Jännitteenmuuntajaa 12 - 220 V käytetään silloin, kun on tarvetta kytkeä sähkölaitteita, jotka kuluttavat tavallista verkkovirtaa vaihtojännitelähteeseen. Monissa tapauksissa tämä verkko ei ole käytettävissä. Autonomisen bensiinigeneraattorin käyttö edellyttää sen huoltoa koskevien sääntöjen noudattamista: jatkuva käyttöpolttoaineen tason seuranta, ilmanvaihto. Auton akkujen kanssa toimivien muuntimien käyttö mahdollistaa ongelman ratkaisemisen parhaalla tavalla.
Sisältö
Tarkoitus ja toimintaperiaate
Mikä on jännitteenmuunnin. Tämä on elektronisen laitteen nimi, joka muuttaa tulosignaalin suuruutta. Sitä voidaan käyttää askel ylös tai alas -laitteena. Tulojännite muunnoksen jälkeen voi muuttaa sekä sen suuruutta että taajuutta.Tällaisia laitteita, jotka muuttavat tasajännitteen (muuntavat sen) AC-lähtösignaaliksi, kutsutaan inverttereiksi.
Jännitemuuntajia käytetään sekä itsenäisenä laitteena, joka toimittaa kuluttajille vaihtovirtaa, että ne voivat olla osa muita tuotteita: järjestelmiä ja keskeytymättömiä virtalähteitä, laitteita tasajännitteen nostamiseksi vaadittuun arvoon.
Invertterit ovat harmonisten värähtelyjen jännitegeneraattoreita. Tasavirtalähde, joka käyttää erityistä ohjauspiiriä, luo säännöllisen napaisuuden vaihdon tilan. Tämän seurauksena AC-jännitesignaali syntyy sen laitteen lähtökoskettimissa, johon kuorma on kytketty. Sen arvo (amplitudi) ja taajuus määräytyvät muuntajapiirin elementtien mukaan.
Ohjauslaite (ohjain) asettaa lähteen kytkentätaajuuden ja lähtösignaalin muodon, ja sen amplitudin määräävät piirin lähtöasteen elementit. Ne on mitoitettu suurimmalle teholle, jonka kuorma kuluttaa vaihtovirtapiiriin.
Säätimellä ohjataan myös lähtösignaalin suuruutta, mikä saavutetaan ohjaamalla pulssien kestoa (lisäämällä tai vähentämällä niiden leveyttä). Tieto lähtösignaalin arvon muutoksista kuormituksella tulee säätimeen takaisinkytkentäpiirin kautta, jonka perusteella siihen muodostetaan ohjaussignaali tarvittavien parametrien tallentamiseksi. Tätä tekniikkaa kutsutaan PWM-signaaleiksi (pulssinleveysmodulaatio).
12V jännitemuuntimen tehon ulostulonäppäinten piireissä voidaan käyttää tehokkaita komposiittibipolaarisia transistoreja, puolijohdetyristoreita ja kenttätransistoreja. Ohjainpiirit toteutetaan mikropiireihin, jotka ovat käyttövalmiita laitteita, joissa on tarvittavat toiminnot (mikro-ohjaimet), jotka on erityisesti suunniteltu tällaisia muuntimia varten.
Ohjauspiiri tarjoaa näppäinten toimintajärjestyksen, jotta invertterin ulostulolle saadaan kuluttajalaitteiden normaalia toimintaa varten tarvittava signaali. Lisäksi ohjauspiirin tulee varmistaa lähtöjännitteen puoliaaltojen symmetria. Tämä on erityisen tärkeää piireissä, jotka käyttävät tehostettuja pulssimuuntajia lähdössä. Heille ei voida hyväksyä vakiojännitekomponentin esiintymistä, joka voi ilmaantua, kun symmetria rikkoutuu.
Jänniteinvertteripiirien (VIN) rakentamiseen on monia vaihtoehtoja, mutta niistä erotetaan kolme pääasiallista:
- IN muuntajaton silta;
- muuntaja IN neutraalilla johdolla;
- siltapiiri muuntajalla.
Jokaiselle niistä löytyy käyttöä alallaan riippuen siinä käytetystä virtalähteestä ja virrankuluttajille vaadittavasta lähtötehosta. Jokainen niistä on varustettava suoja- ja merkinantoelementeillä.
Tasavirtalähteen ali- ja ylijännitesuoja määrittää invertterien toiminta-alueen "tulossa". Suojaus korkeaa ja matalaa vaihtovirtajännitettä vastaan on välttämätöntä kuluttajalaitteiden normaalille toiminnalle. Toiminta-alue asetetaan käytettävän kuorman vaatimusten mukaan.Tämäntyyppiset suojaukset ovat palautuvia, eli kun laiteparametrit palautetaan normaaliksi, työ voidaan palauttaa.
Jos suoja laukeaa kuorman oikosulun tai liiallisen lähtövirran kasvun vuoksi, tämän tapahtuman syiden perusteellinen analyysi on tarpeen ennen laitteen käytön jatkamista.
12V muuntaja on sopivin paikallisen sähköverkon luomiseen. Suuri määrä autoja ja 12 V DC akkuja mahdollistaa niiden käytön käyttäjien tarpeisiin. Tällaisia verkkoja voidaan luoda useisiin paikkoihin, alkaen omasta autostasi. Ne ovat liikkuvia eivätkä ole riippuvaisia parkkipaikasta.
Erilaisia muuntimia 12 - 220 volttia
Yksinkertaiset muuntimet 12-220 on suunniteltu pienitehoisille kuluttajille. Vaatimukset lähtöjännitteen laadulle ja signaalin muodolle ovat alhaiset. Niiden klassiset piirit eivät käytä PWM-mikrokontrollereita. Logiikkaelementteihin AND-NOT koottu multivibraattori tuottaa sähköimpulsseja, joiden toistotaajuus on 100 Hz. D-flip-flopilla luodaan vastavaihesignaali. Se jakaa pääoskillaattorin taajuuden kahdella. Suorakulmaisten pulssien muodossa oleva vastavaihesignaali muodostetaan suorassa ja käänteisessä liipaisulähtössä.
Tämä signaali logiikkaelementtien puskurielementtien kautta EI ohjaa muuntimen lähtöpiiriä, joka on rakennettu avaintransistoreille. Niiden teho määrittää invertterien lähtötehon.
Transistorit voivat olla kaksinapaisia ja kenttäkomposiittisia. Altaan tai kollektoripiirit sisältävät puolet muuntajan ensiökäämistä. Sen toisiokäämi on suunniteltu 220 V:n lähtöjännitteelle.Koska flip-flop jakoi 100 Hz:n multivibraattoritaajuuden kahdella, lähtötaajuus on 50 Hz. Tällainen arvo on välttämätön suurimman osan kotitalouksien sähkö- ja radiolaitteista.
Kaikki piirin elementit saavat virtaa ajoneuvon akusta käyttämällä lisäelementtejä vakauttamiseen ja suojaamiseen suurtaajuuksilta. Myös itse akku on suojattu niiltä.
Yksinkertaisten muuntimien piireissä ei ole suoja- ja automaattiohjauselementtejä. Lähtösignaalin taajuus määräytyy pääoskillaattoripiiriin kuuluvan kondensaattorin kapasitanssin ja vastuksen resistanssin valinnan mukaan. Yksinkertaisina suojana kuorman oikosulkua vastaan piiriä syöttävän auton akun piirissä käytetään sulaketta. Siksi on aina tarpeen olla ylimääräinen sarja sulakelenkkejä.
Tehokkaammat nykyaikaiset DC-AC-muuntimet valmistetaan muiden järjestelmien mukaan. PWM-ohjain asettaa toimintatilan. Se määrittää myös lähtösignaalin amplitudin ja taajuuden.
2000 W muuntajapiiri (12 V+220 V+2000 W) käyttää tehoaktiivisten elementtien rinnakkaiskytkentää lähtöportaissaan tarvittavan lähtötehon saamiseksi. Tällä piirillä transistorien virrat lasketaan yhteen.
Mutta luotettavampi tapa lisätä tehoparametria on yhdistää useita DC / DC-muuntimia yhteisen DC / AC (tasavirta / vaihtovirta) invertterin tulosignaaliksi, jonka lähtöä käytetään voimakkaan kuorman kytkemiseen.Jokainen DC/DC-muuntaja koostuu invertteristä, jossa on muuntajalähtö ja tasasuuntaaja tälle jännitteelle. Lähtöliittimissä on vakiojännite noin 300 V. Ne kaikki on kytketty rinnan lähtöön.
Yhdestä invertteristä on vaikea saada yli 600 W tehoa. Laitteen koko piiri saa virtaa akkujännitteestä.
Tällaiset piirit on varustettu kaikenlaisilla suojauksilla, mukaan lukien lämpösuojaus. Lämpötila-anturit on asennettu lähtötransistorien säteilijöiden pinnalle. Ne tuottavat jännitettä lämmitysasteesta riippuen. Kynnyslaite vertaa sitä suunnitteluvaiheessa asetettuun laitteeseen ja antaa vastaavalla hälytyksellä signaalin laitteen pysäyttämiseksi. Jokainen suojatyyppi on varustettu omalla merkinantolaitteella, usein ääni.
Lisäjäähdytystä käytetään myös koteloon asennetun ilmajäähdyttimen avulla, joka käynnistyy automaattisesti vastaavan lämpöanturin käskystä. Lisäksi itse kotelo on luotettava jäähdytyselementti, koska se on valmistettu aaltopahvista.
Lähtöjännitteen aaltomuodon mukaan
Yksivaiheiset jännitemuuntimet voidaan jakaa kahteen ryhmään:
- puhtaan siniaallon lähdössä;
- modifioidulla siniaallolla.
Ensimmäisen ryhmän inverttereissä suurtaajuusmuuttaja luo vakiojännitteen. Sen arvo on lähellä sinimuotoisen signaalin amplitudia, joka vaaditaan laitteen ulostulossa.Siltapiirissä komponentti, joka on muodoltaan hyvin lähellä siniaaltoa, erotetaan tästä tasajännitteestä ohjaimen pulssinleveysmodulaatiolla ja alipäästösuodattimella. Lähtötransistorit avautuvat useita kertoja kussakin puolijaksossa ajan, joka vaihtelee harmonisen lain mukaan.
Puhdas siniaalto on välttämätön laitteille, joiden tulossa on muuntaja tai moottori. Suurin osa nykyaikaisista laitteista mahdollistaa jännitteensyötön, jonka muoto muistuttaa suunnilleen sinimuotoa. Hakkuriteholähteillä varustetut tuotteet asettavat erityisen alhaiset vaatimukset.
Muuntajalaitteet
Jännitteenmuuntimet voivat sisältää muuntajia. Invertteripiireissä ne osallistuvat master-estooskillaattorien toimintaan, joka tuottaa pulsseja, jotka ovat muodoltaan lähes suorakaiteen muotoisia. Osana tällaista generaattoria käytetään pulssimuuntajaa. Sen käämit on kytketty siten, että syntyy positiivinen takaisinkytkentä, mikä johtaa vaimentamattomien värähtelyjen syntymiseen.
Magneettipiiri (ydin) on valmistettu seoksesta, jolla on suuri magneettikenttäkapasiteetti. Tästä johtuen muuntaja toimii tyydyttymättömässä tilassa. Eri tyyppisillä ferriiteillä, permalloyilla on nämä ominaisuudet.
Multivibraattorit ovat korvanneet muuntajan estogeneraattorit. Ne käyttävät modernia elementtipohjaa ja niillä on korkeampi taajuusvakaus verrattuna edeltäjiinsä. Lisäksi multivibraattoripiireissä generaattorin toimintataajuuden muuttaminen saavutetaan yksinkertaisella tavalla.
Nykyaikaisissa invertterimalleissa muuntajat toimivat lähtöasteessa.Ensiökäämin keskipisteen lähdön kautta niissä käytettyjen transistorien kollektoreihin tai viemäreihin syötetään syöttöjännite akusta. Toisiokäämit lasketaan käyttämällä muunnossuhdetta 220 V vaihtojännitteelle. Tätä arvoa käytetään useimpien kotitalouksien virransyöttöön.
Samanlaisia artikkeleita:
