Кернеу параметріндегі электр энергиясын түрлендіру функциясын генераторлар, зарядтағыштар және трансформатор құрылғылары сияқты әртүрлі құрылғылар орындауға болады. Бір дәрежеде олардың барлығы энергияның сипаттамаларын өзгертуге қабілетті, бірақ әрқашан оларды пайдалану техникалық және эргономикалық сапа тұрғысынан өзін ақтамайды. Бұл ішінара көптеген реттегіштер үшін токты түрлендіру міндеті негізгі емес екеніне байланысты - кез келген жағдайда, егер біз тікелей және айнымалы ток туралы айтатын болсақ. Дәл осы шектеулер электр жабдықтарын өндірушілерді ықшам өлшемімен және кернеуді тұрақтандыру дәлдігімен жақсы салыстырылатын коммутациялық түрлендіргішті әзірлеуге итермеледі.
Құрылғыны анықтау
Көптеген радиотехникалық құрылғылар, автоматика және байланыс құралдары бірліктен жүздеген вольт-амперге дейінгі диапазондағы токты түрлендіруге арналған бір фазалы және үш фазалы қуат құрылғыларынсыз сирек болады. Импульстік құрылғылар тар тапсырмалар үшін пайдаланылады. Импульстік түрдегі электр түрлендіргіші - бұл құрылғыкернеуді шағын уақыт аралықтарында 1-2 мкм/сек ретті ұзақтығымен түрлендіреді. Кернеу импульстерінің пішіні тікбұрышты және 500-20 000 Гц жиілікте қайталанады.
Дәстүрлі кернеу реттелетін түрлендіргіштер әдетте құрылғының кедергі рейтингін басқарады. Бұл тиристор немесе ток үздіксіз өтетін транзистор болуы мүмкін. Дәл оның энергиясы контроллер құрылғысының қызуын тудырады, соның салдарынан қуат бөлігі жоғалады. Осының аясында импульстік кернеу түрлендіргіші өзінің техникалық және пайдалану қасиеттері бойынша тартымды көрінеді, өйткені оның дизайны электрлік кедергілердің төмендеуіне әкелетін ең аз бөлшектерді қарастырады. Түрлендіргіштің реттеуші элементі әртүрлі режимдерде жұмыс істейтін кілт болып табылады - мысалы, ашық және жабық күйде. Және екі жағдайда да жұмыс кезінде жылу энергиясының ең аз мөлшері шығарылады, бұл да жабдықтың өнімділігін арттырады.
Инвертор тағайындау
Электр энергиясының параметрлерін өзгерту қажет болған жерде импульстік трансформаторлар сол немесе басқа операциялық конфигурацияда қолданылады. Кең таралудың бірінші кезеңінде олар негізінен импульстік технологияда қолданылды - мысалы, триодтық генераторларда, газ лазерлерінде, магнетрондарда және дифференциалдау радиоаппаратураларында. Әрі қарай, құрылғы жетілдіріліп, олар электр жабдықтарының көптеген типтік өкілдерінде қолданыла бастады. Және бұл міндетті емес едіарнайы жабдық. Тағы да, әртүрлі нұсқаларда импульстік түрлендіргіш компьютерлер мен теледидарларда, атап айтқанда, болуы мүмкін.
Осы түрдегі трансформаторлардың басқа, бірақ онша танымал емес қызметі қорғаныс болып табылады. Өздігінен импульсті реттеу қорғаныс шарасы ретінде қарастырылуы мүмкін, бірақ кернеу параметрлерін реттеу мақсаттары бастапқыда әртүрлі. Осыған қарамастан, арнайы модификациялар жабдықты жүктеме кезінде қысқа тұйықталудан қорғауды қамтамасыз етеді. Бұл әсіресе бос режимде жұмыс істейтін жабдыққа қатысты. Сондай-ақ қызып кетуден және кернеудің шамадан тыс жоғарылауынан сақтайтын импульстік құрылғылар бар.
Құрылғының дизайны
Түрлендіргіш бірнеше орамдардан (кемінде екі) тұрады. Бірінші және негізгі желіге қосылған, ал екіншісі мақсатты құрылғыға жіберіледі. Орамдарды алюминий немесе мыс қорытпаларынан жасауға болады, бірақ екі жағдайда да, әдетте, қосымша лак оқшаулауы қолданылады. Сымдар оқшаулағыш негізге оралған, ол өзекке - магниттік тізбекке бекітілген. Төмен жиілікті түрлендіргіштерде өзектер трансформаторлық болаттан немесе жұмсақ магниттік қорытпадан, ал жоғары жиілікті түрлендіргіштерде феррит негізінде жасалады.
Төменгі жиілікті магниттік контурдың өзі W, G немесе U-тәрізді пластиналардың жиынтықтарынан жасалған. Феррит өзектері әдетте бір бөліктен жасалған - мұндай бөліктер дәнекерлеу инверторларында және гальваникалық оқшаулау трансформаторларында бар. Төмен қуатты жоғары жиілікті трансформаторлар жәнеядродан толығымен бас тартады, өйткені оның қызметін ауа ортасы орындайды. Электрлік құрылғыларға біріктіру үшін магниттік тізбектің конструкциясы жақтаумен қамтамасыз етіледі. Бұл белгілер мен ескерту белгілері бар қорғаныс қақпағымен жабылған импульстік түрлендіргіш деп аталатын қондырғы. Жөндеу барысында құрылғыны қақпағы шешілген күйде қосу қажет болса, бұл операция RCD немесе оқшаулау трансформаторы арқылы орындалады.
Егер қазіргі радио және электротехникада қолданылатын түрлендіргіштер туралы айтатын болсақ, онда олардың классикалық кернеу трансформаторларынан айтарлықтай айырмашылығы болады. Көлемі мен салмағының ең елеулі төмендеуі. Импульстік құрылғылардың салмағы бірнеше грамм болуы мүмкін, бірақ бәрібір бірдей жұмыс істейді.
Операциялық процестердің ерекшеліктері
Жоғарыда айтылғандай, пернелер импульстік трансформаторлардағы токты реттеу үшін пайдаланылады, олардың өзі жоғары жиілікті кедергі көздеріне айналуы мүмкін. Бұл ағымдағы коммутация режимінде жұмыс істейтін тұрақтандыру үлгілеріне тән.
Ауысу сәттерінде кіріс пен шығыста антифазалық және жалпы режимдегі кедергілерге жағдай жасайтын сезімтал ток пен кернеудің төмендеуі орын алуы мүмкін. Осы себепті тұрақтандырғыш функциясы бар коммутациялық қуат түрлендіргіші кедергілерді болдырмайтын сүзгілерді пайдалануды қамтамасыз етеді. Қажет емес электромагниттік факторларды азайту үшін коммутатор ток өткізбейтін уақытта ауыстырылады.(ашық болғанда). Бұл кедергімен күресу әдісі резонанстық түрлендіргіштерде де қолданылады.
Қарастырылып отырған құрылғылардың жұмыс процесінің тағы бір ерекшелігі - жүктеме кезінде кернеу тұрақтандырылған кезде кірістегі теріс дифференциалдық кедергі. Яғни кіріс кернеуі артқан сайын ток азаяды. Ішкі кедергісі жоғары көздерге қосылған түрлендіргіштің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін бұл факторды ескеру қажет.
Сызықтық түрлендіргішпен салыстыру
Сызықтық құрылғылардан айырмашылығы, импульстік адаптерлер жоғары өнімділікпен, ықшам өлшеммен және кіріс пен шығыста тізбектерді гальваникалық оқшаулау мүмкіндігімен ерекшеленеді. Үшінші тарап құрылғыларын байланыстыру арқылы қосымша функционалдылықты қамтамасыз ету үшін күрделі қосылу схемаларын пайдалану қажет емес. Бірақ импульстік түрлендіргіштің сызықтық трансформаторлармен салыстырғанда әлсіз жақтары да бар. Оларға келесі кемшіліктер кіреді:
- Кіріс тогы немесе жүктеме кезінде кернеу өзгерген жағдайда шығыс сигналы тұрақсыз.
- Шығыс және кіріс тізбектерінде жоғарыда айтылған импульстік шудың болуы.
- Кернеу мен ток параметрлерінің кенеттен өзгеруінен кейін жүйенің өтпелі кезеңдерден қалпына келуі ұзағырақ уақыт алады.
- Жабдықтың өнімділігіне әсер етуі мүмкін өздігінен тербеліс қаупі. Сонымен қатар, мұндай ауытқулар көздің желілік тұрақсыздығымен емес, сонымен байланыстытұрақтандыру схемасындағы қайшылықтар.
тұрақты/тұрақты ток түрлендіргіш
Тұрақты/тұрақты ток жүйесінің импульстік құрылғыларының барлық сорттары транзистордың бағыты бойынша арнайы импульстарды аудару кезінде пернелердің іске қосылуымен сипатталады. Болашақта кернеудің артуына байланысты транзисторлардың логикалық құлыпталуы, сонымен қатар конденсаторды қайта зарядтау фонында орын алады. Дәл осы қасиет DC-DC коммутациялық құрылғысын тәуелсіз инверторлық жабдықтағы ұқсас құрылғылардан ерекшелендіреді.
Әдетте, бұл құрылғылар желіге тұрақты ток қуатын беру процесінде жүктеме кезінде тұрақты кернеуді бақылауды орындайды. Басқарудың бұл түріне ашық кілттегі кернеуді реттеу арқылы қол жеткізіледі. Шағын ағымдағы мәндер өнімділіктің жоғары деңгейін бекітуге мүмкіндік береді, бұл кезде тиімділік 95% жетуі мүмкін. Жүйенің ең жоғары өнімділігін орнату импульстік ток түрлендіргіштерінің маңызды плюс болып табылады, дегенмен DC-DC тізбегін жүзеге асыру әрбір дизайнда мүмкін емес. Құрылғыда контакт желісі бастапқыда көз ретінде әрекет етуі керек - атап айтқанда, бұл принцип батареялар мен батареяларда қолданылады.
Күшейту түрлендіргіші
Бұл трансформатордың көмегімен кернеу 12-ден 220 В-қа дейін артады. Ол қолайлы қуат параметрлері бар көз жоқ жағдайларда қолданылады, бірақ құрылғыны стандартты қуатпен қамтамасыз ету қажет. желі. Басқа сөздермен айтқанда,адаптерді кейбір сипаттамалары бар көзден әртүрлі қуат талаптары бар тұтынушыға енгізу керек. 12-220 В импульстік кернеу түрлендіргіштерінің схемалық конструкциялары 50 Гц жиілікте жұмыс істейтін құрылғыларды қосуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жабдықтың қуаты трансформатордың максималды қуатынан аспауы керек. Кернеу параметрлері сәйкес келсе де, тұтынушы құрылғысы желінің шамадан тыс жүктелуінен қорғауға ие болуы керек. Бұл кернеуді түзету әдісінің бірнеше артықшылығы бар:
- Үзіліссіз максималды жүктемеде ұзақ жұмыс сеансы мүмкіндігі.
- Қуат шығысын автоматты реттеу.
- Тиімділіктің жоғарылауы құрылғының жұмыс режимінің тұрақтылығын да, электр тізбегі функциясының жоғары сенімділігін де қамтамасыз етеді.
Төмен-төмен ауыстырғыш түрлендіргіш
Төмен жиілікті немесе төмен қуатты жабдықты пайдаланған кезде кернеу индикаторын төмендету қажет болуы әбден мүмкін. Мысалы, бұл тапсырма жарықтандыру құрылғыларын қосу кезінде жиі кездеседі - мысалы, жарықдиодты артқы жарықтандыру. Түрлендіргішті төмендету үшін реттеуші коммутация кілтін жабады, содан кейін ол «қосымша» энергияны жинақтайды. Тізбектегі арнайы диод қоректендіру көзінен тұтынушыға токқа жол бермейді. Сонымен қатар, өздігінен индукциялық жүйелерде түзеткіш диодтар теріс кернеу импульстарын өткізе алады. 24-12 В импульстік түрлендіргіштердің жұмысында шығысты тұрақтандыру функциясы ерекше маңызды. Сызықтық жәнетікелей импульстік тұрақтандырғыштар. Ені немесе жиілік модуляциясы бар екінші типті құрылғыларды пайдалану тиімдірек. Бірінші жағдайда басқару импульстерінің ұзақтығы түзетіледі, ал екіншісінде олардың пайда болу жиілігі. Сондай-ақ аралас басқаруы бар тұрақтандырғыштар бар, оларда оператор қажет болған жағдайда жиілік пен ұзақтықта импульстарды реттеу конфигурациясын өзгерте алады.
Импульстік ен түрлендіргіш
Жұмыс процесінде түрлендіру нәтижесінде энергия жинақталатын құрылғы қолданылады. Ол негізгі құрылымға қосылуы мүмкін немесе түрлендіргішке сілтемесіз тікелей кіріс кернеуіне қосылуы мүмкін. Кез келген жағдайда шығыс кіріс кернеуінің мәнімен және коммутациялық кілттен импульстердің жұмыс циклімен анықталатын орташа кернеу көрсеткіші болады. Операциялық күшейткіште кіріс және шығыс сигналдарының параметрлерін бағалайтын, олардың арасындағы айырмашылықты тіркейтін арнайы калькулятор бар. Егер шығыс кернеуі эталондық кернеуден аз болса, онда реттеуге модулятор қосылады, ол тактілік генератордың уақытына қатысты коммутациялық кілттің ашық күйінің ұзақтығын арттырады. Кіріс кернеуі өзгерген кезде коммутациялық түрлендіргіш кілтті басқару тізбегін шығыс пен эталондық кернеу арасындағы айырмашылық барынша азайтылатындай реттейді.
Қорытынды
Көмекші құрылғыларды қоспай таза күйіндетүзеткіштер мен тұрақтандырғыштар сияқты, тиімділік жоғары деңгейде болғанымен, түрлендіргіштің функциялары айтарлықтай төмендейді. Қосымша жабдықсыз сирек жұмыс істейтін түрлендіру құрылғыларына айнымалы ток желілеріндегі реттегіштер жатады. Кем дегенде, бұл жағдайда кіріске тегістейтін сүзгіні және түзеткішті орнатуға тура келеді. Керісінше, кірісте де, шығыста да тұрақты электр токтарының импульстік түрлендіргіштері олардың негізгі функциясын автономды түрде қамтамасыз ете алады. Бірақ мұндай жүйелерде де құрылғының кернеуді тұрақтандыру тапсырмасын орындай алуы маңызды. Сондай-ақ, тұрақтандырғыш жүйесіндегі коммутациялық қосқыштарды белсенді пайдалану кезінде мүмкін болатын кедергілер туралы ұмытпаңыз. Мұндай негізсіз қолданбаларда конвертер блогына шу сүзгісін жалғау ұсынылады.
