Било који претварач напона је електрични или електронски уређај који може да мења своју вредност према потребној вредности. Овај уређај је посебно захтеван у ситуацијама када је потребно на мрежу повезати оптерећење с различитим напонима. Штавише, они не само да могу снизити вредност овог параметра, већ га и повећати.
Принцип рада
Главни захтев који одређује принцип рада претварача напона је могућност преноса корисне снаге на излаз са минималним губицима (да би се осигурала максимална ефикасност). За то често користе модуле који су економични у погледу губитака, на пример, електронске претвараче. Електрични претварач напона изграђен према трансформаторском кругу најприкладнији је за разматрање принципа рада. Суштина његовог функционисања је следећа:
- на улазу уређаја потенцијал долази из алтернативног генератора напона или сличног извора струје;
- сигнал сличног облика уклања се са излаза трансформатора (из његовог секундарног намотаја);
- ако је потребно, наизменични излазни напон прво се исправља посебним блоком диоде, а затим се стабилизује.
Из таквог круга је веома тешко постићи жељену ефикасност, јер се део пренете снаге губи у намотима трансформатора (услед топлотне дисипације).
Да би се постигла висока ефикасност уређаја, на излазу трансформатора инсталирају се кључне схеме које раде у економичном режиму. Када раде, на основу брзе промене транзистора са затвореног на отворени, губици енергије у намотима знатно се смањују.
У претварачима напона дизајнираним за рад са високонапонским изворима напајања, традиционално се користи феномен самоиндукције. Проводи се у излазним феритним језграма са оштрим прекидом струје у примарном намоту. Као исти хеликоптер користе се сви исти транзистори, а импулсни напон примљен на излазу тада се исправља. Такве шеме омогућавају добијање високих потенцијала величине неколико десетина кВ. Користе се у струјним круговима већ застарјелих катодних цијеви, као и у цијевима за телевизијску слику. У овом случају, могуће је добити добру ефикасност (до 80%).
Области коришћења
Опсег вишезонских претварача напона је веома опсежан. Традиционално се користе за следеће сврхе:
- у линеарним уређајима за дистрибуцију и пренос електричне енергије;
- за извођење тако критичних технолошких операција као што су заваривање, термичка обрада и слично;
- ако је потребно, напајање струјних кругова у различитим областима технологије.
У првом случају, ЕМФ генерисан у електранама повећава се помоћу ових уређаја са 6-24 кВ на 110-220 кВ - у том облику је лакше "дестилирати" жице на великим даљинама. На подстаницама подстанара, други трансформаторски уређаји већ обезбеђују његово смањење, прво на 10 (6.3) кВ, а затим на уобичајених 380 В.
Приликом сервисирања процесне опреме, претварачи напона користе се као електротермалне инсталације или заваривачки трансформатори.
У индустрији
Најопсежнија област примене је обезбеђивање висококвалитетне исхране следећим индустријским дизајном потрошача:
- опрема која ради у аутоматским контролним и контролним линијама;
- телекомуникацијски и комуникацијски уређаји;
- широк спектар електричних мерних инструмената;
- специјална радио и телевизијска опрема и слично.
Посебну функцију врше такозвани „изолациони“ трансформатори који се користе за одвајање водова оптерећења од високог напона.
Пошто такви претварачи „играју помоћну улогу“, најчешће имају малу снагу и релативно малу величину.
У свакодневном животу медицина и одбрамбена индустрија
Претварачи напона се широко користе у свакодневном животу. На основу њих већина ПСУ-а која се користи за пуњење кућанских апарата, као и сложенији уређаји попут:
- Пренапонски заштитници;
- претварачи;
- сувишна напајања итд.
Ови уређаји су највише потражени у медицини, војној сфери, као и у енергетици и науци. У овим индустријама су посебно "тешки" захтеви у погледу квалитета претвореног напона (на пример "чистоћа" синусоида).
Предности и мане
Предности претварача напона укључују:
- способност контроле параметара излазног сигнала - претварање његове променљиве у константну вредност користећи принцип фреквенције претварања;
- доступност опције за пребацивање улазних и излазних кругова (варијација у амплитуди напона);
- дозвољеност прилагођавања њихових номиналних вредности одређеном оптерећењу;
- компактност и једноставност дизајна кућних претварача, који се често израђују у модуларном или зидном дизајну;
- профитабилност (према речима произвођача њихова ефикасност достиже 90%);
- једноставност употребе и свестраност;
- способност преноса електричне енергије на велике удаљености и осигурање рада критичних индустрија.
Недостаци укључују високу цену и ниску отпорност на влагу (са изузетком модела дизајнираних посебно за употребу при високој влажности).
Сорте претварача
Међу читавом разноврсношћу постојећих типова претварача истичу се сљедеће класе:
- посебне уређаје за дом;
- високонапонска и високофреквентна опрема;
- уређаји без трансформатора и претварача претварача;
- ДЦ / ДЦ претварачи;
- подесиви уређаји.
У ову категорију електронских уређаја спадају претварачи струје у напон.
Кућни апарати
Обичан корисник се непрестано суочава са овом врстом претварачких уређаја, јер већина модела савремене технологије има уграђено напајање. У исту класу спадају и непрекидни извори напајања (УПС) са уграђеном батеријом.
У неким се случајевима кућни претварачи изводе према двоструком прстенастом (инвертерском) кругу.
Због такве претворбе из извора једносмерне струје (на пример, батерија), на излазу је могуће добити наизменични напон стандардне вредности од 220 волти. Карактеристика електронских кола је могућност добијања чисто синусоидног сигнала константне амплитуде на излазу.
Подесиви уређаји
Ове јединице су у стању да вреднују излазни напон и повећају га. У пракси су уређаји чешћи који вам омогућавају глатко промену ниже вредности излазног потенцијала.
Класичан случај је када на волумен делује 220 волти, а на излазу се добија подесиви константни напон од 2 до 30 волти.
Инструменти са финим подешавањем излазног параметра традиционално се користе за тестирање бројчаника и дигиталних мерних инструмената у савременим истраживачким лабораторијама.
Уређаји без трансформатора
Јединице без трансформатора (претварач) израђене су по електронском принципу, што укључује употребу посебног управљачког модула.Они користе претварач фреквенције као интермедијарну везу, што води излазни сигнал у облик погодан за исправљање. У модерним узорцима претварачке опреме често се инсталирају програмибилни микроконтролери који значајно побољшавају квалитет контроле претворбе.
Високонапонски уређаји представљени су већ описаним станичним трансформаторима, који повећавају и умањују пренесени напон у потребним пропорцијама.
При преносу енергије путем високонапонских водова и накнадној трансформацији, настоје се њени губици у ватовима свести на минимум.
У исту класу спадају уређаји који формирају сигнал за управљање снопом у телевизијској цеви (кинекоп).
