ממיר מתח בין 12 ל-220 וולט משמש כאשר יש צורך בחיבור מכשירים חשמליים הצורכים זרם רשת סטנדרטי למקור מתח חילופין. במקרים רבים, רשת זו אינה זמינה. השימוש בגנרטור בנזין אוטונומי מחייב ציות לכללים לתחזוקתו: ניטור מתמיד של רמת הדלק העובד, אוורור. השימוש בממירים עם מצברים לרכב מאפשרים לפתור את הבעיה בצורה הטובה ביותר.
תוֹכֶן
מטרת ועיקרון הפעולה
מהו ממיר מתח. זהו שמו של מכשיר אלקטרוני המשנה את גודל אות הכניסה. זה יכול לשמש כמכשיר שלב או ירידה. מתח הכניסה לאחר ההמרה יכול לשנות גם את גודלו וגם את התדירות שלו.מכשירים כאלה שמשנים את מתח DC (ממירים אותו) לאות פלט AC נקראים ממירים.
ממירי מתח משמשים הן כמכשיר עצמאי המספק לצרכנים אנרגיית AC, ויכולים להיות חלק ממוצרים אחרים: מערכות ואספקת אל פסק, מכשירים להגברת מתח ישיר לערך הנדרש.
ממירים הם מחוללי מתח של תנודות הרמוניות. מקור DC המשתמש במעגל בקרה מיוחד יוצר מצב של מיתוג קוטביות תקופתי. כתוצאה מכך, נוצר אות מתח AC במגעי המוצא של המכשיר שאליו מחובר העומס. הערך (משרעת) והתדר שלו נקבעים על ידי האלמנטים של מעגל הממיר.
התקן הבקרה (בקר) מגדיר את תדירות המיתוג של המקור ואת צורת אות המוצא, ומשרעתו נקבעת על ידי האלמנטים של שלב הפלט של המעגל. הם מדורגים עבור ההספק המרבי שהעומס ישאב על מעגל ה-AC.
הבקר משמש גם לשליטה בגודל אות המוצא, אשר מושגת על ידי שליטה על משך הפולסים (הגדלה או הקטנה של רוחבם). מידע על שינויים בערך אות המוצא בעומס נכנס לבקר דרך מעגל המשוב, שעל בסיסו נוצר בו אות בקרה לשמירת הפרמטרים הדרושים. טכניקה זו נקראת אותות PWM (אפנון רוחב דופק).
במעגלים של מפתחות פלט הספק של ממיר מתח 12V, ניתן להשתמש בטרנזיסטורים דו-קוטביים רבי עוצמה, תיריסטורים מוליכים למחצה וטרנזיסטורי אפקט שדה. מעגלי בקר מיושמים על מיקרו-מעגלים, שהם מכשירים מוכנים לשימוש עם הפונקציות הדרושות (מיקרו-בקרים), שתוכננו במיוחד עבור ממירים כאלה.
מעגל הבקרה מספק את רצף הפעולה של המפתחות כדי לספק את הפלט של המהפך עם האות הדרוש לפעולה רגילה של התקני צרכן. בנוסף, מעגל הבקרה חייב להבטיח את הסימטריה של חצי הגלים של מתח המוצא. זה חשוב במיוחד עבור מעגלים המשתמשים בשנאי פעימה מדרגה במוצא. עבורם, הופעתו של רכיב מתח קבוע, שיכול להופיע כאשר הסימטריה נשברת, אינה מקובלת.
ישנן אפשרויות רבות לבניית מעגלי מהפך מתח (VIN), אך נבדלות מהן 3 עיקריות:
- גשר IN ללא שנאי;
- שנאי IN עם חוט ניטרלי;
- מעגל גשר עם שנאי.
כל אחד מהם מוצא יישום בתחומו, בהתאם למקור הכוח המשמש בו והספק המוצא הנדרש לצרכני החשמל. לכל אחד מהם יש לספק אלמנטים של הגנה ואיתות.
הגנת תת-מתח ומתח יתר של מקור ה-DC קובעת את טווח הפעולה של הממירים "על הקלט". הגנה מפני מתח AC פלט גבוה ונמוך נחוצה לפעולה רגילה של ציוד צרכני. טווח הפעולה נקבע בהתאם לדרישות העומס בשימוש.סוגים אלה של הגנה הם הפיכים, כלומר, כאשר פרמטרי הציוד משוחזרים לקדמותם, ניתן לשחזר את העבודה.
אם ההגנה נפסקת עקב קצר חשמלי בעומס או עלייה מוגזמת בזרם המוצא, יש צורך בניתוח יסודי של הגורמים לאירוע זה לפני המשך הפעלת הציוד.
ממיר 12V הוא המתאים ביותר ליצירת רשת חשמל מקומית. נוכחותם של מספר רב של מכוניות וסוללות 12V DC מאפשרת להשתמש בהן כדי לענות על צרכי המשתמשים. ניתן ליצור רשתות כאלה במגוון מקומות, החל מהמכונית שלך. הם ניידים ואינם תלויים בחניון.
זנים של ממירים מ-12 עד 220 וולט
ממירים פשוטים מ-12 עד 220 מיועדים לצרכני חשמל נמוך. הדרישות לאיכות מתח אספקת המוצא וצורת האות נמוכות. המעגלים הקלאסיים שלהם אינם משתמשים במיקרו-בקרי PWM. המולטיברטור, המורכב על האלמנטים הלוגיים AND-NOT, מייצר דחפים חשמליים בקצב חזרות של 100 הרץ. כפכף D משמש ליצירת אות נגד פאזה. הוא מחלק את התדר של המתנד הראשי ב-2. אות אנטי-פאזי בצורת פולסים מלבניים נוצר ביציאות ההדק הישירות וההפוכות.
אות זה, דרך רכיבי החיץ באלמנטים הלוגיים, אינו שולט במעגל המוצא של הממיר, הבנוי על טרנזיסטורי מפתח. ההספק שלהם קובע את הספק המוצא של הממירים.
טרנזיסטורים יכולים להיות דו-קוטביים ושדה. מעגלי הכיור או האספן כוללים מחצית מהפיתול הראשוני של השנאי. הפיתול המשני שלו מיועד למתח מוצא של 220 וולט.מכיוון שהכפכף חילק את תדר המולטיברטור של 100 הרץ ב-2, תדר המוצא יהיה 50 הרץ. ערך כזה נחוץ כדי להפעיל את הרוב המכריע של ציוד החשמל והרדיו הביתי.
כל מרכיבי המעגל מופעלים באמצעות סוללת הרכב, תוך שימוש באלמנטים נוספים לייצוב והגנה מפני הפרעות בתדר גבוה. גם הסוללה עצמה מוגנת מפניהם.
במעגלים של ממירים פשוטים, אלמנטים של הגנה ובקרה אוטומטית אינם מסופקים. תדירות אות המוצא נקבעת על ידי בחירת הקיבול של הקבל וההתנגדות של הנגד הכלול במעגל המתנד הראשי. כהגנה הפשוטה ביותר מפני קצר חשמלי בעומס, נעשה שימוש בנתיך במעגל של מצבר המכונית המספק את המעגל. לכן, תמיד יש צורך בסט חלופי של נתיכים.
ממירי DC ל-AC מודרניים חזקים יותר מיוצרים על פי תוכניות אחרות. בקר PWM מגדיר את מצב הפעולה. זה גם קובע את המשרעת והתדירות של אות המוצא.
מעגל ממיר 2000 W (12 V+220 V+2000 W) משתמש בחיבור מקביל של אלמנטים פעילים בהספק בשלבי המוצא שלו כדי להשיג את הספק המוצא הנדרש. עם מעגל זה, הזרמים של הטרנזיסטורים מסוכמים.
אבל דרך אמינה יותר להגדיל את פרמטר ההספק היא לשלב כמה ממירי DC / DC כאות הכניסה של מהפך DC / AC (זרם ישר / זרם חילופין) נפוץ, שהפלט שלו משמש לחיבור עומס רב עוצמה.כל אחד מממירי DC/DC מורכב ממהפך עם מוצא שנאי ומיישר למתח זה. במסופי המוצא יש מתח קבוע של כ-300 V. כולם מחוברים במקביל במוצא.
קשה לקבל יותר מ-600 W של כוח ממהפך אחד. כל המעגל של המכשיר מופעל על ידי מתח הסוללה.
מעגלים כאלה מסופקים עם כל סוגי ההגנה, כולל הגנה תרמית. חיישני טמפרטורה מותקנים על פני הרדיאטורים של טרנזיסטורי המוצא. הם יוצרים מתח בהתאם לדרגת החימום. מכשיר הסף משווה אותו לזה שהוגדר בשלב התכנון ומוציא אות לעצירת המכשיר עם האזעקה המתאימה. כל סוג של הגנה מצויד במכשיר איתות משלו, לעתים קרובות קול.
קירור מאולץ נוסף משמש גם בעזרת מצנן אוויר המותקן במארז, הנכנס לפעולה אוטומטית בפקודת החיישן התרמי המתאים. בנוסף, המקרה עצמו הוא גוף קירור אמין, שכן הוא עשוי מתכת גלי.
לפי צורת הגל של מתח המוצא
ניתן לחלק ממירי מתח חד פאזיים לשתי קבוצות:
- עם גל סינוס טהור במוצא;
- עם גל סינוס שונה.
בממירים של הקבוצה הראשונה, הממיר בתדר גבוה יוצר מתח קבוע. ערכו קרוב לאמפליטודה של האות הסינוסואידאלי, שנדרש להתקבל במוצא המכשיר.במעגל גשר, רכיב שצורתו קרוב מאוד לסינוסואיד מופרד ממתח DC זה על ידי אפנון רוחב דופק של הבקר ומסנן מעביר נמוך. טרנזיסטורי המוצא נפתחים מספר פעמים בכל חצי מחזור למשך זמן המשתנה בהתאם לחוק ההרמוני.
גל סינוס טהור נחוץ עבור מכשירים שיש להם שנאי או מנוע בכניסה. החלק העיקרי של מכשירים מודרניים מאפשר אספקת מתח, שצורתו דומה בערך לסינוסואיד. דרישות נמוכות במיוחד מוטלות על ידי מוצרים עם מיתוג ספקי כוח.
מכשירי שנאי
ממירי מתח עשויים להכיל שנאים. במעגלי אינוורטר, הם משתתפים בפעולת מתנדים חוסמי מאסטר היוצרים פולסים שצורתם קרובה למלבני. כחלק מגנרטור כזה, נעשה שימוש בשנאי דופק. הפיתולים שלו מחוברים בצורה כזו שיצרו משוב חיובי, וכתוצאה מכך נוצרות תנודות לא משוקעות.
המעגל המגנטי (הליבה) עשוי מסגסוגת בעלת קיבולת שדה מגנטי גבוהה. בשל כך, השנאי פועל במצב בלתי רווי. סוגים שונים של פריטים, פרמלוי יש תכונות אלה.
מולטי ויברטורים החליפו גנרטורים חוסמי שנאים. הם משתמשים בבסיס אלמנט מודרני ויש להם יציבות תדר גבוהה יותר בהשוואה לקודמיהם. בנוסף, במעגלי מולטיוויברטור, שינוי תדר הפעולה של הגנרטור מושג בצורה פשוטה.
בדגמים מודרניים של ממירים, שנאים פועלים בשלבי הפלט.דרך הפלט מנקודת האמצע של הפיתול הראשוני אל הקולטים או הנקזים של הטרנזיסטורים המשמשים בהם, מסופק מתח האספקה מהסוללה. הפיתולים המשניים מחושבים באמצעות יחס הטרנספורמציה עבור מתח חילופין של 220 V. ערך זה משמש להפעלת רוב הצרכנים הביתיים.
מאמרים דומים:
