Претварач напона од 12 до 220 В користи се тамо где постоји потреба за повезивањем електричних уређаја који троше стандардну мрежну струју на извор наизменичног напона. У многим случајевима ова мрежа је недоступна. Употреба аутономног генератора бензина захтева поштовање правила за његово одржавање: стално праћење нивоа радног горива, вентилацију. Употреба претварача у комплету са аутомобилским акумулаторима омогућава вам да решите проблем на најбољи начин.
Садржај
Сврха и принцип рада
Шта је претварач напона. Ово је назив електронског уређаја који мења величину улазног сигнала. Може се користити као уређај за повећање или смањење. Улазни напон након конверзије може променити и величину и фреквенцију.Такви уређаји који мењају једносмерни напон (конвертују га) у излазни сигнал наизменичне струје називају се инвертори.
Претварачи напона се користе и као самостални уређаји који снабдевају потрошаче наизменичном енергијом, а могу бити и део других производа: система и беспрекидних извора напајања, уређаја за повећање једносмерног напона до потребне вредности.
Инвертори су напонски генератори хармонијских осцилација. Извор једносмерне струје помоћу специјалног контролног кола ствара режим периодичне промене поларитета. Као резултат тога, на излазним контактима уређаја на који је прикључено оптерећење, генерише се сигнал наизменичног напона. Његову вредност (амплитуда) и фреквенцију одређују елементи кола претварача.
Управљачки уређај (контролер) поставља фреквенцију пребацивања извора и облик излазног сигнала, а његова амплитуда је одређена елементима излазног степена кола. Они су оцењени за максималну снагу коју ће оптерећење повући на струјно коло.
Контролер служи и за контролу величине излазног сигнала, што се постиже контролом трајања импулса (повећање или смањење њихове ширине). Информације о променама вредности излазног сигнала на оптерећењу улазе у контролер преко повратног кола, на основу чега се у њему генерише управљачки сигнал за чување потребних параметара. Ова техника се зове ПВМ (пулсе видтх модулатион) сигнали.
У круговима излазних кључева напонског претварача од 12 В могу се користити моћни композитни биполарни транзистори, полупроводнички тиристори и транзистори са ефектом поља. Кола контролера су имплементирана на микро круговима, који су уређаји спремни за употребу са потребним функцијама (микроконтролери), посебно дизајнирани за такве претвараче.
Управљачко коло обезбеђује редослед рада тастера за обезбеђивање излаза претварача са сигналом неопходним за нормалан рад потрошачких уређаја. Поред тога, управљачко коло мора осигурати симетрију полуталаса излазног напона. Ово је посебно важно за кола која користе појачавајуће импулсне трансформаторе на излазу. За њих је неприхватљива појава компоненте константног напона, која се може појавити када је симетрија прекинута.
Постоји много опција за изградњу кола претварача напона (ВИН), али се од њих разликују 3 главне:
- ИН мост без трансформатора;
- трансформатор ИН са неутралном жицом;
- мостно коло са трансформатором.
Сваки од њих налази примену у својој области, у зависности од извора напајања који се у њему користи и потребне излазне снаге за потрошаче напајања. Сваки од њих мора бити опремљен елементима заштите и сигнализације.
Поднапонска и пренапонска заштита извора једносмерне струје одређује радни опсег претварача „на улазу“. Заштита од високог и ниског излазног наизменичног напона неопходна је за нормалан рад потрошачке опреме. Радни опсег се подешава према захтевима оптерећења које се користи.Ове врсте заштите су реверзибилне, односно када се параметри опреме врате у нормалу, рад се може вратити.
Ако се заштита искључи због кратког споја у оптерећењу или прекомерног повећања излазне струје, неопходна је детаљна анализа узрока овог догађаја пре него што наставите са радом опреме.
12В претварач је најпогоднији за стварање локалне електричне мреже. Присуство великог броја аутомобила и 12В ДЦ батерија омогућава њихово коришћење за задовољавање потреба корисника. Такве мреже се могу креирати на различитим местима, почевши од вашег аутомобила. Покретни су и не зависе од паркинга.
Врсте претварача од 12 до 220 волти
Једноставни претварачи од 12 до 220 су дизајнирани за потрошаче мале снаге. Захтеви за квалитетом излазног напона напајања и обликом сигнала су ниски. Њихова класична кола не користе ПВМ микроконтролере. Мултивибратор, састављен на логичким елементима И-НЕ, генерише електричне импулсе са стопом понављања од 100 Хз. Д-флип-флоп се користи за стварање антифазног сигнала. Он дели фреквенцију главног осцилатора са 2. На излазу директног и инверзног окидача генерише се антифазни сигнал у облику правоугаоних импулса.
Овај сигнал, преко бафер елемената на логичким елементима, НЕ контролише излазно коло претварача, изграђеног на кључним транзисторима. Њихова снага одређује излазну снагу претварача.
Транзистори могу бити композитни биполарни и пољски. Кола умиваоника или колектора укључују половину примарног намотаја трансформатора. Његов секундарни намотај је дизајниран за излазни напон од 220 В.Пошто је флип-флоп поделио фреквенцију мултивибратора од 100 Хз са 2, излазна фреквенција ће бити 50 Хз. Таква вредност је неопходна за напајање велике већине кућне електричне и радио опреме.
Сви елементи кола се напајају из акумулатора возила, користећи додатне елементе за стабилизацију и заштиту од високофреквентних сметњи. Сама батерија је такође заштићена од њих.
У круговима једноставних претварача нису предвиђени елементи заштите и аутоматске контроле. Фреквенција излазног сигнала је одређена избором капацитивности кондензатора и отпора отпорника укљученог у коло главног осцилатора. Као најједноставнија заштита од кратког споја у оптерећењу, у колу акумулатора аутомобила који напаја коло користи се осигурач. Због тога је увек потребно имати резервни сет уложака осигурача.
Снажнији савремени ДЦ-на-АЦ претварачи су направљени према другим шемама. ПВМ контролер поставља режим рада. Такође одређује амплитуду и фреквенцију излазног сигнала.
Конверторско коло од 2000 В (12 В+220 В+2000 В) користи паралелно повезивање енергетских активних елемената у својим излазним фазама да би се добила потребна излазна снага. Са овим колом, струје транзистора се сумирају.
Али поузданији начин за повећање параметра снаге је комбиновање неколико ДЦ / ДЦ претварача као улазног сигнала заједничког претварача ДЦ / АЦ (једносмерна / наизменична струја), чији се излаз користи за повезивање снажног оптерећења.Сваки од ДЦ/ДЦ претварача се састоји од претварача са излазом трансформатора и исправљача за овај напон. На излазним стезаљкама постоји константан напон од око 300 В. Сви су на излазу повезани паралелно.
Из једног претварача тешко је добити више од 600 В снаге. Цело коло уређаја се напаја напоном батерије.
Таква кола имају све врсте заштите, укључујући термичку заштиту. Сензори температуре су монтирани на површини радијатора излазних транзистора. Они генеришу напон у зависности од степена загревања. Уређај за праг упоређује га са оним постављеним у фази пројектовања и даје сигнал за заустављање уређаја са одговарајућим алармом. Свака врста заштите је опремљена сопственим сигналним уређајем, често звучним.
Додатно принудно хлађење се користи и уз помоћ ваздушног хладњака уграђеног у кућиште, који се аутоматски укључује на команду одговарајућег термалног сензора. Поред тога, сам кућиште је поуздан хладњак, јер је направљен од валовитог метала.
Према таласном облику излазног напона
Монофазни претварачи напона могу се поделити у две групе:
- са чистим синусним таласом на излазу;
- са модификованим синусним таласом.
У претварачима прве групе, високофреквентни претварач ствара константан напон. Његова вредност је близу амплитуде синусоидног сигнала, који се захтева да се добије на излазу уређаја.У мосном колу, компонента која је по облику веома блиска синусоиди је одвојена од овог једносмерног напона модулацијом ширине импулса контролера и нископропусног филтера. Излазни транзистори се отварају неколико пута у сваком полупериоду за време које варира у складу са хармонијским законом.
Чисти синусни талас је неопходан за уређаје који имају трансформатор или мотор на улазу. Главни део савремених уређаја омогућава напајање напоном, чији облик приближно подсећа на синусоиду. Посебно ниске захтеве намећу производи са прекидачким изворима напајања.
Трансформаторски уређаји
Претварачи напона могу садржати трансформаторе. У инвертерским колима учествују у раду главних блокирајућих осцилатора који генеришу импулсе који су по облику блиски правоугаоном. Као део таквог генератора користи се импулсни трансформатор. Његови намотаји су повезани на такав начин да стварају позитивну повратну везу, што резултира стварањем непригушених осцилација.
Магнетно коло (језгро) је направљено од легуре са великим капацитетом магнетног поља. Због тога трансформатор ради у незасићеном режиму. Ова својства имају различите врсте ферита, пермалоја.
Мултивибратори су заменили генераторе за блокирање трансформатора. Користе модерну елементну базу и имају већу стабилност фреквенције у односу на своје претходнике. Поред тога, у мултивибраторским колима, промена радне фреквенције генератора се постиже на једноставан начин.
У савременим моделима претварача, трансформатори раде у излазним фазама.Преко излаза од средине примарног намотаја до колектора или одвода транзистора који се користе у њима, напаја се напон напајања из батерије. Секундарни намотаји се израчунавају коришћењем односа трансформације за наизменични напон од 220 В. Ова вредност се користи за напајање већине домаћих потрошача.
Слични чланци:
