resultat genereres et AC-spændingssignal ved udgangskontakterne på den enhed, som belastningen er forbundet til. Dens værdi (amplitude) og frekvens bestemmes af elementerne i konverterkredsløbet.
Styreenheden (controlleren) indstiller omskiftningsfrekvensen for kilden og formen på udgangssignalet, og dens amplitude bestemmes af elementerne i kredsløbets udgangstrin. De er normeret til den maksimale effekt, som belastningen vil trække på AC-kredsløbet.
Regulatoren bruges også til at styre størrelsen af udgangssignalet, hvilket opnås ved at styre varigheden af impulserne (øge eller mindske deres bredde). Information om ændringer i værdien af udgangssignalet ved belastningen kommer ind i controlleren gennem feedbackkredsløbet, på grundlag af hvilket et styresignal genereres i det for at gemme de nødvendige parametre. Denne teknik kaldes PWM-signaler (pulsbreddemodulation).
I kredsløbene af effektudgangsnøgler i en 12V spændingsomformer kan der bruges kraftfulde sammensatte bipolære transistorer, halvledertyristorer og felteffekttransistorer. Controllerkredsløb er implementeret på mikrokredsløb, som er klar til brug enheder med de nødvendige funktioner (mikrocontrollere), specielt designet til sådanne omformere.
Styrekredsløbet tilvejebringer sekvensen af betjeningen af tasterne for at forsyne outputtet fra vekselretteren med det signal, der er nødvendigt for normal drift af forbrugerenheder. Derudover skal styrekredsløbet sikre symmetrien af halvbølgerne af udgangsspændingen. Dette er især vigtigt for kredsløb, der bruger step-up pulstransformatorer ved udgangen. For dem er udseendet af en konstant spændingskomponent, som kan vises, når symmetrien er brudt, uacceptabel.
Der er mange muligheder for at konstruere spændingsinverter (VIN) kredsløb, men 3 vigtigste skelnes fra dem:
- IN transformerløs bro;
- transformer IN med neutral ledning;
- brokredsløb med en transformer.
Hver af dem finder anvendelse inden for sit felt, afhængigt af den anvendte strømkilde og den nødvendige udgangseffekt til strømforbrugere. Hver af dem skal være forsynet med elementer af beskyttelse og signalering.
DC-kildens underspændings- og overspændingsbeskyttelse bestemmer vekselretternes driftsområde "på indgangen". Beskyttelse mod høj og lav udgangs vekselspænding er nødvendig for normal drift af forbrugerudstyr. Driftsområdet indstilles i henhold til kravene til den anvendte belastning.Disse typer af beskyttelse er reversible, det vil sige, når udstyrsparametrene genoprettes til normale, kan arbejdet genoprettes.
Hvis beskyttelsen udløses på grund af en kortslutning i belastningen eller en for stor stigning i udgangsstrømmen, er en grundig analyse af årsagerne til denne hændelse nødvendig, før du fortsætter med at betjene udstyret.
12V-konverteren er den mest velegnede til at skabe et lokalt elnet. Tilstedeværelsen af et stort antal biler og 12V DC-batterier gør det muligt at bruge dem til at opfylde brugernes behov. Sådanne netværk kan oprettes på en række forskellige steder, startende fra din egen bil. De er mobile og er ikke afhængige af parkeringspladsen.
Varianter af omformere fra 12 til 220 volt
Simple konvertere fra 12 til 220 er designet til lavenergiforbrugere. Kravene til kvaliteten af udgangsforsyningsspændingen og signalets form er lave. Deres klassiske kredsløb bruger ikke PWM-mikrocontrollere. Multivibratoren, samlet på de logiske elementer OG-NOT, genererer elektriske impulser med en gentagelseshastighed på 100 Hz. En D-flip-flop bruges til at skabe et anti-fase signal. Den deler masteroscillatorens frekvens med 2. Et antifasesignal i form af rektangulære impulser genereres ved de direkte og omvendte triggerudgange.
Dette signal, gennem bufferelementerne på de logiske elementer, styrer IKKE konverterens udgangskredsløb, bygget på nøgletransistorer. Deres effekt bestemmer inverternes udgangseffekt.
Transistorer kan være sammensatte bipolære og felter. Vasken eller kollektorkredsløbene omfatter halvdelen af transformatorens primære vikling. Dens sekundære vikling er designet til en udgangsspænding på 220 V.Da flip-flop'en dividerede 100 Hz multivibratorfrekvensen med 2, vil udgangsfrekvensen være 50 Hz. En sådan værdi er nødvendig for at forsyne det store flertal af husholdnings elektriske og radioudstyr.
Alle elementer i kredsløbet drives af køretøjets batteri, ved hjælp af yderligere elementer til stabilisering og beskyttelse mod højfrekvent interferens. Selve batteriet er også beskyttet mod dem.
I kredsløbene af simple omformere er elementer af beskyttelse og automatisk kontrol ikke tilvejebragt. Frekvensen af udgangssignalet bestemmes af valget af kondensatorens kapacitans og modstanden af modstanden inkluderet i masteroscillatorkredsløbet. Som den enkleste beskyttelse mod kortslutning i lasten anvendes en sikring i kredsløbet af bilbatteriet, der forsyner kredsløbet. Derfor er det altid nødvendigt at have et ekstra sæt sikringsled.
Mere kraftfulde moderne DC-til-AC-konvertere er lavet i henhold til andre skemaer. PWM-controlleren indstiller driftstilstanden. Det bestemmer også udgangssignalets amplitude og frekvens.
2000 W konverterkredsløb (12 V+220 V+2000 W) bruger parallelforbindelse af effektaktive elementer i dets udgangstrin for at opnå den nødvendige udgangseffekt. Med dette kredsløb summeres transistorernes strømme.
Men en mere pålidelig måde at øge effektparameteren på er at kombinere flere DC / DC-konvertere som indgangssignalet til en almindelig DC / AC (jævnstrøm / vekselstrøm) inverter, hvis udgang bruges til at forbinde en kraftig belastning.Hver af DC/DC-konverterne består af en inverter med en transformerudgang og en ensretter til denne spænding. Der er en konstant spænding på ca. 300 V på udgangsklemmerne, alle er forbundet parallelt på udgangen.
Det er svært at få mere end 600 W effekt fra én inverter. Hele enhedens kredsløb drives af batterispændingen.
Sådanne kredsløb er forsynet med alle typer beskyttelse, inklusive termisk beskyttelse. Temperatursensorer er monteret på overfladen af udgangstransistorernes radiatorer. De genererer spænding afhængigt af opvarmningsgraden. Tærskelenheden sammenligner den med den, der blev indstillet på designstadiet og afgiver et signal om at stoppe enheden med den tilsvarende alarm. Hver type beskyttelse er udstyret med sin egen signalanordning, ofte lyd.
Yderligere tvungen køling bruges også ved hjælp af en luftkøler installeret i kabinettet, som automatisk træder i drift ved kommando af den tilsvarende termiske sensor. Derudover er selve sagen en pålidelig køleplade, da den er lavet af bølgemetal.
I henhold til udgangsspændingsbølgeformen
Enfasede spændingsomformere kan opdeles i to grupper:
- med en ren sinusbølge ved udgangen;
- med en modificeret sinusbølge.
I inverterne i den første gruppe skaber højfrekvensomformeren en konstant spænding. Dens værdi er tæt på amplituden af det sinusformede signal, som skal opnås ved udgangen af enheden.I et brokredsløb adskilles en komponent, der er meget tæt på en sinusformet, fra denne jævnspænding ved pulsbreddemodulation af controlleren og et lavpasfilter. Udgangstransistorerne åbner flere gange i hver halvcyklus i en tid, der varierer i henhold til den harmoniske lov.
En ren sinusbølge er nødvendig for enheder, der har en transformer eller motor ved indgangen. Hoveddelen af moderne enheder tillader spændingsforsyning, hvis form omtrent ligner en sinusoid. Særligt lave krav stilles til produkter med skiftende strømforsyninger.
Transformer enheder
Spændingsomformere kan indeholde transformere. I inverterkredsløb deltager de i driften af masterblokerende oscillatorer, der genererer impulser, der er tæt på rektangulære i form. Som en del af en sådan generator bruges en pulstransformator. Dens viklinger er forbundet på en sådan måde, at de skaber en positiv feedback, hvilket resulterer i skabelsen af udæmpede svingninger.
Det magnetiske kredsløb (kernen) er lavet af en legering med en høj magnetfeltkapacitet. På grund af dette fungerer transformatoren i en umættet tilstand. Forskellige typer ferriter, permalloy har disse egenskaber.
Multivibratorer har erstattet transformatorblokerende generatorer. De bruger en moderne elementbase og har en højere frekvensstabilitet sammenlignet med deres forgængere. Derudover i multivibratorkredsløb opnås ændring af generatorens driftsfrekvens på en enkel måde.
I moderne modeller af invertere fungerer transformere i udgangstrinene.Gennem udgangen fra midtpunktet af primærviklingen til kollektorerne eller afløbene fra transistorerne, der anvendes i dem, tilføres forsyningsspændingen fra batteriet. De sekundære viklinger beregnes ved hjælp af transformationsforholdet for en vekselspænding på 220 V. Denne værdi bruges til at drive de fleste private forbrugere.
Lignende artikler:
