Įtampos keitiklis nuo 12 iki 220 V naudojamas ten, kur reikia prie kintamos įtampos šaltinio prijungti standartinę tinklo srovę vartojančius elektros prietaisus. Daugeliu atvejų šis tinklas nepasiekiamas. Naudojant autonominį benzininį generatorių, būtina laikytis jo priežiūros taisyklių: nuolat stebėti darbinio kuro lygį, vėdinti. Naudodami keitiklius su automobilio akumuliatoriais galite geriausiu būdu išspręsti problemą.
Turinys
Paskirtis ir veikimo principas
Kas yra įtampos keitiklis. Tai elektroninio įrenginio, keičiančio įvesties signalo dydį, pavadinimas. Jis gali būti naudojamas kaip aukštyn arba žemyn leidžiantis įrenginys. Įvesties įtampa po konvertavimo gali keisti tiek jos dydį, tiek dažnį.Tokie įrenginiai, kurie keičia nuolatinės srovės įtampą (konvertuoja ją) į kintamosios srovės išėjimo signalą, vadinami inverteriais.
Įtampos keitikliai naudojami tiek kaip atskiras įrenginys, tiekiantis vartotojus kintamosios srovės energija, ir gali būti kitų gaminių dalis: sistemų ir nepertraukiamo maitinimo šaltinių, nuolatinės įtampos didinimo iki reikiamos vertės įrenginių.
Inverteriai yra harmoninių virpesių įtampos generatoriai. Nuolatinės srovės šaltinis, naudojant specialią valdymo grandinę, sukuria periodinio poliškumo perjungimo režimą. Dėl to įrenginio, prie kurio prijungta apkrova, išvesties kontaktuose sukuriamas kintamosios srovės įtampos signalas. Jo reikšmę (amplitudę) ir dažnį nustato keitiklio grandinės elementai.
Valdymo įtaisas (valdiklis) nustato šaltinio perjungimo dažnį ir išėjimo signalo formą, o jo amplitudę – grandinės išėjimo pakopos elementai. Jie skirti maksimaliai galiai, kurią apkrova ims kintamosios srovės grandinėje.
Valdiklis taip pat naudojamas valdyti išėjimo signalo dydį, kuris pasiekiamas kontroliuojant impulsų trukmę (didinant arba mažinant jų plotį). Informacija apie išėjimo signalo vertės pokyčius esant apkrovai į valdiklį patenka per grįžtamojo ryšio grandinę, kurios pagrindu jame generuojamas valdymo signalas, kad būtų išsaugoti reikalingi parametrai. Ši technika vadinama PWM (impulso pločio moduliacijos) signalais.
12 V įtampos keitiklio galios išvesties raktų grandinėse gali būti naudojami galingi kompozitiniai dvipoliai tranzistoriai, puslaidininkiniai tiristoriai, lauko tranzistoriai. Valdiklių grandinės yra įdiegtos ant mikroschemų, kurios yra paruošti naudoti įrenginiai su reikiamomis funkcijomis (mikrovaldikliai), specialiai sukurti tokiems keitikliams.
Valdymo grandinė suteikia mygtukų veikimo seką, kad keitiklio išvestyje būtų signalas, būtinas normaliam vartotojų prietaisų veikimui. Be to, valdymo grandinė turi užtikrinti išėjimo įtampos pusbangių simetriją. Tai ypač svarbu grandinėms, kurių išėjime naudojami pakopiniai impulsiniai transformatoriai. Jiems nepriimtina nuolatinės įtampos komponento, kuris gali atsirasti sulaužius simetriją, atsiradimas.
Įtampos keitiklio (VIN) grandinių konstravimo variantų yra daug, tačiau iš jų išskiriamos 3 pagrindinės:
- IN transformatorinis tiltas;
- transformatorius IN su neutraliu laidu;
- tilto grandinė su transformatoriumi.
Kiekvienas iš jų pritaikomas savo srityje, priklausomai nuo jame naudojamo maitinimo šaltinio ir reikalingos išėjimo galios energijos vartotojams. Kiekvienas iš jų turi būti aprūpintas apsaugos ir signalizacijos elementais.
Nuolatinės srovės šaltinio apsauga nuo žemos ir viršįtampio nustato keitiklių veikimo diapazoną „ant įėjimo“. Apsauga nuo aukštos ir žemos išėjimo kintamosios įtampos yra būtina normaliam vartotojų įrangos veikimui. Veikimo diapazonas nustatomas pagal naudojamos apkrovos reikalavimus.Šios apsaugos rūšys yra grįžtamos, tai yra, atstačius įrangos parametrus į normalius, darbas gali būti atstatytas.
Jei apsauga suveikia dėl trumpojo apkrovos jungimo arba per didelio išėjimo srovės padidėjimo, prieš toliau eksploatuojant įrangą būtina nuodugniai išanalizuoti šio įvykio priežastis.
12V keitiklis yra tinkamiausias vietiniam elektros tinklui sukurti. Didelis automobilių skaičius ir 12 V nuolatinės srovės akumuliatoriai leidžia juos naudoti vartotojų poreikiams tenkinti. Tokius tinklus galima kurti įvairiose vietose, pradedant nuo nuosavo automobilio. Jie yra mobilūs ir nepriklauso nuo automobilių stovėjimo aikštelės.
Keitiklių veislės nuo 12 iki 220 voltų
Paprasti keitikliai nuo 12 iki 220 yra skirti mažos galios vartotojams. Reikalavimai išėjimo maitinimo įtampos kokybei ir signalo formai yra žemi. Jų klasikinėse grandinėse nenaudojami PWM mikrovaldikliai. Multivibratorius, sumontuotas ant loginių elementų AND-NOT, generuoja elektrinius impulsus, kurių pasikartojimo dažnis yra 100 Hz. D-flip-flop naudojamas antifaziniam signalui sukurti. Jis padalija pagrindinio generatoriaus dažnį iš 2. Tiesioginiame ir atvirkštiniame trigerio išėjimuose generuojamas priešfazinis signalas stačiakampių impulsų pavidalu.
Šis signalas per loginių elementų buferinius elementus NEvaldo keitiklio išvesties grandinės, pastatytos ant pagrindinių tranzistorių. Jų galia lemia keitiklių išėjimo galią.
Tranzistoriai gali būti sudėtiniai dvipoliai ir lauko. Kriauklės arba kolektoriaus grandinėse yra pusė transformatoriaus pirminės apvijos. Jo antrinė apvija skirta 220 V išėjimo įtampai.Kadangi „flip-flop“ padalijo 100 Hz multivibratoriaus dažnį iš 2, išėjimo dažnis bus 50 Hz. Tokia vertė yra būtina norint maitinti didžiąją dalį buitinės elektros ir radijo įrangos.
Visi grandinės elementai maitinami iš transporto priemonės akumuliatoriaus, naudojant papildomus elementus stabilizavimui ir apsaugai nuo aukšto dažnio trukdžių. Nuo jų apsaugota ir pati baterija.
Paprastų keitiklių grandinėse apsaugos ir automatinio valdymo elementai nenumatyti. Išėjimo signalo dažnis nustatomas pasirenkant kondensatoriaus talpą ir rezistoriaus varžą, įtrauktą į pagrindinio osciliatoriaus grandinę. Kaip paprasčiausia apsauga nuo trumpojo jungimo apkrovoje, grandinę maitinančio automobilio akumuliatoriaus grandinėje naudojamas saugiklis. Todėl visada būtina turėti atsarginį saugiklių jungčių komplektą.
Pagal kitas schemas gaminami galingesni šiuolaikiniai nuolatinės srovės į kintamosios srovės keitikliai. PWM valdiklis nustato darbo režimą. Jis taip pat nustato išėjimo signalo amplitudę ir dažnį.
2000 W keitiklio grandinė (12 V+220 V+2000 W) išėjimo etapuose naudoja lygiagretų galios aktyviųjų elementų jungimą, kad gautų reikiamą išėjimo galią. Su šia grandine tranzistorių srovės sumuojamos.
Tačiau patikimesnis būdas padidinti galios parametrą yra sujungti kelis DC / DC keitiklius kaip bendro DC / AC (nuolatinės srovės / kintamosios srovės) keitiklio įvesties signalą, kurio išėjimas naudojamas galingai apkrovai prijungti.Kiekvienas DC/DC keitiklis susideda iš keitiklio su transformatoriaus išėjimu ir šios įtampos lygintuvu. Išėjimo gnybtuose yra pastovi įtampa apie 300 V. Visi jie išėjime sujungti lygiagrečiai.
Iš vieno inverterio sunku gauti daugiau nei 600 W galios. Visa įrenginio grandinė maitinama akumuliatoriaus įtampa.
Tokios grandinės aprūpintos visų tipų apsauga, įskaitant šiluminę apsaugą. Temperatūros jutikliai montuojami ant išėjimo tranzistorių radiatorių paviršiaus. Jie generuoja įtampą priklausomai nuo šildymo laipsnio. Slenkstinis įtaisas lygina jį su nustatytu projektavimo etape ir duoda signalą sustabdyti įrenginį su atitinkamu aliarmu. Kiekvienas apsaugos tipas turi savo signalinį įtaisą, dažnai garsinį.
Papildomas priverstinis vėsinimas taip pat naudojamas korpuse sumontuoto oro aušintuvo pagalba, kuris automatiškai įsijungia atitinkamo šilumos jutiklio komanda. Be to, pats korpusas yra patikimas aušintuvas, nes pagamintas iš gofruoto metalo.
Pagal išėjimo įtampos bangos formą
Vienfaziai įtampos keitikliai gali būti suskirstyti į dvi grupes:
- su gryna sinusine banga išėjime;
- su modifikuota sinusine banga.
Pirmos grupės keitikliuose aukšto dažnio keitiklis sukuria pastovią įtampą. Jo vertė yra artima sinusinio signalo, kurį reikia gauti įrenginio išvestyje, amplitudei.Tilto grandinėje komponentas, kuris yra labai artimas sinusoidės formai, yra atskirtas nuo šios nuolatinės įtampos valdiklio impulso pločio moduliavimu ir žemųjų dažnių filtru. Išvesties tranzistoriai atsidaro kelis kartus per kiekvieną pusę ciklo tam laikui, kuris kinta pagal harmonikos dėsnį.
Gryna sinusinė banga reikalinga įrenginiams, kurių įėjime yra transformatorius arba variklis. Pagrindinė šiuolaikinių prietaisų dalis leidžia tiekti įtampą, kurios forma maždaug primena sinusoidę. Ypač žemus reikalavimus kelia gaminiai su perjungiamuoju maitinimo šaltiniu.
Transformatorių įrenginiai
Įtampos keitikliuose gali būti transformatorių. Inverterių grandinėse jie dalyvauja pagrindinių blokuojančių generatorių, generuojančių impulsus, artimus stačiakampio formos, veikime. Kaip tokio generatoriaus dalis naudojamas impulsinis transformatorius. Jo apvijos yra sujungtos taip, kad būtų sukurtas teigiamas grįžtamasis ryšys, dėl kurio susidaro neslopinami svyravimai.
Magnetinė grandinė (šerdis) pagaminta iš lydinio, turinčio didelę magnetinio lauko talpą. Dėl šios priežasties transformatorius veikia nesočiuoju režimu. Įvairių rūšių feritai, permalloy turi šias savybes.
Transformatorių blokavimo generatorius pakeitė multivibratoriai. Jie naudoja modernią elementų bazę ir turi didesnį dažnio stabilumą, palyginti su jų pirmtakais. Be to, multivibratorių grandinėse generatoriaus veikimo dažnio keitimas pasiekiamas paprastu būdu.
Šiuolaikiniuose inverterių modeliuose transformatoriai veikia išėjimo stadijose.Per išėjimą iš pirminės apvijos vidurio į juose naudojamus tranzistorių kolektorius arba kanalizaciją tiekiama maitinimo įtampa iš akumuliatoriaus. Antrinės apvijos apskaičiuojamos naudojant transformacijos koeficientą kintamajai 220 V įtampai. Ši vertė naudojama daugumos buitinių vartotojų maitinimui.
Panašūs straipsniai:
