De functie van het omzetten van elektriciteit in de spanningsparameter kan worden uitgevoerd door verschillende apparaten, zoals generatoren, opladers en transformatorapparaten. Ze zijn allemaal in meer of mindere mate in staat om de eigenschappen van energie te veranderen, maar het gebruik ervan rechtvaardigt zich niet altijd in termen van technische en ergonomische kwaliteiten. Dit is deels te wijten aan het feit dat de taak om de stroom te transformeren voor de meeste regelaars niet de belangrijkste is - in ieder geval als we het hebben over zowel gelijkstroom als wisselstroom. Het zijn deze beperkingen die fabrikanten van elektrische apparatuur ertoe hebben aangezet een schakelomvormer te ontwikkelen, die gunstig afsteekt tegen zijn compacte formaat en nauwkeurigheid van spanningsstabilisatie.
Apparaatdetectie
Talloze radiotechnische apparaten, automatiserings- en communicatiemiddelen doen zelden zonder eenfasige en driefasige stroomapparaten voor stroomtransformatie in het bereik van eenheden tot honderden voltampères. Pulsapparaten worden gebruikt voor kleinere taken. Een elektrische omzetter van het pulstype is een apparaat dat:transformeert de spanning in kleine tijdsintervallen met een duur van de orde van 1-2 micron / sec. De spanningspulsen zijn rechthoekig van vorm en herhalen zich met een frequentie van 500-20.000 Hz.
Traditionele, in spanning verstelbare omvormers regelen doorgaans de weerstand van het apparaat. Het kan een thyristor of een transistor zijn waardoor continu stroom vloeit. Het is zijn energie die ervoor zorgt dat het controller-apparaat opwarmt, waardoor een deel van het vermogen verloren gaat. Tegen deze achtergrond ziet een pulsspanningsomvormer er aantrekkelijker uit in termen van technische en operationele eigenschappen, omdat het ontwerp een minimum aan onderdelen biedt, wat leidt tot een afname van elektrische interferentie. Het instelelement van de converter is een sleutel die in verschillende modi werkt - bijvoorbeeld in een open en gesloten toestand. En in beide gevallen komt de minimale hoeveelheid thermische energie vrij tijdens bedrijf, wat ook de prestaties van de apparatuur verhoogt.
Inverter opdracht
Overal waar een verandering in de parameters van elektriciteit nodig is, worden pulstransformatoren gebruikt in een of andere operationele configuratie. In de eerste fase van hun brede verspreiding werden ze voornamelijk gebruikt in pulstechnologie - bijvoorbeeld in triodegeneratoren, gaslasers, magnetrons en differentiërende radioapparatuur. Verder, naarmate het apparaat verbeterde, werden ze gebruikt in de meeste typische vertegenwoordigers van elektrische apparatuur. En dat was niet noodzakelijkgespecialiseerde apparatuur. Nogmaals, in verschillende versies kan een pulsomvormer aanwezig zijn in met name computers en tv's.
Een andere, maar minder bekende functie van transformatoren van dit type is beschermend. Op zichzelf kan impulsregeling worden beschouwd als een beschermende maatregel, maar de doelen van het aanpassen van spanningsparameters zijn aanvankelijk anders. Desalniettemin bieden speciale aanpassingen de apparatuur bescherming tegen kortsluiting onder belasting. Dit geldt met name voor apparatuur die in ruststand werkt. Er zijn ook pulsapparaten die oververhitting en overmatige spanningsverhogingen voorkomen.
Ontwerp van het apparaat
De converter bestaat uit meerdere wikkelingen (minstens twee). De eerste en belangrijkste is verbonden met het netwerk en de tweede wordt naar het doelapparaat verzonden. Wikkelingen kunnen worden gemaakt van aluminium of koperlegeringen, maar in beide gevallen wordt in de regel extra vernisisolatie gebruikt. De draden zijn gewikkeld op een isolerende basis, die op de kern is bevestigd - het magnetische circuit. In laagfrequente omvormers zijn de kernen gemaakt van transformatorstaal of een zachte magnetische legering, en in hoogfrequente omvormers zijn ze gebaseerd op ferriet.
Het laagfrequente magnetische circuit zelf wordt gevormd door sets platen W, G of U-vormig. Ferrietkernen worden meestal uit één stuk gemaakt - dergelijke onderdelen zijn aanwezig in lasomvormers en galvanische scheidingstransformatoren. Hoogfrequente transformatoren met laag vermogen envolledig afzien van de kern, omdat zijn functie wordt uitgevoerd door de luchtomgeving. Voor integratie in elektrische apparaten wordt het ontwerp van het magnetische circuit verzorgd door een frame. Dit is de zogenaamde pulsomvormereenheid, die wordt afgesloten met een beschermkap met markeringen en waarschuwingslabels. Als het tijdens het reparatieproces nodig is om het apparaat in te schakelen terwijl de kap is verwijderd, wordt deze handeling uitgevoerd via een aardlekschakelaar of een scheidingstransformator.
Als we het hebben over converters die worden gebruikt in moderne radio- en elektrotechniek, dan is er een aanzienlijk verschil tussen hen en klassieke spanningstransformatoren. De meest opvallende vermindering in grootte en gewicht. Pulse-apparaten kunnen enkele grammen wegen en toch hetzelfde presteren.
Kenmerken van operationele processen
Zoals reeds opgemerkt, worden toetsen gebruikt om de stroom in pulstransformatoren te regelen, die zelf bronnen van hoogfrequente interferentie kunnen worden. Dit is typisch voor stabiliserende modellen die in de huidige schakelmodus werken.
Op de schakelmomenten kunnen gevoelige stroom- en spanningsdalingen optreden, die voorwaarden scheppen voor anti-fase en common-mode interferentie aan de in- en uitgang. Om deze reden zorgt een schakelende stroomomvormer met een stabilisatorfunctie voor het gebruik van filters die interferentie elimineren. Om ongewenste elektromagnetische factoren te minimaliseren, wordt de schakelaar geschakeld op momenten dat de schakelaar geen stroom geleidt.(wanneer geopend). Deze manier van omgaan met interferentie wordt ook gebruikt in resonantieomvormers.
Een ander kenmerk van het werkproces van de apparaten in kwestie is de negatieve differentiële weerstand aan de ingang wanneer de spanning onder belasting wordt gestabiliseerd. Dat wil zeggen, naarmate de ingangsspanning toeneemt, neemt de stroom af. Met deze factor moet rekening worden gehouden om de stabiliteit van de omvormer te garanderen, die is aangesloten op bronnen met een hoge interne weerstand.
Vergelijking met lineaire omzetter
In tegenstelling tot lineaire apparaten, zijn pulsadapters gunstiger voor hogere prestaties, compacte afmetingen en de mogelijkheid van galvanische scheiding van circuits aan de ingang en uitgang. Om extra functionaliteit te bieden met het binden van apparaten van derden, is het gebruik van complexe verbindingsschema's niet vereist. Maar er zijn ook zwakke punten in de pulsomvormer in vergelijking met lineaire transformatoren. Deze omvatten de volgende nadelen:
- Onder de voorwaarde van het veranderen van ingangsstroom of spanning onder belasting, is het uitgangssignaal onstabiel.
- De aanwezigheid van de reeds genoemde impulsruis op de uitgangs- en ingangscircuits.
- Na plotselinge veranderingen in spannings- en stroomparameters heeft het systeem meer tijd nodig om te herstellen van transiënten.
- Risico op zelftrillingen die de prestaties van de apparatuur kunnen beïnvloeden. Bovendien worden dergelijke fluctuaties niet geassocieerd met de netwerkinstabiliteit van de bron, maar metconflicten binnen het stabilisatieschema.
DC/DC-omzetter
Alle soorten impulsapparaten van het DC / DC-systeem worden gekenmerkt door het feit dat de toetsen worden geactiveerd tijdens de vertaling van speciale impulsen in de richting van de transistor. In de toekomst vindt, vanwege de groeiende spanning, bovendien een logische vergrendeling van de transistoren plaats tegen de achtergrond van het opladen van de condensator. Het is deze functie die het DC-DC-schakelapparaat onderscheidt van vergelijkbare apparaten in onafhankelijke inverterapparatuur.
Normaal gesproken voeren deze apparaten DC-spanningsbewaking uit onder belasting tijdens het leveren van gelijkstroom aan het net. Dit soort controle wordt bereikt door de spanning op de openbare sleutel aan te passen. Kleine stroomwaarden maken het mogelijk om een hoog prestatieniveau vast te stellen, waarbij het rendement 95% kan bereiken. Het instellen van de piekprestaties van het systeem is een belangrijk pluspunt van pulsstroomomvormers, maar de implementatie van het DC-DC-circuit is niet in elk ontwerp mogelijk. In het apparaat moet het contactnetwerk in eerste instantie als bron fungeren - dit principe wordt met name gebruikt in batterijen en batterijen.
Boost Converter
Met behulp van deze transformator wordt de spanning verhoogd van 12 naar 220 V. Het wordt gebruikt in situaties waar er geen bron is met geschikte vermogensparameters, maar het is noodzakelijk om het apparaat van stroom te voorzien via een standaard netwerk. Met andere woorden,een adapter moet worden ingevoerd van een bron met bepaalde kenmerken naar een consument met verschillende stroomvereisten. Schematische ontwerpen van pulsspanningsomzetters 12-220 V maken de aansluiting mogelijk van apparaten die werken op een frequentie van 50 Hz. Bovendien mag het vermogen van de apparatuur het maximale vermogen van de transformator niet overschrijden. En zelfs als de spanningsparameters overeenkomen, moet het consumentenapparaat zijn beveiligd tegen overbelasting van het netwerk. Deze spanningscorrectiemethode heeft verschillende voordelen:
- Mogelijkheid van een lange werksessie bij maximale belasting zonder onderbreking.
- Automatische aanpassing van het uitgangsvermogen.
- Verhoogde efficiëntie zorgt voor zowel de stabiliteit van de bedrijfsmodus van het apparaat als de hoge betrouwbaarheid van de functie van het elektrische circuit.
Down-down schakelende converter
Bij gebruik van apparatuur met een lage frequentie of een laag vermogen, is het heel natuurlijk dat het nodig kan zijn om de spanningsindicator te verlagen. Deze taak wordt bijvoorbeeld vaak aangetroffen bij het aansluiten van verlichtingsapparaten, bijvoorbeeld LED-achtergrondverlichting. Om de omvormer te laten zakken sluit de regelschakelsleutel, waarna deze "extra" energie ophoopt. Een speciale diode in het circuit laat geen stroom van de voedingsbron naar de consument toe. Tegelijkertijd kunnen gelijkrichtdiodes in zelfinductiesystemen negatieve spanningspulsen doorgeven. Bij de werking van 24-12 V pulsomvormers is vooral de uitgangsstabilisatiefunctie belangrijk. zowel lineair alsdirecte impulsstabilisatoren. Het is voordeliger om apparaten van het tweede type met breedte- of frequentiemodulatie te gebruiken. In het eerste geval wordt de duur van de stuurpulsen gecorrigeerd en in het tweede geval de frequentie van hun optreden. Er zijn ook stabilisatoren met gemengde besturing, waarbij de operator, indien nodig, de configuratie kan wijzigen voor het aanpassen van pulsen in frequentie en duur.
Pulsbreedte-omzetter
Tijdens het werk wordt een apparaat gebruikt dat energie accumuleert als gevolg van transformatie. Het kan worden opgenomen in de basisstructuur of direct worden aangesloten op de ingangsspanning zonder verwijzing naar de converter. Op de een of andere manier zal de output een gemiddelde spanningsindicator zijn, bepaald door de waarde van de ingangsspanning en de duty cycle van de pulsen van de schakelsleutel. De operationele versterker heeft een speciale rekenmachine die de parameters van de ingangs- en uitgangssignalen evalueert en het verschil daartussen registreert. Als de uitgangsspanning lager is dan de referentiespanning, dan wordt een modulator aangesloten op de regeling, die de duur van de open toestand van de schakelsleutel verlengt ten opzichte van de tijd van de klokgenerator. Naarmate de ingangsspanning verandert, past de schakelomvormer het sleutelbesturingscircuit aan zodat het verschil tussen de uitgangs- en de referentiespanning wordt geminimaliseerd.
Conclusie
In zijn pure vorm zonder extra apparaten aan te sluitenzoals gelijkrichters en stabilisatoren, worden de functies van de converter aanzienlijk verminderd, hoewel het rendement op een hoog niveau blijft. Transformatie-apparaten die zelden zonder extra apparatuur kunnen, zijn onder meer regelaars in AC-netwerken. In dit geval moet u in ieder geval een afvlakfilter en een gelijkrichter aan de ingang installeren. Omgekeerd kunnen pulsomvormers van gelijkstroom zowel aan de ingang als aan de uitgang autonoom hun hoofdfunctie ondersteunen. Maar zelfs in dergelijke systemen is het belangrijk dat het apparaat de taak van spanningsstabilisatie kan uitvoeren. Vergeet ook mogelijke interferentie met het actieve gebruik van schakelschakelaars in het stabilisatorsysteem niet. In dergelijke niet-geaarde toepassingen wordt aanbevolen om een ruisfilter aan te sluiten op het convertorblok.
