Mana-mana penukar voltan adalah alat elektrik atau elektronik yang mampu mengubah nilainya dengan nilai yang diperlukan. Peranti ini sangat diminati dalam situasi di mana perlu untuk 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 kuasa berguna ke output dengan kerugian minimum (untuk memastikan kecekapan maksimum). Untuk melakukan ini, mereka sering menggunakan modul yang ekonomik dari segi kerugian, misalnya, 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 diambil dari output pengubah (dari penggulungan sekundernya);
- jika perlu, voltan keluaran bergantian terlebih dahulu diperbaiki oleh unit diod khas, dan kemudian stabil.
Sangat sukar untuk mencapai kecekapan yang diinginkan dari skema seperti itu, kerana sebahagian daya yang dihantar hilang dalam belitan pengubah (kerana pelesapan haba).
Untuk mendapatkan kecekapan tinggi dari peranti ini, litar utama yang beroperasi dalam mod ekonomi dipasang pada output pengubah. Semasa operasi mereka, berdasarkan peralihan transistor berkelajuan tinggi dari keadaan tertutup ke keadaan terbuka, kehilangan kuasa pada belitan dikurangkan dengan ketara.
Induksi diri secara tradisional digunakan dalam penukar voltan yang dirancang untuk beroperasi dengan bekalan kuasa voltan tinggi. Ia direalisasikan dalam teras ferit keluaran dengan gangguan arus yang tajam dalam belitan primer. Semua transistor yang sama digunakan sebagai pencincang seperti itu, dan voltan nadi yang diperoleh pada output kemudian diperbaiki. Litar 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 aplikasi 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;
- apabila diperlukan untuk membekalkan kuasa untuk memuatkan litar dalam pelbagai bidang teknologi.
Dalam kes pertama, EMF yang dihasilkan di loji kuasa ditingkatkan dengan bantuan peranti ini dari 6-24 kV hingga 110-220 kV - dalam bentuk ini, lebih mudah untuk "menggerakkannya" di sepanjang wayar pada jarak yang jauh. Di pencawang serantau, alat pengubah lain sudah memastikan pengurangannya, pertama hingga 10 (6.3) kV, dan kemudian ke 380 Volt biasa.
Semasa membuat servis peralatan teknologi, penukar voltan digunakan sebagai pemasangan elektrotermal atau pengubah kimpalan.
Dalam industri
Kawasan aplikasi yang paling luas adalah penyediaan makanan berkualiti untuk reka bentuk industri pengguna berikut:
- peralatan yang beroperasi di garisan kawalan dan pemantauan 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 mengasingkan garis beban dari input voltan tinggi.
Oleh kerana penukar sedemikian "memainkan peranan tambahan", mereka paling sering mempunyai daya rendah dan dimensi yang agak kecil.
Dalam kehidupan seharian, industri perubatan dan pertahanan
Penukar voltan banyak digunakan dalam kehidupan seharian. Sebilangan besar bekalan kuasa yang 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, terutamanya syarat "ketat" dikenakan terhadap mereka mengenai kualiti voltan yang ditukar ("kesucian" sinusoid, misalnya).
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan penukar voltan merangkumi:
- keupayaan untuk mengawal parameter isyarat output - menukar nilai pemboleh ubahnya menjadi nilai tetap menggunakan prinsip penukaran frekuensi;
- ketersediaan pilihan untuk menukar litar input dan output (berbeza voltan amplitud);
- kebolehterimaan menyesuaikan nilai nominal mereka untuk beban tertentu;
- kekompakan dan kesederhanaan reka bentuk penukar isi rumah, yang sering dibuat dalam reka bentuk modular atau dipasang di dinding;
- keuntungan (menurut pernyataan pengeluar, kecekapannya mencapai 90%);
- kemudahan penggunaan dan serba boleh;
- kemungkinan menghantar elektrik dalam jarak jauh dan memastikan operasi industri yang sangat kritikal.
Kekurangannya termasuk kos tinggi dan ketahanan kelembapan rendah (kecuali model yang direka khusus untuk bekerja dalam keadaan kelembapan tinggi).
Varieti penukar
- peranti khas untuk kediaman;
- peralatan voltan tinggi dan frekuensi tinggi;
- alat nadi tanpa transformer dan penyongsang;
- Penukar voltan DC;
- peranti laras.
Kategori peranti elektronik ini merangkumi penukar arus ke voltan.
Peralatan rumah
Pengguna biasa selalu berhadapan dengan jenis alat penukaran ini, kerana kebanyakan model teknologi moden mempunyai bekalan kuasa terbina dalam. Bekalan kuasa tanpa gangguan (UPS) dengan bateri terbina dalam tergolong dalam kelas yang sama.
Dalam beberapa kes, penukar isi rumah dibuat mengikut skema gelang ganda (penyongsang).
Oleh kerana penukaran seperti itu 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 mendapatkan isyarat sinusoidal murni amplitud berterusan pada output.
Peranti boleh laras
Unit-unit ini mampu nilai voltan keluaran dan meningkatkannya. Dalam praktiknya, terdapat lebih kerap peranti yang membolehkan anda mengubah nilai potensi output yang dikurangkan dengan lancar.
Kes klasik adalah apabila 220 volt bertindak pada input, dan voltan malar 2 hingga 30 volt boleh laras diperoleh pada output.
Peranti dengan penyesuaian parameter output yang baik digunakan secara tradisional untuk menguji dail dan alat ukur digital di makmal penyelidikan moden.
Peranti tanpa transformer
Unit Transformerless (inverter) dibina berdasarkan prinsip elektronik, yang melibatkan penggunaan modul kawalan yang berasingan. Penukar frekuensi digunakan sebagai pautan perantaraan di dalamnya, yang membawa isyarat output ke bentuk yang sesuai untuk pembetulan. Dalam sampel moden peralatan penyongsang, mikrokontroler yang dapat diprogram sering dipasang, yang secara signifikan meningkatkan kualiti kawalan penukaran.
Peranti voltan tinggi ditunjukkan oleh transformer stesen yang telah dijelaskan, yang meningkatkan dan menurunkan voltan yang dihantar dalam nisbah yang diinginkan.
Semasa memindahkan tenaga melalui talian voltan tinggi dan transformasi berikutnya, mereka berusaha untuk mengurangkan kerugiannya dalam watt ke tahap minimum.
Kelas ini juga merangkumi peranti yang menghasilkan isyarat untuk mengawal pancaran di tiub televisyen (kinescope).
