12 至 220 V 电压转换器用于需要将消耗标准交流电流的电气设备连接到交流电压源的地方。在许多情况下,此网络不可用。使用自动汽油发电机需要遵守其维护规则:持续监控运行燃料水平,确保通风。将转换器与汽车电池结合使用,可以让您以最佳方式解决问题。
名称和工作原理
什么是电压转换器。这是改变输入信号幅度的电子设备的名称。它可以用作增加或减少其价值的设备。转换后,输入电压可以改变其幅度和频率。这种将直流电压改变(转换)为交流输出信号的设备称为逆变器。
电压转换器既可用作向消费者提供交流电的自主设备,也可作为其他产品的一部分:系统和不间断电源,将直流电压提高到所需值的设备。
逆变器是谐波电压发生器。带有特殊控制电路的直流电源会产生一种周期性切换极性的模式。结果,在连接负载的设备的输出触点上形成交流电压信号。其幅度(幅度)和频率由转换器电路的元件决定。
控制装置(控制器)设置源的切换频率和输出信号的形式,其幅度由电路输出级的元件决定。它们专为交流电路中负载消耗的最大功率而设计。
控制器还用于控制输出信号,通过控制脉冲宽度(增加或减少脉冲宽度)来实现。负载上输出信号值变化的信息通过反馈电路到达控制器,在此基础上在控制器中形成控制信号以维持必要的参数。这种方法称为 PWM(脉冲宽度调制)信号。
12V电压转换器的功率输出开关电路可以使用功能强大的复合双极晶体管、半导体晶闸管、场效应晶体管。控制器电路是在微电路上制作的,微电路是具有必要功能的即用型设备(微控制器),专为此类转换器设计。
控制电路提供按键序列,为逆变器输出提供消费类设备正常运行所需的信号。此外,控制电路必须保证半波输出电压的对称性。这对于在输出端使用升压脉冲变压器的电路尤其重要。对他们来说,如果对称性被破坏,可能出现的电压常数分量是不可接受的。
电压逆变器电路 (VIC) 有许多变体,但有 3 个基本变体:
- 无变压器桥接;
- 零线变压器;
- 带变压器的桥式电路。
它们中的每一个都根据其中使用的电源和为消费者供电所需的输出功率在其领域找到应用。它们中的每一个都必须具有保护和信号元件。
直流电源的欠压和过压保护决定了逆变器“按输入”的运行范围。过压和欠压交流输出保护是消费类设备正常运行所必需的。工作范围根据所用负载的要求设定。这些类型的保护是可逆的,即当设备恢复正常运行时可以恢复。
如果保护因负载短路或输出电流过度增加而跳闸,则必须在继续操作设备之前彻底分析事件原因。
12V逆变器最适合创建本地电力系统。大量汽车和 12 伏直流电池的可用性使它们能够用于满足用户的要求。从您自己的汽车开始,可以在各种地方创建这样的网络。它们是移动的,不依赖于停车位。
各种 12 至 220 伏转换器
从 12 到 220 的简单转换器专为小功率消费者而设计。对输出电源电压质量和信号形状的要求较低。他们的经典电路不使用 PWM 微控制器。组装在 I-NE 逻辑元件上的多谐振荡器产生频率为 100 Hz 的电脉冲。 D触发器用于产生反相信号。它将主振荡器的频率除以 2。在触发器的正向和反向输出处生成矩形脉冲形式的反相信号。
该信号通过逻辑元件上的缓冲元件 NOT 控制建立在关键晶体管上的逆变器的输出电路。它们的功率决定了逆变器的输出功率。
晶体管可以是复合双极和场效应晶体管。漏极或集电极电路包括变压器初级的一半。它的次级绕组设计用于 220 V 的输出电压。由于触发器已将 100 Hz 多谐振荡器的频率除以 2,因此输出频率将为 50 Hz。该值是为绝大多数家用电气和无线电设备供电所必需的。
所有电路元件均由汽车电池供电,并带有额外的稳定和高频噪声保护元件。电池本身也受到保护。
简单传感器的方案不包括保护和自动控制元件。输出信号的频率由振荡器电路中包含的电容器和电阻器电阻的选择决定。作为负载中最简单的短路保护,在向汽车电池供电的电路中使用了保险丝。因此,必须始终备有一套备用保险丝。
更强大的现代直流到交流转换器由其他电路制成。 PWM 控制器设置操作模式。它还决定了输出信号的幅度和频率。
2000W转换器电路(12V+220V+2000W)在其输出级采用功率有源元件并联,以获得所需的输出功率。通过这种电路设计,晶体管的电流被求和。
但提高功率参数的一种更可靠的方法是将多个 DC/DC 转换器组合为一个普通 DC/AC(直流/交流)逆变器的输入,该逆变器的输出用于连接重载负载。每个 DC/DC 转换器由一个带有变压器输出的逆变器和一个用于该电压的整流器组成。输出端子上有大约 300 V 的直流电压。它们都在输出端并联。
一台逆变器很难获得超过 600 W 的功率。该装置的整个电路由电池电压供电。
这种电路具有各种保护,包括热保护。温度传感器安装在输出晶体管的散热器表面。它们产生取决于加热程度的电压。阈值装置将其与设计阶段的一组进行比较,并发出信号以停止该装置的操作并发出相应的警报。每种类型的保护都配备了自己的信号装置,通常可以听到。
通过安装在外壳中的空气冷却器使用额外的强制冷却,该空气冷却器根据相应的热传感器的命令自动激活。此外,外壳本身是一个可靠的散热器,因为它是由波纹金属制成的。
根据输出电压信号的形式
单相电压转换器可分为两组:
- 具有纯正弦波输出;
- 具有修正的正弦输出。
在第一组逆变器中,高频转换器产生恒定电压。它的值接近于设备输出所需的正弦信号幅度。在桥式电路中,通过控制器的脉宽调制和低通滤波器从该电压中提取出恒定电压,该电压非常接近于正弦曲线。输出晶体管在每个半周期中打开几次,时间根据谐波定律而变化。
具有变压器或电机作为输入的设备需要纯正弦波。当今的大多数设备都允许使用形状近似正弦波的电压供电。具有开关模式电源的产品要求特别低。
变压器设备
电压转换器可以包含变压器。在逆变器电路中,它们参与主阻塞发生器的操作,产生接近矩形形状的脉冲。作为这种发生器的一部分,使用了脉冲变压器。它的绕组以产生正反馈的方式连接,从而产生无阻尼振荡。
磁芯由合金制成,具有高磁带宽。这允许变压器以非饱和模式运行。各类铁素体、坡莫合金都具有这些特性。
变压器阻塞发电机已被多谐振荡器取代。它们使用现代元素基础,并具有比其前辈更高的频率稳定性。此外,多谐振荡器电路以简单的方式改变振荡器的工作频率。
在现代逆变器模型中,变压器在输出级工作。通过从初级绕组的中心点到其中使用的晶体管的集电极或漏极的引线,施加来自电池的电源电压。次级绕组使用变压比计算得出,交流电压为 220 V。该值用于为大多数国内消费者供电。
相关文章: