En spänningsomvandlare från 12 till 220 V används där det finns behov av att ansluta elektriska apparater som förbrukar standardnätström till en växelspänningskälla. I många fall är detta nätverk inte tillgängligt. Användningen av en autonom bensingenerator kräver efterlevnad av reglerna för dess underhåll: konstant övervakning av nivån på arbetsbränsle, ventilation. Användningen av omvandlare kompletta med bilbatterier gör att du kan lösa problemet på bästa sätt.
Innehåll
Syfte och funktionsprincip
Vad är en spänningsomvandlare. Detta är namnet på en elektronisk enhet som ändrar storleken på insignalen. Den kan användas som en steg upp eller nedåtgående enhet. Ingångsspänningen efter konvertering kan ändra både dess storlek och frekvens.Sådana enheter som ändrar DC-spänningen (konverterar den) till en AC-utgångssignal kallas växelriktare.
Spänningsomvandlare används både som en fristående enhet som förser konsumenter med växelström, och kan vara en del av andra produkter: system och avbrottsfri strömförsörjning, enheter för att öka likspänningen till önskat värde.
Växelriktare är spänningsgeneratorer av harmoniska svängningar. En DC-källa som använder en speciell styrkrets skapar ett läge för periodisk polaritetsomkoppling. Som ett resultat genereras en AC-spänningssignal vid utgångskontakterna på enheten till vilken lasten är ansluten. Dess värde (amplitud) och frekvens bestäms av elementen i omvandlarkretsen.
Styranordningen (kontrollern) ställer in omkopplingsfrekvensen för källan och formen på utsignalen, och dess amplitud bestäms av elementen i utgångssteget i kretsen. De är klassade för den maximala effekt belastningen kommer att dra på AC-kretsen.
Styrenheten används också för att styra storleken på utsignalen, vilket uppnås genom att styra varaktigheten av pulserna (öka eller minska deras bredd). Information om förändringar i värdet på utsignalen vid lasten kommer in i styrenheten genom återkopplingskretsen, på grundval av vilken en styrsignal genereras i den för att spara nödvändiga parametrar. Denna teknik kallas PWM-signaler (pulsbreddsmodulering).
I kretsarna för uteffektnycklar i en 12V-spänningsomvandlare kan kraftfulla bipolära komposittransistorer, halvledartyristorer och fälteffekttransistorer användas. Styrkretsar är implementerade på mikrokretsar, som är färdiga att använda enheter med nödvändiga funktioner (mikrokontroller), speciellt utformade för sådana omvandlare.
Styrkretsen tillhandahåller funktionssekvensen för tangenterna för att förse växelriktarens utsignal med den signal som är nödvändig för normal drift av konsumentanordningar. Dessutom måste styrkretsen säkerställa symmetrin hos utspänningens halvvågor. Detta är särskilt viktigt för kretsar som använder step-up pulstransformatorer vid utgången. För dem är utseendet på en konstant spänningskomponent, som kan uppstå när symmetrin är bruten, oacceptabelt.
Det finns många alternativ för att konstruera spänningsomvandlare (VIN) kretsar, men tre huvudsakliga skiljer sig från dem:
- IN transformatorlös bro;
- transformator IN med neutral tråd;
- brygga krets med en transformator.
Var och en av dem hittar tillämpning inom sitt område, beroende på strömkällan som används i den och den erforderliga uteffekten till strömförbrukare. Var och en av dem måste förses med inslag av skydd och signalering.
Underspännings- och överspänningsskyddet för DC-källan bestämmer växelriktarnas driftområde "på ingången". Skydd mot hög och låg utgående AC-spänning är nödvändigt för normal drift av konsumentutrustning. Driftområdet ställs in i enlighet med kraven för den last som används.Dessa typer av skydd är reversibla, det vill säga när utrustningens parametrar återställs till det normala kan arbetet återställas.
Om skyddet löser ut på grund av en kortslutning i lasten eller en överdriven ökning av utströmmen, är en grundlig analys av orsakerna till denna händelse nödvändig innan du fortsätter att använda utrustningen.
12V-omvandlaren är den mest lämpliga för att skapa ett lokalt elnät. Närvaron av ett stort antal bilar och 12V DC-batterier gör att de kan användas för att möta användarnas behov. Sådana nätverk kan skapas på en mängd olika platser, med början från din egen bil. De är mobila och är inte beroende av parkeringen.
Varianter av omvandlare från 12 till 220 volt
Enkla omvandlare från 12 till 220 är designade för lågenergikonsumenter. Kraven på kvaliteten på utmatningsspänningen och signalens form är låga. Deras klassiska kretsar använder inte PWM-mikrokontroller. Multivibratorn, monterad på de logiska elementen AND-NOT, genererar elektriska impulser med en repetitionshastighet på 100 Hz. En D-flip-flop används för att skapa en antifassignal. Den delar masteroscillatorns frekvens med 2. En motfassignal i form av rektangulära pulser genereras vid de direkta och omvända triggerutgångarna.
Denna signal, genom buffertelementen på logikelementen, styr INTE utgångskretsen på omvandlaren, byggd på nyckeltransistorer. Deras effekt bestämmer växelriktarnas uteffekt.
Transistorer kan vara sammansatta bipolära och fält. Diskbänken eller kollektorkretsarna inkluderar hälften av transformatorns primärlindning. Dess sekundära lindning är designad för en utspänning på 220 V.Eftersom vippan delade 100 Hz multivibratorfrekvensen med 2 kommer utfrekvensen att vara 50 Hz. Ett sådant värde är nödvändigt för att driva den stora majoriteten av elektrisk hushålls- och radioutrustning.
Alla delar av kretsen drivs av fordonets batteri, med hjälp av ytterligare element för stabilisering och skydd mot högfrekventa störningar. Själva batteriet är också skyddat från dem.
I kretsarna för enkla omvandlare tillhandahålls inte element av skydd och automatisk kontroll. Frekvensen för utsignalen bestäms av valet av kondensatorns kapacitans och resistansen hos motståndet som ingår i masteroscillatorkretsen. Som det enklaste skyddet mot kortslutning i lasten används en säkring i kretsen för bilbatteriet som försörjer kretsen. Därför är det alltid nödvändigt att ha en extra uppsättning säkringslänkar.
Kraftfullare moderna DC-till-AC-omvandlare är gjorda enligt andra scheman. PWM-styrenheten ställer in driftläget. Den bestämmer också utsignalens amplitud och frekvens.
2000 W omvandlarkrets (12 V+220 V+2000 W) använder parallellkoppling av effektaktiva element i sina slutsteg för att erhålla den erforderliga uteffekten. Med denna krets summeras transistorernas strömmar.
Men ett mer tillförlitligt sätt att öka effektparametern är att kombinera flera DC / DC-omvandlare som insignalen för en vanlig DC / AC (likström / växelström) omriktare, vars utgång används för att ansluta en kraftfull last.Var och en av DC/DC-omvandlarna består av en växelriktare med en transformatorutgång och en likriktare för denna spänning. Det finns en konstant spänning på ca 300 V vid utgångsterminalerna, alla är parallellkopplade vid utgången.
Det är svårt att få mer än 600 W effekt från en växelriktare. Hela enhetens krets drivs av batterispänningen.
Sådana kretsar är försedda med alla typer av skydd, inklusive termiskt skydd. Temperatursensorer är monterade på ytan av radiatorerna på utgångstransistorerna. De genererar spänning beroende på graden av uppvärmning. Tröskelanordningen jämför den med den som ställdes in vid designstadiet och avger en signal för att stoppa enheten med motsvarande larm. Varje typ av skydd är utrustad med sin egen signalanordning, ofta ljud.
Ytterligare forcerad kylning används också med hjälp av en luftkylare installerad i höljet, som automatiskt sätts i drift på kommando av motsvarande termiska sensor. Dessutom är själva fallet en pålitlig kylfläns, eftersom den är gjord av korrugerad metall.
Enligt utspänningsvågformen
Enfas spänningsomvandlare kan delas in i två grupper:
- med en ren sinusvåg vid utgången;
- med en modifierad sinusvåg.
I växelriktarna i den första gruppen skapar högfrekvensomvandlaren en konstant spänning. Dess värde är nära amplituden för den sinusformade signalen, som måste erhållas vid enhetens utgång.I en bryggkrets separeras en komponent som är mycket nära en sinusform från denna DC-spänning genom pulsbreddsmodulering av styrenheten och ett lågpassfilter. Utgångstransistorerna öppnar flera gånger i varje halvcykel under en tid som varierar enligt den harmoniska lagen.
En ren sinusvåg är nödvändig för enheter som har en transformator eller motor vid ingången. Huvuddelen av moderna enheter tillåter spänningsförsörjning, vars form ungefär liknar en sinusform. Särskilt låga krav ställs på produkter med växlande strömförsörjning.
Transformatorenheter
Spänningsomvandlare kan innehålla transformatorer. I inverterkretsar deltar de i driften av masterblockerande oscillatorer som genererar pulser som är nära rektangulära till formen. Som en del av en sådan generator används en pulstransformator. Dess lindningar är anslutna på ett sådant sätt att de skapar en positiv återkoppling, vilket resulterar i skapandet av odämpade svängningar.
Den magnetiska kretsen (kärnan) är gjord av en legering med hög magnetfältskapacitet. På grund av detta arbetar transformatorn i ett omättat läge. Olika typer av ferriter, permalloy har dessa egenskaper.
Multivibratorer har ersatt transformatorblockerande generatorer. De använder en modern elementbas och har en högre frekvensstabilitet jämfört med sina föregångare. Dessutom, i multivibratorkretsar, uppnås ändring av generatorns driftsfrekvens på ett enkelt sätt.
I moderna modeller av växelriktare fungerar transformatorer i slutsteg.Genom utgången från primärlindningens mittpunkt till kollektorerna eller dräneringen av transistorerna som används i dem, tillförs matningsspänningen från batteriet. Sekundärlindningarna beräknas med hjälp av transformationsförhållandet för en växelspänning på 220 V. Detta värde används för att driva de flesta hushållskonsumenter.
Liknande artiklar:
