Mana-mana penukar voltan adalah alat elektrik atau elektronik yang mampu mengubah nilainya dengan nilai yang diperlukan. Peranti ini sangat diminati dalam keadaan ketika perlu menyambungkan beban dengan penilaian voltan yang berbeza ke rangkaian. Selain itu, mereka bukan sahaja dapat menurunkan nilai parameter ini, tetapi juga meningkatkannya.
Prinsip operasi
Keperluan utama yang menentukan prinsip operasi penukar voltan adalah kemampuan untuk memindahkan daya berguna ke output dengan kerugian minimum (untuk memastikan kecekapan maksimum). Untuk ini, mereka sering menggunakan modul yang ekonomik dari segi kerugian, contohnya penyongsang elektronik. Penukar voltan elektrik yang dibina mengikut litar pengubah adalah yang paling mudah untuk mempertimbangkan prinsip operasi. Inti fungsinya adalah seperti berikut:
- pada input peranti, potensi datang dari penjana voltan bergantian atau sumber arus yang serupa;
- isyarat yang serupa bentuknya dikeluarkan dari output pengubah (dari penggulungan sekundernya);
- jika perlu, voltan keluaran bergantian terlebih dahulu diperbaiki oleh blok diod khas, dan kemudian stabil.
Sangat sukar untuk mencapai kecekapan yang diinginkan dari litar seperti itu, kerana sebahagian daya yang dihantar hilang dalam belitan pengubah (kerana pelesapan terma).
Untuk mendapatkan kecekapan tinggi dari peranti ini, skema utama yang beroperasi dalam mod ekonomi dapat dipasang pada output pengubah. Semasa mereka berfungsi, berdasarkan peralihan transistor berkelajuan tinggi dari tertutup ke terbuka, kehilangan kuasa pada belitan dikurangkan dengan ketara.
Dalam penukar voltan yang dirancang untuk berfungsi dengan sumber kuasa voltan tinggi, fenomena induksi diri digunakan secara tradisional. Ia dilaksanakan dalam core ferit output dengan gangguan arus yang tajam dalam belitan primer. Semua transistor yang sama digunakan sebagai pencincang seperti itu, dan voltan nadi yang diterima pada output kemudian diperbaiki. Skema sedemikian memungkinkan untuk memperoleh potensi tinggi dari urutan beberapa puluhan kV. Mereka digunakan dalam rangkaian kuasa tiub sinar katod yang sudah usang, dan juga pada tiub gambar televisyen. Dalam kes ini, adalah mungkin untuk memperoleh kecekapan yang baik (hingga 80%).
Kawasan penggunaan
Skop penukar voltan berbilang zon sangat luas. Mereka digunakan secara tradisional untuk tujuan berikut:
- dalam peranti linear untuk pengedaran dan penghantaran elektrik;
- kerana menjalankan operasi teknologi kritikal seperti pengelasan, rawatan haba dan seumpamanya;
- jika perlu, bekalan kuasa litar beban dalam pelbagai bidang teknologi.
Dalam kes pertama, EMF yang dihasilkan di loji kuasa ditingkatkan dengan bantuan peranti ini dari 6-24 kV menjadi 110-220 kV - dalam bentuk ini lebih mudah untuk "menyaring" wayar pada jarak jauh. Di pencawang daerah, peranti transformer lain sudah memberikan pengurangannya, pertama hingga 10 (6.3) kV, dan kemudian ke 380 Volt biasa.
Semasa melakukan servis peralatan proses, penukar voltan digunakan sebagai pemasangan elektrotermal atau transformer kimpalan.
Dalam industri
Kawasan aplikasi yang paling luas adalah memberikan khasiat berkualiti tinggi kepada reka bentuk industri pengguna berikut:
- peralatan yang beroperasi di garisan kawalan dan kawalan automatik;
- alat telekomunikasi dan komunikasi;
- pelbagai alat pengukur elektrik;
- peralatan radio dan televisyen khas dan seumpamanya.
Fungsi khas dilakukan oleh apa yang disebut "pengasingan" transformer yang digunakan untuk mencabut garis beban dari input voltan tinggi.
Oleh kerana penukar semacam itu "memainkan peranan tambahan", selalunya mereka mempunyai kuasa kecil dan ukuran yang agak kecil.
Dalam kehidupan seharian, perubatan dan industri pertahanan
Penukar voltan banyak digunakan dalam kehidupan seharian. Berdasarkannya, kebanyakan PSU digunakan untuk mengecas perkakas rumah, dan juga peranti yang lebih kompleks seperti:
- Pelindung lonjakan;
- penyongsang;
- bekalan kuasa berlebihan, dll.
Peranti ini sangat diminati dalam bidang perubatan, bidang ketenteraan, serta tenaga dan sains. Dalam industri ini, mereka sangat memerlukan "ketat" syarat mengenai kualiti voltan yang ditukar ("kesucian" sinusoid, misalnya).
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan penukar voltan termasuk:
- keupayaan untuk mengawal parameter isyarat output - mengubah pemboleh ubahnya menjadi nilai tetap menggunakan prinsip penukaran frekuensi;
- ketersediaan pilihan untuk menukar litar input dan output (variasi voltan amplitud);
- kebolehsesuaian untuk menyesuaikan nilai nominal mereka dengan beban tertentu;
- kekompakan dan kesederhanaan reka bentuk penukar isi rumah, yang sering dibuat dalam reka bentuk modular atau dinding;
- keuntungan (menurut pengeluar, kecekapan mereka mencapai 90%);
- kemudahan penggunaan dan serba boleh;
- keupayaan untuk menghantar elektrik dalam jarak jauh dan memastikan operasi industri kritikal.
Kelemahannya termasuk kos tinggi dan ketahanan kelembapan rendah (kecuali model yang direka khusus untuk digunakan dalam kelembapan tinggi).
Varieti Penukar
Di antara pelbagai jenis penukar yang ada, kelas berikut menonjol:
- peranti khas untuk kediaman;
- peralatan voltan tinggi dan frekuensi tinggi;
- peranti nadi transformer dan inverter;
- Penukar DC / DC;
- peranti boleh laras.
Untuk kategori peranti elektronik ini, masukkan arus ke voltan penukar.
Peralatan rumah
Pengguna biasa selalu berhadapan dengan jenis alat penukar ini, kerana kebanyakan model teknologi moden mempunyai bekalan kuasa terbina dalam. Kelas yang sama termasuk bekalan kuasa tidak putus (UPS) dengan bateri terbina dalam.
Dalam beberapa kes, penukar isi rumah dilakukan mengikut litar gelang ganda (penyongsang).
Oleh kerana penukaran ini dari sumber arus terus (bateri, misalnya), adalah mungkin untuk mendapatkan voltan bergantian dengan nilai standard 220 volt pada output. Ciri litar elektronik adalah keupayaan untuk memperoleh isyarat sinusoidal murni amplitud berterusan pada output.
Peranti boleh laras
Unit-unit ini dapat menilai voltan keluaran dan meningkatkannya. Dalam praktiknya, peranti lebih biasa yang membolehkan anda mengubah nilai potensi output yang lebih rendah dengan lancar.
Kes klasik adalah apabila 220 volt bertindak pada input, dan voltan malar boleh laras 2 hingga 30 volt diperoleh pada output.
Instrumen dengan penyesuaian yang baik dari parameter output secara tradisional digunakan untuk menguji alat ukur dail dan digital di makmal penyelidikan moden.
Peranti tanpa transformer
Unit Transformerless (inverter) dibina mengikut prinsip elektronik, yang melibatkan penggunaan modul kawalan yang berasingan.Mereka menggunakan penukar frekuensi sebagai pautan perantaraan, yang membawa isyarat output ke bentuk yang mudah untuk pembetulan. Dalam contoh peralatan inverter moden, mikrokontroler yang dapat diprogram sering dipasang yang meningkatkan kualiti kawalan penukaran dengan ketara.
Peranti voltan tinggi diwakili oleh transformer stesen yang telah dijelaskan, yang meningkatkan dan menurunkan voltan yang dihantar dalam perkadaran yang diperlukan.
Semasa memindahkan tenaga melalui talian voltan tinggi dan transformasi berikutnya, mereka berusaha untuk mengurangkan kerugiannya dalam watt minimum.
Kelas yang sama merangkumi peranti yang membentuk isyarat untuk mengawal pancaran di tiub televisyen (kinescope).
