Varje spänningsomvandlare är en elektrisk eller elektronisk anordning som kan ändra dess värde med önskat värde. Denna enhet är särskilt efterfrågad i situationer då det är nödvändigt att ansluta en last med olika spänningsbetyg till nätverket. Dessutom kan de inte bara sänka värdet på denna parameter, utan också öka den.
Funktionsprincip
Det huvudsakliga kravet som bestämmer principen om drift av spänningsomvandlare är förmågan att överföra användbar kraft till utgången med minimala förluster (för att säkerställa maximal effektivitet). För detta använder de ofta moduler som är ekonomiska när det gäller förluster, till exempel elektroniska inverterare. En elektrisk spänningsomvandlare byggd enligt en transformatorkrets är den mest praktiska för att beakta driftsprincipen. Kärnan i dess funktion är följande:
- vid ingången till enheten kommer potentialen från en växelspänningsgenerator eller en liknande strömkälla;
- en signal liknande form avlägsnas från transformatorns utgång (från dess sekundära lindning);
- vid behov korrigeras först den växlande utspänningen med ett speciellt diodblock och stabiliseras sedan.
Det är mycket svårt att uppnå önskad effektivitet från en sådan krets, eftersom en del av den överförda kraften går förlorad i transformatorns lindningar (på grund av termisk spridning).
För att erhålla hög effektivitet från enheten installeras nyckelscheman som arbetar i ett ekonomiskt läge vid transformatorns utgång. När de arbetar, baserat på höghastighetsomkoppling av transistorer från stängd till öppen, minskas kraftförlusterna i lindningarna avsevärt.
I spänningsomvandlare utformade för att arbeta med högspänningskällor används traditionellt självinduktion. Det implementeras i utgående ferritkärnor med ett kraftigt avbrott i strömmen i den primära lindningen. Alla samma transistorer används som en sådan hackare, och pulsspänningen mottagen vid utgången korrigeras sedan. Sådana schema gör det möjligt att erhålla höga potential i storleksordningen flera tiotals kV. De används i strömkretsar för redan föråldrade katodstrålerör samt i tv-bildrör. I detta fall är det möjligt att uppnå en god effektivitet (upp till 80%).
Användningsområden
Räckvidden för spänningsomvandlare med flera zoner är mycket omfattande. De används traditionellt för följande ändamål:
- i linjära enheter för distribution och överföring av elektricitet;
- för att utföra sådana kritiska tekniska operationer som svetsning, värmebehandling och liknande;
- vid behov strömförsörjning av lastkretsar inom olika teknikområden.
I det första fallet ökar EMF genererad vid kraftverk med hjälp av dessa enheter från 6-24 kV till 110-220 kV - i denna form är det lättare att "destillera" ledningarna över långa avstånd. Vid distriktsstationer tillhandahåller andra transformatorenheter redan sin reduktion, först till 10 (6,3) kV och sedan till de vanliga 380 volt.
Vid service av teknisk utrustning används spänningsomvandlare som elektrotermiska installationer eller svetstransformatorer.
Inom branschen
Det mest omfattande användningsområdet är att tillhandahålla högkvalitativ näring till följande industrikonstruktioner av konsumenter:
- utrustning som arbetar i automatiska styr- och styrledningar;
- telekommunikations- och kommunikationsenheter;
- ett brett utbud av elektriska mätinstrument;
- speciell radio- och TV-utrustning och liknande.
En speciell funktion utförs av de så kallade isoleringstransformatorerna som används för att avkoppla lastledningarna från högspänningsingången.
Eftersom sådana omvandlare "spelar en extra roll" har de oftast en liten kraft och en relativt liten storlek.
I vardagen, medicin och försvarsindustrin
Spänningsomvandlare används ofta i vardagen. Baserat på dem användes de flesta PSU: er för att ladda hushållsapparater, såväl som mer komplexa enheter som:
- Överspänningsskydd;
- växelriktare;
- redundanta strömförsörjningar etc.
Dessa enheter är mest efterfrågade inom medicin, den militära sfären, såväl som inom energi och vetenskap. I dessa branscher är de särskilt "stränga" krav gällande kvaliteten på den omvandlade spänningen (till exempel sinusoidens "renhet").
Fördelar och nackdelar
Fördelarna med spänningsomvandlare inkluderar:
- förmågan att kontrollera parametrarna för utsignalen - förvandla dess variabel till ett konstant värde med hjälp av principen för frekvensomvandling;
- tillgänglighet av alternativet att växla ingångs- och utgångskretsar (variation i spänningsamplitud);
- tillåtet att justera deras nominella värden till en specifik belastning;
- kompakthet och enkelhet i design av hushållskonverterare, som ofta tillverkas i en modulär eller väggmonterad design;
- lönsamhet (enligt tillverkarna når deras effektivitet 90%);
- användarvänlighet och mångsidighet;
- förmågan att överföra el över långa avstånd och säkerställa driften av kritiska industrier.
Nackdelarna inkluderar höga kostnader och låg fuktbeständighet (med undantag för modeller som är specifikt utformade för användning i hög luftfuktighet).
Variationer av omvandlare
Bland alla olika befintliga typer av omvandlare skiljer sig följande klasser ut:
- specialanordningar för hemmet;
- högspännings- och högfrekvent utrustning;
- transformatorlösa och inverterande pulsanordningar;
- DC / DC-omvandlare;
- justerbara enheter.
Till denna kategori av elektroniska enheter inkluderar ström till spänningsomvandlare.
Hushållsapparater
En vanlig användare möter ständigt denna typ av omvandlare, eftersom de flesta modeller av modern teknik har en inbyggd strömförsörjning. I samma klass ingår avbrottsfri strömförsörjning (UPS) med inbyggt batteri.
I vissa fall utförs hushållskonverterare enligt en dubbelringskrets (inverter).
På grund av denna omvandling från en likströmskälla (till exempel batteri) är det möjligt att erhålla en växelspänning med ett standardvärde på 220 volt vid utgången. En egenskap hos elektroniska kretsar är förmågan att erhålla en ren sinusformad signal med konstant amplitud vid utgången.
Justerbara enheter
Dessa enheter kan värdera utspänningen och öka den. I praktiken är enheter vanligare som gör att du enkelt kan ändra det lägre värdet på utmatningspotentialen.
Det klassiska fallet är när 220 volt verkar på ingången, och en justerbar konstant spänning på 2 till 30 volt erhålls vid utgången.
Instrument med finjustering av utgångsparametern används traditionellt för att testa urtavla och digitala mätinstrument i moderna forskningslaboratorier.
Transformatorlösa enheter
Transformatorfria enheter (inverterare) är byggda på en elektronisk princip som involverar användning av en separat styrmodul.De använder en frekvensomvandlare som mellanlänk, vilket leder utsignalen till en form som är lämplig för korrigering. I moderna prover av inverterutrustning installeras ofta programmerbara mikrokontroller som avsevärt förbättrar kvaliteten på omvandlingskontrollen.
Högspänningsanordningar representeras av stationer som redan beskrivits, vilka ökar och minskar den överförda spänningen i de erforderliga proportioner.
Vid överföring av energi genom högspänningsledningar och efterföljande omvandling försöker de minimera sina förluster i watt till ett minimum.
I samma klass ingår enheter som bildar en signal för styrning av strålen i ett tv-rör (kineskop).
