Elektrības pārveidošanas funkciju sprieguma parametrā var veikt dažādas ierīces, piemēram, ģeneratori, lādētāji un transformatoru ierīces. Vienā vai otrā pakāpē tie visi spēj mainīt enerģijas raksturlielumus, taču ne vienmēr to izmantošana attaisnojas no tehnisko un ergonomisko īpašību viedokļa. Daļēji tas ir saistīts ar faktu, ka lielākajai daļai regulatoru strāvas pārveidošanas uzdevums nav galvenais - jebkurā gadījumā, ja mēs runājam gan par līdzstrāvu, gan maiņstrāvu. Tieši šie ierobežojumi motivēja elektrisko iekārtu ražotājus izstrādāt komutācijas pārveidotāju, kas ir izdevīgāks salīdzinājumā ar tā kompakto izmēru un sprieguma stabilizācijas precizitāti.
Ierīces noteikšana
Daudzas radiotehnikas ierīces, automatizācijas un sakaru līdzekļi reti iztiek bez vienfāzes un trīsfāžu barošanas ierīcēm strāvas pārveidošanai diapazonā no vienībām līdz simtiem voltu ampēru. Impulsu ierīces tiek izmantotas šaurākiem uzdevumiem. Impulsu tipa elektriskais pārveidotājs ir ierīce, kaspārveido spriegumu nelielos laika intervālos ar ilgumu 1-2 mikroni / sek. Sprieguma impulsi ir taisnstūra formā un atkārtojas ar frekvenci 500–20 000 Hz.
Tradicionālie pārveidotāji ar regulējamu spriegumu parasti kontrolē ierīces pretestības reitingu. Tas var būt tiristors vai tranzistors, caur kuru nepārtraukti plūst strāva. Tā ir viņa enerģija, kas izraisa kontroliera ierīces uzkaršanu, kā rezultātā tiek zaudēta daļa jaudas. Uz šī fona impulsa sprieguma pārveidotājs izskatās pievilcīgāks tā tehnisko un ekspluatācijas īpašību ziņā, jo tā dizains paredz minimālu daļu detaļu, kas samazina elektriskos traucējumus. Pārveidotāja regulēšanas elements ir atslēga, kas darbojas dažādos režīmos - piemēram, atvērtā un aizvērtā stāvoklī. Un abos gadījumos darbības laikā tiek atbrīvots minimālais siltumenerģijas daudzums, kas arī palielina iekārtas veiktspēju.
Invertora piešķiršana
Vienmēr, kur nepieciešama elektroenerģijas parametru maiņa, tiek izmantoti impulsu transformatori vienā vai citā darbības konfigurācijā. To plašās izplatīšanas pirmajā posmā tos galvenokārt izmantoja impulsu tehnoloģijā - piemēram, triodes ģeneratoros, gāzes lāzeros, magnetronos un diferencējošās radioiekārtās. Turklāt, ierīcei uzlabojoties, tos sāka izmantot tipiskākajos elektrisko iekārtu pārstāvjos. Un tas nebija obligātispecializēts aprīkojums. Atkal, dažādās versijās impulsu pārveidotājs var būt iekļauts datoros un jo īpaši televizoros.
Vēl viena, bet mazāk zināma šāda veida transformatoru funkcija ir aizsargājoša. Pats par sevi impulsu regulēšanu var uzskatīt par aizsardzības līdzekli, taču sprieguma parametru regulēšanas mērķi sākotnēji ir atšķirīgi. Neskatoties uz to, īpašas modifikācijas nodrošina aprīkojuma aizsardzību pret īssavienojumiem zem slodzes. Tas jo īpaši attiecas uz iekārtām, kas darbojas tukšgaitas režīmā. Ir arī impulsa ierīces, kas novērš pārkaršanu un pārmērīgu sprieguma pieaugumu.
Ierīces dizains
Pārveidotājs sastāv no vairākiem tinumiem (vismaz diviem). Pirmais un galvenais ir savienots ar tīklu, bet otrais tiek nosūtīts uz mērķa ierīci. Tinumus var izgatavot no alumīnija vai vara sakausējumiem, taču abos gadījumos parasti tiek izmantota papildu lakas izolācija. Vadi ir uztīti uz izolācijas pamatnes, kas ir piestiprināta pie serdes - magnētiskās ķēdes. Zemfrekvences pārveidotājos serdeņi ir izgatavoti no transformatora tērauda vai mīksta magnētiska sakausējuma, bet augstfrekvences pārveidotājos to pamatā ir ferīts.
Pašu zemfrekvences magnētisko ķēdi veido W, G vai U formas plākšņu komplekti. Ferīta serdeņus parasti izgatavo vienā gabalā – šādas detaļas ir metināšanas invertoros un galvaniskās izolācijas transformatoros. Mazjaudas augstfrekvences transformatori unpilnībā atteikties no kodola, jo tā funkciju veic gaisa vide. Integrēšanai elektriskās ierīcēs magnētiskās ķēdes dizainu nodrošina rāmis. Šī ir tā sauktā impulsu pārveidotāja iekārta, kas ir aizvērta ar aizsargvāciņu ar marķējumu un brīdinājuma uzlīmēm. Ja remonta laikā ir nepieciešams ieslēgt ierīci ar noņemtu vāku, šī darbība tiek veikta caur RCD vai izolācijas transformatoru.
Ja runājam par pārveidotājiem, kas tiek izmantoti mūsdienu radio un elektrotehnikā, tad starp tiem būs būtiska atšķirība no klasiskajiem sprieguma transformatoriem. Visievērojamākais izmēra un svara samazinājums. Impulsu ierīces var svērt vairākus gramus un joprojām darboties vienādi.
Darbības procesu iezīmes
Kā jau minēts, impulsu transformatoros strāvas regulēšanai tiek izmantoti taustiņi, kas paši var kļūt par augstfrekvences traucējumu avotiem. Tas ir raksturīgi stabilizējošiem modeļiem, kas darbojas pašreizējā pārslēgšanas režīmā.
Pārslēgšanas brīžos var rasties jutīgi strāvas un sprieguma kritumi, kas rada apstākļus pretfāzes un kopējā režīma traucējumiem ieejā un izejā. Šī iemesla dēļ pārslēgšanas jaudas pārveidotājs ar stabilizatora funkciju nodrošina filtru izmantošanu, kas novērš traucējumus. Lai samazinātu nevēlamos elektromagnētiskos faktorus, slēdzis tiek pārslēgts brīžos, kad slēdzis nevada strāvu.(kad ir atvērts). Šo traucējumu novēršanas metodi izmanto arī rezonanses pārveidotājos.
Vēl viena aplūkojamo ierīču darba procesa iezīme ir negatīvā diferenciālā pretestība ieejā, kad spriegums tiek stabilizēts zem slodzes. Tas ir, palielinoties ieejas spriegumam, strāva samazinās. Šis faktors ir jāņem vērā, lai nodrošinātu pārveidotāja stabilitāti, kas ir savienots ar avotiem ar augstu iekšējo pretestību.
Salīdzinājums ar lineāro pārveidotāju
Atšķirībā no lineārajām ierīcēm, impulsu adapteriem ir labāka veiktspēja, kompakts izmērs un iespēja galvaniski izolēt ķēdes pie ieejas un izejas. Lai nodrošinātu papildu funkcionalitāti ar trešo pušu ierīču saistīšanu, nav nepieciešams izmantot sarežģītas savienojuma shēmas. Bet impulsu pārveidotājā ir arī trūkumi, salīdzinot ar lineārajiem transformatoriem. Tie ietver šādus trūkumus:
- Ja slodzes laikā mainās ieejas strāva vai spriegums, izejas signāls ir nestabils.
- Jau minētā impulsa trokšņa klātbūtne izejas un ievades shēmās.
- Pēc pēkšņām sprieguma un strāvas parametru izmaiņām sistēmai ir nepieciešams ilgāks laiks, lai atgūtu no pārejas traucējumiem.
- Pašsvārstību risks, kas var ietekmēt iekārtas darbību. Turklāt šāda veida svārstības ir saistītas nevis ar avota tīkla nestabilitāti, bet gan arkonflikti stabilizācijas shēmā.
DC/DC pārveidotājs
Visām līdzstrāvas / līdzstrāvas sistēmas impulsu ierīču šķirnēm ir raksturīgs tas, ka taustiņi tiek aktivizēti īpašo impulsu pārveidošanas laikā tranzistora virzienā. Nākotnē pieaugošā sprieguma dēļ notiek loģiska tranzistoru bloķēšana, turklāt uz kondensatora uzlādes fona. Tieši šī funkcija atšķir DC-DC komutācijas ierīci no līdzīgām ierīcēm neatkarīgās invertora iekārtās.
Parasti šīs ierīces veic līdzstrāvas sprieguma uzraudzību zem slodzes, līdzstrāvas padeves procesā tīklam. Šāda veida vadība tiek panākta, regulējot publiskās atslēgas spriegumu. Mazas strāvas vērtības ļauj fiksēt augstu veiktspējas līmeni, pie kura efektivitāte var sasniegt 95%. Sistēmas maksimālās veiktspējas iestatīšana ir ievērojams impulsu strāvas pārveidotāju pluss, tomēr līdzstrāvas-līdzstrāvas ķēdes ieviešana nav iespējama katrā dizainā. Ierīcē kontaktu tīklam sākotnēji jādarbojas kā avotam - jo īpaši šis princips tiek izmantots baterijās un akumulatoros.
Boost Converter
Ar šī transformatora palīdzību spriegums tiek palielināts no 12 līdz 220 V. To izmanto situācijās, kad nav avota ar piemērotiem jaudas parametriem, bet ir nepieciešams nodrošināt ierīci ar strāvu no standarta. tīkls. Citiem vārdiem sakot,adapteris jāievada no avota ar dažiem raksturlielumiem patērētājam ar atšķirīgām jaudas prasībām. Impulsu sprieguma pārveidotāju 12-220 V shematiskie dizaini ļauj savienot ierīces, kas darbojas ar frekvenci 50 Hz. Turklāt iekārtas jauda nedrīkst pārsniegt transformatora maksimālo jaudu. Un pat tad, ja sprieguma parametri sakrīt, patērētāja ierīcei jābūt aizsardzībai pret tīkla pārslodzi. Šai sprieguma korekcijas metodei ir vairākas priekšrocības:
- Iespēja ilgstoši strādāt ar maksimālu slodzi bez pārtraukuma.
- Automātiska jaudas izvades regulēšana.
- Paaugstināta efektivitāte nodrošina gan ierīces darbības režīma stabilitāti, gan augstu elektriskās ķēdes darbības uzticamību.
Uz leju pārslēdzams pārveidotājs
Lietojot zemfrekvences vai mazjaudas iekārtas, ir gluži dabiski, ka var rasties nepieciešamība pazemināt sprieguma indikatoru. Piemēram, ar šo uzdevumu bieži nākas saskarties, pievienojot apgaismes ierīces - piemēram, LED fona apgaismojumu. Lai pazeminātu pārveidotāju, tiek aizvērts regulēšanas pārslēgšanas taustiņš, pēc kura tas uzkrāj "papildu" enerģiju. Īpaša diode ķēdē nepieļauj strāvu no barošanas avota patērētājam. Tajā pašā laikā pašindukcijas sistēmās taisngriežu diodes var nodot negatīvus sprieguma impulsus. 24-12 V impulsu pārveidotāju darbībā īpaši svarīga ir izejas stabilizācijas funkcija. Gan lineāri, gantieši impulsu stabilizatori. Izdevīgāk ir izmantot otrā tipa ierīces ar platuma vai frekvences modulāciju. Pirmajā gadījumā tiks koriģēts kontroles impulsu ilgums, bet otrajā - to rašanās biežums. Ir arī stabilizatori ar jauktu vadību, kuros operators vajadzības gadījumā var mainīt konfigurāciju impulsu frekvences un ilguma regulēšanai.
Impulsa platuma pārveidotājs
Darba procesā tiek izmantota iekārta, kas transformācijas rezultātā akumulē enerģiju. To var iekļaut pamatstruktūrā vai tieši savienot ar ieejas spriegumu bez atsauces uz pārveidotāju. Vienā vai otrā veidā izeja būs vidējā sprieguma indikators, ko nosaka ieejas sprieguma vērtība un impulsu darba cikls no pārslēgšanas atslēgas. Operacionālajam pastiprinātājam ir speciāls kalkulators, kas novērtē ieejas un izejas signālu parametrus, reģistrējot starpību starp tiem. Ja izejas spriegums ir mazāks par atsauces spriegumu, tad regulēšanai tiek pievienots modulators, kas palielina pārslēgšanas atslēgas atvērtā stāvokļa ilgumu attiecībā pret pulksteņa ģeneratora laiku. Mainoties ieejas spriegumam, pārslēgšanas pārveidotājs pielāgo atslēgas vadības ķēdi tā, lai starpība starp izejas un atsauces spriegumu tiktu samazināta līdz minimumam.
Secinājums
Tīrā veidā bez palīgierīču pievienošanastāpat kā taisngrieži un stabilizatori, pārveidotāja funkcijas ir ievērojami samazinātas, lai gan efektivitāte saglabājas augstā līmenī. Pārveidošanas ierīces, kas reti iztiek bez papildu aprīkojuma, ietver regulatorus maiņstrāvas tīklos. Vismaz šajā gadījumā pie ieejas būs jāuzstāda izlīdzinošais filtrs un taisngriezis. Un otrādi, tiešās elektriskās strāvas impulsu pārveidotāji gan ieejā, gan izejā var autonomi nodrošināt savu galveno funkciju. Bet pat šādās sistēmās ir svarīgi, lai ierīce varētu veikt sprieguma stabilizācijas uzdevumu. Tāpat neaizmirstiet par iespējamiem traucējumiem, aktīvi izmantojot pārslēgšanas slēdžus stabilizatora sistēmā. Šādos nezemētos lietojumos ir ieteicams pārveidotāja blokam pievienot trokšņu filtru.
