En spenningsomformer fra 12 til 220 V brukes der det er behov for å koble elektriske enheter som bruker standard nettstrøm til en vekselspenningskilde. I mange tilfeller er dette nettverket utilgjengelig. Bruken av en autonom bensingenerator krever overholdelse av reglene for vedlikehold: konstant overvåking av drivstoffnivået, ventilasjon. Bruk av omformere komplett med bilbatterier lar deg løse problemet på beste måte.
Innhold
Formål og operasjonsprinsipp
Hva er en spenningsomformer. Dette er navnet på en elektronisk enhet som endrer størrelsen på inngangssignalet. Den kan brukes som en trinn opp eller trinn ned enhet. Inngangsspenningen etter konvertering kan endre både størrelse og frekvens.Slike enheter som endrer likespenningen (konverterer den) til et AC-utgangssignal kalles invertere.
Spenningsomformere brukes både som en frittstående enhet som forsyner forbrukere med AC-energi, og kan være en del av andre produkter: systemer og avbruddsfri strømforsyning, enheter for å øke likespenningen til ønsket verdi.
Invertere er spenningsgeneratorer av harmoniske svingninger. En DC-kilde som bruker en spesiell kontrollkrets skaper en modus for periodisk polaritetsbytte. Som et resultat genereres et AC-spenningssignal ved utgangskontaktene til enheten som lasten er koblet til. Dens verdi (amplitude) og frekvens bestemmes av elementene i omformerkretsen.
Kontrollenheten (kontrolleren) setter svitsjefrekvensen til kilden og formen på utgangssignalet, og dens amplitude bestemmes av elementene i utgangstrinnet til kretsen. De er vurdert for den maksimale effekten lasten vil trekke på AC-kretsen.
Kontrolleren brukes også til å kontrollere størrelsen på utgangssignalet, som oppnås ved å kontrollere varigheten av pulsene (øke eller redusere deres bredde). Informasjon om endringer i verdien av utgangssignalet ved lasten kommer inn i kontrolleren gjennom tilbakemeldingskretsen, på grunnlag av hvilken et styresignal genereres i den for å lagre de nødvendige parameterne. Denne teknikken kalles PWM-signaler (pulsbreddemodulasjon).
I kretsene til utgangsnøkler til en 12V spenningsomformer kan kraftige kompositt-bipolare transistorer, halvledertyristorer og felteffekttransistorer brukes. Kontrollkretser er implementert på mikrokretser, som er klare til bruk enheter med nødvendige funksjoner (mikrokontrollere), spesielt designet for slike omformere.
Styrekretsen gir operasjonssekvensen til tastene for å gi utgangen fra omformeren signalet som er nødvendig for normal drift av forbrukerenheter. I tillegg må styrekretsen sikre symmetrien til halvbølgene til utgangsspenningen. Dette er spesielt viktig for kretser som bruker step-up pulstransformatorer ved utgangen. For dem er utseendet til en konstant spenningskomponent, som kan vises når symmetrien er brutt, uakseptabelt.
Det er mange alternativer for å konstruere spenningsinverter (VIN) kretser, men 3 hoved skiller seg fra dem:
- IN transformatorløs bro;
- transformator IN med nøytral ledning;
- brokrets med en transformator.
Hver av dem finner anvendelse i sitt felt, avhengig av strømkilden som brukes i den og den nødvendige utgangseffekten til strømforbrukere. Hver av dem skal være utstyrt med elementer av beskyttelse og signalering.
Underspennings- og overspenningsbeskyttelsen til DC-kilden bestemmer driftsområdet til omformerne "på inngangen". Beskyttelse mot høy og lav utgangs AC-spenning er nødvendig for normal drift av forbrukerutstyr. Driftsområdet stilles inn i henhold til kravene til lasten som brukes.Disse typer beskyttelse er reversible, det vil si at når utstyrsparametrene er gjenopprettet til normal, kan arbeidet gjenopprettes.
Hvis beskyttelsen utløses på grunn av en kortslutning i lasten eller en for stor økning i utgangsstrømmen, er en grundig analyse av årsakene til denne hendelsen nødvendig før du fortsetter å bruke utstyret.
12V-omformeren er den mest egnede for å lage et lokalt strømnett. Tilstedeværelsen av et stort antall biler og 12V DC-batterier gjør at de kan brukes til å møte brukernes behov. Slike nettverk kan opprettes på en rekke steder, fra din egen bil. De er mobile og er ikke avhengige av parkeringsplassen.
Varianter av omformere fra 12 til 220 volt
Enkle omformere fra 12 til 220 er designet for forbrukere med lavt strømforbruk. Kravene til kvaliteten på utgangsforsyningsspenningen og formen på signalet er lave. Deres klassiske kretser bruker ikke PWM-mikrokontrollere. Multivibratoren, satt sammen på de logiske elementene OG-NOT, genererer elektriske impulser med en repetisjonshastighet på 100 Hz. En D-flip-flop brukes til å lage et anti-fase signal. Den deler frekvensen til masteroscillatoren med 2. Et antifasesignal i form av rektangulære pulser genereres ved de direkte og inverse triggerutgangene.
Dette signalet, gjennom bufferelementene på de logiske elementene, kontrollerer IKKE utgangskretsen til omformeren, bygget på nøkkeltransistorer. Effekten deres bestemmer utgangseffekten til omformerne.
Transistorer kan være sammensatte bipolare og felt. Vasken eller kollektorkretsene inkluderer halvparten av transformatorens primærvikling. Dens sekundære vikling er designet for en utgangsspenning på 220 V.Siden flip-flop delte 100 Hz multivibratorfrekvensen med 2, vil utgangsfrekvensen være 50 Hz. En slik verdi er nødvendig for å drive det store flertallet av elektrisk husholdnings- og radioutstyr.
Alle elementene i kretsen drives av kjøretøyets batteri, ved hjelp av tilleggselementer for stabilisering og beskyttelse mot høyfrekvent interferens. Selve batteriet er også beskyttet mot dem.
I kretsene til enkle omformere er det ikke gitt elementer av beskyttelse og automatisk kontroll. Frekvensen til utgangssignalet bestemmes av valget av kapasitansen til kondensatoren og motstanden til motstanden som er inkludert i masteroscillatorkretsen. Som den enkleste beskyttelsen mot kortslutning i lasten brukes en sikring i kretsen til bilbatteriet som forsyner kretsen. Derfor er det alltid nødvendig å ha et ekstra sett med sikringskoblinger.
Kraftigere moderne DC-til-AC-omformere er laget i henhold til andre ordninger. PWM-kontrolleren stiller inn driftsmodus. Den bestemmer også amplituden og frekvensen til utgangssignalet.
2000 W omformerkrets (12 V+220 V+2000 W) bruker parallellkobling av strømaktive elementer i sine utgangstrinn for å oppnå den nødvendige utgangseffekten. Med denne kretsen summeres strømmene til transistorene.
Men en mer pålitelig måte å øke effektparameteren på er å kombinere flere DC / DC-omformere som inngangssignalet til en vanlig DC / AC (likestrøm / vekselstrøm) omformer, hvis utgang brukes til å koble til en kraftig belastning.Hver av DC/DC-omformerne består av en omformer med transformatorutgang og en likeretter for denne spenningen. På utgangsklemmene er det en konstant spenning på ca 300 V. Alle er parallellkoblet på utgangen.
Det er vanskelig å få mer enn 600 W effekt fra én omformer. Hele kretsen til enheten drives av batterispenningen.
Slike kretser er utstyrt med alle typer beskyttelse, inkludert termisk beskyttelse. Temperatursensorer er montert på overflaten av radiatorene til utgangstransistorene. De genererer spenning avhengig av graden av oppvarming. Terskelenheten sammenligner den med den som ble satt på designstadiet og gir et signal om å stoppe enheten med den tilsvarende alarmen. Hver type beskyttelse er utstyrt med sin egen signalanordning, ofte lyd.
Ytterligere tvungen kjøling brukes også ved hjelp av en luftkjøler installert i kassen, som automatisk trer i drift etter kommando fra den tilsvarende termiske sensoren. I tillegg er selve saken en pålitelig kjøleribbe, da den er laget av korrugert metall.
I henhold til utgangsspenningsbølgeformen
Enfase spenningsomformere kan deles inn i to grupper:
- med en ren sinusbølge ved utgangen;
- med en modifisert sinusbølge.
I vekselretterne i den første gruppen skaper høyfrekvensomformeren en konstant spenning. Verdien er nær amplituden til det sinusformede signalet, som kreves for å oppnås ved utgangen til enheten.I en brokrets skilles en komponent som er veldig nær en sinusformet form fra denne likespenningen ved pulsbreddemodulasjon av kontrolleren og et lavpassfilter. Utgangstransistorene åpner flere ganger i hver halvsyklus i en tid som varierer i henhold til den harmoniske loven.
En ren sinusbølge er nødvendig for enheter som har en transformator eller motor ved inngangen. Hoveddelen av moderne enheter tillater spenningsforsyning, hvis form ligner omtrent en sinusoid. Spesielt lave krav stilles til produkter med vekslende strømforsyninger.
Transformatorenheter
Spenningsomformere kan inneholde transformatorer. I inverterkretser deltar de i driften av masterblokkerende oscillatorer som genererer pulser som er nær rektangulære i form. Som en del av en slik generator brukes en pulstransformator. Dens viklinger er koblet på en slik måte at de skaper en positiv tilbakemelding, noe som resulterer i dannelsen av udempede svingninger.
Den magnetiske kretsen (kjernen) er laget av en legering med høy magnetfeltkapasitet. På grunn av dette fungerer transformatoren i en umettet modus. Ulike typer ferritt, permalloy har disse egenskapene.
Multivibratorer har erstattet transformatorblokkerende generatorer. De bruker en moderne elementbase og har høyere frekvensstabilitet sammenlignet med forgjengerne. I tillegg, i multivibratorkretser, oppnås endring av driftsfrekvensen til generatoren på en enkel måte.
I moderne modeller av omformere opererer transformatorer i utgangstrinnene.Gjennom utgangen fra midtpunktet av primærviklingen til kollektorene eller avløpene til transistorene som brukes i dem, tilføres forsyningsspenningen fra batteriet. Sekundærviklingene beregnes ved å bruke transformasjonsforholdet for en vekselspenning på 220 V. Denne verdien brukes til å drive de fleste innenlandske forbrukere.
Lignende artikler:
