Fungsi menukar elektrik dalam parameter voltan boleh dilakukan oleh pelbagai peranti seperti penjana, pengecas dan peranti pengubah. Untuk satu tahap atau yang lain, kesemuanya mampu mengubah ciri-ciri tenaga, tetapi tidak selalu penggunaannya membenarkan dirinya dari segi kualiti teknikal dan ergonomik. Ini sebahagiannya disebabkan oleh hakikat bahawa tugas mengubah arus untuk kebanyakan pengawal selia bukanlah satu yang penting - dalam apa jua keadaan, jika kita bercakap tentang kedua-dua arus terus dan ulang-alik. Keterbatasan inilah yang mendorong pengeluar peralatan elektrik untuk membangunkan penukar pensuisan, yang membandingkan dengan baik dengan saiz padat dan ketepatan penstabilan voltannya.
Pengesanan peranti
Banyak peranti kejuruteraan radio, cara automasi dan komunikasi jarang dilakukan tanpa peranti kuasa fasa tunggal dan tiga fasa untuk perubahan semasa dalam julat daripada unit hingga ratusan volt-ampere. Peranti nadi digunakan untuk tugas yang lebih sempit. Penukar elektrik jenis nadi ialah peranti yangmengubah voltan dalam selang masa yang kecil dengan tempoh urutan 1-2 mikron / saat. Denyutan voltan berbentuk segi empat tepat dan berulang pada frekuensi 500-20,000 Hz.
Penukar boleh laras voltan tradisional biasanya mengawal penilaian rintangan peranti. Ia boleh menjadi thyristor atau transistor yang melaluinya arus mengalir secara berterusan. Tenaganya yang menyebabkan peranti pengawal menjadi panas, disebabkan bahagian mana kuasa hilang. Dengan latar belakang ini, penukar voltan nadi kelihatan lebih menarik dari segi sifat teknikal dan operasinya, kerana reka bentuknya menyediakan bahagian minimum, yang membawa kepada penurunan gangguan elektrik. Elemen pelarasan penukar ialah kunci yang beroperasi dalam mod yang berbeza - contohnya, dalam keadaan terbuka dan tertutup. Dan dalam kedua-dua kes, jumlah minimum tenaga haba dikeluarkan semasa operasi, yang turut meningkatkan prestasi peralatan.
Tugasan penyongsang
Di mana sahaja perubahan dalam parameter elektrik diperlukan, pengubah nadi digunakan dalam satu atau konfigurasi operasi yang lain. Pada peringkat pertama pengedaran luas mereka, ia digunakan terutamanya dalam teknologi nadi - contohnya, dalam penjana triod, laser gas, magnetron dan peralatan radio yang membezakan. Selanjutnya, apabila peranti bertambah baik, ia mula digunakan dalam kebanyakan wakil tipikal peralatan elektrik. Dan ia tidak semestinyaperalatan khusus. Sekali lagi, dalam versi yang berbeza, penukar nadi boleh hadir dalam komputer dan TV, khususnya.
Satu lagi, tetapi kurang terkenal fungsi transformer jenis ini ialah pelindung. Dengan sendirinya, peraturan impuls boleh dianggap sebagai langkah perlindungan, tetapi matlamat melaraskan parameter voltan pada mulanya berbeza. Namun begitu, pengubahsuaian khas menyediakan perlindungan peralatan terhadap litar pintas di bawah beban. Ini terutama berlaku untuk peralatan yang beroperasi dalam mod melahu. Terdapat juga peranti nadi yang menghalang pemanasan lampau dan peningkatan voltan yang berlebihan.
Reka bentuk peranti
Penukar terdiri daripada beberapa belitan (sekurang-kurangnya dua). Yang pertama dan utama disambungkan ke rangkaian, dan yang kedua dihantar ke peranti sasaran. Penggulungan boleh dibuat daripada aloi aluminium atau tembaga, tetapi dalam kedua-dua kes, sebagai peraturan, penebat varnis tambahan digunakan. Wayar digulung pada tapak penebat, yang dipasang pada teras - litar magnetik. Dalam penukar frekuensi rendah, teras diperbuat daripada keluli pengubah atau aloi magnet lembut, dan dalam penukar frekuensi tinggi, ia berasaskan ferit.
Litar magnet frekuensi rendah itu sendiri dibentuk oleh set plat W, G atau berbentuk U. Teras ferit biasanya dibuat dalam satu bahagian - bahagian tersebut terdapat dalam penyongsang kimpalan dan pengubah pengasingan galvanik. Transformer frekuensi tinggi kuasa rendah dansepenuhnya mengetepikan teras, kerana fungsinya dilakukan oleh persekitaran udara. Untuk penyepaduan ke dalam peranti elektrik, reka bentuk litar magnet disediakan oleh bingkai. Ini adalah apa yang dipanggil unit penukar nadi, yang ditutup dengan penutup pelindung dengan tanda dan label amaran. Jika semasa proses pembaikan adalah perlu untuk menghidupkan peranti dengan penutup ditanggalkan, operasi ini dilakukan melalui RCD atau pengubah pengasingan.
Jika kita bercakap tentang penukar yang digunakan dalam radio moden dan kejuruteraan elektrik, maka akan terdapat perbezaan yang ketara antara mereka dan pengubah voltan klasik. Pengurangan saiz dan berat yang paling ketara. Peranti nadi boleh menimbang beberapa gram dan masih mempunyai prestasi yang sama.
Ciri-ciri proses operasi
Seperti yang telah dinyatakan, kekunci digunakan untuk mengawal arus dalam pengubah nadi, yang dengan sendirinya boleh menjadi sumber gangguan frekuensi tinggi. Ini adalah tipikal untuk menstabilkan model yang beroperasi dalam mod pensuisan semasa.
Pada saat pensuisan, kejatuhan arus dan voltan sensitif boleh berlaku, yang mewujudkan keadaan untuk gangguan anti-fasa dan mod biasa pada input dan output. Atas sebab ini, penukar kuasa pensuisan dengan fungsi penstabil menyediakan penggunaan penapis yang menghapuskan gangguan. Untuk meminimumkan faktor elektromagnet yang tidak diingini, suis dihidupkan pada masa apabila suis tidak mengalirkan arus.(apabila dibuka). Kaedah menangani gangguan ini juga digunakan dalam penukar resonans.
Satu lagi ciri proses kerja peranti yang sedang dipertimbangkan ialah rintangan pembezaan negatif pada input apabila voltan distabilkan di bawah beban. Iaitu, apabila voltan masukan meningkat, arus berkurangan. Faktor ini mesti diambil kira untuk memastikan kestabilan penukar, yang disambungkan kepada sumber dengan rintangan dalaman yang tinggi.
Perbandingan dengan penukar linear
Tidak seperti peranti linear, penyesuai nadi lebih baik menampilkan prestasi yang lebih tinggi, saiz padat dan kemungkinan pengasingan galvanik litar pada input dan output. Untuk menyediakan fungsi tambahan dengan pengikatan peranti pihak ketiga, penggunaan skema sambungan yang kompleks tidak diperlukan. Tetapi terdapat juga kelemahan dalam penukar nadi berbanding dengan pengubah linear. Ini termasuk kelemahan berikut:
- Di bawah keadaan menukar arus input atau voltan di bawah beban, isyarat keluaran tidak stabil.
- Kehadiran hingar impuls yang telah disebutkan pada litar output dan input.
- Selepas perubahan mendadak dalam parameter voltan dan arus, sistem mengambil masa yang lebih lama untuk pulih daripada sementara.
- Risiko ayunan diri yang mungkin menjejaskan prestasi peralatan. Selain itu, turun naik jenis ini tidak dikaitkan dengan ketidakstabilan rangkaian sumber, tetapi dengankonflik dalam skim penstabilan.
Penukar DC/DC
Semua jenis peranti impuls sistem DC / DC dicirikan oleh fakta bahawa kekunci diaktifkan semasa terjemahan impuls khas ke arah transistor. Pada masa akan datang, disebabkan oleh voltan yang semakin meningkat, penguncian logik transistor berlaku, lebih-lebih lagi, dengan latar belakang mengecas semula kapasitor. Ciri inilah yang membezakan peranti pensuisan DC-DC daripada peranti serupa dalam peralatan penyongsang bebas.
Lazimnya, peranti ini melakukan pemantauan voltan DC di bawah beban dalam proses membekalkan kuasa DC ke grid. Kawalan jenis ini dicapai dengan melaraskan voltan pada kunci awam. Nilai semasa yang kecil memungkinkan untuk menetapkan tahap prestasi yang tinggi, di mana kecekapan boleh mencapai 95%. Menetapkan prestasi puncak sistem adalah tambahan yang ketara bagi penukar arus nadi, bagaimanapun, pelaksanaan litar DC-DC tidak mungkin dalam setiap reka bentuk. Dalam peranti, rangkaian kenalan pada mulanya harus bertindak sebagai sumber - khususnya, prinsip ini digunakan dalam bateri dan bateri.
Boost Converter
Dengan bantuan pengubah ini, voltan dinaikkan daripada 12 kepada 220 V. Ia digunakan dalam situasi di mana tiada sumber dengan parameter kuasa yang sesuai, tetapi perlu menyediakan kuasa kepada peranti daripada standard rangkaian. Dalam kata lain,penyesuai mesti diperkenalkan dari sumber dengan beberapa ciri kepada pengguna dengan keperluan kuasa yang berbeza. Reka bentuk skematik penukar voltan nadi 12-220 V membenarkan sambungan peranti yang beroperasi pada frekuensi 50 Hz. Selain itu, kuasa peralatan tidak boleh melebihi penarafan kuasa maksimum pengubah. Dan walaupun parameter voltan sepadan, peranti pengguna mesti mempunyai perlindungan terhadap beban rangkaian. Kaedah pembetulan voltan ini mempunyai beberapa kelebihan:
- Kemungkinan sesi bekerja yang panjang pada beban maksimum tanpa gangguan.
- Pelarasan output kuasa automatik.
- Peningkatan kecekapan memastikan kedua-dua kestabilan mod pengendalian peranti dan kebolehpercayaan tinggi fungsi litar elektrik.
Penukar beralih ke bawah
Apabila menggunakan peralatan frekuensi rendah atau kuasa rendah, adalah wajar bahawa terdapat keperluan untuk menurunkan penunjuk voltan. Sebagai contoh, tugas ini sering dihadapi semasa menyambungkan peranti pencahayaan - contohnya, lampu latar LED. Untuk menurunkan penukar menutup kunci pensuisan yang mengawal selia, selepas itu ia mengumpul tenaga "tambahan". Diod khas dalam litar tidak membenarkan arus dari sumber bekalan kepada pengguna. Pada masa yang sama, dalam sistem aruhan sendiri, diod penerus boleh melepasi denyutan voltan negatif. Dalam operasi penukar nadi 24-12 V, fungsi penstabilan keluaran amat penting. Kedua-dua linear danpenstabil impuls secara langsung. Lebih menguntungkan menggunakan peranti jenis kedua dengan modulasi lebar atau frekuensi. Dalam kes pertama, tempoh denyutan kawalan akan diperbetulkan, dan dalam kes kedua, kekerapan kejadiannya. Terdapat juga penstabil dengan kawalan bercampur, di mana pengendali boleh, jika perlu, menukar konfigurasi untuk melaraskan denyutan dalam kekerapan dan tempoh.
Penukar Lebar Denyut
Dalam proses kerja, peranti digunakan yang mengumpul tenaga hasil daripada transformasi. Ia boleh dimasukkan ke dalam struktur asas atau disambungkan terus ke voltan input tanpa merujuk kepada penukar. Satu cara atau yang lain, output akan menjadi penunjuk voltan purata, ditentukan oleh nilai voltan input dan kitaran tugas denyutan daripada kunci pensuisan. Penguat operasi mempunyai kalkulator khas yang menilai parameter isyarat input dan output, mendaftarkan perbezaan antara mereka. Jika voltan keluaran kurang daripada voltan rujukan, maka modulator disambungkan kepada peraturan, yang meningkatkan tempoh keadaan terbuka kunci pensuisan berbanding dengan masa penjana jam. Apabila voltan input berubah, penukar pensuisan melaraskan litar kawalan kekunci supaya perbezaan antara output dan voltan rujukan diminimumkan.
Kesimpulan
Dalam bentuk tulennya tanpa menyambungkan peranti tambahanseperti penerus dan penstabil, fungsi penukar dikurangkan dengan ketara, walaupun kecekapan kekal pada tahap yang tinggi. Peranti transformasi yang jarang dilakukan tanpa peralatan tambahan termasuk pengawal selia dalam rangkaian AC. Sekurang-kurangnya dalam kes ini, anda perlu memasang penapis pelicin dan penerus pada input. Sebaliknya, penukar nadi arus elektrik terus pada input dan output boleh menyokong fungsi utamanya secara autonomi. Tetapi walaupun dalam sistem sedemikian, adalah penting bahawa peranti boleh melaksanakan tugas penstabilan voltan. Juga, jangan lupa tentang kemungkinan gangguan dengan penggunaan aktif suis pensuisan dalam sistem penstabil. Dalam aplikasi yang tidak dibumikan, adalah disyorkan untuk menyambungkan penapis hingar ke blok penukar.
