12 ते 220 व्होल्ट पर्यंत व्होल्टेज कन्व्हर्टर

12 ते 220 V पर्यंतचे व्होल्टेज कन्व्हर्टर वापरले जाते जेथे मानक मेन करंट वापरणारी इलेक्ट्रिकल उपकरणे पर्यायी व्होल्टेज स्त्रोताशी जोडण्याची आवश्यकता असते. अनेक प्रकरणांमध्ये, हे नेटवर्क अनुपलब्ध आहे. स्वायत्त गॅसोलीन जनरेटरच्या वापरासाठी त्याच्या देखभालीसाठी नियमांचे पालन करणे आवश्यक आहे: कार्यरत इंधन, वायुवीजन पातळीचे सतत निरीक्षण. कारच्या बॅटरीसह पूर्ण झालेल्या कन्व्हर्टरचा वापर आपल्याला समस्येचे सर्वोत्तम मार्गाने निराकरण करण्यास अनुमती देतो.

उद्देश आणि ऑपरेशनचे तत्त्व

व्होल्टेज कन्व्हर्टर म्हणजे काय. हे एका इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाचे नाव आहे जे इनपुट सिग्नलची परिमाण बदलते. हे स्टेप अप किंवा स्टेप डाउन डिव्हाइस म्हणून वापरले जाऊ शकते. रूपांतरणानंतर इनपुट व्होल्टेज त्याचे परिमाण आणि वारंवारता दोन्ही बदलू शकते.अशी उपकरणे जी डीसी व्होल्टेज बदलतात (ते रूपांतरित करतात) एसी आउटपुट सिग्नलमध्ये इन्व्हर्टर म्हणतात.

व्होल्टेज कन्व्हर्टर्सचा वापर स्टँड-अलोन डिव्हाइस म्हणून केला जातो जो ग्राहकांना AC उर्जा पुरवतो आणि इतर उत्पादनांचा भाग असू शकतो: सिस्टम आणि अखंडित वीज पुरवठा, आवश्यक मूल्यापर्यंत थेट व्होल्टेज वाढवण्यासाठी उपकरणे.

इन्व्हर्टर हे हार्मोनिक दोलनांचे व्होल्टेज जनरेटर आहेत. विशेष कंट्रोल सर्किट वापरून डीसी स्त्रोत नियतकालिक ध्रुवीय स्विचिंगचा एक मोड तयार करतो. परिणामी, लोड कनेक्ट केलेल्या डिव्हाइसच्या आउटपुट संपर्कांवर एक AC व्होल्टेज सिग्नल तयार केला जातो. त्याचे मूल्य (मोठेपणा) आणि वारंवारता कनवर्टर सर्किटच्या घटकांद्वारे निर्धारित केली जाते.

कंट्रोल डिव्हाइस (कंट्रोलर) स्त्रोताची स्विचिंग वारंवारता आणि आउटपुट सिग्नलचा आकार सेट करते आणि त्याचे मोठेपणा सर्किटच्या आउटपुट स्टेजच्या घटकांद्वारे निर्धारित केले जाते. AC सर्किटवर भार काढेल त्या कमाल शक्तीसाठी त्यांना रेट केले जाते.

कंट्रोलरचा वापर आउटपुट सिग्नलची परिमाण नियंत्रित करण्यासाठी देखील केला जातो, जो डाळींचा कालावधी (त्यांची रुंदी वाढवणे किंवा कमी करणे) नियंत्रित करून प्राप्त होतो. लोडवरील आउटपुट सिग्नलच्या मूल्यातील बदलांबद्दल माहिती फीडबॅक सर्किटद्वारे कंट्रोलरमध्ये प्रवेश करते, ज्याच्या आधारावर आवश्यक पॅरामीटर्स जतन करण्यासाठी त्यामध्ये नियंत्रण सिग्नल तयार केला जातो. या तंत्राला PWM (पल्स विड्थ मॉड्युलेशन) सिग्नल म्हणतात.

12V व्होल्टेज कन्व्हर्टरच्या पॉवर आउटपुट कीच्या सर्किट्समध्ये, शक्तिशाली संयुक्त द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर, सेमीकंडक्टर थायरिस्टर्स आणि फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर वापरता येतात. कंट्रोलर सर्किट्स मायक्रोसर्किट्सवर लागू केले जातात, जे आवश्यक फंक्शन्स (मायक्रोकंट्रोलर्स) सह वापरण्यास-तयार उपकरणे आहेत, विशेषतः अशा कन्व्हर्टरसाठी डिझाइन केलेले आहेत.

कंट्रोल सर्किट ग्राहक उपकरणांच्या सामान्य ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या सिग्नलसह इन्व्हर्टरचे आउटपुट प्रदान करण्यासाठी कीच्या ऑपरेशनचा क्रम प्रदान करते. याव्यतिरिक्त, कंट्रोल सर्किटने आउटपुट व्होल्टेजच्या अर्ध्या-लहरींची सममिती सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. आउटपुटवर स्टेप-अप पल्स ट्रान्सफॉर्मर वापरणाऱ्या सर्किट्ससाठी हे विशेषतः महत्वाचे आहे. त्यांच्यासाठी, स्थिर व्होल्टेज घटकाचे स्वरूप, जे सममिती खंडित झाल्यावर दिसू शकते, अस्वीकार्य आहे.

व्होल्टेज इन्व्हर्टर (VIN) सर्किट तयार करण्यासाठी बरेच पर्याय आहेत, परंतु 3 मुख्य त्यांच्यापासून वेगळे आहेत:

• IN ट्रान्सफॉर्मरलेस ब्रिज;
• न्यूट्रल वायरसह ट्रान्सफॉर्मर IN;
• ट्रान्सफॉर्मरसह ब्रिज सर्किट.

त्यात वापरलेल्या उर्जा स्त्रोतावर आणि वीज ग्राहकांना आवश्यक आउटपुट पॉवर यावर अवलंबून, त्यांच्यापैकी प्रत्येकाला त्याच्या फील्डमध्ये अनुप्रयोग सापडतो. त्यांच्यापैकी प्रत्येकाला संरक्षण आणि सिग्नलिंगचे घटक प्रदान करणे आवश्यक आहे.

डीसी स्त्रोताचे अंडरव्होल्टेज आणि ओव्हरव्होल्टेज संरक्षण "इनपुटवर" इनव्हर्टरची ऑपरेटिंग श्रेणी निर्धारित करते. ग्राहक उपकरणांच्या सामान्य ऑपरेशनसाठी उच्च आणि कमी आउटपुट एसी व्होल्टेजपासून संरक्षण आवश्यक आहे. ऑपरेटिंग श्रेणी वापरल्या जाणार्‍या लोडच्या आवश्यकतांनुसार सेट केली जाते.या प्रकारचे संरक्षण उलट करता येण्यासारखे आहे, म्हणजे, जेव्हा उपकरणे पॅरामीटर्स सामान्य स्थितीत पुनर्संचयित केली जातात, तेव्हा कार्य पुनर्संचयित केले जाऊ शकते.

लोडमधील शॉर्ट सर्किटमुळे किंवा आउटपुट करंटमध्ये अत्यधिक वाढ झाल्यामुळे संरक्षण ट्रिप झाल्यास, उपकरणे चालविणे सुरू ठेवण्यापूर्वी या घटनेच्या कारणांचे सखोल विश्लेषण करणे आवश्यक आहे.

स्थानिक पॉवर ग्रिड तयार करण्यासाठी 12V कनवर्टर सर्वात योग्य आहे. मोठ्या संख्येने कार आणि 12V डीसी बॅटरीची उपस्थिती त्यांना वापरकर्त्यांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी वापरण्याची परवानगी देते. असे नेटवर्क आपल्या स्वतःच्या कारपासून विविध ठिकाणी तयार केले जाऊ शकतात. ते मोबाइल आहेत आणि पार्किंगच्या जागेवर अवलंबून नाहीत.

12 ते 220 व्होल्ट्सचे कन्व्हर्टरचे प्रकार

12 ते 220 पर्यंतचे साधे कन्व्हर्टर कमी उर्जा ग्राहकांसाठी डिझाइन केलेले आहेत. आउटपुट पुरवठा व्होल्टेजच्या गुणवत्तेची आवश्यकता आणि सिग्नलचा आकार कमी आहे. त्यांचे क्लासिक सर्किट पीडब्ल्यूएम मायक्रोकंट्रोलर वापरत नाहीत. AND-NOT या लॉजिक घटकांवर एकत्रित केलेले मल्टीव्हायब्रेटर 100 Hz च्या पुनरावृत्ती दराने विद्युत आवेग निर्माण करते. अँटी-फेज सिग्नल तयार करण्यासाठी डी-फ्लिप-फ्लॉप वापरला जातो. हे मास्टर ऑसिलेटरची वारंवारता 2 ने विभाजित करते. आयताकृती डाळींच्या स्वरूपात अँटीफेस सिग्नल थेट आणि व्यस्त ट्रिगर आउटपुटवर तयार केला जातो.

हा सिग्नल, लॉजिक घटकांवरील बफर घटकांद्वारे, की ट्रान्झिस्टरवर तयार केलेल्या कनवर्टरच्या आउटपुट सर्किटवर नियंत्रण ठेवत नाही. त्यांची शक्ती इन्व्हर्टरची आउटपुट पॉवर निर्धारित करते.

ट्रान्झिस्टर संयुक्त द्विध्रुवीय आणि फील्ड असू शकतात. सिंक किंवा कलेक्टर सर्किट्समध्ये ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक वळणाचा अर्धा भाग समाविष्ट असतो. त्याचे दुय्यम वळण 220 V च्या आउटपुट व्होल्टेजसाठी डिझाइन केलेले आहे.फ्लिप-फ्लॉपने 100 Hz मल्टीव्हायब्रेटर वारंवारता 2 ने विभाजित केल्यामुळे, आउटपुट वारंवारता 50 Hz असेल. बहुसंख्य घरगुती इलेक्ट्रिकल आणि रेडिओ उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी असे मूल्य आवश्यक आहे.

सर्किटचे सर्व घटक वाहनाच्या बॅटरीद्वारे समर्थित आहेत, स्थिरीकरण आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी हस्तक्षेपापासून संरक्षण करण्यासाठी अतिरिक्त घटक वापरतात. बॅटरी स्वतः देखील त्यांच्यापासून संरक्षित आहे.

साध्या कन्व्हर्टरच्या सर्किट्समध्ये, संरक्षण आणि स्वयंचलित नियंत्रणाचे घटक प्रदान केले जात नाहीत. आउटपुट सिग्नलची वारंवारता कॅपेसिटरच्या कॅपेसिटन्सची निवड आणि मास्टर ऑसीलेटर सर्किटमध्ये समाविष्ट असलेल्या रेझिस्टरच्या प्रतिरोधनाद्वारे निर्धारित केली जाते. लोडमधील शॉर्ट सर्किटपासून सर्वात सोपा संरक्षण म्हणून, सर्किटला पुरवठा करणार्‍या कारच्या बॅटरीच्या सर्किटमध्ये फ्यूज वापरला जातो. म्हणून, फ्यूज-लिंकचा अतिरिक्त संच नेहमीच आवश्यक असतो.

अधिक शक्तिशाली आधुनिक डीसी-टू-एसी कन्व्हर्टर इतर योजनांनुसार बनवले जातात. PWM कंट्रोलर ऑपरेटिंग मोड सेट करतो. हे आउटपुट सिग्नलचे मोठेपणा आणि वारंवारता देखील निर्धारित करते.

2000 W कनवर्टर सर्किट (12 V+220 V+2000 W) आवश्यक आउटपुट पॉवर मिळविण्यासाठी त्याच्या आउटपुट टप्प्यात पॉवर सक्रिय घटकांचे समांतर कनेक्शन वापरते. या सर्किटरीसह, ट्रान्झिस्टरच्या प्रवाहांची बेरीज केली जाते.

परंतु पॉवर पॅरामीटर वाढवण्याचा अधिक विश्वासार्ह मार्ग म्हणजे सामान्य डीसी / एसी (डायरेक्ट करंट / अल्टरनेटिंग करंट) इनव्हर्टरचे इनपुट सिग्नल म्हणून अनेक डीसी / डीसी कन्व्हर्टर एकत्र करणे, ज्याचे आउटपुट शक्तिशाली लोड कनेक्ट करण्यासाठी वापरले जाते.प्रत्येक DC/DC कन्व्हर्टरमध्ये ट्रान्सफॉर्मर आउटपुटसह इन्व्हर्टर आणि या व्होल्टेजसाठी एक रेक्टिफायर असतो. आउटपुट टर्मिनल्सवर सुमारे 300 V चा स्थिर व्होल्टेज असतो. ते सर्व आउटपुटवर समांतर जोडलेले असतात.

एका इन्व्हर्टरमधून 600 W पेक्षा जास्त पॉवर मिळणे कठीण आहे. डिव्हाइसचे संपूर्ण सर्किट बॅटरी व्होल्टेजद्वारे समर्थित आहे.

अशा सर्किट्सना थर्मल संरक्षणासह सर्व प्रकारचे संरक्षण दिले जाते. आउटपुट ट्रान्झिस्टरच्या रेडिएटर्सच्या पृष्ठभागावर तापमान सेन्सर बसवले जातात. ते हीटिंगच्या डिग्रीवर अवलंबून व्होल्टेज तयार करतात. थ्रेशोल्ड डिव्हाइस त्याची तुलना डिझाइन स्टेजवर असलेल्या एका सेटशी करते आणि संबंधित अलार्मसह डिव्हाइस थांबविण्यासाठी सिग्नल जारी करते. प्रत्येक प्रकारचे संरक्षण त्याच्या स्वतःच्या सिग्नलिंग डिव्हाइससह सुसज्ज आहे, बहुतेकदा आवाज.

केसमध्ये स्थापित एअर कूलरच्या मदतीने अतिरिक्त सक्तीचे कूलिंग देखील वापरले जाते, जे संबंधित थर्मल सेन्सरच्या आदेशानुसार स्वयंचलितपणे कार्यान्वित होते. याव्यतिरिक्त, केस स्वतःच एक विश्वासार्ह उष्णता सिंक आहे, कारण ते नालीदार धातूचे बनलेले आहे.

आउटपुट व्होल्टेज वेव्हफॉर्मनुसार

सिंगल-फेज व्होल्टेज कन्व्हर्टर दोन गटांमध्ये विभागले जाऊ शकतात:

• आउटपुटवर शुद्ध साइन वेव्हसह;
• सुधारित साइन वेव्हसह.

पहिल्या गटाच्या इनव्हर्टरमध्ये, उच्च-फ्रिक्वेंसी कनवर्टर स्थिर व्होल्टेज तयार करतो. त्याचे मूल्य साइनसॉइडल सिग्नलच्या मोठेपणाच्या जवळ आहे, जे डिव्हाइसच्या आउटपुटवर प्राप्त करणे आवश्यक आहे.ब्रिज सर्किटमध्ये, सायनसॉइडच्या अगदी जवळ असलेला एक घटक या डीसी व्होल्टेजपासून कंट्रोलरच्या पल्स-रुंदी मॉड्यूलेशन आणि लो-पास फिल्टरद्वारे वेगळा केला जातो. आउटपुट ट्रान्झिस्टर प्रत्येक अर्ध-चक्रामध्ये अनेक वेळा उघडतात जे हार्मोनिक नियमानुसार बदलतात.

इनपुटवर ट्रान्सफॉर्मर किंवा मोटर असलेल्या उपकरणांसाठी शुद्ध साइन वेव्ह आवश्यक आहे. आधुनिक उपकरणांचा मुख्य भाग व्होल्टेज पुरवठा करण्यास अनुमती देतो, ज्याचा आकार अंदाजे साइनसॉइडसारखा असतो. स्विचिंग पॉवर सप्लाय असलेल्या उत्पादनांद्वारे विशेषतः कमी आवश्यकता लादल्या जातात.

ट्रान्सफॉर्मर उपकरणे

व्होल्टेज कन्व्हर्टरमध्ये ट्रान्सफॉर्मर असू शकतात. इन्व्हर्टर सर्किट्समध्ये, ते मास्टर ब्लॉकिंग ऑसिलेटरच्या ऑपरेशनमध्ये भाग घेतात जे आयताकृती आकाराच्या जवळ असलेल्या डाळी निर्माण करतात. अशा जनरेटरचा भाग म्हणून, पल्स ट्रान्सफॉर्मर वापरला जातो. त्याचे विंडिंग्स अशा प्रकारे जोडलेले आहेत की सकारात्मक अभिप्राय तयार केला जातो, परिणामी undamped oscillations तयार होतात.

चुंबकीय सर्किट (कोर) उच्च चुंबकीय क्षेत्र क्षमता असलेल्या मिश्रधातूपासून बनलेले आहे. यामुळे, ट्रान्सफॉर्मर असंतृप्त मोडमध्ये कार्य करतो. विविध प्रकारच्या फेराइट्स, परमॅलॉयमध्ये हे गुणधर्म असतात.

मल्टीव्हायब्रेटरने ट्रान्सफॉर्मर ब्लॉकिंग जनरेटर बदलले आहेत. ते आधुनिक घटक बेस वापरतात आणि त्यांच्या पूर्ववर्तींच्या तुलनेत उच्च वारंवारता स्थिरता असते. याव्यतिरिक्त, मल्टीव्हायब्रेटर सर्किट्समध्ये, जनरेटरची ऑपरेटिंग वारंवारता बदलणे सोप्या पद्धतीने साध्य केले जाते.

इनव्हर्टरच्या आधुनिक मॉडेल्समध्ये, ट्रान्सफॉर्मर आउटपुट टप्प्यात कार्य करतात.प्राथमिक वळणाच्या मध्यबिंदूपासून ते वापरल्या जाणार्‍या ट्रान्झिस्टरच्या संग्राहक किंवा नाल्यांपर्यंत आउटपुटद्वारे, बॅटरीमधून पुरवठा व्होल्टेज पुरवले जाते. दुय्यम विंडिंग्सची गणना 220 V च्या पर्यायी व्होल्टेजसाठी ट्रान्सफॉर्मेशन रेशो वापरून केली जाते. हे मूल्य बहुतेक घरगुती ग्राहकांना उर्जा देण्यासाठी वापरले जाते.

तत्सम लेख: