Gerilim parametresindeki elektriği dönüştürme işlevi, jeneratörler, şarj cihazları ve trafo cihazları gibi çeşitli cihazlar tarafından gerçekleştirilebilir. Bir dereceye kadar, hepsi enerjinin özelliklerini değiştirebilir, ancak kullanımları her zaman teknik ve ergonomik nitelikler açısından kendini haklı çıkarmaz. Bu kısmen, çoğu düzenleyici için akımı dönüştürme görevinin önemli bir görev olmamasından kaynaklanmaktadır - her durumda, hem doğrudan hem de alternatif akım hakkında konuşursak. Elektrikli ekipman üreticilerini, kompakt boyutu ve voltaj stabilizasyon doğruluğu ile olumlu bir şekilde karşılaştıran bir anahtarlama dönüştürücüsü geliştirmeye motive eden bu sınırlamalardır.
Cihaz algılama
Çok sayıda radyo mühendisliği cihazı, otomasyon ve iletişim araçları, birimlerden yüzlerce volt-ampere kadar olan aralıklarda akım dönüşümü için tek fazlı ve üç fazlı güç cihazları olmadan nadiren çalışır. Darbe cihazları daha dar görevler için kullanılır. Darbe tipi bir elektrik dönüştürücü, bir cihazdır.1-2 mikron/sn mertebesinde bir süre ile voltajı küçük zaman aralıklarında dönüştürür. Voltaj darbeleri dikdörtgen şeklindedir ve 500-20.000 Hz frekansında tekrarlanır.
Geleneksel voltaj ayarlı dönüştürücüler tipik olarak cihazın direnç derecesini kontrol eder. İçinden akımın sürekli aktığı bir tristör veya transistör olabilir. Gücün hangi kısmının kaybolduğu nedeniyle kontrol cihazının ısınmasına neden olan enerjisidir. Bu arka plana karşı, bir darbe voltaj dönüştürücüsü, tasarımı minimum parça sağladığından, teknik ve operasyonel özellikleri açısından daha çekici görünüyor, bu da elektriksel parazitte bir azalmaya yol açıyor. Dönüştürücünün ayar elemanı, örneğin açık ve kapalı durumda olmak üzere farklı modlarda çalışan bir anahtardır. Ve her iki durumda da, çalışma sırasında minimum miktarda termal enerji açığa çıkar ve bu da ekipmanın performansını artırır.
İnvertör ataması
Elektrik parametrelerinde bir değişikliğin gerekli olduğu her yerde, darbe transformatörleri şu veya bu operasyonel konfigürasyonda kullanılır. Geniş dağıtımlarının ilk aşamasında, esas olarak darbe teknolojisinde - örneğin triyot jeneratörlerinde, gaz lazerlerinde, magnetronlarda ve farklılaştırıcı radyo ekipmanlarında kullanıldılar. Ayrıca, cihaz geliştikçe, çoğu tipik elektrikli ekipman temsilcisinde kullanılmaya başlandı. Ve mutlaka değildiözel ekipman. Yine farklı versiyonlarda özellikle bilgisayarlarda ve televizyonlarda darbe dönüştürücü mevcut olabilir.
Bu tip transformatörlerin daha az bilinen, ancak başka bir işlevi koruyucudur. Darbe regülasyonu kendi başına koruyucu bir önlem olarak kabul edilebilir, ancak voltaj parametrelerini ayarlama amaçları başlangıçta farklıdır. Bununla birlikte, özel modifikasyonlar, yük altında kısa devrelere karşı ekipman koruması sağlar. Bu, özellikle rölanti modlarında çalışan ekipman için geçerlidir. Ayrıca aşırı ısınmayı ve aşırı voltaj artışlarını engelleyen darbe cihazları da bulunmaktadır.
Cihazın tasarımı
Dönüştürücü birkaç sargıdan oluşur (en az iki). Birincisi ve ana ağa bağlanır ve ikincisi hedef cihaza gönderilir. Sargılar alüminyum veya bakır alaşımlarından yapılabilir, ancak her iki durumda da kural olarak ek vernik yalıtımı kullanılır. Teller, çekirdeğe - manyetik devre - sabitlenmiş bir yalıtım tabanına sarılır. Düşük frekanslı dönüştürücülerde çekirdekler, transformatör çeliğinden veya yumuşak bir manyetik alaşımdan yapılır ve yüksek frekanslı dönüştürücülerde, bunlar ferrit bazlıdır.
Düşük frekanslı manyetik devrenin kendisi W, G veya U şeklindeki plaka setlerinden oluşur. Ferrit çekirdekler genellikle tek parça halinde yapılır - bu tür parçalar kaynak invertörlerinde ve galvanik izolasyon transformatörlerinde bulunur. Düşük güçlü yüksek frekanslı transformatörler veişlevi hava ortamı tarafından gerçekleştirildiğinden, çekirdekten tamamen vazgeçin. Elektrikli cihazlara entegrasyon için manyetik devrenin tasarımı bir çerçeve ile sağlanır. Bu, işaretler ve uyarı etiketleri ile koruyucu bir kapakla kapatılan sözde darbe dönüştürücü birimidir. Onarım işlemi sırasında kapağı çıkarılmış olarak cihazı açmak gerekirse, bu işlem bir RCD veya bir izolasyon trafosu üzerinden gerçekleştirilir.
Modern radyo ve elektrik mühendisliğinde kullanılan dönüştürücülerden bahsedecek olursak, klasik gerilim trafolarından aralarında ciddi bir fark olacaktır. Boyut ve ağırlıkta en belirgin azalma. Nabız cihazları birkaç gram ağırlığında olabilir ve yine de aynı performansı gösterir.
Operasyonel süreçlerin özellikleri
Daha önce belirtildiği gibi, anahtarlar, kendileri yüksek frekanslı parazit kaynakları haline gelebilecek darbe transformatörlerindeki akımı düzenlemek için kullanılır. Bu, mevcut anahtarlama modunda çalışan modelleri stabilize etmek için tipiktir.
Anahtarlama anlarında, giriş ve çıkışta anti-faz ve ortak mod paraziti için koşullar yaratan hassas akım ve voltaj düşüşleri meydana gelebilir. Bu nedenle, stabilizatör işlevine sahip bir anahtarlamalı güç dönüştürücü, paraziti ortadan kaldıran filtrelerin kullanılmasını sağlar. İstenmeyen elektromanyetik faktörleri en aza indirmek için, anahtarın akım iletmediği zamanlarda anahtar açılır.(Açıldığında). Bu girişimle başa çıkma yöntemi, rezonans dönüştürücülerde de kullanılır.
Ele alınan cihazların çalışma sürecinin bir diğer özelliği, gerilim yük altında stabilize olduğunda girişte negatif diferansiyel dirençtir. Yani giriş gerilimi arttıkça akım azalır. Yüksek iç dirence sahip kaynaklara bağlanan dönüştürücünün kararlılığını sağlamak için bu faktör dikkate alınmalıdır.
Doğrusal dönüştürücü ile karşılaştırma
Lineer cihazlardan farklı olarak darbe adaptörleri, olumlu bir şekilde daha yüksek performans, kompakt boyut ve giriş ve çıkışta devrelerin galvanik izolasyon olasılığına sahiptir. Üçüncü taraf cihazların bağlanmasıyla ek işlevsellik sağlamak için karmaşık bağlantı şemalarının kullanılması gerekli değildir. Ancak, lineer transformatörlere kıyasla darbe dönüştürücüde de zayıflıklar vardır. Bunlar aşağıdaki dezavantajları içerir:
- Yük altında giriş akımının veya voltajın değiştirilmesi koşulunda, çıkış sinyali kararsızdır.
- Çıkış ve giriş devrelerinde daha önce bahsedilen darbe gürültüsünün varlığı.
- Gerilim ve akım parametrelerindeki ani değişikliklerden sonra, sistemin geçici akımlardan kurtulması daha uzun sürer.
- Ekipmanın performansını etkileyebilecek kendi kendine salınım riski. Ayrıca, bu tür dalgalanmalar, kaynağın ağ kararsızlığıyla değil,stabilizasyon şeması içindeki çatışmalar.
DC/DC Dönüştürücü
DC / DC sisteminin tüm darbe cihazları çeşitleri, özel darbelerin transistör yönünde çevrilmesi sırasında anahtarların etkinleştirilmesi ile karakterize edilir. Gelecekte, artan voltaj nedeniyle, ayrıca kapasitörün yeniden şarj edilmesinin arka planına karşı transistörlerin mantıksal bir kilitlenmesi meydana gelir. DC-DC anahtarlama cihazını bağımsız invertör ekipmanlarındaki benzer cihazlardan ayıran bu özelliktir.
Tipik olarak, bu cihazlar, şebekeye DC güç sağlama sürecinde yük altında DC voltaj izleme gerçekleştirir. Bu tür bir kontrol, ortak anahtar üzerindeki voltajın ayarlanmasıyla sağlanır. Küçük akım değerleri, verimliliğin% 95'e ulaşabileceği yüksek bir performans seviyesini sabitlemeyi mümkün kılar. Sistemin en yüksek performansını ayarlamak, darbe akım dönüştürücülerinin önemli bir artısıdır, ancak DC-DC devresinin uygulanması her tasarımda mümkün değildir. Cihazda, iletişim ağı başlangıçta bir kaynak olarak hareket etmelidir - özellikle pillerde ve pillerde bu ilke kullanılır.
Dönüştürücüyü Yükselt
Bu trafo yardımı ile gerilim 12'den 220 V'a yükseltilir. Uygun güç parametrelerine sahip kaynağın olmadığı ancak cihaza standart bir güçten güç sağlanması gerektiği durumlarda kullanılır. ağ. Diğer bir deyişle,farklı güç gereksinimlerine sahip bir tüketiciye bazı özelliklere sahip bir kaynaktan bir adaptör tanıtılmalıdır. 12-220 V darbe voltaj dönüştürücülerinin şematik tasarımları, 50 Hz frekansında çalışan cihazların bağlanmasına izin verir. Ayrıca, ekipmanın gücü, transformatörün maksimum güç derecesini geçmemelidir. Ve voltaj parametreleri eşleşse bile, tüketici cihazının şebeke aşırı yüklenmelerine karşı koruması olmalıdır. Bu voltaj düzeltme yönteminin birçok avantajı vardır:
- Maksimum yükte kesintisiz uzun çalışma imkanı.
- Otomatik güç çıkışı ayarı.
- Artırılmış verimlilik, hem cihazın çalışma modunun kararlılığını hem de elektrik devresinin işlevinin yüksek güvenilirliğini sağlar.
Aşağı-aşağı geçiş dönüştürücü
Düşük frekanslı veya düşük güçlü ekipman kullanırken, voltaj göstergesini düşürmenin gerekmesi oldukça doğaldır. Örneğin, bu görevle genellikle aydınlatma cihazları bağlanırken karşılaşılır - örneğin, LED arka aydınlatma. Dönüştürücüyü düşürmek için düzenleyici anahtarlama anahtarını kapatır ve ardından "ekstra" enerji biriktirir. Devredeki özel bir diyot, besleme kaynağından tüketiciye akım geçmesine izin vermez. Aynı zamanda kendinden endüksiyonlu sistemlerde doğrultucu diyotlar negatif voltaj darbeleri geçirebilmektedir. 24-12 V darbe dönüştürücülerin çalışmasında, çıkış stabilizasyon işlevi özellikle önemlidir. Hem lineer hemdoğrudan darbe stabilizatörleri. Genişlik veya frekans modülasyonlu ikinci tip cihazları kullanmak daha karlı. İlk durumda, kontrol darbelerinin süresi ve ikincisinde oluşma sıklığı düzeltilecektir. Ayrıca, operatörün gerekirse frekans ve süredeki darbeleri ayarlamak için konfigürasyonu değiştirebileceği karma kontrollü stabilizatörler de vardır.
Darbe Genişliği Dönüştürücü
İş sürecinde, dönüşüm sonucunda enerji biriktiren bir cihaz kullanılır. Temel yapıya dahil edilebilir veya dönüştürücüye atıfta bulunmadan doğrudan giriş voltajına bağlanabilir. Öyle ya da böyle, çıkış, giriş voltajının değeri ve anahtarlama anahtarından gelen darbelerin görev döngüsü ile belirlenen ortalama bir voltaj göstergesi olacaktır. İşlemsel yükselteç, giriş ve çıkış sinyallerinin parametrelerini değerlendiren ve aralarındaki farkı kaydeden özel bir hesaplayıcıya sahiptir. Çıkış voltajı referans voltajdan düşükse, düzenlemeye bir modülatör bağlanır, bu da anahtarlama anahtarının açık durumunun süresini saat üretecinin zamanına göre artırır. Giriş voltajı değiştikçe, anahtarlama dönüştürücü, anahtar kontrol devresini, çıkış ve referans voltajı arasındaki farkın en aza indirilmesi için ayarlar.
Sonuç
yardımcı cihazlar bağlamadan saf haliyleredresörler ve stabilizatörler gibi, verimlilik yüksek seviyede kalsa da, dönüştürücünün işlevleri önemli ölçüde azalır. Nadiren ek ekipman olmadan yapılan dönüşüm cihazları, AC ağlarındaki düzenleyicileri içerir. En azından bu durumda, girişe bir yumuşatma filtresi ve bir doğrultucu takmanız gerekecektir. Tersine, hem girişte hem de çıkışta doğru elektrik akımının darbe dönüştürücüleri, ana işlevlerini bağımsız olarak destekleyebilir. Ancak bu tür sistemlerde bile cihazın voltaj stabilizasyonu görevini yerine getirebilmesi önemlidir. Ayrıca, stabilizatör sistemindeki anahtarlama anahtarlarının aktif kullanımıyla olası paraziti de unutmayın. Bu tür topraklanmamış uygulamalarda dönüştürücü bloğuna bir gürültü filtresi bağlanması önerilir.
