Konverter tegangan dari 12 ke 220 V digunakan di mana ada kebutuhan untuk menghubungkan perangkat listrik yang menggunakan arus listrik standar ke sumber tegangan bolak-balik. Dalam banyak kasus, jaringan ini tidak tersedia. Penggunaan generator bensin otonom membutuhkan kepatuhan terhadap aturan pemeliharaannya: pemantauan konstan terhadap tingkat bahan bakar yang berfungsi, ventilasi. Penggunaan konverter lengkap dengan aki mobil memungkinkan Anda menyelesaikan masalah dengan cara terbaik.
Isi
Tujuan dan prinsip operasi
Apa itu konverter tegangan. Ini adalah nama perangkat elektronik yang mengubah besarnya sinyal input. Ini dapat digunakan sebagai perangkat step up atau step down. Tegangan input setelah konversi dapat berubah baik besaran maupun frekuensinya.Perangkat semacam itu yang mengubah tegangan DC (mengubahnya) menjadi sinyal keluaran AC disebut inverter.
Konverter tegangan digunakan baik sebagai perangkat yang berdiri sendiri yang memasok konsumen dengan energi AC, dan dapat menjadi bagian dari produk lain: sistem dan catu daya tak terputus, perangkat untuk meningkatkan tegangan langsung ke nilai yang diperlukan.
Inverter adalah generator tegangan osilasi harmonik. Sumber DC menggunakan sirkuit kontrol khusus menciptakan mode switching polaritas periodik. Akibatnya, sinyal tegangan AC dihasilkan pada kontak keluaran perangkat yang terhubung dengan beban. Nilainya (amplitudo) dan frekuensinya ditentukan oleh elemen-elemen rangkaian konverter.
Perangkat kontrol (pengontrol) mengatur frekuensi switching sumber dan bentuk sinyal keluaran, dan amplitudonya ditentukan oleh elemen-elemen dari tahap keluaran rangkaian. Mereka dinilai untuk daya maksimum yang akan ditarik oleh beban pada sirkuit AC.
Pengontrol juga digunakan untuk mengontrol besarnya sinyal keluaran, yang dicapai dengan mengontrol durasi pulsa (menambah atau mengurangi lebarnya). Informasi tentang perubahan nilai sinyal keluaran pada beban memasuki pengontrol melalui sirkuit umpan balik, atas dasar mana sinyal kontrol dihasilkan di dalamnya untuk menyimpan parameter yang diperlukan. Teknik ini disebut sinyal PWM (modulasi lebar pulsa).
Di sirkuit kunci keluaran daya dari konverter tegangan 12V, transistor bipolar komposit yang kuat, thyristor semikonduktor, dan transistor efek medan dapat digunakan. Sirkuit pengontrol diimplementasikan pada sirkuit mikro, yang merupakan perangkat siap pakai dengan fungsi yang diperlukan (mikrokontroler), yang dirancang khusus untuk konverter tersebut.
Sirkuit kontrol menyediakan urutan pengoperasian tombol untuk memberikan output inverter dengan sinyal yang diperlukan untuk pengoperasian normal perangkat konsumen. Selain itu, rangkaian kontrol harus memastikan simetri setengah gelombang dari tegangan keluaran. Ini sangat penting untuk sirkuit yang menggunakan transformator pulsa step-up pada output. Bagi mereka, penampilan komponen tegangan konstan, yang dapat muncul ketika simetri rusak, tidak dapat diterima.
Ada banyak opsi untuk membangun sirkuit inverter tegangan (VIN), tetapi 3 yang utama dibedakan dari mereka:
- DI jembatan tanpa transformator;
- transformator IN dengan kabel netral;
- rangkaian jembatan dengan trafo.
Masing-masing menemukan aplikasi di bidangnya, tergantung pada sumber daya yang digunakan di dalamnya dan daya keluaran yang diperlukan untuk memberi daya pada konsumen. Masing-masing harus dilengkapi dengan elemen perlindungan dan pensinyalan.
Perlindungan undervoltage dan overvoltage dari sumber DC menentukan rentang operasi inverter "pada input". Perlindungan terhadap tegangan AC keluaran tinggi dan rendah diperlukan untuk pengoperasian normal peralatan konsumen. Rentang operasi diatur sesuai dengan persyaratan beban yang digunakan.Jenis perlindungan ini dapat dibalik, yaitu, ketika parameter peralatan dikembalikan ke normal, pekerjaan dapat dipulihkan.
Jika proteksi mengalami trip karena korsleting pada beban atau peningkatan arus keluaran yang berlebihan, analisis menyeluruh tentang penyebab peristiwa ini diperlukan sebelum melanjutkan pengoperasian peralatan.
Konverter 12V adalah yang paling cocok untuk membuat jaringan listrik lokal. Kehadiran mobil dalam jumlah besar dan baterai 12V DC memungkinkan digunakan untuk memenuhi kebutuhan pengguna. Jaringan tersebut dapat dibuat di berbagai tempat, mulai dari mobil Anda sendiri. Mereka mobile dan tidak bergantung pada tempat parkir.
Varietas konverter dari 12 hingga 220 volt
Konverter sederhana dari 12 hingga 220 dirancang untuk konsumen berdaya rendah. Persyaratan kualitas tegangan suplai output dan bentuk sinyal rendah. Sirkuit klasik mereka tidak menggunakan mikrokontroler PWM. Multivibrator, dirakit pada elemen logika AND-NOT, menghasilkan impuls listrik dengan tingkat pengulangan 100 Hz. D-flip-flop digunakan untuk membuat sinyal anti-fase. Ini membagi frekuensi osilator master dengan 2. Sinyal antifase dalam bentuk pulsa persegi panjang dihasilkan pada output pemicu langsung dan terbalik.
Sinyal ini, melalui elemen penyangga pada elemen logika, TIDAK mengontrol rangkaian keluaran konverter, yang dibangun di atas transistor kunci. Daya mereka menentukan daya keluaran inverter.
Transistor dapat berupa komposit bipolar dan medan. Sirkuit wastafel atau kolektor mencakup setengah dari belitan primer transformator. Gulungan sekundernya dirancang untuk tegangan keluaran 220 V.Karena flip-flop membagi frekuensi multivibrator 100 Hz dengan 2, frekuensi keluaran akan menjadi 50 Hz. Nilai seperti itu diperlukan untuk memberi daya pada sebagian besar peralatan listrik dan radio rumah tangga.
Semua elemen sirkuit ditenagai oleh baterai kendaraan, menggunakan elemen tambahan untuk stabilisasi dan perlindungan terhadap gangguan frekuensi tinggi. Baterai itu sendiri juga dilindungi dari mereka.
Di sirkuit konverter sederhana, elemen perlindungan dan kontrol otomatis tidak disediakan. Frekuensi sinyal keluaran ditentukan oleh pilihan kapasitansi kapasitor dan resistansi resistor yang termasuk dalam rangkaian osilator master. Sebagai perlindungan paling sederhana terhadap korsleting pada beban, sekering digunakan di sirkuit aki mobil yang memasok sirkuit. Oleh karena itu, selalu diperlukan untuk memiliki satu set fuse-link cadangan.
Konverter DC-ke-AC modern yang lebih kuat dibuat sesuai dengan skema lain. Kontroler PWM mengatur mode operasi. Ini juga menentukan amplitudo dan frekuensi sinyal keluaran.
Rangkaian konverter 2000 W (12 V+220 V+2000 W) menggunakan koneksi paralel elemen aktif daya dalam tahapan keluarannya untuk mendapatkan daya keluaran yang diperlukan. Dengan sirkuit ini, arus transistor dirangkum.
Tetapi cara yang lebih andal untuk meningkatkan parameter daya adalah dengan menggabungkan beberapa konverter DC / DC sebagai sinyal input dari inverter DC / AC (arus searah / arus bolak-balik) umum, yang outputnya digunakan untuk menghubungkan beban yang kuat.Masing-masing konverter DC/DC terdiri dari inverter dengan output transformator dan penyearah untuk tegangan ini. Ada tegangan konstan sekitar 300 V di terminal output, semuanya terhubung secara paralel di output.
Sulit untuk mendapatkan daya lebih dari 600 W dari satu inverter. Seluruh rangkaian perangkat ini didukung oleh tegangan baterai.
Sirkuit semacam itu dilengkapi dengan semua jenis perlindungan, termasuk perlindungan termal. Sensor suhu dipasang di permukaan radiator transistor keluaran. Mereka menghasilkan tegangan tergantung pada tingkat pemanasan. Perangkat ambang membandingkannya dengan satu set pada tahap desain dan mengeluarkan sinyal untuk menghentikan perangkat dengan alarm yang sesuai. Setiap jenis perlindungan dilengkapi dengan perangkat sinyalnya sendiri, seringkali suara.
Pendinginan paksa tambahan juga digunakan dengan bantuan pendingin udara yang dipasang di kasing, yang secara otomatis beroperasi atas perintah sensor termal yang sesuai. Selain itu, kasingnya sendiri adalah heat sink yang andal, karena terbuat dari logam bergelombang.
Menurut bentuk gelombang tegangan keluaran
Konverter tegangan satu fasa dapat dibagi menjadi dua kelompok:
- dengan gelombang sinus murni pada output;
- dengan gelombang sinus yang dimodifikasi.
Pada inverter kelompok pertama, konverter frekuensi tinggi menghasilkan tegangan konstan. Nilainya dekat dengan amplitudo sinyal sinusoidal, yang harus diperoleh pada output perangkat.Dalam rangkaian jembatan, komponen yang sangat dekat dengan bentuk sinusoidal dipisahkan dari tegangan DC ini dengan modulasi lebar-pulsa dari pengontrol dan filter lolos-rendah. Transistor keluaran terbuka beberapa kali dalam setiap setengah siklus untuk waktu yang bervariasi sesuai dengan hukum harmonik.
Gelombang sinus murni diperlukan untuk perangkat yang memiliki trafo atau motor pada input. Bagian utama perangkat modern memungkinkan suplai tegangan, yang bentuknya kira-kira menyerupai sinusoid. Persyaratan yang sangat rendah dikenakan oleh produk dengan catu daya switching.
Perangkat transformator
Konverter tegangan dapat berisi trafo. Di sirkuit inverter, mereka berpartisipasi dalam pengoperasian osilator pemblokiran master yang menghasilkan pulsa yang mendekati bentuk persegi panjang. Sebagai bagian dari generator semacam itu, transformator pulsa digunakan. Gulungannya dihubungkan sedemikian rupa untuk menciptakan umpan balik positif, menghasilkan penciptaan osilasi yang tidak teredam.
Sirkuit magnetik (inti) terbuat dari paduan dengan kapasitas medan magnet yang tinggi. Karena ini, transformator beroperasi dalam mode tak jenuh. Berbagai jenis ferit, permalloy memiliki sifat ini.
Multivibrator telah menggantikan generator pemblokiran transformator. Mereka menggunakan basis elemen modern dan memiliki stabilitas frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan pendahulunya. Selain itu, di sirkuit multivibrator, mengubah frekuensi operasi generator dicapai dengan cara yang sederhana.
Dalam model inverter modern, transformator beroperasi pada tahap keluaran.Melalui output dari titik tengah belitan primer ke kolektor atau saluran transistor yang digunakan di dalamnya, tegangan suplai dari baterai disuplai. Gulungan sekunder dihitung menggunakan rasio transformasi untuk tegangan bolak-balik 220 V. Nilai ini digunakan untuk memberi daya pada sebagian besar konsumen domestik.
Artikel serupa:
