Լարման փոխարկիչը մի սարք է, որը փոխում է միացման լարումը: Սա էլեկտրոնային սարք է, որն օգտագործվում է սարքի մուտքային լարման արժեքը փոխելու համար: Լարման փոխարկիչները կարող են մեծացնել կամ նվազեցնել մուտքային լարման, ներառյալ բնօրինակ լարման մեծության եւ հաճախության փոփոխությունը:

Այս սարքի օգտագործման անհրաժեշտությունը հիմնականում առաջանում է այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է ցանկացած էլեկտրական սարք օգտագործել այն վայրերում, որտեղ անհնար է օգտագործել առկա ստանդարտները կամ էլեկտրամատակարարման հնարավորությունները: Փոխարկիչները կարող են օգտագործվել որպես առանձին սարք կամ որպես անխափան էլեկտրամատակարարման համակարգերի եւ էլեկտրական էներգիայի աղբյուրների մաս: Դրանք լայնորեն կիրառվում են արդյունաբերության բազմաթիվ ոլորտներում, առօրյա կյանքում և այլ ոլորտներում:

Սարք

Մեկ լարման մակարդակը մյուսին փոխարկելու համար հաճախ օգտագործվում են իմպուլսային լարման փոխարկիչներ՝ օգտագործելով ինդուկտիվ էներգիայի պահպանման սարքեր: Ըստ այդմ, հայտնի են երեք տեսակի փոխարկիչ սխեմաներ.

• Շրջելով.
• Բարձրացում.
• Նվազեցնում է վարկանիշը.

Այս տեսակի փոխարկիչները ունեն հինգ ընդհանուր տարրեր.

• Հիմնական անջատիչ տարր:
• Էլեկտրամատակարարում.
• Ինդուկտիվ էներգիայի կուտակում (խեղդում, ինդուկտոր):
• Ֆիլտրի կոնդենսատոր, որը միացված է բեռի դիմադրությանը զուգահեռ:
• Արգելափակող դիոդ.

Այս հինգ տարրերի ընդգրկումը տարբեր համակցությունների մեջ հնարավորություն է տալիս ստեղծել զարկերակային փոխարկիչների թվարկված տեսակներից որևէ մեկը:

Փոխարկիչի ելքային լարման մակարդակի կարգավորումն ապահովվում է իմպուլսների լայնությունը փոխելով, որոնք վերահսկում են առանցքային անջատիչ տարրի աշխատանքը։ Ելքային լարման կայունացումը ստեղծվում է հետադարձ կապի մեթոդով. ելքային լարման փոփոխությունը ստեղծում է իմպուլսի լայնության ավտոմատ փոփոխություն:

Լարման փոխարկիչի բնորոշ ներկայացուցիչը նույնպես տրանսֆորմատոր է: Այն փոխակերպում է մեկ արժեքի AC լարումը մեկ այլ արժեքի AC լարման: Տրանսֆորմատորի այս հատկությունը լայնորեն կիրառվում է ռադիոէլեկտրոնիկայի և էլեկտրատեխնիկայի մեջ:

Տրանսֆորմատորային սարքը ներառում է հետևյալ տարրերը.

• Մագնիսական միջուկ.
• Առաջնային և երկրորդային ոլորուն:
• Շրջանակ ոլորունների համար:
• Մեկուսացում.
• Սառեցման համակարգը.
• Այլ տարրեր (ոլորուն տերմինալների մուտքի, տեղադրման, տրանսֆորմատորի պաշտպանության և այլնի համար):

Լարումը, որը տրանսֆորմատորը կարտադրի երկրորդական ոլորուն վրա, կախված կլինի առաջնային և երկրորդային ոլորունների վրա առկա պտույտներից:

Կան լարման փոխարկիչների այլ տեսակներ, որոնք ունեն այլ դիզայն: Նրանց սարքը շատ դեպքերում պատրաստված է կիսահաղորդչային տարրերի վրա, քանի որ դրանք ապահովում են զգալի արդյունավետություն:

Գործողության սկզբունքը

Լարման փոխարկիչը առաջացնում է անհրաժեշտ արժեքի մատակարարման լարումը մեկ այլ սնուցման լարումից, օրինակ՝ որոշակի սարքավորում մարտկոցից սնուցելու համար: Փոխարկիչի հիմնական պահանջներից է առավելագույն արդյունավետության ապահովումը:

Փոփոխական լարման փոխակերպումը հեշտությամբ կարելի է իրականացնել տրանսֆորմատորի միջոցով, որի արդյունքում նման ուղղակի լարման փոխարկիչները հաճախ ստեղծվում են ուղիղ լարման փոփոխական լարման միջանկյալ փոխակերպման հիման վրա:

• Հզոր փոփոխական լարման գեներատորը, որը սնուցվում է բնօրինակ ուղղակի լարման աղբյուրից, միացված է տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորուն:
• Երկրորդական ոլորունից հեռացվում է պահանջվող մեծության փոփոխական լարումը, որն այնուհետեւ ուղղվում է:
• Անհրաժեշտության դեպքում, ուղղիչի մշտական ​​ելքային լարումը կայունացվում է կայունացուցիչի միջոցով, որը միացված է ուղղիչի ելքում կամ վերահսկելով գեներատորի կողմից առաջացած փոփոխական լարման պարամետրերը:
• Բարձր արդյունավետության հասնելու համար լարման փոխարկիչները օգտագործում են գեներատորներ, որոնք աշխատում են անջատման ռեժիմում և լարում են առաջացնում տրամաբանական սխեմաների միջոցով:
• Գեներատորի ելքային տրանզիստորները, որոնք միացնում են լարումը առաջնային ոլորուն վրա, փակ վիճակից (տրանզիստորի միջով հոսանք չի անցնում) անցնում են հագեցվածության վիճակի, որտեղ տրանզիստորի վրայի լարումը նվազում է։
• Բարձրավոլտ սնուցման սարքերի լարման փոխարկիչներում շատ դեպքերում օգտագործվում է ինքնաինդուկտիվ էմֆ, որը ստեղծվում է հոսանքի հանկարծակի ընդհատման դեպքում ինդուկտիվության վրա։ Տրանզիստորը հանդես է գալիս որպես ներկայիս միջավայր, եւ քայլ առ քայլ տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորունը հանդես է գալիս որպես ուժգնությամբ: Արդյունքի լարման ստեղծվում է երկրորդական ոլորուն եւ շտկելու վրա: Նման սխեմաները ունակ են լարումներ առաջացնել մինչեւ մի քանի տասնյակ կՎ: Դրանք հաճախ օգտագործվում են Cathode Ray Tubes, Picture խողովակներ եւ այլն: Սա ապահովում է 80%-ից բարձր արդյունավետություն:

Տեսակներ

Փոխարկիչները կարող են դասակարգվել մի շարք եղանակներով:

DC/DC կերպափոխիչներ.

• Լարման կարգավորիչներ.
• Լարման մակարդակի փոխարկիչներ.
• Գծային լարման կայունացուցիչ:

AC/DC փոխարկիչներ.

• Անցման լարման կայունացուցիչներ:
• Էլեկտրաէներգիայի մատակարարումներ.
• Ուղղիչներ.

DC դեպի AC փոխարկիչներ.

• Ինվերտորներ.

AC լարման փոխարկիչներ.

• Փոփոխական հաճախականության տրանսֆորմատորներ:
• Հաճախականության և լարման փոխարկիչներ:
• Լարման կարգավորիչներ.
• Լարման փոխարկիչներ.
• Տարբեր տեսակի տրանսֆորմատորներ.

Էլեկտրոնիկայի մեջ լարման փոխարկիչները, ըստ դիզայնի, նույնպես բաժանվում են հետևյալ տեսակների.

• Պիեզոէլեկտրական տրանսֆորմատորների վրա:
• Ինքնաստեղծող.
• Տրանսֆորմատոր իմպուլսային գրգռմամբ:
• Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման միացում:
• Զարկերակային փոխարկիչներ.
• Մուլտիպլեքսեր.
• Միացված կոնդենսատորներով:
• Առանց տրանսֆորմատորային կոնդենսատոր:

Առանձնահատկություններ

• Ծավալի և քաշի սահմանափակումների բացակայության դեպքում, ինչպես նաև, երբ մատակարարման լարումը բարձր է, ռացիոնալ է օգտագործել թրիստորների վրա հիմնված փոխարկիչներ:
• Տրիստորների և տրանզիստորների վրա հիմնված կիսահաղորդչային փոխարկիչները կարող են կարգավորվել կամ չկարգավորվել: Այս դեպքում կարգավորվող փոխարկիչները կարող են օգտագործվել որպես AC և DC լարման կայունացուցիչներ:
• Ըստ սարքի տատանումների գրգռման մեթոդի՝ կարող են լինել ինքնուրույն գրգռումով և ինքնագրգռմամբ սխեմաներ։ Անկախ գրգռմամբ սխեմաները պատրաստված են հզորության ուժեղացուցիչից և տատանվող տատանիչից։ Գեներատորի ելքից իմպուլսները ուղարկվում են հզորության ուժեղացուցիչի մուտքին, ինչը թույլ է տալիս կառավարել այն: Ինքնագրգռված սխեմաները իմպուլսային ինքնաթրթռիչներ են։

Դիմում

• Էլեկտրական էներգիայի բաշխման և փոխանցման համար: Էլեկտրակայաններում փոփոխական հոսանքի գեներատորները սովորաբար արտադրում են 6-24 կՎ լարման էներգիա: Երկար հեռավորությունների վրա էներգիա փոխանցելու համար ձեռնտու է ավելի բարձր լարման օգտագործումը: Արդյունքում յուրաքանչյուր էլեկտրակայանում տեղադրվում են տրանսֆորմատորներ՝ լարումը բարձրացնելու համար։
• Տարբեր տեխնոլոգիական նպատակներով՝ էլեկտրաջերմային կայանքներ (էլեկտրական վառարանների տրանսֆորմատորներ), եռակցման (եռակցման տրանսֆորմատորներ) և այլն։
• Տարբեր սխեմաներ սնուցելու համար;

— ավտոմատացում հեռամեխանիկայի, կապի սարքերի, էլեկտրական սարքերի մեջ.
- ռադիո և հեռուստատեսային սարքավորումներ.

Այս սարքերի էլեկտրական սխեմաները առանձնացնելու համար, ներառյալ լարման համապատասխանությունը և այլն: Այս սարքերում օգտագործվող տրանսֆորմատորները, շատ դեպքերում, ունեն ցածր էներգիա եւ ցածր լարման:

• Գրեթե բոլոր տեսակի լարման փոխարկիչները լայնորեն օգտագործվում են առօրյա կյանքում: Շատ կենցաղային տեխնիկայի, բարդ էլեկտրոնային սարքերի և ինվերտորային ագրեգատների էլեկտրամատակարարումը լայնորեն օգտագործվում է պահանջվող լարումը ապահովելու և ինքնավար էլեկտրամատակարարումն ապահովելու համար: Օրինակ, սա կարող է լինել ինվերտոր, որը կարող է օգտագործվել վթարային կամ պահեստային էներգիայի աղբյուր կենցաղային տեխնիկայի համար (հեռուստացույց, էլեկտրական գործիքներ, խոհանոցային տեխնիկա և այլն), որոնք սպառում են 220 վոլտ փոփոխական հոսանք:
• Բժշկության, էներգետիկայի, ռազմական ոլորտում, գիտության և արդյունաբերության մեջ ամենաթանկն ու պահանջարկը փոխարկիչներն են, որոնք ունեն ելքային փոփոխական լարման՝ մաքուր սինուսոիդային ձևով։ Այս ձեւը հարմար է այն սարքերի եւ գործիքների շահագործման համար, որոնք զգայունության նկատմամբ մեծացնում են ազդանշանի նկատմամբ: Դրանք ներառում են չափիչ եւ բժշկական սարքավորումներ, էլեկտրական պոմպեր, գազի կաթսաներ եւ սառնարաններ, այսինքն, սարքավորումներ, որոնք պարունակում են էլեկտրական շարժիչներ: Փոխարկիչները հաճախ անհրաժեշտ են սարքավորումների սպասարկման ժամկետը երկարացնելու համար:

Առավելություններն ու թերությունները

Լարման փոխարկիչների առավելությունները ներառում են.

• Մուտքային եւ ելքային ընթացիկ ռեժիմի վերահսկում: Այս սարքերը փոխարինող հոսանքը վերածում են ուղիղ ընթացիկ եւ ծառայում են որպես DC լարման դիստրիբյուտորներ եւ տրանսֆորմատորներ: Հետեւաբար դրանք հաճախ կարելի է գտնել արտադրության եւ առօրյա կյանքի մեջ:
• Ժամանակակից լարման փոխարկիչների նախագծումը հնարավորություն ունի անցնել տարբեր մուտքի եւ ելքային լարման միջեւ, ներառյալ ելքային լարման կարգավորումը: Սա թույլ է տալիս ընտրել որոշակի սարքի կամ միացված բեռի համար լարման փոխարկիչ:
• Կենցաղային լարման փոխարկիչների կոմպակտությունն ու թեթևությունը, օրինակ՝ ավտոմոբիլային փոխարկիչները։ Դրանք մանրանկարչություն են և շատ տեղ չեն զբաղեցնում։
• Տնտեսական. Լարման փոխարկիչների արդյունավետությունը հասնում է 90%-ի, ինչը հանգեցնում է էներգիայի զգալի խնայողության:
• Հարմարավետություն և բազմակողմանիություն: Փոխարկիչները թույլ են տալիս արագ և հեշտությամբ միացնել ցանկացած էլեկտրական սարք:
• Էլեկտրաէներգիայի փոխանցման հնարավորությունը մեծ հեռավորությունների վրա՝ լարման բարձրացման պատճառով և այլն։
• Կրիտիկական բաղադրիչների հուսալի շահագործման ապահովում. Անվտանգության համակարգեր, լուսավորություն, պոմպեր, ջեռուցման կաթսաներ, գիտական ​​եւ ռազմական տեխնիկա եւ այլն:

Լարման փոխարկիչների թերությունները ներառում են.

• Լարման փոխարկիչների զգայունությունը բարձր խոնավության նկատմամբ (բացառությամբ ջրային տրանսպորտում հատուկ նախագծված փոխարկիչների):
• Նրանք որոշակի տեղ են զբաղեցնում:
• Համեմատաբար բարձր գին.

Ուղղակի հոսանքը փոփոխական հոսանքի վերածելու համար օգտագործվում են հատուկ էլեկտրոնային էներգիայի սարքեր, որոնք կոչվում են ինվերտորներ: Ամենից հաճախ, ինվերտորը փոխակերպում է մեկ արժեքի DC լարումը մեկ այլ արժեքի AC լարման:

Այսպիսով, ինվերտորը պարբերաբար փոփոխվող լարման գեներատոր է, և լարման ձևը կարող է լինել սինուսոիդային, մոտ սինուսոիդային կամ իմպուլսային. Ինվերտորներն օգտագործվում են և՛ որպես անկախ սարքեր, և՛ որպես անխափան սնուցման (UPS) համակարգերի մաս:

Որպես անխափան էլեկտրամատակարարման մաս (UPS), ինվերտորները թույլ են տալիս, օրինակ, համակարգչային համակարգերին շարունակական էլեկտրամատակարարում ձեռք բերել, եւ եթե ցանցի լարումը հանկարծակի անհետանա: Գոնե օգտատերը ժամանակ կունենա ճիշտ անջատելու և համակարգիչը անջատելու համար։

Ավելի մեծ անխափան էլեկտրամատակարարման սարքերն օգտագործում են ավելի հզոր ինվերտորներ, որոնք ունեն զգալի հզորության մարտկոցներ, որոնք կարող են ժամերով ինքնավար էներգիայի սպառողներ ժամերով, եւ երբ ցանցը նորից վերադառնա ավելի նորմալ, իսկ մարտկոցները կսկսի լիցքավորվել:

Տեխնիկական կողմը

Էլեկտրաէներգիայի փոխակերպման ժամանակակից տեխնոլոգիաներում ինվերտորը կարող է հանդես գալ միայն որպես միջանկյալ կապ, որտեղ նրա գործառույթն է փոխակերպել լարումը բարձր հաճախականությամբ (տասնյակ և հարյուրավոր կիլոհերց) փոխակերպմամբ։ Բարեբախտաբար, այսօր այս խնդիրը հեշտությամբ կարելի է լուծել, քանի որ ինվերտորների մշակման և կառուցման համար հասանելի են ինչպես կիսահաղորդչային անջատիչներ, որոնք կարող են դիմակայել հարյուրավոր ամպերի հոսանքներին, այնպես էլ անհրաժեշտ պարամետրերով մագնիսական սխեմաներ, և հատուկ ինվերտորների համար նախատեսված էլեկտրոնային միկրոկառավարիչներ: (այդ թվում՝ ռեզոնանսային)։

Ինվերտորների, ինչպես նաև այլ ուժային սարքերի պահանջները ներառում են՝ բարձր արդյունավետություն, հուսալիություն և հնարավորինս փոքր չափսեր և քաշ: Անհրաժեշտ է նաև, որ ինվերտորը պահպանի մուտքային լարման ավելի բարձր ներդաշնակության թույլատրելի մակարդակը և սպառողների համար չստեղծի անթույլատրելի ուժեղ իմպուլսային աղմուկ:

Էլեկտրաէներգիայի «կանաչ» աղբյուրներով համակարգերում (արևային մարտկոցներ, հողմային տուրբիններ) ցանցային ինվերտորներն օգտագործվում են էլեկտրաէներգիա անմիջապես ընդհանուր ցանցին մատակարարելու համար՝ ինվերտորներ, որոնք կարող են համաժամանակ գործել արդյունաբերական ցանցի հետ:

Լարման ինվերտորի շահագործման ընթացքում մշտական ​​լարման աղբյուրը պարբերաբար միացված է բեռի սխեմային փոփոխական բևեռականությամբ, մինչդեռ միացումների հաճախականությունը և դրանց տևողությունը ձևավորվում են վերահսկիչից ստացվող հսկիչ ազդանշանով:

Ինվերտորում կարգավորիչը սովորաբար կատարում է մի քանի գործառույթ՝ ելքային լարման կարգավորում, կիսահաղորդչային անջատիչների աշխատանքի համաժամացում և միացումի պաշտպանություն ծանրաբեռնվածությունից: Սկզբունքորեն, ինվերտորները բաժանվում են.

Inverter շղթայի դիզայն

Ինվերտորի կիսահաղորդչային անջատիչները կառավարվում են կարգավորիչով և ունեն հակադարձ շունտային դիոդներ: Լարումը ինվերտորի ելքում, կախված ընթացիկ բեռնվածքի հզորությունից, կարգավորվում է բարձր հաճախականության փոխարկիչի միավորում իմպուլսի լայնությունը ավտոմատ փոխելով, ամենապարզ դեպքում սա է:

Ելքային ցածր հաճախականության լարման կիսաալիքները պետք է լինեն սիմետրիկ, որպեսզի բեռնման սխեմաները ոչ մի դեպքում ստանան էական հաստատուն բաղադրիչ (տրանսֆորմատորների համար դա հատկապես վտանգավոր է); դրա համար ցածր հաճախականության բլոկի զարկերակային լայնությունը (մ. ամենապարզ դեպքը) կատարվում է հաստատուն։

Ինվերտորի ելքային անջատիչները կառավարելիս օգտագործվում է ալգորիթմ, որն ապահովում է հոսանքի սխեմայի կառուցվածքների հաջորդական փոփոխություն՝ ուղղակի, կարճ միացում, հակադարձ:

Այսպես թե այնպես, ինվերտորի ելքի վրա ակնթարթային բեռնվածքի հզորության մեծությունը կրկնակի հաճախականությամբ ալիքային բնույթ ունի, ուստի առաջնային աղբյուրը պետք է թույլ տա նման աշխատանքային ռեժիմ, երբ դրա միջով հոսում են իմպուլսային հոսանքներ և դիմադրի միջամտության համապատասխան մակարդակին ( ինվերտորի մուտքի մոտ):

Եթե ​​առաջին ինվերտորները բացառապես մեխանիկական էին, ապա այսօր կիսահաղորդչային ինվերտորային սխեմաների շատ տարբերակներ կան, և կան միայն երեք բնորոշ սխեմաներ՝ կամուրջ առանց տրանսֆորմատորի, մղել-քաշել տրանսֆորմատորի զրոյական տերմինալով, կամուրջ տրանսֆորմատորով:

Առանց տրանսֆորմատորի կամրջի միացում հայտնաբերվում է 500 ՎԱ և ավելի հզորությամբ անխափան սնուցման սարքերում և ավտոմոբիլային ինվերտորներում: Զրոյական տրանսֆորմատորային տերմինալով մղվող սխեման օգտագործվում է ցածր էներգիայի UPS-ներում (համակարգիչների համար) մինչև 500 ՎԱ հզորությամբ, որտեղ պահեստային մարտկոցի լարումը 12 կամ 24 վոլտ է: Տրանսֆորմատորով կամրջային միացումն օգտագործվում է հզոր անխափան սնուցման սարքերում (միավորների և տասնյակ կՎԱ-ի համար):

Ուղղանկյուն ելք ունեցող լարման ինվերտորներում մի խումբ անջատիչներ միացված են ազատ պտտվող դիոդներով, որպեսզի ստանան փոփոխական լարում բեռի վրա և ապահովեն վերահսկվող շրջանառության ռեժիմը միացումում:

Ելքային լարման համաչափությունը որոշվում է. Անվերահսկելի ռեակտիվ էներգիայի շրջանառության ռեժիմում սպառողը ազդում է ինվերտորի ելքի վրա լարման ձևի և մեծության վրա:

Քայլ ելքով լարման ինվերտորներում բարձր հաճախականության նախնական փոխարկիչն առաջացնում է միաբևեռ քայլային լարման կոր՝ մոտավորապես մոտավորելով սինուսոիդի ձևով, որի ժամանակահատվածը հավասար է ելքային լարման ժամանակաշրջանի կեսին: LF կամրջի միացումն այնուհետև միաբևեռ քայլի կորը վերածում է բազմաբևեռ կորի երկու կեսերի, որոնք մոտավորապես նման են սինուսային ալիքի:

Սինուսոիդային (կամ գրեթե սինուսոիդային) ելքային ալիքի ձև ունեցող լարման ինվերտորներում բարձր հաճախականության նախնական փոխարկիչը ստեղծում է կայուն լարում, որը մոտ է ապագա սինուսոիդային ելքի ամպլիտուդին:

Դրանից հետո կամրջի միացումն ուղիղ լարումից ստեղծում է ցածր հաճախականության փոփոխական լարում՝ օգտագործելով բազմաթիվ PWM, երբ ելքային սինուսոիդի յուրաքանչյուր կիսաշրջանում տրանզիստորների յուրաքանչյուր զույգ բացվում է մի քանի անգամ՝ ներդաշնակ օրենքի համաձայն տատանվող ժամանակով: Այնուհետև ցածր անցումային ֆիլտրը սինուսային ալիք է հանում ստացված ալիքի ձևից:

Ինվերտորներում բարձր հաճախականության նախնական փոխակերպման ամենապարզ սխեմաները ինքնուրույն ստեղծվում են: Դրանք բավականին պարզ են տեխնիկական իրականացման առումով եւ բավականին արդյունավետ են ցածր տերությունների (մինչեւ 10-20 վ) ցածր տերությունների համար, էներգիայի մատակարարման գործընթացում: Ինքնասիլլատորների հաճախականությունը 10 կՀց-ից ոչ ավելի է։

Նման սարքերում դրական արձագանքը ստացվում է տրանսֆորմատորի մագնիսական շղթայի հագեցվածությունից: Բայց հզոր ինվերտորների համար նման սխեմաները անընդունելի են, քանի որ անջատիչների կորուստները մեծանում են, և արդյունավետությունն ավարտվում է ցածր: Ավելին, ելքի ցանկացած կարճ միացում խաթարում է ինքնահոսքերը։

Նախնական հաճախականության փոխարկիչների ավելի լավ սխեմաները թռուցիկ են (մինչեւ 150 վ), հրում-քաշեք (մինչեւ 500 Վտ կամուրջ (ավելի քան 500 վ) PWM վերահսկիչների վրա, որտեղ փոխարկման հաճախությունը հասնում է հարյուրավոր կիլոհերտի .

Ինվերտորների տեսակները, աշխատանքային ռեժիմները

Միաֆազ լարման ինվերտորները բաժանված են երկու խմբի՝ մաքուր սինուսային ալիքով և փոփոխված սինուսային ալիքով։ Ժամանակակից սարքերի մեծ մասը թույլ է տալիս ցանցային ազդանշանի պարզեցված ձև (փոփոխված սինուսային ալիք):

Մաքուր սինուսային ալիքը կարեւոր է այն սարքերի համար, որոնք ունեն էլեկտրական շարժիչ կամ տրանսֆորմատոր մուտքագրում, կամ եթե այն հատուկ սարք է, որն աշխատում է միայն ներմուծված մաքուր սինուսային ալիքով:

Եռաֆազ ինվերտորները սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրական շարժիչների համար եռաֆազ հոսանք ստեղծելու համար, ինչպիսիք են էլեկտրամատակարարումը: Այս դեպքում շարժիչի ոլորունները ուղղակիորեն կապված են ինվերտորի ելքի հետ: Ինչ վերաբերում է հզորությանը, ապա ինվերտորը ընտրվում է սպառողի համար դրա առավելագույն արժեքի հիման վրա:

Ընդհանուր առմամբ, կան ինվերտերի երեք աշխատանքային ռեժիմներ՝ մեկնարկային, շարունակական և գերբեռնվածության ռեժիմ։ Մեկնարկային ռեժիմում (սառնարանը սկսելը կարողությունը լիցքավորել), ուժը կարող է պառակտված երկրորդը գերազանցել inverter- ի վարկանիշը. Սա ընդունելի է մոդելների մեծ մասի համար: Երկարաժամկետ ռեժիմ - համապատասխան ինվերտերի վարկանիշին: Ծանրաբեռնված ռեժիմ - երբ սպառողի հզորությունը 1,3 անգամ բարձր է անվանականից - այս ռեժիմում միջին ինվերտորը կարող է աշխատել մոտ կես ժամ:

Լարման փոխարկիչները լայնորեն կիրառվում են ինչպես առօրյա կյանքում, այնպես էլ արտադրության մեջ։ Արտադրության և արդյունաբերության համար դրանք ամենից հաճախ պատրաստվում են պատվերով, քանի որ նրանց անհրաժեշտ է հզոր փոխարկիչ և ոչ միշտ ստանդարտ լարմամբ։ Ելքային և մուտքային պարամետրերի ստանդարտ արժեքները հաճախ օգտագործվում են առօրյա կյանքում: Այսինքն՝ լարման փոխարկիչը էլեկտրոնային սարք է, որը նախատեսված է էլեկտրաէներգիայի տեսակը, դրա մեծությունը կամ հաճախականությունը փոխելու համար։

Ըստ իրենց ֆունկցիոնալության, դրանք բաժանվում են.

1. իջեցումներ;
2. Բարձրացում;
3. առանց տրանսֆորմատորի;
4. Inverter;
5. Կարգավորելի կարգավորվող հաճախականությամբ և ելքային AC լարմամբ;
6. Կարգավորելի է կարգավորելի մշտական ​​ելքային լարման միջոցով:

Դրանցից մի քանիսը կարող են պատրաստվել հատուկ կնքված դիզայնով, այս տեսակի սարքերը օգտագործվում են թաց սենյակների համար կամ, ընդհանրապես, ջրի տակ տեղադրելու համար:

Այսպիսով, ո՞րն է յուրաքանչյուր տեսակ:

Բարձր լարման փոխարկիչ

Սա էլեկտրոնային սարք է, որը նախատեսված է փոփոխական կամ ուղիղ բարձր լարման արտադրման համար (մինչև մի քանի հազար վոլտ): Օրինակ, նման սարքերը օգտագործվում են հեռուստատեսային պատկերի խողովակների համար բարձր լարման էներգիա արտադրելու, ինչպես նաև մի քանի անգամ ավելացած լարմամբ էլեկտրական սարքավորումների լաբորատոր հետազոտությունների և փորձարկման համար: 6 կՎ լարման համար նախատեսված նավթային անջատիչների մալուխները կամ հոսանքի սխեմաները փորձարկվում են 30 կՎ և ավելի լարման դեպքում, սակայն լարման այս արժեքը մեծ հզորություն չունի, և խափանման դեպքում այն ​​անմիջապես անջատվում է: Այս փոխարկիչները բավականին կոմպակտ են, քանի որ դրանք անձնակազմի կողմից պետք է տեղափոխվեն մի ենթակայանից մյուսը, առավել հաճախ՝ ձեռքով: Հարկ է նշել, որ բոլոր լաբորատոր սնուցման սարքերը և փոխարկիչները ունեն գրեթե ստանդարտ, ճշգրիտ լարում:

Լյումինեսցենտային լամպերը գործարկելու համար օգտագործվում են ավելի պարզ բարձր լարման փոխարկիչներ: Իմպուլսը կարող է մեծապես բարձրացնել մինչև ցանկալի մակարդակը, օգտագործելով մեկնարկիչը և շնչափողը, որը կարող է ունենալ էլեկտրոնային կամ էլեկտրամեխանիկական հիմք:

Արդյունաբերական կայանքները, որոնք փոխակերպում են ցածր լարումը բարձր լարման, ունեն բազմաթիվ պաշտպանություն և իրականացվում են բարձրացնող տրանսֆորմատորների (ՍՏՎ) միջոցով: Ահա այս սխեմաներից մեկը, որը տալիս է ելք 8-ից մինչև 16 հազար վոլտ, մինչդեռ դրա շահագործման համար անհրաժեշտ է ընդամենը մոտ 50 Վ:

Շնորհիվ այն բանի, որ տրանսֆորմատորների ոլորուններում առաջանում և հոսում է բավականին բարձր լարում, մեծ պահանջներ են դրվում այդ ոլորունների մեկուսացման, ինչպես նաև դրա որակի վրա: Պսակի արտանետումների հավանականությունը վերացնելու համար բարձրավոլտ ուղղիչի մասերը պետք է զգուշորեն, առանց փորվածքների և սուր անկյունների զոդել տախտակին, այնուհետև երկու կողմից լցնել էպոքսիդային խեժով կամ պարաֆին 2 շերտով... 3 մմ հաստությամբ՝ ապահովելով միմյանցից մեկուսացում։ Երբեմն այս էլեկտրոնային համակարգերը և սարքերը կոչվում են բարձրացող լարման փոխարկիչներ:

Հետևյալ սխեման գծային ռեզոնանսային լարման փոխարկիչ է, որն աշխատում է խթանման ռեժիմում: Այն հիմնված է U-ի ավելացման գործառույթների տարանջատման և բոլորովին այլ կասկադներում դրա հստակ կայունացման վրա։

Միևնույն ժամանակ, որոշ ինվերտերային ագրեգատներ կարող են աշխատել նվազագույն կորուստներով հոսանքի անջատիչների վրա, ինչպես նաև շտկված կամրջի վրա, որտեղ հայտնվում է բարձր լարման:

Տնային լարման փոխարկիչ

Միջին մարդը շատ հաճախ հանդիպում է տան համար լարման փոխարկիչներին, քանի որ շատ սարքեր ունեն էլեկտրամատակարարում: Ամենից հաճախ դրանք աստիճանական փոխարկիչներ են, որոնք ունեն գալվանական մեկուսացում: Օրինակ՝ բջջային հեռախոսների և նոութբուքերի լիցքավորիչներ, անհատական ​​աշխատասեղան համակարգիչներ, ռադիո, ստերեո համակարգեր, տարբեր մեդիա նվագարկիչներ, և այս ցանկը կարելի է երկար շարունակել, քանի որ դրանց բազմազանությունն ու կիրառությունները առօրյա կյանքում վերջերս շատ լայն են:

Անխափան սնուցման սարքերը հագեցված են էներգիայի կուտակման սարքերով՝ մարտկոցների տեսքով։ Նման սարքերը օգտագործվում են նաև ջեռուցման համակարգի աշխատանքը պահպանելու համար էլեկտրաէներգիայի անսպասելի անջատման ժամանակ: Երբեմն տնային փոխարկիչները կարող են պատրաստվել ինվերտորային սխեմայի համաձայն, այսինքն ՝ այն միացնելով ուղղակի հոսանքի աղբյուրին (մարտկոց), որը սնուցվում է քիմիական ռեակցիայի միջոցով, կարող եք ստանալ նորմալ փոփոխական լարում ելքի վրա, որի արժեքը կլինի 220: Վոլտ. Այս սխեմաների առանձնահատկությունը ելքի վրա մաքուր սինուսոիդային ազդանշան ստանալու ունակությունն է:

Առօրյա կյանքում օգտագործվող փոխարկիչների շատ կարևոր բնութագրիչներից մեկը սարքի ելքային ազդանշանի կայուն արժեքն է, անկախ նրանից, թե քանի վոլտ է մատակարարվում դրա մուտքին: Էլեկտրամատակարարման այս ֆունկցիոնալ առանձնահատկությունը պայմանավորված է նրանով, որ միկրոսխեմաների և այլ կիսահաղորդչային սարքերի կայուն և երկարաժամկետ շահագործման համար անհրաժեշտ է հստակ ստանդարտացված լարում և նույնիսկ առանց ալիքների:

Տան կամ բնակարանի համար փոխարկիչ ընտրելու հիմնական չափանիշներն են.

1. Ուժ;
2. Մուտքային և ելքային լարման մեծությունը;
3. Կայունացման հնարավորությունը և դրա սահմանները;
4. Բեռնել ընթացիկ արժեքը;
5. The եռուցման նվազագույնի հասցնելը, այսինքն, ավելի լավ է փոխարկիչը գործի ռեժիմով `էներգիայի պահուստով.
6. Սարքի օդափոխությունը կարող է լինել բնական կամ հարկադրված;
7. Լավ ձայնային մեկուսացում;
8. Պաշտպանության առկայություն ծանրաբեռնվածությունից եւ գերտաքացումից:

Լարման փոխարկիչ ընտրելը պարզ խնդիր չէ, քանի որ սնուցվող սարքի աշխատանքը կախված է ճիշտ ընտրված փոխարկիչից:

Առանց տրանսֆորմատորային լարման փոխարկիչներ

Վերջին շրջանում դրանք մեծ տարածում են գտել, քանի որ դրանց արտադրությունը և մասնավորապես տրանսֆորմատորների արտադրությունը մեծ ծախսեր են պահանջում, քանի որ դրանց ոլորունները գունավոր մետաղից են, որոնց գինը անընդհատ աճում է։ Նման փոխարկիչների հիմնական առավելությունը, իհարկե, գինն է: Բացասական կողմերից կա մի բան, որը զգալիորեն տարբերում է այն տրանսֆորմատորային էներգիայի աղբյուրներից և փոխարկիչներից: Մեկ կամ մի քանի կիսահաղորդչային սարքերի խափանման արդյունքում ամբողջ ելքային էներգիան կարող է հասնել սպառողի տերմինալներին, և դա, անշուշտ, կվնասի նրան: Ահա AC-ից DC լարման ամենապարզ փոխարկիչը: Կարգավորող տարրի դերը խաղում է թրիստորը:

Իրավիճակն ավելի պարզ է փոխարկիչների դեպքում, որոնք չունեն տրանսֆորմատորներ, բայց աշխատում են լարման բարձրացնող սարքի հիման վրա և ռեժիմով։ Այստեղ, նույնիսկ եթե մեկ կամ մի քանի տարրեր խափանվեն, վտանգավոր կործանարար էներգիան չի հայտնվի բեռի վրա:

DC-DC փոխարկիչներ

AC/DC փոխարկիչը այս տեսակի սարքի ամենատարածված տեսակն է: Առօրյա կյանքում դրանք բոլոր տեսակի սնուցման սարքեր են, իսկ արտադրության և արդյունաբերության մեջ դրանք էլեկտրամատակարարման սարքեր են.

• Բոլոր կիսահաղորդչային սխեմաները;
• Սինխրոն շարժիչների և DC շարժիչների գրգռման ոլորուններ;
• Յուղի անջատիչ էլեկտրամագնիսական պարույրներ;
• Գործող և անջատող սխեմաներ, որտեղ պարույրները պահանջում են մշտական ​​հոսանք:

Տրիստորի լարման փոխարկիչը այս նպատակների համար առավել հաճախ օգտագործվող սարքն է: Այս սարքերի առանձնահատկությունն այն է, որ փոփոխական լարման ամբողջական, այլ ոչ թե մասնակի փոխակերպումն է ուղիղ լարման՝ առանց որևէ ալիքի: Այս տեսակի հզոր լարման փոխարկիչը պետք է անպայման ներառի ռադիատորներ և հովացուցիչներ հովացման համար, քանի որ բոլոր էլեկտրոնային մասերը կարող են երկար ժամանակ աշխատել և անխափան աշխատել միայն աշխատանքային ջերմաստիճանում:

Կարգավորելի լարման փոխարկիչ

Այս սարքերը նախատեսված են ինչպես լարման բարձրացման, այնպես էլ նվազման ռեժիմներում աշխատելու համար: Ամենից հաճախ դրանք դեռ սարքեր են, որոնք սահուն կերպով կարգավորում են ելքային ազդանշանի արժեքը, որը ցածր է մուտքային ազդանշանից: Այսինքն՝ մուտքին մատակարարվում է 220 վոլտ, իսկ ելքում մենք ստանում ենք կարգավորվող հաստատուն արժեք, ասենք՝ 2-ից 30 վոլտ։ Շատ նուրբ կարգավորմամբ նման սարքերը օգտագործվում են լաբորատորիաներում ցուցիչի և թվային գործիքների փորձարկման համար: Շատ հարմար է, երբ դրանք հագեցած են թվային ցուցիչով։ Պետք է խոստովանել, որ յուրաքանչյուր ռադիոսիրողական այս տեսակը հիմք է ընդունել իր առաջին աշխատանքի համար, քանի որ որոշակի սարքավորումների էլեկտրամատակարարումը կարող է տարբեր լինել չափերով, բայց այս էներգիայի աղբյուրը պարզվեց, որ շատ ունիվերսալ է: Ինչպես պատրաստել բարձրորակ փոխարկիչ, որը երկար ժամանակ է աշխատում, երիտասարդ ռադիոսիրողների հիմնական խնդիրն է:

Inverter լարման փոխարկիչ

Այս տեսակի փոխարկիչը հիմք է հանդիսանում նորարարական կոմպակտ եռակցման սարքերի համար: Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման համար ստանալով 220 վոլտ փոփոխական լարում, սարքը ուղղում է այն, որից հետո այն կրկին դարձնում է փոփոխական, բայց մի քանի տասնյակ հազար Հց հաճախականությամբ։ Սա հնարավորություն է տալիս զգալիորեն նվազեցնել ելքի վրա տեղադրված եռակցման տրանսֆորմատորի չափերը:

Ինվերտորային մեթոդը օգտագործվում է նաև մարտկոցներից ջեռուցման կաթսաների սնուցման համար՝ էլեկտրաէներգիայի անսպասելի անջատման դեպքում: Դրա շնորհիվ համակարգը շարունակում է աշխատել և 12 վոլտ ուղիղ լարումից ստանում է 220 վոլտ փոփոխական լարում։ Այդ նպատակով հզոր ուժեղացուցիչ սարքը պետք է աշխատի մեծ հզորության մարտկոցից, որը որոշում է, թե որքան ժամանակ է այն կաթսան էլեկտրաէներգիա մատակարարելու: Այսինքն, կարողությունը առանցքային դեր է խաղում:

Բարձր հաճախականության լարման փոխարկիչ

Բարձրացնող փոխարկիչների օգտագործման շնորհիվ հնարավոր է դառնում նվազեցնել սխեմաները կազմող բոլոր էլեկտրոնային և էլեկտրամագնիսական տարրերի չափերը, ինչը նշանակում է, որ նվազում է տրանսֆորմատորների, կծիկների, կոնդենսատորների և այլնի արժեքը: Այնուամենայնիվ, դա կարող է առաջացնել բարձր հաճախականության ռադիոմիջամտություն, որն ազդում է այլ էլեկտրոնային սարքերի, համակարգերի և նույնիսկ սովորական ռադիոընդունիչների աշխատանքի վրա, ուստի դրանց պատյանները պետք է հուսալիորեն պաշտպանված լինեն: Փոխարկիչի և դրա միջամտության հաշվարկը պետք է իրականացվի բարձր որակավորում ունեցող անձնակազմի կողմից:

Ի՞նչ է դիմադրությունը լարման փոխարկիչին:
Սա հատուկ տեսակ է, որն օգտագործվում է միայն չափիչ գործիքների, մասնավորապես օմմետրերի արտադրության և արտադրության մեջ: Ի վերջո, օմմետրի հիմքը, այսինքն՝ դիմադրությունը չափող սարքը, կատարվում է U-ի անկումը չափելու և այն ցուցիչի կամ թվային ցուցիչների վերածելու համար։ Սովորաբար չափումները կատարվում են ուղղակի հոսանքի համեմատ: Չափիչ փոխարկիչը տեխնիկական սարք է, որն օգտագործվում է չափված արժեքը մեկ այլ արժեքի կամ չափիչ ազդանշանի վերածելու համար, որը հարմար է մշակման, պահպանման, հետագա փոխակերպումների, ցուցումների և փոխանցման համար: Դա ցանկացած չափիչ սարքի մի մասն է:

Ընթացիկ լարման փոխարկիչ

Շատ դեպքերում բոլոր էլեկտրոնային սխեմաները անհրաժեշտ են լարման տեսքով ներկայացված ազդանշանները մշակելու համար: Այնուամենայնիվ, երբեմն դուք պետք է գործ ունենաք հոսանքի տեսքով ազդանշանի հետ: Նման ազդանշաններն առաջանում են, օրինակ, ֆոտոռեզիստորի կամ ֆոտոդիոդի ելքից։ Այնուհետեւ նպատակահարմար է առաջին իսկ հնարավորության դեպքում ընթացիկ ազդանշանը վերածել լարման: Լարման-հոսանքի փոխարկիչները օգտագործվում են, երբ բեռնվածքի հոսանքը պետք է համաչափ լինի մուտքագրման U-ին և անկախ R բեռնվածությունից: Մասնավորապես, մշտական ​​մուտքագրման U-ով, բեռի հոսանքը նույնպես հաստատուն կլինի, հետևաբար այդպիսի փոխարկիչները երբեմն պայմանականորեն կոչվում են ընթացիկ կայունացուցիչներ:

Լարման փոխարկիչի վերանորոգում

Այս սարքերի վերանորոգումը մեկ տեսակի լարումը մյուսին փոխակերպելու համար լավագույնս արվում է սպասարկման կենտրոններում, որտեղ անձնակազմը բարձր որակավորում ունի և հետագայում երաշխիքներ կտա կատարված աշխատանքի համար: Ամենից հաճախ ցանկացած ժամանակակից բարձրորակ փոխարկիչ բաղկացած է մի քանի հարյուր էլեկտրոնային մասերից, և եթե ակնհայտ այրված տարրեր չկան, ապա շատ դժվար կլինի անսարքություն գտնել և շտկել: Այս տեսակի չինական որոշ էժան սարքեր, ընդհանուր առմամբ, սկզբունքորեն զրկված են դրանք վերանորոգելու հնարավորությունից, ինչը չի կարելի ասել հայրենական արտադրողների մասին։ Այո, դրանք կարող են լինել մի փոքր ծավալուն և ոչ կոմպակտ, բայց դրանք կարելի է վերանորոգել, քանի որ դրանց շատ մասեր կարելի է փոխարինել նմանատիպերով։

Որոնք են հաճախականության փոխարկիչները: Պետք է մտածել, թե արդյոք սա ինտելեկտը կառավարող սարք է։ Այն օգտագործում է բավականին բարձր կատարողականությամբ միկրոսկոպիկ կարգավորիչ: Սրանք լարման-էլեկտրական փոխարկիչներ են՝ լայն հաճախականության տիրույթով: Եթե ​​ցանկանում եք գնել հաճախականության փոխարկիչ, այցելեք Instart կայքը:

Կան էլեկտրոնային տիպի փոխարկիչներ, որոնք օգտագործվում են պտտվող շարժիչի արագությունը կարգավորելու համար (այսպես է սահմանվում ցանկալի հաճախականության լարումը, տեխնիկական պարամետրերը փոխարկվում են շարժիչի նորմալ աշխատանքային ռեժիմի համար):
Ինչ տեսակի հաճախականության փոխարկիչներ կան: Այստեղ:
- Արդյունաբերական օգտագործում;
-Վեկտորային;
-FC Պոմպերի համար:
Պոմպերի և ընդհանուր արդյունաբերականների համար հաճախականության փոխարկիչներն առավել հաճախ չեն օգտագործվում, դրանք շատ ավելի պարզ են օգտագործման մեջ (հատուկ աշխատանքային ժամանակահատվածի վերջում շարժիչները միացնելիս և անջատելիս): Դրանք կարելի է մի քանի ժամ միացնել և չդիպչել այս ժամանակահատվածում։ Իսկ վեկտորային փոխարկիչները (արտադրական գիծ, ​​մետաղի և այլ նյութերի գլանման ապարատ, վերելակ, ամբարձիչ մեխանիզմ և այլն, որն ունի կառավարման ավելի մեծ ճշգրտություն) պետք է շատ հուսալի լինեն։ Նման փոխարկիչների թվում կան նաեւ ենթատեսակներ: Սրանք տրանզիստորային և թրիստորային սարքեր են էլեկտրական լարման հաճախականությունը փոխելու համար։ Տրիստորայինները փոխում են էլեկտրական շարժիչների ճշգրտման հաճախականությունը, ունեն շատ բարձր արդյունավետություն և դիմացկուն են բարձր լարման (բարձր լարման ենթատեսակ): Տրանզիստորի վրա հիմնված փոխարկիչները (մեկուսացված փական մեխանիզմով) ավելի կառավարելի են և օգտագործվում են այնտեղ, որտեղ պահանջվում է էլեկտրական շարժիչի ամենաբարձր արդյունավետությունը: Ցածր հզորության փոխարկիչները պատրաստվում են տրանզիստորների միջոցով: Բայց իրականում տրանզիստորները (միացված աստիճանաբար) այժմ օգտագործվում են գերբարձր լարման փոխարկիչներում:
Ինչպես է աշխատում հաճախականության գեներատորը: Փոխակերպում է հոսանքը՝ օգտագործելով 6 դիոդ՝ թույլ տալով շարժվել մեկ ուղղությամբ:

Ուզում եմ ուշադրությունս հրավիրել ևս մեկ բանի վրա. Հատուկ էֆեկտ է ստացվում, եթե օգտագործվում են հաճախականության փոխարկիչներ, որտեղ տեղափոխվում է սովորական ջուր կամ այլ հեղուկ։ Տրանսպորտային օբյեկտներում օգտագործվում են Bosch VFC3610 փոխարկիչներ (փականների կամ փականների փոխարեն):

Հաճախականության փոխարկիչների այնքան շատ արտադրողներ կան, որոնք հավակնում են առաջնորդության: Դրանք են՝ BOSCH REXROTH, DANFOSS, HYUNDAI, MITSUBISHI ELECTRIC, ABYBIBY, ELGE, OUBEN, EMERSON և այլն:

Հիանալի կլինի կենտրոնանալ հեղինակավոր ընկերությունների վրա հաճախականության փոխարկիչ արտադրողի որոնելիս: Ի վերջո, այս կերպ կարող եք որոշել, թե ինչ «մասեր» կան սարքերի համար և ինչ սարքավորումներ պետք է փոխարինվեն: Հաճախականության փոխարկիչները լայն կիրառություն են գտել այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է պաշտպանել էլեկտրական շարժիչը փուլային կորստից, էլեկտրաջերմային ծանրաբեռնվածությունից և հարվածային բեռներից: Հաճախականության փոխարկիչը կարող է հավաքվել ձեր սեփական ձեռքերով (տանը): Ցանկացած ընկերության կամ ձեռնարկության մի շարք բնորոշ խնդիրներ լուծելու համար անհրաժեշտ են հաճախականության միջակայքի փոխարկիչներ։ Ժամանակակից «փոխակերպող» սարքերն ունեն բազմաթիվ լրացուցիչ հնարավորություններ։ ընտրանքներ և ընդարձակումներ:

DC/DC փոխարկիչները լայնորեն օգտագործվում են տարբեր էլեկտրոնային սարքավորումների սնուցման համար: Դրանք օգտագործվում են համակարգչային սարքերում, կապի սարքերում, կառավարման և ավտոմատացման տարբեր սխեմաներում և այլն։

Տրանսֆորմատորային սնուցման աղբյուրներ

Ավանդական տրանսֆորմատորային սնուցման սարքերում սնուցման ցանցի լարումը փոխակերպվում է, ամենից հաճախ նվազեցվում է ցանկալի արժեքին, օգտագործելով տրանսֆորմատոր: Նվազեցված լարումը հարթվում է կոնդենսատորի ֆիլտրով: Անհրաժեշտության դեպքում ուղղիչից հետո տեղադրվում է կիսահաղորդչային կայունացուցիչ:

Տրանսֆորմատորային սնուցման սարքերը սովորաբար հագեցված են գծային կայունացուցիչներով: Նման կայունացուցիչներն ունեն առնվազն երկու առավելություն՝ ցածր գնով և ամրագոտիում փոքր քանակությամբ մասեր: Բայց այս առավելությունները քայքայվում են ցածր արդյունավետությամբ, քանի որ մուտքային լարման զգալի մասը օգտագործվում է հսկիչ տրանզիստորը տաքացնելու համար, ինչը լիովին անընդունելի է շարժական էլեկտրոնային սարքերի սնուցման համար:

DC/DC փոխարկիչներ

Եթե ​​սարքավորումները սնուցվում են գալվանական բջիջներից կամ մարտկոցներից, ապա լարման փոխարկումը անհրաժեշտ մակարդակին հնարավոր է միայն DC/DC փոխարկիչների օգնությամբ:

Գաղափարը բավականին պարզ է. ուղիղ լարումը վերածվում է փոփոխական լարման, սովորաբար մի քանի տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրավոր կիլոհերց հաճախականությամբ, ավելանում (նվազում է), այնուհետև ուղղվում և մատակարարվում է բեռին: Նման կերպափոխիչները հաճախ կոչվում են իմպուլսային փոխարկիչներ:

Օրինակ՝ խթանող փոխարկիչը 1,5 Վ-ից մինչև 5 Վ, պարզապես համակարգչի USB-ի ելքային լարումը: Նմանատիպ ցածր էներգիայի փոխարկիչ վաճառվում է Aliexpress-ում:

Բրինձ. 1. Փոխարկիչ 1.5V/5V

Զարկերակային փոխարկիչները լավն են, քանի որ ունեն բարձր արդյունավետություն՝ սկսած 60..90%-ից: Իմպուլսային փոխարկիչների մեկ այլ առավելություն է մուտքային լարման լայն շրջանակը. մուտքային լարումը կարող է լինել ավելի ցածր, քան ելքային լարումը կամ շատ ավելի բարձր: Ընդհանուր առմամբ, DC/DC փոխարկիչները կարելի է բաժանել մի քանի խմբերի.

Փոխարկիչների դասակարգում

Իջեցում, անգլերեն տերմինաբանությամբ՝ իջնել կամ բաք

Այս կերպափոխիչների ելքային լարումը, որպես կանոն, ցածր է մուտքային լարումից՝ առանց հսկիչ տրանզիստորի ջերմային զգալի կորուստների, կարելի է ստանալ ընդամենը մի քանի վոլտ լարում՝ 12...50 Վ մուտքային լարմամբ։ Նման կերպափոխիչների ելքային հոսանքը կախված է բեռի պահանջարկից, որն իր հերթին որոշում է փոխարկիչի սխեմայի դիզայնը:

Անջատվող փոխարկիչի մեկ այլ անգլերեն անվանումը chopper է: Այս բառի թարգմանության տարբերակներից մեկը ընդհատիչն է: Տեխնիկական գրականության մեջ իջնող փոխարկիչը երբեմն կոչվում է «հատակ»: Առայժմ հիշենք միայն այս տերմինը։

Աճող, անգլերեն տերմինաբանության մեջ քայլ կամ խթանում

Այս կերպափոխիչների ելքային լարումը ավելի բարձր է, քան մուտքային լարումը: Օրինակ, 5 Վ մուտքային լարման դեպքում ելքային լարումը կարող է լինել մինչև 30 Վ, և հնարավոր է դրա սահուն կարգավորումն ու կայունացումը։ Շատ հաճախ, խթանող փոխարկիչները կոչվում են ուժեղացուցիչներ:

Ունիվերսալ փոխարկիչներ - SEPIC

Այս կերպափոխիչների ելքային լարումը պահպանվում է տվյալ մակարդակի վրա, երբ մուտքային լարումը կամ ավելի բարձր է, կամ ավելի ցածր, քան մուտքային լարումը: Խորհուրդ է տրվում այն ​​դեպքերում, երբ մուտքային լարումը կարող է տարբեր լինել զգալի սահմաններում: Օրինակ, մեքենայում մարտկոցի լարումը կարող է տատանվել 9...14 Վ-ի սահմաններում, բայց պետք է կայուն լարում ստանալ 12 Վ-ի սահմաններում:

Inverting կերպափոխիչներ

Այս փոխարկիչների հիմնական գործառույթն է էներգիայի աղբյուրի նկատմամբ հակադարձ բևեռականության ելքային լարման արտադրումը: Շատ հարմար է այն դեպքերում, երբ երկբևեռ հզորություն է պահանջվում, օրինակ.

Նշված բոլոր փոխարկիչները կարող են կայունացվել կամ անկայուն լինել, ելքային լարումը կարող է գալվանական կերպով միացված լինել մուտքային լարմանը կամ ունենալ գալվանական լարման մեկուսացում: Ամեն ինչ կախված է կոնկրետ սարքից, որում կօգտագործվի փոխարկիչը:

DC/DC փոխարկիչների մասին հետագա պատմությանը անցնելու համար դուք պետք է գոնե տեսությունը հասկանաք ընդհանուր առումներով:

Ստանդարտ փոխարկիչ chopper - buck փոխարկիչ

Դրա ֆունկցիոնալ դիագրամը ներկայացված է ստորև բերված նկարում: Լարերի վրայի սլաքները ցույց են տալիս հոսանքների ուղղությունները:

Նկ.2. Կոպերի կայունացուցիչի ֆունկցիոնալ դիագրամ

Մուտքային լարումը Uin մատակարարվում է մուտքային զտիչ - կոնդենսատոր Cin: VT տրանզիստորը օգտագործվում է որպես հիմնական տարր, այն իրականացնում է բարձր հաճախականության հոսանքի միացում: Դա կարող է լինել կամ. Բացի նշված մասերից, շղթան պարունակում է լիցքաթափման դիոդ VD և ելքային ֆիլտր՝ LCout, որից լարումը մատակարարվում է բեռին Rн:

Հեշտ է տեսնել, որ բեռը սերիական միացված է VT և L տարրերով: Հետևաբար, միացումը հաջորդական է: Ինչպե՞ս է առաջանում լարման անկումը:

Զարկերակային լայնության մոդուլյացիան - PWM

Հսկիչ սխեման արտադրում է ուղղանկյուն իմպուլսներ՝ հաստատուն հաճախականությամբ կամ հաստատուն պարբերությամբ, որն ըստ էության նույն բանն է։ Այս իմպուլսները ներկայացված են Նկար 3-ում:

Նկ.3. Վերահսկեք իմպուլսները

Այստեղ t-ն իմպուլսի ժամանակն է, տրանզիստորը բաց է, t-ը դադարի ժամանակն է, և տրանզիստորը փակ է: Ti/T հարաբերակցությունը կոչվում է աշխատանքային ցիկլի աշխատանքային ցիկլ, որը նշվում է D տառով և արտահայտված %% կամ պարզապես թվերով։ Օրինակ, երբ D-ն հավասար է 50%-ի, ստացվում է, որ D=0.5:

Այսպիսով, D-ը կարող է տատանվել 0-ից մինչև 1: D=1 արժեքով բանալի տրանզիստորը գտնվում է լրիվ հաղորդման վիճակում, իսկ D=0-ի դեպքում՝ անջատված վիճակում, պարզ ասած՝ փակ է: Դժվար չէ կռահել, որ D=50%-ի դեպքում ելքային լարումը հավասար կլինի մուտքի կեսին։

Միանգամայն ակնհայտ է, որ ելքային լարումը կարգավորվում է կառավարման իմպուլսի t լայնությունը փոխելով և, փաստորեն, D գործակիցը փոխելով։ Կարգավորման այս սկզբունքը կոչվում է (PWM)։ Գրեթե բոլոր անջատիչ սնուցման սարքերում PWM-ի օգնությամբ է, որ կայունացվում է ելքային լարումը:

Նկար 2-ում և 6-ում ցուցադրված դիագրամներում PWM-ը «թաքնված է» ուղղանկյունների մեջ, որոնք պիտակավորված են «Կառավարման միացում», որը կատարում է որոշ լրացուցիչ գործառույթներ: Օրինակ, սա կարող է լինել ելքային լարման մեղմ մեկնարկ, հեռակառավարվող միացում կամ փոխարկիչի կարճ միացումից պաշտպանություն:

Ընդհանրապես, փոխարկիչները այնքան լայն կիրառություն են ստացել, որ էլեկտրոնային բաղադրիչներ արտադրողները սկսել են արտադրել PWM կարգավորիչներ բոլոր առիթների համար: Տեսականին այնքան մեծ է, որ միայն դրանք թվարկելու համար անհրաժեշտ կլինի մի ամբողջ գիրք։ Հետևաբար, որևէ մեկի մտքով չի անցնում հավաքել փոխարկիչներ՝ օգտագործելով դիսկրետ տարրեր կամ ինչպես հաճախ ասում են «չամրացված» ձևով:

Ավելին, պատրաստի ցածր էներգիայի փոխարկիչները կարելի է ձեռք բերել Aliexpress-ում կամ Ebay-ում ցածր գնով։ Այս դեպքում, սիրողական դիզայնում տեղադրելու համար բավական է մուտքային և ելքային լարերը զոդել տախտակին և սահմանել անհրաժեշտ ելքային լարումը:

Բայց եկեք վերադառնանք մեր Նկար 3-ին: Այս դեպքում D գործակիցը որոշում է, թե որքան ժամանակ է այն բաց (փուլ 1) կամ փակ (փուլ 2): Այս երկու փուլերի համար շղթան կարող է ներկայացվել երկու գծագրերով: Նկարները ՉԵՆ ՑՈՒՑԱԴՐՈՒՄ այն տարրերը, որոնք չեն օգտագործվում այս փուլում:

Նկ.4. Փուլ 1

Երբ տրանզիստորը բաց է, հոսանքը հոսանքի աղբյուրից (գալվանական բջիջ, մարտկոց, ուղղիչ) անցնում է ինդուկտիվ խեղդիչ L, բեռը Rn և լիցքավորող կոնդենսատոր Cout: Միևնույն ժամանակ հոսանքը հոսում է բեռի միջով, կոնդենսատոր Cout-ը և ինդուկտոր L-ն էներգիա են կուտակում: Ներկայիս iL-ն Աստիճանաբար ԱՃՈՒՄ Է՝ ինդուկտորի ինդուկտիվության ազդեցության պատճառով։ Այս փուլը կոչվում է պոմպային:

Այն բանից հետո, երբ բեռնվածքի լարումը հասնում է սահմանված արժեքին (որոշվում է կառավարման սարքի կարգավորումներով), VT տրանզիստորը փակվում է, և սարքը տեղափոխվում է երկրորդ փուլ՝ լիցքաթափման փուլ: Նկարում փակ տրանզիստորն ընդհանրապես ցուցադրված չէ, կարծես այն գոյություն չունի։ Բայց սա միայն նշանակում է, որ տրանզիստորը փակ է:

Նկ.5. Փուլ 2

Երբ VT տրանզիստորը փակ է, ինդուկտորում էներգիայի լիցքավորում չկա, քանի որ էներգիայի աղբյուրն անջատված է: Ինդուկտիվությունը L-ն հակված է կանխելու ինդուկտորների ոլորուն միջով հոսող հոսանքի մեծության և ուղղության փոփոխությունները (ինքնահոսք):

Հետևաբար, հոսանքը չի կարող ակնթարթորեն կանգ առնել և փակվում է «դիոդային բեռ» շղթայի միջոցով: Դրա պատճառով VD դիոդը կոչվում է լիցքաթափման դիոդ: Որպես կանոն, սա գերարագ Schottky դիոդ է: Վերահսկիչ ժամանակաշրջանից հետո՝ փուլ 2, միացումն անցնում է 1-ին փուլին, և գործընթացը նորից կրկնվում է: Դիտարկվող շղթայի ելքի առավելագույն լարումը կարող է հավասար լինել մուտքին, և ոչ ավելին: Մուտքայինից ավելի ելքային լարում ստանալու համար օգտագործվում են խթանիչ փոխարկիչներ։

Առայժմ մենք պարզապես պետք է հիշեցնենք ձեզ ինդուկտիվության քանակի մասին, որը որոշում է chopper-ի երկու աշխատանքային ռեժիմները: Եթե ​​ինդուկտիվությունը անբավարար է, փոխարկիչը կգործի ընդհատվող հոսանքի ռեժիմում, ինչը լիովին անընդունելի է էլեկտրամատակարարման համար:

Եթե ​​ինդուկտիվությունը բավականաչափ մեծ է, ապա շահագործումը տեղի է ունենում շարունակական հոսանքի ռեժիմում, ինչը հնարավորություն է տալիս ելքային ֆիլտրերի միջոցով ստանալ կայուն լարում ալիքի ընդունելի մակարդակով: Boost կերպափոխիչները, որոնք կքննարկվեն ստորև, նույնպես գործում են շարունակական ընթացիկ ռեժիմում:

Արդյունավետությունը փոքր-ինչ բարձրացնելու համար VD լիցքաթափման դիոդը փոխարինվում է MOSFET տրանզիստորով, որը ճիշտ պահին բացվում է կառավարման միացումով: Նման փոխարկիչները կոչվում են համաժամանակյա: Նրանց օգտագործումը արդարացված է, եթե փոխարկիչի հզորությունը բավականաչափ մեծ է:

Բարձրացնող կամ խթանող փոխարկիչներ

Boost կերպափոխիչներն օգտագործվում են հիմնականում ցածր լարման էլեկտրամատակարարման համար, օրինակ, երկու կամ երեք մարտկոցներից, և որոշ նախագծային բաղադրիչներ պահանջում են 12 ... 15 Վ լարում ցածր հոսանքի սպառմամբ: Բավականին հաճախ, խթանող փոխարկիչը համառոտ և հստակ կոչվում է «booster» բառը:

Նկ.6. Խթանող փոխարկիչի ֆունկցիոնալ դիագրամ

Մուտքային լարումը Uin կիրառվում է մուտքային ֆիլտրի Cin-ի վրա և մատակարարվում է շարքով միացված L-ին և անջատիչ VT տրանզիստորին: VD դիոդը միացված է կծիկի և տրանզիստորի արտահոսքի միացման կետին: Rn բեռը և շունտային կոնդենսատոր Cout-ը միացված են դիոդի մյուս տերմինալին:

VT տրանզիստորը կառավարվում է հսկիչ սխեմայով, որն արտադրում է կայուն հաճախականության հսկիչ ազդանշան՝ կարգավորելի աշխատանքային ցիկլով D, ճիշտ այնպես, ինչպես նկարագրված էր հենց վերևում, երբ նկարագրում էր դիպչի սխեման (նկ. 3): VD դիոդը ճիշտ ժամանակներում արգելափակում է բեռը առանցքային տրանզիստորից:

Երբ առանցքային տրանզիստորը բաց է, կծիկի L-ի աջ ելքը ըստ գծապատկերի միացված է Uin հոսանքի աղբյուրի բացասական բևեռին։ Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրից աճող հոսանք (ինդուկտիվության ազդեցության պատճառով) հոսում է կծիկի և բաց տրանզիստորի միջով, և էներգիան կուտակվում է կծիկի մեջ։

Այս պահին VD դիոդը արգելափակում է բեռը և ելքային կոնդենսատորը անջատիչ միացումից, դրանով իսկ կանխելով ելքային կոնդենսատորի լիցքաթափումը բաց տրանզիստորի միջոցով: Բեռը այս պահին սնուցվում է կոնդենսատոր Cout-ում կուտակված էներգիայով: Բնականաբար, ելքային կոնդենսատորի վրա լարումը նվազում է:

Հենց որ ելքային լարումը մի փոքր իջնի սահմանված արժեքից (որոշվում է հսկիչ սխեմայի կարգավորումներով), բանալի տրանզիստոր VT փակվում է, և ինդուկտորում կուտակված էներգիան VD դիոդի միջոցով վերալիցքավորում է կոնդենսատորը, որը էներգիա է տալիս ծանրաբեռնվածություն. Այս դեպքում L-ի կծիկի ինքնաինդուկցիոն էմֆ-ն ավելացվում է մուտքային լարմանը և փոխանցվում բեռին, հետևաբար, ելքային լարումն ավելի մեծ է, քան մուտքային լարումը։

Երբ ելքային լարումը հասնում է սահմանված կայունացման մակարդակին, կառավարման միացումը բացում է տրանզիստորի VT-ը, և գործընթացը կրկնվում է էներգիայի պահպանման փուլից:

Ունիվերսալ փոխարկիչներ - SEPIC (միակողմանի առաջնային ինդուկտորային փոխարկիչ կամ փոխարկիչ՝ ասիմետրիկ բեռնված առաջնային ինդուկտիվությամբ):

Նման փոխարկիչները հիմնականում օգտագործվում են, երբ բեռը ունի աննշան հզորություն, և մուտքային լարումը փոխվում է ելքային լարման համեմատ վեր կամ վար:

Նկ.7. SEPIC փոխարկիչի ֆունկցիոնալ դիագրամ

Շատ նման է Նկար 6-ում ցուցադրված խթանիչ փոխարկիչի միացմանը, բայց լրացուցիչ տարրերով՝ C1 կոնդենսատոր և կծիկ L2: Հենց այս տարրերն են ապահովում փոխարկիչի աշխատանքը լարման նվազեցման ռեժիմում:

SEPIC փոխարկիչները օգտագործվում են այնպիսի ծրագրերում, որտեղ մուտքային լարումը շատ տարբեր է: Օրինակ է 4V-35V-ից 1.23V-32V խթանող բշտիկային լարման բարձրացում / ներքեւ փոխարկիչ կարգավորիչ: Այս անվանման տակ է, որ փոխարկիչը վաճառվում է չինական խանութներում, որի միացումն ցուցադրվում է Նկար 8-ում (կտտացրեք ցուցանիշին `մեծացնելու համար):

Նկ.8. SEPIC փոխարկիչի սխեմատիկ դիագրամ

Գծապատկեր 9-ը ցույց է տալիս խորհրդի տեսքը հիմնական տարրերի նշանակմամբ:

Նկ.9. SEPIC փոխարկիչի տեսքը

Գծապատկերում ներկայացված են հիմնական մասերը ըստ Նկար 7. Նշեք, որ կան երկու կծիկ L1 L2: Այս հատկության հիման վրա կարող եք որոշել, որ սա Sepic Converter է:

Խորհրդի մուտքային լարումը կարող է լինել 4 ... 35V: Այս դեպքում ելքային լարումը կարող է ճշգրտվել 1.23-ի սահմաններում ... 32V: Փոխարկիչի գործառնական հաճախությունը 500 կՀ է: 50 x 25 x 12 մմ փոքր չափերով, խորհուրդը ապահովում է մինչեւ 25 Վտ: Առավելագույն ելքային հոսանքը մինչև 3A:

Բայց այստեղ պետք է նկատողություն անել. Եթե ​​ելքային լարման տեղադրված է 10V, ապա ելքային հոսանքը չի կարող լինել ավելի բարձր, քան 2.5A (25W): 5V- ի ելքային լարման միջոցով եւ առավելագույն հոսանքի 3 Ա, իշխանությունը կլինի ընդամենը 15w: Հիմնական բանը այստեղ չէ.