ฟังก์ชั่นการแปลงไฟฟ้าในพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าสามารถทำได้โดยอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องชาร์จ และอุปกรณ์หม้อแปลงไฟฟ้า ในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่ง สิ่งเหล่านี้สามารถเปลี่ยนลักษณะของพลังงานได้ แต่ไม่เสมอไปที่การใช้งานของพวกเขาจะพิสูจน์ตัวเองในแง่ของคุณสมบัติทางเทคนิคและการยศาสตร์ ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากความจริงที่ว่างานในการแปลงกระแสสำหรับหน่วยงานกำกับดูแลส่วนใหญ่ไม่ใช่สิ่งสำคัญ - ไม่ว่าในกรณีใดถ้าเราพูดถึงทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ ข้อจำกัดเหล่านี้กระตุ้นให้ผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าพัฒนาตัวแปลงสวิตชิ่ง ซึ่งเปรียบเทียบได้ดีกับขนาดที่กะทัดรัดและความแม่นยำในการปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่
การตรวจจับอุปกรณ์
อุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุจำนวนมาก วิธีการทำงานอัตโนมัติและการสื่อสารนั้นแทบไม่ทำโดยไม่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวและสามเฟสสำหรับการแปลงกระแสในช่วงตั้งแต่หน่วยถึงหลายร้อยโวลต์-แอมแปร์ อุปกรณ์พัลส์ใช้สำหรับงานที่แคบลง ตัวแปลงไฟฟ้าชนิดพัลส์เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนแรงดันไฟในช่วงเวลาเล็ก ๆ ด้วยระยะเวลา 1-2 ไมครอน / วินาที พัลส์แรงดันไฟเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและทำซ้ำที่ความถี่ 500-20,000 เฮิรตซ์
ตัวแปลงที่ปรับแรงดันไฟฟ้าได้แบบดั้งเดิมมักจะควบคุมระดับความต้านทานของอุปกรณ์ อาจเป็นไทริสเตอร์หรือทรานซิสเตอร์ที่กระแสไหลอย่างต่อเนื่อง เป็นพลังงานของเขาที่ทำให้อุปกรณ์ควบคุมร้อนขึ้นเนื่องจากส่วนใดของพลังงานหายไป เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์จะดูน่าสนใจยิ่งขึ้นในแง่ของคุณสมบัติทางเทคนิคและการใช้งาน เนื่องจากการออกแบบมีชิ้นส่วนขั้นต่ำ ซึ่งนำไปสู่การรบกวนทางไฟฟ้าที่ลดลง องค์ประกอบการปรับของตัวแปลงเป็นคีย์ที่ทำงานในโหมดต่างๆ เช่น ในสถานะเปิดและปิด และในทั้งสองกรณี ปริมาณพลังงานความร้อนขั้นต่ำจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการทำงาน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ด้วย
การกำหนดอินเวอร์เตอร์
เมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของไฟฟ้า หม้อแปลงพัลส์จะถูกใช้ในการกำหนดค่าการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่น ในระยะแรกของการกระจายแบบกว้าง ส่วนใหญ่จะใช้ในเทคโนโลยีพัลส์ เช่น ในเครื่องกำเนิดไตรโอด เลเซอร์แก๊ส แมกนีตรอน และอุปกรณ์วิทยุที่แยกความแตกต่าง นอกจากนี้ เมื่ออุปกรณ์ได้รับการปรับปรุง ก็เริ่มถูกนำมาใช้ในตัวแทนอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไปส่วนใหญ่ และมันก็ไม่จำเป็นอุปกรณ์พิเศษ อีกครั้งในเวอร์ชันต่างๆ ตัวแปลงพัลส์สามารถมีอยู่ในคอมพิวเตอร์และทีวีโดยเฉพาะ
อีกประการหนึ่ง แต่ฟังก์ชันที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักของหม้อแปลงประเภทนี้คือการป้องกัน ด้วยตัวมันเอง การควบคุมแรงกระตุ้นถือได้ว่าเป็นมาตรการป้องกัน แต่เป้าหมายของการปรับพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้านั้นแตกต่างกันในขั้นต้น อย่างไรก็ตาม การดัดแปลงพิเศษช่วยป้องกันอุปกรณ์จากการลัดวงจรภายใต้โหลด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานในโหมดเดินเบา นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์พัลส์ที่ป้องกันความร้อนสูงเกินไปและแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นมากเกินไป
การออกแบบตัวเครื่อง
ตัวแปลงประกอบด้วยหลายขดลวด (อย่างน้อยสอง) อันแรกและอันหลักเชื่อมต่อกับเครือข่าย อันที่สองจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์เป้าหมาย ขดลวดสามารถทำจากอลูมิเนียมหรือโลหะผสมทองแดง แต่ในทั้งสองกรณีตามกฎแล้วจะใช้ฉนวนเคลือบเงาเพิ่มเติม สายไฟพันบนฐานฉนวนซึ่งยึดกับแกน - วงจรแม่เหล็ก ในตัวแปลงความถี่ต่ำ แกนทำจากเหล็กหม้อแปลงหรือโลหะผสมแม่เหล็กอ่อน และในตัวแปลงความถี่สูง แกนเหล่านี้ใช้เฟอร์ไรท์
วงจรแม่เหล็กความถี่ต่ำนั้นประกอบขึ้นจากชุดจาน W, G หรือรูปตัวยู แกนเฟอร์ไรท์มักจะทำขึ้นเป็นชิ้นเดียว - ชิ้นส่วนดังกล่าวมีอยู่ในอินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อมและหม้อแปลงแยกไฟฟ้าแบบกัลวานิก หม้อแปลงความถี่สูงกำลังต่ำและจ่ายให้กับแกนอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากการทำงานของมันกระทำโดยสภาพแวดล้อมในอากาศ สำหรับการรวมเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้า การออกแบบวงจรแม่เหล็กนั้นจัดทำโดยเฟรม นี่คือสิ่งที่เรียกว่าหน่วยแปลงพัลส์ซึ่งปิดด้วยฝาครอบป้องกันที่มีเครื่องหมายและป้ายเตือน หากจำเป็นต้องเปิดอุปกรณ์โดยถอดฝาครอบออกในระหว่างกระบวนการซ่อมแซม การดำเนินการนี้จะดำเนินการผ่าน RCD หรือหม้อแปลงแยก
ถ้าเราพูดถึงคอนเวอร์เตอร์ที่ใช้ในวิทยุสมัยใหม่และวิศวกรรมไฟฟ้า จะมีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกมันกับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบคลาสสิก ขนาดและน้ำหนักลดลงอย่างเห็นได้ชัดที่สุด อุปกรณ์พัลส์สามารถชั่งน้ำหนักได้หลายกรัมและยังคงทำงานเหมือนเดิม
คุณสมบัติของกระบวนการปฏิบัติงาน
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว กุญแจถูกใช้เพื่อควบคุมกระแสในหม้อแปลงพัลส์ ซึ่งตัวเองสามารถกลายเป็นแหล่งกำเนิดของการรบกวนความถี่สูงได้ นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับรุ่นที่มีความเสถียรซึ่งทำงานในโหมดสวิตชิ่งปัจจุบัน
ในช่วงเวลาของการสลับ กระแสและแรงดันตกที่ละเอียดอ่อนอาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งสร้างเงื่อนไขสำหรับการรบกวนแบบป้องกันเฟสและโหมดทั่วไปที่อินพุตและเอาต์พุต ด้วยเหตุนี้ ตัวแปลงพลังงานแบบสวิตชิ่งที่มีฟังก์ชันกันโคลงจึงทำให้สามารถใช้ตัวกรองที่ขจัดสัญญาณรบกวนได้ เพื่อลดปัจจัยแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ต้องการให้เหลือน้อยที่สุด สวิตช์จะถูกเปิดในบางครั้งที่สวิตช์ไม่นำกระแสไฟ(เมื่อเปิด) วิธีการจัดการกับการรบกวนนี้ยังใช้ในตัวแปลงเรโซแนนซ์ด้วย
คุณลักษณะอื่นของกระบวนการทำงานของอุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณาคือค่าความต้านทานส่วนต่างเชิงลบที่อินพุตเมื่อแรงดันไฟฟ้าคงที่ภายใต้โหลด นั่นคือเมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเพิ่มขึ้นกระแสจะลดลง ต้องคำนึงถึงปัจจัยนี้เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของตัวแปลงซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งที่มีความต้านทานภายในสูง
เปรียบเทียบกับตัวแปลงเชิงเส้น
ไม่เหมือนกับอุปกรณ์เชิงเส้นตรง อะแดปเตอร์พัลส์มีประสิทธิภาพที่สูงกว่า ขนาดกะทัดรัด และความเป็นไปได้ของการแยกวงจรไฟฟ้าที่อินพุตและเอาต์พุต เพื่อให้การทำงานเพิ่มเติมกับการเชื่อมโยงอุปกรณ์ของบุคคลที่สาม ไม่จำเป็นต้องใช้รูปแบบการเชื่อมต่อที่ซับซ้อน แต่ยังมีจุดอ่อนในตัวแปลงพัลส์เมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงเชิงเส้น ซึ่งรวมถึงข้อเสียดังต่อไปนี้:
- ภายใต้เงื่อนไขของการเปลี่ยนกระแสอินพุตหรือแรงดันไฟภายใต้โหลด สัญญาณเอาท์พุตไม่เสถียร
- การมีอยู่ของสัญญาณรบกวนอิมพัลส์ที่กล่าวถึงแล้วในวงจรเอาท์พุตและอินพุท
- หลังจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์แรงดันและกระแสอย่างกะทันหัน ระบบจะใช้เวลากู้คืนจากสภาวะชั่วครู่นานขึ้น
- ความเสี่ยงของการสั่นในตัวเองที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ นอกจากนี้ ความผันผวนของประเภทนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับความไม่เสถียรของเครือข่ายของแหล่งที่มา แต่กับความขัดแย้งภายในแผนการรักษาเสถียรภาพ
ตัวแปลง DC/DC
อุปกรณ์อิมพัลส์แบบต่างๆ ของระบบ DC / DC มีลักษณะเฉพาะโดยที่ปุ่มถูกเปิดใช้งานระหว่างการแปลแรงกระตุ้นพิเศษในทิศทางของทรานซิสเตอร์ ในอนาคตอันเนื่องมาจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น การล็อกเชิงตรรกะของทรานซิสเตอร์จึงเกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น กับพื้นหลังของการชาร์จประจุตัวเก็บประจุ คุณลักษณะนี้ทำให้อุปกรณ์สวิตช์ DC-DC แตกต่างจากอุปกรณ์ที่คล้ายกันในอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์อิสระ
โดยปกติ อุปกรณ์เหล่านี้จะทำการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงภายใต้โหลดในกระบวนการจ่ายไฟ DC ให้กับกริด การควบคุมประเภทนี้ทำได้โดยการปรับแรงดันไฟฟ้าบนกุญแจสาธารณะ ค่ากระแสไฟขนาดเล็กทำให้สามารถแก้ไขประสิทธิภาพระดับสูงได้ ซึ่งประสิทธิภาพสามารถเข้าถึงได้ถึง 95% การตั้งค่าประสิทธิภาพสูงสุดของระบบถือเป็นข้อดีที่สำคัญของตัวแปลงกระแสพัลส์ อย่างไรก็ตาม การใช้งานวงจร DC-DC ไม่สามารถทำได้ในทุกการออกแบบ ในอุปกรณ์ เครือข่ายผู้ติดต่อควรทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาในขั้นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หลักการนี้ใช้กับแบตเตอรี่และแบตเตอรี่
บูสต์คอนเวอร์เตอร์
ด้วยความช่วยเหลือของหม้อแปลงนี้ แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจาก 12 เป็น 220 V. มันถูกใช้ในสถานการณ์ที่ไม่มีแหล่งกำเนิดที่มีพารามิเตอร์กำลังที่เหมาะสม แต่จำเป็นต้องให้พลังงานกับอุปกรณ์จากมาตรฐาน เครือข่าย กล่าวอีกนัยหนึ่งต้องนำอะแดปเตอร์จากแหล่งที่มีลักษณะบางอย่างมาสู่ผู้บริโภคที่มีความต้องการพลังงานต่างกัน การออกแบบแผนผังของตัวแปลงแรงดันพัลส์ 12-220 V ช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ทำงานที่ความถี่ 50 Hz นอกจากนี้ กำลังของอุปกรณ์ไม่ควรเกินพิกัดกำลังสูงสุดของหม้อแปลงไฟฟ้า และแม้ว่าพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าจะตรงกัน แต่อุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคจะต้องมีการป้องกันการโอเวอร์โหลดของเครือข่าย วิธีการแก้ไขแรงดันไฟฟ้านี้มีข้อดีหลายประการ:
- ความเป็นไปได้ของเซสชั่นการทำงานที่ยาวนานที่โหลดสูงสุดโดยไม่หยุดชะงัก
- ปรับกำลังเอาท์พุตอัตโนมัติ
- ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นทำให้มั่นใจทั้งความเสถียรของโหมดการทำงานของอุปกรณ์และความน่าเชื่อถือสูงของการทำงานของวงจรไฟฟ้า
ตัวแปลงสวิตชิ่งดาวน์-ดาวน์
เมื่อใช้อุปกรณ์ความถี่ต่ำหรือพลังงานต่ำ เป็นเรื่องปกติที่อาจจำเป็นต้องลดตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น งานนี้มักพบเมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ให้แสงสว่าง - ตัวอย่างเช่น ไฟ LED แบ็คไลท์ หากต้องการลดระดับคอนเวอร์เตอร์ลง ให้ปิดปุ่มสวิตชิ่งควบคุม หลังจากนั้นจะสะสมพลังงาน "พิเศษ" ไดโอดพิเศษในวงจรไม่อนุญาตให้กระแสจากแหล่งจ่ายไปยังผู้บริโภค ในเวลาเดียวกัน ในระบบการเหนี่ยวนำตนเอง ไดโอดเรียงกระแสสามารถผ่านพัลส์แรงดันลบได้ ในการทำงานของตัวแปลงพัลส์ 24-12 V ฟังก์ชันรักษาเสถียรภาพของเอาต์พุตมีความสำคัญอย่างยิ่ง ทั้งเชิงเส้นและตัวปรับความคงตัวของแรงกระตุ้นโดยตรง การใช้อุปกรณ์ประเภทที่สองด้วยการมอดูเลตความกว้างหรือความถี่จะทำกำไรได้มากกว่า ในกรณีแรก ระยะเวลาของพัลส์ควบคุมจะได้รับการแก้ไข และในครั้งที่สอง ความถี่ของการเกิดพัลส์เหล่านั้น นอกจากนี้ยังมีตัวปรับความเสถียรพร้อมการควบคุมแบบผสม ซึ่งผู้ปฏิบัติงานสามารถเปลี่ยนการกำหนดค่าสำหรับการปรับพัลส์ในความถี่และระยะเวลาได้หากจำเป็น
ตัวแปลงความกว้างพัลส์
ในกระบวนการผลิตมีการใช้อุปกรณ์ที่สะสมพลังงานอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลง สามารถรวมไว้ในโครงสร้างพื้นฐานหรือเชื่อมต่อโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าโดยไม่ต้องอ้างอิงถึงตัวแปลง ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง เอาต์พุตจะเป็นตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย ซึ่งกำหนดโดยค่าของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและรอบการทำงานของพัลส์จากปุ่มสวิตช์ แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานมีเครื่องคิดเลขพิเศษที่ประเมินพารามิเตอร์ของสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตโดยบันทึกความแตกต่างระหว่างพวกเขา หากแรงดันไฟขาออกน้อยกว่าแรงดันอ้างอิง โมดูเลเตอร์จะเชื่อมต่อกับการควบคุม ซึ่งจะเพิ่มระยะเวลาของสถานะเปิดของคีย์สวิตช์ที่สัมพันธ์กับเวลาของเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา เมื่อแรงดันไฟขาเข้าเปลี่ยนแปลง ตัวแปลงสวิตชิ่งจะปรับวงจรควบคุมกุญแจ เพื่อลดความแตกต่างระหว่างเอาต์พุตและแรงดันอ้างอิง
สรุป
ในรูปแบบบริสุทธิ์โดยไม่ต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์เสริมเช่นเดียวกับวงจรเรียงกระแสและความคงตัว หน้าที่ของคอนเวอร์เตอร์จะลดลงอย่างมาก แม้ว่าประสิทธิภาพจะยังคงอยู่ในระดับสูง อุปกรณ์แปลงร่างที่แทบไม่ทำโดยไม่มีอุปกรณ์เพิ่มเติม ได้แก่ หน่วยงานกำกับดูแลในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ อย่างน้อยในกรณีนี้ คุณจะต้องติดตั้งฟิลเตอร์ปรับให้เรียบและวงจรเรียงกระแสที่อินพุต ในทางกลับกัน ตัวแปลงพัลส์ของกระแสไฟฟ้าตรงทั้งที่อินพุตและเอาต์พุตสามารถรองรับฟังก์ชันหลักได้โดยอัตโนมัติ แต่แม้ในระบบดังกล่าว เป็นสิ่งสำคัญที่อุปกรณ์สามารถทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าได้ นอกจากนี้อย่าลืมเกี่ยวกับการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นกับการใช้สวิตช์สวิตช์ในระบบโคลง ในการใช้งานที่ไม่ได้ต่อสายดิน ขอแนะนำให้เชื่อมต่อตัวกรองสัญญาณรบกวนกับบล็อกตัวแปลง
