Enhver spændingskonverter er en elektrisk eller elektronisk enhed, der kan ændre dens værdi med den krævede værdi. Denne enhed er især efterspurgt i situationer, hvor det er nødvendigt at tilslutte en belastning med forskellige spændingsvurderinger til netværket. Desuden kan de ikke kun sænke værdien af denne parameter, men også øge den.
Funktionsprincip
Det vigtigste krav, der bestemmer princippet om drift af spændingsomformere, er evnen til at overføre nyttig strøm til output med minimale tab (for at sikre maksimal effektivitet). Til dette bruger de ofte moduler, der er økonomiske med hensyn til tab, for eksempel elektroniske invertere. En elektrisk spændingskonverter bygget efter et transformatorkredsløb er den mest bekvemme til overvejelse af driftsprincippet. Essensen af dens funktion er som følger:
- ved indgangen til enheden kommer potentialet fra en vekselstrømsgenerator eller en lignende strømkilde;
- et signal, der har lignende form, fjernes fra udgangen fra transformeren (fra dens sekundære vikling);
- om nødvendigt korrigeres den vekslende udgangsspænding først af en speciel diode-blok og stabiliseres derefter.
Det er meget vanskeligt at opnå den ønskede effektivitet fra et sådant kredsløb, da en del af den transmitterede effekt går tabt i transformatorviklingerne (på grund af termisk spredning).
For at opnå høj effektivitet fra enheden installeres nøgleskemaer, der fungerer i en økonomisk tilstand ved transformerens output. Når de fungerer, baseret på højhastighedsomskiftning af transistorer fra lukket til åben, reduceres effekttabene i viklingerne markant.
I spændingsomformere designet til at arbejde med højspændingsforsyningskilder bruges traditionelt selvinduktion. Det implementeres i output-ferritkerner med en kraftig afbrydelse af strømmen i den primære vikling. Alle de samme transistorer bruges som en sådan hakker, og den impuls, der modtages ved udgangen, korrigeres derefter. Sådanne skemaer gør det muligt at opnå høje potentialer i størrelsesordenen adskillige snesevis af kV. De bruges i strømkredsløb i allerede forældede katodestrålerør samt i tv-billedrør. I dette tilfælde er det muligt at opnå en god effektivitet (op til 80%).
Anvendelsesområder
Omfanget af spændingsomformere med flere zoner er meget omfattende. De bruges traditionelt til følgende formål:
- i lineære enheder til distribution og transmission af elektricitet;
- til udførelse af sådanne kritiske teknologiske operationer som svejsning, varmebehandling og lignende;
- om nødvendigt strømforsyning af belastningskredsløb inden for forskellige teknologiområder.
I det første tilfælde øges EMF, der genereres ved kraftværker ved hjælp af disse enheder fra 6-24 kV til 110-220 kV - i denne form er det lettere at "destillere" ledningerne over lange afstande. Ved distriktsstationer giver andre transformatorenheder allerede dens reduktion, først til 10 (6,3) kV og derefter til de sædvanlige 380 volt.
Ved service af procesudstyr bruges spændingsomformere som elektrotermiske installationer eller svejsetransformere.
I industrien
Det mest omfattende anvendelsesområde er at levere ernæring af høj kvalitet til følgende industrielle design af forbrugere:
- udstyr, der fungerer i automatiske kontrol- og kontrolledninger;
- telekommunikations- og kommunikationsenheder;
- en lang række elektriske måleinstrumenter;
- specielt radio- og tv-udstyr og lignende.
En speciel funktion udføres af de såkaldte “isolation” -transformatorer, der bruges til at afkoble belastningslinjerne fra højspændingsindgangen.
Da sådanne konvertere "spiller en hjælperolle", har de oftest en lille magt og en relativt lille størrelse.
I hverdagen, medicin og forsvarsindustrien
Spændingsomformere bruges meget i hverdagen. Baseret på dem bruges de fleste PSU'er til at oplade husholdningsapparater samt mere komplekse enheder som:
- Overspændingsbeskyttere;
- invertere;
- redundante strømforsyninger osv.
Disse enheder er mest efterspurgte inden for medicin, den militære sfære såvel som inden for energi og videnskab. I disse brancher er de især "hårde" krav til kvaliteten af den konverterede spænding (f.eks. Sinusoidens "renhed").
Fordele og ulemper
Fordelene ved spændingsomformere inkluderer:
- evnen til at kontrollere parametrene for udgangssignalet - omdanne dets variabel til en konstant værdi ved hjælp af princippet om frekvensomdannelse
- tilgængeligheden af muligheden for at skifte input og output kredsløb (variation i spænding amplitude);
- tilladelsen til at justere deres nominelle værdier til en bestemt belastning;
- kompaktitet og enkelhed i design af husholdningsomformere, som ofte fremstilles i et modulopbygget eller vægmonteret design;
- rentabilitet (ifølge fabrikanterne når deres effektivitet 90%)
- brugervenlighed og alsidighed;
- evnen til at overføre elektricitet over lange afstande og sikre driften af kritiske industrier.
Ulemperne inkluderer høje omkostninger og lav fugtbestandighed (med undtagelse af modeller, der er specielt designet til brug i høj luftfugtighed).
Sorter af konvertere
Blandt alle forskellige eksisterende typer konvertere skiller sig følgende klasser ud:
- specielle enheder til hjemmet;
- højspænding og højfrekvent udstyr;
- transformatorløse og inverterimpulsanordninger;
- DC / DC-konvertere;
- justerbare enheder.
Til denne kategori af elektroniske enheder inkluderer strøm til spændingsomformere.
Hvidevarer
En almindelig bruger står konstant over for denne type konverterenheder, da de fleste modeller af moderne teknologi har en indbygget strømforsyning. Den samme klasse inkluderer uafbrudt strømforsyning (UPS) med indbygget batteri.
I nogle tilfælde udføres husholdningsomformere i henhold til et dobbeltringskredsløb (inverter).
På grund af denne konvertering fra en jævnstrømskilde (for eksempel batteri) er det muligt at opnå en vekselstrøm med en standardværdi på 220 volt ved udgangen. Et træk ved elektroniske kredsløb er evnen til at opnå et rent sinusformet signal med konstant amplitude ved udgangen.
Justerbare enheder
Disse enheder er i stand til at værdsætte udgangsspændingen og øge den. I praksis er enheder mere almindelige, der giver dig mulighed for glat at ændre den lavere værdi af outputpotentialet.
Det klassiske tilfælde er, når 220 volt virker på indgangen, og der opnås en justerbar konstant spænding på 2 til 30 volt ved udgangen.
Instrumenter med finjustering af outputparameteren bruges traditionelt til at teste urskive og digitale måleinstrumenter i moderne forskningslaboratorier.
Transformatorløse enheder
Transformatorløse (inverter) enheder er bygget efter et elektronisk princip, der involverer brugen af et separat styremodul.De bruger en frekvensomformer som et mellemled, hvilket bringer udgangssignalet til en bekvem form til korrektion. I moderne prøver af inverterudstyr installeres ofte programmerbare mikrokontrollere, der i høj grad forbedrer kvaliteten af konverteringskontrol.
Højspændingsanordninger er repræsenteret af allerede beskrevne stationstransformatorer, som øger og mindsker den transmitterede spænding i de krævede proportioner.
Ved overførsel af energi gennem højspændingsledninger og efterfølgende transformation forsøger de at minimere dets tab i watt til et minimum.
Den samme klasse inkluderer enheder, der danner et signal til styring af strålen i et tv-rør (kinescope).
