Funkcja przekształcania energii elektrycznej w parametr napięcia może być wykonywana przez różne urządzenia, takie jak generatory, ładowarki i transformatory. W mniejszym lub większym stopniu wszystkie one są zdolne do zmiany właściwości energii, ale nie zawsze uzasadniają ich wykorzystanie już od technicznych i ergonomicznych właściwości. Wynika to częściowo z faktu, że problem transformacji prądu dla większości regulatorów nie jest kluczowy - w każdym razie, jeśli mówimy o stałym i zmiennym prądzie. To właśnie te ograniczenia zmotywowały producentów urządzeń elektrycznych do opracowania przetwornika impulsów, który korzystnie różni się kompaktowym rozmiarem i precyzyjną stabilizacją napięcia.

Definicja urządzenia

Liczne urządzenia inżynierii radiowej, urządzenia do automatyzacji i komunikacji są rzadko używane bez urządzeń jednofazowych i trójfazowych do transformacji prądowej w zakresie od jednostek do setek woltamperów. Urządzenia impulsowe są używane do bardziej wąskich zadań. Elektrotechniczny konwerter impulsów jest urządzeniem, które konwertuje napięcie w małych odstępach czasu około 1-2 mikronów na sekundę. Impulsy napięciowe w tym samym czasie mają kształt prostokątny i powtarzają się z częstotliwością 500-20000 Hz. Tradycyjne przetworniki z możliwością regulacji napięcia wyjściowego zwykle kontrolują rezystancję urządzenia. Może to być tyrystor lub tranzystor, przez który ciągłytryb przechodzi na aktualny. To jego energia powoduje, że kontroler się nagrzewa, z powodu której część mocy zostaje utracona. Na tym tle konwerter napięcia impulsu jest atrakcyjny dla jego właściwości technicznych i eksploatacyjnych, ponieważ jego konstrukcja zapewnia minimum części, zmniejszając elektropereshkod. Element sterujący konwertera jest kluczem działającym w różnych trybach - na przykład w stanie otwartym i zamkniętym. W obu przypadkach przydzielane minimalną ilość ciepła w procesie, co poprawia wydajność sprzętu.

konwertera Cel

Przez to wymagać zmian elektrycznych w określonej konfiguracji operacyjnej, transformatorami impulsowymi. Pierwsza faza aktywna głównie rozpowszechnione w technologii impulsów - na przykład generatory tryodnыh, lasery gazowe magnetrony i różnicowania radio. Wraz z udoskonaleniem urządzenia zaczęto stosować i w większości typowych przedstawicieli urządzeń elektrycznych. Co więcej, niekoniecznie była to specjalistyczna technika. Ponownie, w różnych implementacjach, konwerter impulsów może występować zarówno w komputerach, jak iw telewizorach. Inną, ale mniej znaną funkcją transformatorów tego typu jest ochrona. Regulacja impulsów sama w sobie może być uważana za środek ochronny, ale cele regulacji parametrów napięcia są początkowo różne. Niemniej jednak specjalne modyfikacjezapewnić ochronę sprzętu przed zamknięciami pod obciążeniem. Dotyczy to szczególnie urządzeń pracujących w trybach bezczynności. Istnieją również urządzenia impulsowe, które zapobiegają przegrzaniu i nadmiernemu wzrostowi napięcia.

Budowa urządzenia

Przetwornik składa się z kilku uzwojeń (co najmniej dwa). Pierwszy i główny łączy się z siecią, a drugi z urządzeniem docelowym. Uzwojenia mogą być wykonane z aluminium lub stopów miedzi, ale w obu przypadkach stosuje się z reguły dodatkową izolację lakieru. Przewody są nawijane na izolacyjnej podstawie, która jest zamocowana na rdzeniu - obwodzie magnetycznym. W przetwornicach niskiej częstotliwości rdzenie wykonane są ze stali transformatorowej lub stopu magnetycznie miękkiego, a w przypadku wysokiej częstotliwości - z ferrytu. Sam drut magnetyczny o niskiej częstotliwości jest tworzony przez zestawy kształtów płyt W, P lub P. Rdzenie ferrytowe są zwykle integralne - takie części występują w składzie falowników spawalniczych i transformatorów izolacji galwanicznej. Transformatory o niskiej mocy i wysokiej częstotliwości nie potrzebują bez rdzenia, ponieważ jego funkcja jest wykonywana przez środowisko powietrza. W celu integracji z urządzeniami elektrotechnicznymi struktura obwodu magnetycznego jest zapewniona przez ramę. Jest to tak zwana jednostka konwertera impulsów, zamknięta osłoną ochronną z oznaczeniami i etykietami ostrzegawczymi. Jeśli podczas naprawy konieczne jest dołączenie urządzenia z usuniętą pokrywą, operacja ta jest wykonywana za pomocą ultradźwięków lub transformatora.
Jeśli mówimy o konwerterach używanych we współczesnym sprzęcie radiowym i elektrotechnicznym, wtedy będzie znacząca różnica między nimi a klasycznymi przekładnikami napięciowymi. Najbardziej zauważalny spadek wielkości i wagi. Jednostki impulsowe mogą ważyć kilka gramów, a wydajność jest utrzymywana na tym samym poziomie.

Cechy procesów operacyjnych

Jak już wspomniano, klucze do sterowania prądem w transformatorach impulsowych są kluczami, które same mogą stać się źródłami zakłóceń o wysokiej częstotliwości. Jest to typowe dla stabilizacji modeli działających w bieżącym trybie przełączania. W momentach przełączania mogą występować czułe różnice prądu i napięcia, które stwarzają warunki dla zakłóceń fazowych i fazowych na wejściu i wyjściu. Z tego powodu konwerter mocy impulsu z funkcją stabilizatora zakłada stosowanie filtrów, eliminując przeszkody. Aby zminimalizować niepożądane czynniki elektromagnetyczne, przełączanie kluczy odbywa się w momentach, gdy klucz nie przewodzi prądu (po odblokowaniu). Ten sposób radzenia sobie z zakłóceniami jest również stosowany w konwerterach rezonansowych. Inną cechą procesu roboczego rozważanych urządzeń jest ujemny opór różnicowy na wejściu, gdy napięcie pod obciążeniem jest ustabilizowane. Oznacza to, że w warunkach zwiększania napięcia na prąd wejściowy maleje. Ten czynnik musi być brany pod uwagę, aby zapewnić stabilność konwertera, który łączy się ze źródłami o wysokiej rezystancji wewnętrznej.

Porównaniez przetwornikiem liniowym

W przeciwieństwie do urządzeń liniowych, adaptery impulsów wyróżniają się korzystnie wyższą wydajnością, kompaktowym rozmiarem i możliwością odłączenia obwodu galwanicznego na wejściu i wyjściu. Aby zapewnić dodatkową funkcjonalność przy podłączaniu urządzeń innych firm, nie wymaga to stosowania złożonych schematów połączeń. Ale w konwerterze impulsów są słabe punkty w porównaniu z transformatorami liniowymi. Obejmują one następujące wady:

W warunkach zmiany prądu wejściowego lub napięcia pod obciążeniem stwierdza się niestabilność sygnału wyjściowego.

Obecność wspomnianych już zakłóceń impulsowych na wyjściach i obwodach wejściowych.

Po nagłych zmianach parametrów napięcia i prądu, system jest dłużej przywracany w procesach przejściowych.

Ryzyko oscylacji własnych, które mogą wpływać na działanie sprzętu. Tego rodzaju fluktuacje nie są związane z niestabilnością sieci źródła, ale z konfliktami w ramach schematu stabilizacji.

Przetwornik DC /DC

Wszystkie typy impulsowych DC /DC DC charakteryzują się tym, że klawisze są aktywowane podczas transmisji specjalnych impulsów w kierunku tranzystora. W przyszłości, w wyniku rosnącego napięcia, logika tranzystorów jest zablokowana i na tle ładowania kondensatora. Właśnie ta cecha odróżnia urządzenie przełączające impulsowych przetworników DC-DC od podobnych urządzeń w niezależnym urządzeniu inwertera.
Zazwyczaj takie urządzenia wykonują kontrolęstałe napięcie pod obciążeniem w procesie zasilania prądem stałym w sieć. Ten rodzaj sterowania osiąga się, regulując napięcie na kluczu publicznym. Małe wartości prądu dają możliwość ustalenia wysokiego poziomu wydajności, w którym wydajność może osiągnąć 95%. Ustawienie szczytowej wydajności systemu jest podstawowym plusem przetwornic prądu impulsowego, ale realizacja obwodu DC-DC nie jest możliwa w każdym projekcie. W urządzeniu najpierw jako źródło powinna być sieć kontaktowa - w szczególności zasada ta jest używana w bateriach i akumulatorach.

Podnoszenie konwertera

W przypadku tego transformatora wzrost napięcia wynosi od 12 do 220 V. Jest on stosowany w sytuacjach, gdy źródło o odpowiednich parametrach zasilania jest nieobecne, ale konieczne jest zapewnienie zasilania urządzenia ze standardowej sieci. Innymi słowy, adapter musi zostać wprowadzony ze źródła o takich samych właściwościach do konsumenta, który ma inne wymagania dotyczące zasilania. Schematyczne układy impulsowych przetworników napięcia 12-220 V umożliwiają podłączenie urządzeń pracujących z częstotliwością 50 Hz. Co więcej, moc sprzętu nie powinna przekraczać maksymalnej mocy transformatora. Nawet jeśli spełnione są wymagania dotyczące napięcia, urządzenie musi być zabezpieczone przed przeciążeniem sieci. W tej metodzie korekcji napięcia istnieje kilka zalet:

Możliwość długiej sesji roboczej z maksymalnym obciążeniem bez przerw.

Automatycznie dostosuj moc wyjściową.

Zwiększona wydajność i zapewnia stabilność trybu pracy urządzenia oraz wysoka niezawodność działania obwodu elektrycznego.

Obniżający konwerter impulsów

Przy użyciu sprzętu o niskiej częstotliwości lub małej mocy może być naturalne, że istnieje potrzeba zmniejszenia indeksu napięcia. Na przykład to zadanie jest często spotykane podczas podłączania urządzeń oświetleniowych - na przykład podświetlenie LED. Aby zmniejszyć konwerter blokuje klucz przełączający, po którym gromadzi się "zbędna" energia. Specjalna dioda w obwodzie nie dopuszcza prądu z napięcia źródłowego do odbiornika. W tym przypadku w układach samoindukcyjnych diody prostownicze mogą przekazywać ujemne impulsy napięciowe. W pracy przetworników impulsów 24-12 В jest szczególnie ważną funkcją stabilizacji na wyjściu. Można zastosować stabilizatory liniowe i impulsy bezpośrednie. Bardziej opłaca się korzystać z urządzeń drugiego typu o modulacji równoleżnikowej lub częstotliwościowej. W pierwszym przypadku czas trwania impulsów sterujących zostanie skorygowany, w drugim - częstotliwość ich występowania. Istnieją również miksery z regulacją mieszaną, w których operator może, w razie potrzeby, zmienić konfigurację regulacji impulsu według częstotliwości i czasu trwania.

Przetwornik szerokopasmowy

Podczas pracy wykorzystywane jest urządzenie gromadzące energię w wyniku transformacji. Może wejść do podstawowej struktury lub połączyć siębezpośrednio do napięcia wejściowego bez wiązania z konwerterem. Tak czy inaczej, wyjście będzie uśrednionym napięciem, które jest określane przez wartość napięcia wejściowego i podatność impulsów na impulsy z klucza przełączającego. Na wzmacniaczu operacyjnym znajduje się specjalny kalkulator, który ocenia parametry sygnałów wejściowych i wyjściowych, rejestrując różnicę między nimi. Jeśli napięcie wyjściowe jest mniejsze niż wartość odniesienia, modulator jest podłączony do regulatora, co zwiększa czas otwarcia klucza przełączającego w stosunku do czasu pracy generatora zegara. Wraz ze zmianą napięcia wejściowego, przetwornik impulsowy dostosowuje obwód zarządzania kluczem tak, aby zminimalizować różnicę między napięciem wyjściowym a napięciem odniesienia.

Wniosek

W czystej postaci, bez podłączenia urządzeń pomocniczych, takich jak prostowniki i stabilizatory, funkcje konwertera są znacznie zawężone, chociaż wydajność pozostaje wysoka. Transformatory, które są rzadko używane bez dodatkowego wyposażenia, to sterowniki w sieciach prądu zmiennego. Przynajmniej w tym przypadku będziesz musiał zainstalować filtr wygładzający i prostownik wejściowy. I odwrotnie, impulsowe przetworniki prądu stałego na wejściu i wyjściu mogą niezależnie zachować swoją główną funkcję. Jednak w takich systemach ważne jest, aby urządzenie mogło wykonywać zadania stabilizacji napięcia. Nie należy również zapominać o możliwych zakłóceniach aktywnego używania kluczy przełączających w układzie stabilizatora. W takich systemachZaleca się podłączenie wolnego od zacięć filtra bez uziemienia do konwertera.