Било који претварач напона је електрични или електронски уређај који може променити своју вредност за потребну вредност. Овај уређај је посебно потребан у ситуацијама када је на мрежу потребно повезати оптерећење са различитим напонима. Штавише, они могу не само да смање вредност овог параметра, већ и да је повећају.
Принцип рада
Главни захтев који одређује принцип рада претварача напона је способност преноса корисне снаге на излаз са минималним губицима (како би се осигурала максимална ефикасност). Да би то урадили, често користе модуле који су економични у смислу губитака, на пример, електронски претварачи. Претварач електричног напона изграђен према трансформаторском колу је најприкладнији за разматрање принципа рада. Суштина његовог функционисања је следећа:
- на улазу у уређај потенцијал долази од генератора наизменичног напона или сличног извора струје;
- сигнал сличног облика узима се са излаза трансформатора (из његовог секундарног намотаја);
- ако је потребно, наизменични излазни напон се прво исправља помоћу посебне диодне јединице, а затим се стабилизује.
Из такве шеме је врло тешко постићи жељену ефикасност, јер се део пренете снаге губи у намотајима трансформатора (услед одвођења топлоте).
Да би се постигла висока ефикасност уређаја, на излазу трансформатора инсталирани су кругови кључева, који раде у економичном режиму. Током њиховог рада, на основу брзе пребацивања транзистора из затвореног у отворено стање, губици снаге у намотајима се значајно смањују.
Самоиндукција се традиционално користи у претварачима напона дизајнираним за рад са високонапонским изворима напајања. Реализује се у излазним феритним језгрима уз оштар прекид струје у примарном намотају. Као исти хеликоптер користе се сви исти транзистори, а импулсни напон добијен на излазу се затим исправља. Такве шеме омогућавају добијање високих потенцијала реда од неколико десетина кВ. Користе се у струјним круговима већ застарелих катодних цеви, као и у цевима за телевизијске слике. У овом случају могуће је постићи добру ефикасност (до 80%).
Подручја употребе
Обим примене вишезонских претварача напона је веома опсежан. Традиционално се користе у следеће сврхе:
- у линеарним уређајима за дистрибуцију и пренос електричне енергије;
- за извођење таквих критичних технолошких операција као што су заваривање, термичка обрада и слично;
- када је неопходно напајати струјне кругове у најразличитијим областима технологије.
У првом случају, ЕМФ генерисан у електранама повећава се уз помоћ ових уређаја са 6-24 кВ на 110-220 кВ - у овом облику је лакше „возити” га дуж жица на велике удаљености. У регионалним подстаницама, други трансформаторски уређаји омогућавају његово смањење прво на 10 (6,3) кВ, а затим на уобичајених 380 волти.
При сервисирању технолошке опреме претварачи напона се користе као електротермичке инсталације или трансформатори за заваривање.
У индустрији
Најопсежније подручје примене је пружање квалитетне хране за следеће индустријске дизајне потрошача:
- опрема која ради у аутоматским линијама за контролу и надзор;
- телекомуникациони и комуникациони уређаји;
- широк спектар електричних мерних инструмената;
- посебна радио и телевизијска опрема и слично.
Посебну функцију обављају такозвани трансформатори „изолације“ који се користе за изолацију водова терета од високонапонског улаза.
Будући да такви претварачи „играју помоћну улогу“, они најчешће имају малу снагу и релативно мале димензије.
У свакодневном животу, медицина и одбрамбена индустрија
Претварачи напона се широко користе у свакодневном животу. Већина напајања која се користе за пуњење кућних апарата, као и сложенијих уређаја као што су:
- Пренапонски заштитници;
- претварачи;
- сувишна напајања итд.
Ови уређаји су највише тражени у медицини, војној сфери, као и у енергетици и науци. У овим индустријама им се намећу посебно „строги“ захтеви у погледу квалитета претвореног напона („чистоћа“ синусоида, на пример).
Предности и мане
Предности претварача напона укључују:
- могућност контроле параметара излазног сигнала - претварање његове променљиве вредности у константну вредност користећи принцип претварања фреквенције;
- доступност опције за пребацивање улазних и излазних кругова (променљива амплитуда напона);
- прихватљивост прилагођавања њихових номиналних вредности за одређено оптерећење;
- компактност и једноставност дизајна претварача за домаћинство, који се често производе у модуларном или зидном дизајну;
- профитабилност (према изјавама произвођача, њихова ефикасност достиже 90%);
- једноставност употребе и свестраност;
- могућност преноса електричне енергије на велике удаљености и обезбеђивање рада посебно критичних индустрија.
Мане укључују високу цену и ниску отпорност на влагу (са изузетком модела дизајнираних посебно за рад у условима високе влажности).
Разноликости претварача
- посебни уређаји за дом;
- високонапонска и високофреквентна опрема;
- импулсни уређаји без трансформатора и инвертора;
- Претварачи једносмерног напона;
- подесиви уређаји.
Ова категорија електронских уређаја укључује претвараче струје у напон.
Кућна опрема
Обични корисник се стално суочава са овом врстом претварачких уређаја, јер већина модела савремене технологије има уграђено напајање. Беспрекидни извори напајања (УПС) са уграђеном батеријом припадају истој класи.
У неким случајевима се претварачи за домаћинство израђују према шеми двоструког прстена (инвертера).
Захваљујући овој конверзији из извора једносмерне струје (на пример из батерије), на излазу је могуће добити наизменични напон стандардне вредности од 220 волти. Карактеристика електронских кола је способност добијања чисто синусног сигнала константне амплитуде на излазу.
Подесиви уређаји
Ове јединице су способне за вредност излазног напона и повећавају га. У пракси чешће постоје уређаји који вам омогућавају да глатко мењате смањену вредност излазног потенцијала.
Класичан случај је када на улазу делује 220 В, а на излазу се добије подесиви константни напон од 2 до 30 В.
Уређаји са финим подешавањем излазног параметра традиционално се користе за испитивање бројчаника и дигиталних мерних инструмената у савременим истраживачким лабораторијама.
Уређаји без трансформатора
Без трансформаторских (инвертерских) јединица су изграђене на електронском принципу, укључујући употребу одвојеног управљачког модула. Као посредна карика у њима користи се претварач фреквенције, који доводи излазни сигнал у облик погодан за исправљање. У савременим узорцима инвертерске опреме често се уграђују програмабилни микроконтролери који значајно повећавају квалитет контроле претворбе.
Високонапонски уређаји су представљени већ описаним станичним трансформаторима, који повећавају и смањују предати напон у жељеним односима.
Приликом преноса енергије кроз високонапонске водове и накнадне трансформације, они настоје да смање њене губитке у ватима на минимум.
Ова класа такође укључује уређаје који генеришу сигнал за управљање снопом у телевизијској цеви (кинескоп).
