Standart şebeke akımını tüketen elektrikli cihazları alternatif bir voltaj kaynağına bağlamaya ihtiyaç duyulduğunda 12 ila 220 V arasında bir voltaj dönüştürücü kullanılır. Çoğu durumda, bu ağ kullanılamaz. Özerk bir benzinli jeneratörün kullanılması, bakım kurallarına uyulmasını gerektirir: çalışan yakıt seviyesinin sürekli izlenmesi, havalandırma. Araba aküleri ile komple dönüştürücülerin kullanılması, sorunu en iyi şekilde çözmenizi sağlar.
İçerik
Amaç ve çalışma prensibi
Voltaj dönüştürücü nedir. Bu, giriş sinyalinin büyüklüğünü değiştiren elektronik bir cihazın adıdır. Yükseltme veya düşürme cihazı olarak kullanılabilir. Dönüştürmeden sonraki giriş voltajı hem büyüklüğünü hem de frekansını değiştirebilir.DC gerilimini AC çıkış sinyaline çeviren (dönüştüren) bu tür cihazlara inverter denir.
Voltaj dönüştürücüler hem tüketicilere AC enerjisi sağlayan bağımsız bir cihaz olarak hem de diğer ürünlerin bir parçası olabilir: sistemler ve kesintisiz güç kaynakları, doğrudan voltajı gerekli değere yükseltmek için cihazlar.
Eviriciler, harmonik salınımların gerilim jeneratörleridir. Özel bir kontrol devresi kullanan bir DC kaynağı, bir periyodik polarite anahtarlama modu yaratır. Sonuç olarak, yükün bağlı olduğu cihazın çıkış kontaklarında bir AC voltaj sinyali üretilir. Değeri (genliği) ve frekansı, dönüştürücü devresinin elemanları tarafından belirlenir.
Kontrol cihazı (kontrolör), kaynağın anahtarlama frekansını ve çıkış sinyalinin şeklini ayarlar ve genliği devrenin çıkış aşamasının elemanları tarafından belirlenir. Yükün AC devresine çekeceği maksimum güç için derecelendirilirler.
Kontrolör ayrıca, darbelerin süresini kontrol ederek (genişliklerini artırarak veya azaltarak) elde edilen çıkış sinyalinin büyüklüğünü kontrol etmek için kullanılır. Yükteki çıkış sinyalinin değerindeki değişikliklerle ilgili bilgiler, gerekli parametreleri kaydetmek için içinde bir kontrol sinyalinin üretildiği bir geri besleme devresi aracılığıyla kontrolöre girer. Bu tekniğe PWM (darbe genişliği modülasyonu) sinyalleri denir.
12V voltaj dönüştürücünün güç çıkış anahtarlarının devrelerinde güçlü kompozit bipolar transistörler, yarı iletken tristörler ve alan etkili transistörler kullanılabilir. Kontrol devreleri, bu tür dönüştürücüler için özel olarak tasarlanmış, gerekli fonksiyonlara sahip (mikrodenetleyiciler) kullanıma hazır cihazlar olan mikro devreler üzerinde uygulanmaktadır.
Kontrol devresi, invertörün çıkışını tüketici cihazlarının normal çalışması için gerekli sinyalle sağlamak için tuşların çalışma sırasını sağlar. Ayrıca kontrol devresi, çıkış voltajının yarım dalgalarının simetrisini sağlamalıdır. Bu, özellikle çıkışta yükseltici darbe transformatörleri kullanan devreler için önemlidir. Onlar için, simetri bozulduğunda ortaya çıkabilecek sabit bir voltaj bileşeninin görünümü kabul edilemez.
Gerilim invertörü (VIN) devreleri oluşturmak için birçok seçenek vardır, ancak bunlardan 3 ana ayırt edilir:
- trafosuz köprüde;
- nötr telli trafo IN;
- transformatörlü köprü devresi.
Her biri, içinde kullanılan güç kaynağına ve tüketicilere güç sağlamak için gereken çıkış gücüne bağlı olarak kendi alanında uygulama bulur. Her birine koruma ve sinyalizasyon unsurları sağlanmalıdır.
DC kaynağının düşük voltaj ve aşırı voltaj koruması, "girişteki" inverterlerin çalışma aralığını belirler. Tüketici ekipmanının normal çalışması için yüksek ve düşük AC çıkış voltajına karşı koruma gereklidir. Çalışma aralığı, kullanılan yükün gereksinimlerine göre ayarlanır.Bu tür korumalar tersine çevrilebilir, yani ekipman parametreleri normale döndürüldüğünde çalışma geri yüklenebilir.
Yükteki kısa devre veya çıkış akımındaki aşırı artış nedeniyle koruma devreye girerse, ekipmanı çalıştırmaya devam etmeden önce bu olayın nedenlerinin kapsamlı bir analizi gereklidir.
12V dönüştürücü, yerel bir elektrik şebekesi oluşturmak için en uygun olanıdır. Çok sayıda araba ve 12V DC pilin bulunması, kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılmalarını sağlar. Bu tür ağlar, kendi arabanızdan başlayarak çeşitli yerlerde oluşturulabilir. Mobildirler ve park yerine bağlı değildirler.
12 ila 220 volt dönüştürücü çeşitleri
12'den 220'ye kadar basit dönüştürücüler, düşük güç tüketen tüketiciler için tasarlanmıştır. Çıkış besleme voltajının kalitesi ve sinyalin şekli için gereksinimler düşüktür. Klasik devreleri PWM mikrodenetleyici kullanmaz. AND-NOT mantık elemanlarına monte edilen multivibratör, 100 Hz tekrarlama oranı ile elektriksel darbeler üretir. Bir anti-faz sinyali oluşturmak için bir D-flip-flop kullanılır. Ana osilatörün frekansını 2'ye böler. Doğrudan ve ters tetik çıkışlarında dikdörtgen darbeler şeklinde bir antifaz sinyali üretilir.
Bu sinyal, mantık elemanları üzerindeki tampon elemanlar aracılığıyla, anahtar transistörler üzerine kurulu dönüştürücünün çıkış devresini KONTROL ETMEZ. Güçleri, inverterlerin çıkış gücünü belirler.
Transistörler kompozit bipolar ve alan olabilir. Lavabo veya kollektör devreleri, transformatörün birincil sargısının yarısını içerir. Sekonder sargısı 220 V çıkış voltajı için tasarlanmıştır.Flip-flop 100 Hz multivibratör frekansını 2'ye böldüğü için çıkış frekansı 50 Hz olacaktır. Böyle bir değer, ev tipi elektrikli ve radyo ekipmanlarının büyük çoğunluğuna güç sağlamak için gereklidir.
Devrenin tüm elemanları, stabilizasyon ve yüksek frekanslı parazitlere karşı koruma için ek elemanlar kullanılarak aracın aküsü tarafından çalıştırılır. Pilin kendisi de onlardan korunur.
Basit dönüştürücülerin devrelerinde koruma ve otomatik kontrol unsurları sağlanmaz. Çıkış sinyalinin frekansı, kapasitörün kapasitansının seçimi ve ana osilatör devresine dahil olan direncin direnci ile belirlenir. Yükte kısa devreye karşı en basit koruma olarak, devreyi besleyen araç aküsünün devresinde sigorta kullanılır. Bu nedenle, her zaman yedek bir sigorta bağlantı setine sahip olmak gereklidir.
Diğer şemalara göre daha güçlü modern DC-AC dönüştürücüler yapılır. PWM kontrolörü çalışma modunu ayarlar. Ayrıca çıkış sinyalinin genliğini ve frekansını da belirler.
2000 W dönüştürücü devre (12 V+220 V+2000 W) gerekli çıkış gücünü elde etmek için çıkış kademelerinde güç aktif elemanlarının paralel bağlanmasını kullanır. Bu devre ile transistörlerin akımları toplanır.
Ancak güç parametresini artırmanın daha güvenilir bir yolu, çıkışı güçlü bir yükü bağlamak için kullanılan ortak bir DC / AC (doğru akım / alternatif akım) invertörünün giriş sinyali olarak birkaç DC / DC dönüştürücüyü birleştirmektir.DC/DC dönüştürücülerin her biri, transformatör çıkışlı bir invertör ve bu voltaj için bir doğrultucudan oluşur. Çıkış terminallerinde yaklaşık 300 V sabit voltaj vardır, çıkışta hepsi paralel olarak bağlanmıştır.
Bir invertörden 600 W'tan fazla güç elde etmek zordur. Cihazın tüm devresi akü voltajından güç alır.
Bu tür devreler, termal koruma da dahil olmak üzere her türlü koruma ile sağlanır. Sıcaklık sensörleri, çıkış transistörlerinin radyatörlerinin yüzeyine monte edilmiştir. Isıtma derecesine bağlı olarak voltaj üretirler. Eşik cihazı, tasarım aşamasında ayarlanmış olanla karşılaştırır ve ilgili alarmla cihazı durdurmak için bir sinyal verir. Her koruma türü, genellikle sesli olan kendi sinyal cihazıyla donatılmıştır.
Ayrıca, ilgili termal sensörün komutuyla otomatik olarak devreye giren, kasaya monte edilmiş bir hava soğutucusu yardımıyla ek cebri soğutma da kullanılır. Ayrıca, oluklu metalden yapıldığı için kasanın kendisi güvenilir bir ısı emicidir.
Çıkış voltajı dalga formuna göre
Tek fazlı voltaj dönüştürücüler iki gruba ayrılabilir:
- çıkışta saf sinüs dalgası ile;
- değiştirilmiş sinüs dalgası ile.
Birinci grubun eviricilerinde, yüksek frekanslı dönüştürücü sabit bir voltaj oluşturur. Değeri, cihazın çıkışında elde edilmesi gereken sinüzoidal sinyalin genliğine yakındır.Bir köprü devresinde, şekil olarak bir sinüzoide çok yakın olan bir bileşen, kontrolörün darbe genişlik modülasyonu ve bir alçak geçiren filtre ile bu DC geriliminden ayrılır. Çıkış transistörleri, harmonik yasaya göre değişen bir süre boyunca her yarım döngüde birkaç kez açılır.
Girişinde trafo veya motor bulunan cihazlar için saf sinüs dalgası gereklidir. Modern cihazların ana kısmı, şekli yaklaşık olarak bir sinüzoide benzeyen voltaj beslemesine izin verir. Anahtarlamalı güç kaynaklarına sahip ürünler tarafından özellikle düşük gereksinimler uygulanır.
Trafo cihazları
Gerilim dönüştürücüler, transformatörler içerebilir. İnverter devrelerinde, dikdörtgene yakın darbeler üreten ana blokaj osilatörlerinin çalışmasına katılırlar. Böyle bir jeneratörün parçası olarak bir darbe transformatörü kullanılır. Sargıları, pozitif bir geri besleme oluşturacak şekilde bağlanır ve bu da sönümsüz salınımların oluşmasına neden olur.
Manyetik devre (çekirdek), yüksek manyetik alan kapasitesine sahip bir alaşımdan yapılmıştır. Bu nedenle, transformatör doymamış bir modda çalışır. Çeşitli ferrit türleri, permalloy bu özelliklere sahiptir.
Multivibratörler, transformatör bloke edici jeneratörlerin yerini almıştır. Modern bir eleman tabanı kullanırlar ve öncekilere kıyasla daha yüksek bir frekans kararlılığına sahiptirler. Ayrıca multivibratör devrelerinde jeneratörün çalışma frekansının değiştirilmesi basit bir şekilde sağlanmaktadır.
Modern invertör modellerinde, transformatörler çıkış aşamalarında çalışır.Birincil sargının orta noktasından, içlerinde kullanılan transistörlerin kollektörlerine veya drenajlarına çıkış yoluyla, aküden besleme voltajı sağlanır. Sekonder sargılar, 220 V'luk bir alternatif voltaj için dönüşüm oranı kullanılarak hesaplanır. Bu değer, çoğu yerli tüketiciye güç sağlamak için kullanılır.
Benzer makaleler:
