Herhangi bir voltaj dönüştürücü, değerini gerekli değerle değiştirebilen elektrikli veya elektronik bir cihazdır. Bu cihaz, özellikle ağa farklı voltaj değerlerine sahip bir yük bağlamanın gerekli olduğu durumlarda talep görmektedir. Dahası, sadece bu parametrenin değerini düşürmekle kalmaz, aynı zamanda artırabilirler.
Çalışma prensibi
Gerilim dönüştürücülerin çalışma prensibini belirleyen temel gereklilik, yararlı gücü minimum kayıplarla çıkışa aktarma yeteneğidir (maksimum verimliliği sağlamak için). Bunun için, genellikle elektronik inverterler gibi kayıplar açısından ekonomik olan modüller kullanırlar. Bir transformatör devresine göre inşa edilmiş bir elektrik voltaj dönüştürücü, çalışma prensibini dikkate almak için en uygun olanıdır. İşleyişinin özü aşağıdaki gibidir:
- cihazın girişinde potansiyel, alternatif bir voltaj üretecinden veya benzer bir akım kaynağından gelir;
- şekle benzer bir sinyal, transformatörün çıkışından (ikincil sargısından) çıkarılır;
- gerekirse, alternatif çıkış gerilimi önce özel bir diyot bloğu ile giderilir ve sonra stabilize edilir.
İletilen gücün bir kısmı transformatör sargılarında (termal dağılım nedeniyle) kaybolduğundan, böyle bir devreden istenen verimliliği elde etmek çok zordur.
Cihazdan yüksek verimlilik elde etmek için, ekonomik modda çalışan anahtar şemaları transformatör çıkışına monte edilir. Transistörlerin kapalıdan açığa yüksek hızlı geçişine bağlı olarak çalıştıklarında, sargılardaki güç kayıpları önemli ölçüde azalır.
Yüksek voltajlı güç kaynakları ile çalışmak üzere tasarlanmış voltaj dönüştürücülerinde, geleneksel olarak kendiliğinden indüksiyon fenomeni kullanılır. Birincil sarımda keskin bir akım kesintisi ile çıkış ferrit çekirdeklerinde uygulanır. Aynı transistörlerin hepsi böyle bir kıyıcı olarak kullanılır ve çıkışta alınan darbe voltajı daha sonra düzeltilir. Bu tür şemalar, onlarca kV mertebesinde yüksek potansiyellerin elde edilmesini mümkün kılar. Bunlar zaten eski olan katot ışın tüplerinin güç devrelerinde ve televizyon resim tüplerinde kullanılır. Bu durumda, iyi bir verimlilik (% 80'e kadar) elde etmek mümkündür.
Kullanım alanları
Çok bölgeli voltaj dönüştürücülerin kapsamı çok geniştir. Geleneksel olarak aşağıdaki amaçlar için kullanılırlar:
- elektriğin dağıtımı ve iletimi için doğrusal cihazlarda;
- kaynak, ısıl işlem ve benzeri gibi kritik teknolojik işlemleri gerçekleştirmek için;
- gerekirse, teknolojinin çeşitli alanlarında yük devrelerinin güç beslemesi.
İlk durumda, enerji santrallerinde üretilen EMF, bu cihazların yardımıyla 6-24 kV'dan 110-220 kV'ye yükseltilir - bu formda kabloları uzun mesafelerde “damıtmak” daha kolaydır. Bölgesel trafo merkezlerinde, diğer transformatör cihazları önce 10 (6.3) kV'ye ve daha sonra normal 380 Volt'a indirgenmesini sağlıyor.
Proses ekipmanına bakım yaparken, voltaj dönüştürücüler elektrotermal tesisatlar veya kaynak transformatörleri olarak kullanılır.
Endüstride
En geniş uygulama alanı, aşağıdaki endüstriyel tüketici tasarımlarına yüksek kaliteli beslenme sağlamaktır:
- otomatik kontrol ve kontrol hatlarında çalışan ekipmanlar;
- telekomünikasyon ve iletişim cihazları;
- çok çeşitli elektrikli ölçüm cihazları;
- özel radyo ve televizyon cihazları ve benzerleri.
Yük hatlarını yüksek voltaj girişinden ayırmak için kullanılan "izolasyon" transformatörleri tarafından özel bir fonksiyon gerçekleştirilir.
Bu tür dönüştürücüler "yardımcı bir rol oynadığından", çoğu zaman küçük bir güce ve nispeten küçük bir boyuta sahiptirler.
Günlük yaşamda tıp ve savunma sanayinde
Gerilim dönüştürücüler günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadır. Onlara dayanarak, PSU'ların çoğu ev aletlerini ve aşağıdaki gibi daha karmaşık cihazları şarj etmek için kullanılır:
- Dalgalanma Koruyucular;
- çeviriciler;
- yedekli güç kaynakları, vb.
Bu cihazlar en çok tıpta, askeri alanda, enerji ve bilimde talep görmektedir. Bu endüstrilerde, dönüştürülmüş voltajın kalitesine (örneğin sinüzoidin "saflığı") ilişkin "katı" gereksinimlerdir.
Avantajlar ve dezavantajlar
Gerilim dönüştürücülerin avantajları şunları içerir:
- çıkış sinyalinin parametrelerini kontrol etme yeteneği - değişkenini frekans dönüştürme prensibini kullanarak sabit bir değere dönüştürme;
- giriş ve çıkış devreleri anahtarlama seçeneğinin mevcudiyeti (voltaj genliği değişimi);
- nominal değerlerinin belirli bir yüke ayarlanmasına izin verilmesi;
- genellikle modüler veya duvara monte edilmiş bir tasarımda yapılan ev dönüştürücülerinin tasarımının kompaktlığı ve basitliği;
- karlılık (üreticilere göre verimlilikleri% 90'a ulaşır);
- kullanım kolaylığı ve çok yönlülük;
- Uzun mesafelerde elektrik iletme ve kritik endüstrilerin çalışmasını sağlama yeteneği.
Dezavantajlar arasında yüksek maliyet ve düşük nem direnci bulunur (özellikle yüksek nemde kullanım için tasarlanmış modeller hariç).
Konvertör Çeşitleri
Mevcut tüm dönüştürücü türleri arasında aşağıdaki sınıflar göze çarpmaktadır:
- ev için özel cihazlar;
- yüksek gerilim ve yüksek frekanslı ekipman;
- trafosuz ve evirici darbe cihazları;
- DC / DC dönüştürücüler;
- ayarlanabilir cihazlar.
Bu elektronik cihaz kategorisine akım-gerilim dönüştürücüler dahildir.
Ev Aletleri
Sıradan bir kullanıcı, bu tür dönüştürücü cihazlarla sürekli olarak karşı karşıyadır, çünkü modern teknolojinin çoğu modelinde yerleşik bir güç kaynağı vardır. Aynı sınıf, dahili pille kesintisiz güç kaynaklarını (UPS) içerir.
Bazı durumlarda, ev tipi dönüştürücüler bir çift halka (evirici) devresine göre gerçekleştirilir.
Doğru akım kaynağından (örneğin batarya) bu dönüşüm nedeniyle, çıkışta standart 220 volt değerinde alternatif bir voltaj elde etmek mümkündür. Elektronik devrelerin bir özelliği, çıkışta sabit bir genlik sinüzoidal sinyali elde etme yeteneğidir.
Ayarlanabilir cihazlar
Bu birimler çıkış voltajını değerlendirebilir ve artırabilir. Pratikte, çıkış potansiyelinin düşük değerini sorunsuz bir şekilde değiştirmenize izin veren cihazlar daha yaygındır.
Klasik kasa, girişte 220 volt hareket ettiğinde ve çıkışta 2 ila 30 volt arasında ayarlanabilir sabit bir voltaj elde edilir.
Çıkış parametresinin ince ayarına sahip cihazlar geleneksel olarak modern araştırma laboratuvarlarındaki kadran ve dijital ölçüm cihazlarını test etmek için kullanılır.
Transformatörsüz cihazlar
Transformatörsüz (inverter) üniteler, ayrı bir kontrol modülünün kullanımını içeren elektronik bir prensip üzerine inşa edilmiştir.Ara bağlantı olarak bir frekans dönüştürücü kullanırlar, bu da çıkış sinyalini düzeltme için uygun bir forma yönlendirir. Modern invertör ekipman örneklerinde, genellikle dönüşüm kontrolünün kalitesini önemli ölçüde artıran programlanabilir mikrodenetleyiciler kurulur.
Yüksek voltajlı cihazlar, daha önce tarif edilen ve gerekli oranlarda iletilen voltajı arttıran ve azaltan istasyon transformatörleri ile temsil edilir.
Enerjiyi yüksek voltajlı hatlardan aktarırken ve bunu takiben dönüşüm yaparken, watt cinsinden kayıplarını en aza indirmeye çalışırlar.
Aynı sınıf, bir televizyon tüpündeki (kineskop) ışının kontrol edilmesi için bir sinyal oluşturan cihazları içerir.
