Funktionen med at konvertere elektricitet i spændingsparameteren kan udføres af forskellige enheder såsom generatorer, opladere og transformatorenheder. I en eller anden grad er de alle i stand til at ændre energiens egenskaber, men ikke altid deres brug retfærdiggør sig selv med hensyn til tekniske og ergonomiske kvaliteter. Det skyldes blandt andet, at opgaven med at transformere strømmen for de fleste regulatorer ikke er en central opgave - i hvert fald hvis vi taler om både jævn- og vekselstrøm. Det er disse begrænsninger, der motiverede producenter af elektrisk udstyr til at udvikle en switching-konverter, som kan sammenlignes med dens kompakte størrelse og spændingsstabiliseringsnøjagtighed.
Enhedsregistrering
Tallige radiotekniske enheder, midler til automatisering og kommunikation undværer sjældent enfasede og trefasede strømenheder til strømtransformation i intervallet fra enheder til hundredvis af volt-ampere. Pulsapparater bruges til smallere opgaver. En elektrisk konverter af en pulstype er en enhed, dertransformerer spændingen i små tidsintervaller med en varighed i størrelsesordenen 1-2 mikron/sek. Spændingsimpulserne er rektangulære og gentages med en frekvens på 500-20.000 Hz.
Traditionelle spændingsjusterbare omformere styrer typisk enhedens modstandsklassificering. Det kan være en tyristor eller en transistor, hvorigennem strømmen løber kontinuerligt. Det er hans energi, der får controllerenheden til at varme op, på grund af hvilken del af strømmen går tabt. På denne baggrund ser en pulsspændingsomformer mere attraktiv ud med hensyn til dens tekniske og operationelle egenskaber, da dens design giver et minimum af dele, hvilket fører til et fald i elektrisk interferens. Omformerens justeringselement er en nøgle, der fungerer i forskellige tilstande - for eksempel i åben og lukket tilstand. Og i begge tilfælde frigives den minimale mængde termisk energi under drift, hvilket også øger udstyrets ydeevne.
Inverter-tildeling
Hvor en ændring i parametrene for elektricitet er påkrævet, bruges pulstransformatorer i en eller anden driftskonfiguration. I den første fase af deres brede distribution blev de primært brugt i pulsteknologi - for eksempel i triodegeneratorer, gaslasere, magnetroner og differentierende radioudstyr. Yderligere, da enheden blev forbedret, begyndte de at blive brugt i de fleste typiske repræsentanter for elektrisk udstyr. Og det var det ikke nødvendigvisspecialiseret udstyr. Igen, i forskellige versioner kan en pulsomformer være til stede i især computere og tv'er.
En anden, men mindre kendt funktion af transformere af denne type er beskyttende. I sig selv kan impulsregulering betragtes som en beskyttelsesforanst altning, men målene for justering af spændingsparametre er oprindeligt forskellige. Ikke desto mindre giver specielle modifikationer udstyrsbeskyttelse mod kortslutninger under belastning. Dette gælder især for udstyr, der kører i tomgang. Der er også pulsenheder, der forhindrer overophedning og for store spændingsstigninger.
Design af enheden
Konverteren består af flere viklinger (mindst to). Den første og vigtigste er forbundet til netværket, og den anden sendes til målenheden. Viklinger kan være lavet af aluminium eller kobberlegeringer, men i begge tilfælde anvendes som regel yderligere lakisolering. Ledningerne er viklet på en isolerende base, som er fastgjort på kernen - det magnetiske kredsløb. I lavfrekvensomformere er kernerne lavet af transformerstål eller en blød magnetisk legering, og i højfrekvensomformere er de baseret på ferrit.
Det lavfrekvente magnetiske kredsløb i sig selv er dannet af sæt af plader W, G eller U-formede. Ferritkerner er norm alt lavet i ét stykke - sådanne dele er til stede i svejseinvertere og galvaniske isolationstransformatorer. Lav effekt højfrekvente transformere oghelt undvære kernen, da dens funktion udføres af luftmiljøet. Til integration i elektriske enheder er designet af det magnetiske kredsløb leveret af en ramme. Dette er den såkaldte pulsomformerenhed, som er lukket med et beskyttelsesdæksel med markeringer og advarselsmærkater. Hvis det under reparationsprocessen er nødvendigt at tænde enheden med dækslet fjernet, udføres denne handling gennem en fejlstrømsafbryder eller en isolationstransformator.
Hvis vi taler om omformere, der bruges i moderne radio- og elektroteknik, så vil der være en væsentlig forskel på dem og klassiske spændingstransformatorer. Den mest mærkbare reduktion i størrelse og vægt. Pulsenheder kan veje flere gram og stadig yde det samme.
Funktioner i operationelle processer
Som allerede nævnt bruges taster til at regulere strømmen i pulstransformatorer, som i sig selv kan blive kilder til højfrekvent interferens. Dette er typisk for stabiliserende modeller, der fungerer i strømskiftetilstand.
I koblingsøjeblikket kan der forekomme følsomme strøm- og spændingsfald, som skaber betingelser for anti-fase og common-mode interferens ved ind- og udgang. Af denne grund sørger en switching power converter med stabilisatorfunktion for brugen af filtre, der eliminerer interferens. For at minimere uønskede elektromagnetiske faktorer, skiftes kontakten på tidspunkter, hvor kontakten ikke leder strøm.(når åbent). Denne metode til at håndtere interferens bruges også i resonanskonvertere.
Et andet træk ved arbejdsprocessen for de pågældende enheder er den negative differensmodstand ved indgangen, når spændingen er stabiliseret under belastning. Det vil sige, at når indgangsspændingen stiger, falder strømmen. Denne faktor skal tages i betragtning for at sikre stabiliteten af konverteren, som er forbundet til kilder med høj intern modstand.
Sammenligning med lineær konverter
I modsætning til lineære enheder har pulsadaptere fordelagtigt højere ydeevne, kompakt størrelse og mulighed for galvanisk isolering af kredsløb ved ind- og udgang. For at give yderligere funktionalitet med binding af tredjepartsenheder er brugen af komplekse forbindelsesskemaer ikke påkrævet. Men der er også svagheder i pulsomformeren i sammenligning med lineære transformere. Disse omfatter følgende ulemper:
- Under betingelsen om ændring af indgangsstrøm eller spænding under belastning, er udgangssignalet ustabilt.
- Tilstedeværelsen af den allerede nævnte impulsstøj på output- og inputkredsløbene.
- Efter pludselige ændringer i spændings- og strømparametre tager systemet længere tid at komme sig efter transienter.
- Risiko for selvsvingninger, der kan påvirke udstyrets ydeevne. Desuden er udsving af denne art ikke forbundet med kildens netværksustabilitet, men medkonflikter inden for stabiliseringsordningen.
DC/DC-konverter
Alle varianter af impulsenheder i DC / DC-systemet er kendetegnet ved, at tasterne aktiveres under oversættelsen af specielle impulser i retning af transistoren. I fremtiden, på grund af den voksende spænding, sker der desuden en logisk låsning af transistorerne på baggrund af genopladning af kondensatoren. Det er denne funktion, der adskiller DC-DC-koblingsenheden fra lignende enheder i uafhængigt inverterudstyr.
Disse enheder udfører typisk jævnspændingsovervågning under belastning i processen med at levere jævnstrøm til nettet. Denne form for kontrol opnås ved at justere spændingen på den offentlige nøgle. Små strømværdier gør det muligt at fastsætte et højt ydelsesniveau, hvor effektiviteten kan nå 95%. Indstilling af systemets maksimale ydeevne er et væsentligt plus ved pulsstrømomformere, men implementeringen af DC-DC-kredsløbet er ikke mulig i alle design. I enheden skal kontaktnetværket i første omgang fungere som en kilde - især bruges dette princip i batterier og batterier.
Boost Converter
Ved hjælp af denne transformer øges spændingen fra 12 til 220 V. Den bruges i situationer, hvor der ikke er nogen kilde med passende strømparametre, men det er nødvendigt at levere strøm til enheden fra en standard netværk. Med andre ord,en adapter skal indføres fra en kilde med nogle karakteristika til en forbruger med forskellige strømkrav. Skematisk design af pulsspændingsomformere 12-220 V tillader tilslutning af enheder, der fungerer ved en frekvens på 50 Hz. Desuden bør udstyrets effekt ikke overstige transformatorens maksimale effekt. Og selvom spændingsparametrene stemmer overens, skal forbrugerenheden have beskyttelse mod netværksoverbelastning. Denne spændingskorrektionsmetode har flere fordele:
- Mulighed for en lang arbejdssession ved maksimal belastning uden afbrydelser.
- Automatisk effektjustering.
- Øget effektivitet sikrer både stabiliteten af enhedens driftstilstand og den høje pålidelighed af funktionen af det elektriske kredsløb.
Down-down switching converter
Når du bruger udstyr med lav frekvens eller lavt strømforbrug, er det helt naturligt, at der kan være behov for at sænke spændingsindikatoren. For eksempel støder man ofte på denne opgave ved tilslutning af belysningsenheder - for eksempel LED-baggrundsbelysning. For at sænke konverteren lukker den regulerende koblingsnøgle, hvorefter den akkumulerer "ekstra" energi. En speciel diode i kredsløbet tillader ikke strøm fra forsyningskilden til forbrugeren. Samtidig kan ensretterdioder i selvinduktionssystemer sende negative spændingsimpulser. Ved drift af 24-12 V pulsomformere er udgangsstabiliseringsfunktionen særlig vigtig. Både lineær ogdirekte impulsstabilisatorer. Det er mere rentabelt at bruge enheder af den anden type med bredde- eller frekvensmodulation. I det første tilfælde vil varigheden af kontrolimpulserne blive korrigeret, og i det andet frekvensen af deres forekomst. Der findes også stabilisatorer med blandet styring, hvori operatøren om nødvendigt kan ændre konfigurationen for justering af pulser i frekvens og varighed.
Pulse Width Converter
I arbejdsprocessen bruges en enhed, der akkumulerer energi som følge af transformation. Den kan indgå i grundstrukturen eller tilsluttes direkte til indgangsspændingen uden reference til konverteren. På den ene eller anden måde vil udgangen være en gennemsnitlig spændingsindikator, bestemt af værdien af indgangsspændingen og driftscyklussen af impulserne fra omskiftningsnøglen. Operationsforstærkeren har en speciel lommeregner, der evaluerer parametrene for input- og outputsignalerne og registrerer forskellen mellem dem. Hvis udgangsspændingen er mindre end referencespændingen, tilsluttes en modulator til reguleringen, hvilket øger varigheden af omskiftningsnøglens åbne tilstand i forhold til urgeneratorens tid. Efterhånden som indgangsspændingen ændres, justerer switching-konverteren nøglekontrolkredsløbet, så forskellen mellem output- og referencespændingen minimeres.
Konklusion
I sin rene form uden tilslutning af hjælpeenhederligesom ensrettere og stabilisatorer er konverterens funktioner væsentligt reduceret, selvom effektiviteten forbliver på et højt niveau. Transformationsenheder, der sjældent klarer sig uden ekstra udstyr, omfatter regulatorer i AC-netværk. I det mindste i dette tilfælde skal du installere et udjævningsfilter og en ensretter ved indgangen. Omvendt kan pulsomformere af jævnstrøm både ved indgangen og udgangen autonomt understøtte deres hovedfunktion. Men selv i sådanne systemer er det vigtigt, at enheden kan udføre opgaven med spændingsstabilisering. Glem heller ikke om mulig interferens med den aktive brug af skiftekontakter i stabilisatorsystemet. I sådanne ikke-jordede applikationer anbefales det at tilslutte et støjfilter til konverterblokken.
