Mrežni pretvarač. Preklopna napajanja - invertori

Pretplatite se
Pridružite se zajednici “koon.ru”!
U kontaktu sa:

Sistemi napajanja uz istovremenu upotrebu tradicionalne struje i električne energije iz sunca su ekonomično rešenje za privatna domaćinstva, vikendice i vikendice i industrijske prostore.

Neizostavan element kompleksa je hibridni inverter za solarne panele, koji određuje režime napajanja naponom, osiguravajući nesmetan i efikasan rad solarnog sistema.

Da bi sistem efikasno funkcionisao, ne morate samo da izaberete optimalni model, već i da ga pravilno povežete. A mi ćemo pogledati kako to učiniti u našem članku. Također ćemo razmotriti postojeće tipove pretvarača i najbolje ponude na tržištu danas.

Korištenje obnovljive solarne energije u kombinaciji sa centraliziranim napajanjem daje niz prednosti. Normalno funkcionisanje solarnog sistema osigurava koordiniran rad njegovih glavnih modela: solarnih panela, baterije i jednog od ključnih elemenata - pretvarača.

Inverter solarnog sistema je uređaj za pretvaranje jednosmerne struje (DC) koja dolazi iz fotonaponskih panela u naizmeničnu električnu energiju. Kućni aparati rade na struji od 220 V. Bez invertera, proizvodnja energije je besmislena.

Dijagram rada sistema: 1 – solarni moduli, 2 – kontroler punjenja, 3 – baterija, 4 – pretvarač napona (inverter) sa napajanjem izmjeničnom strujom (AC)

Bolje je procijeniti mogućnosti hibridnog modela u usporedbi s operativnim karakteristikama njegovih najbližih konkurenata - autonomnih i umreženih "konvertera".

Mrežni pretvarač tipa

Uređaj radi na opterećenju opće električne mreže. Izlaz iz pretvarača je priključen na potrošače električne energije, na AC mrežu.

Shema je jednostavna, ali ima nekoliko ograničenja:

  • rad kada je AC napajanje dostupno u mreži;
  • Mrežni napon mora biti relativno stabilan i unutar radnog opsega pretvarača.

Ova sorta je tražena u privatnim kućama s trenutnom "zelenom" tarifom za elektrifikaciju.

Parametri izbora solarnog pretvarača

Efikasnost pretvarača i cjelokupnog sistema napajanja u velikoj mjeri ovisi o pravilnom izboru parametara opreme.

Pored gore opisanih karakteristika, trebali biste procijeniti:

  • izlazna snaga;
  • vrsta zaštite;
  • Radna temperatura;
  • ugradne dimenzije;
  • dostupnost dodatnih funkcija.

Kriterijum #1 – snaga uređaja

Ocjena solarnog pretvarača odabire se na osnovu maksimalnog opterećenja na mreži i očekivanog vijeka trajanja baterije. U režimu pokretanja, pretvarač je sposoban da isporuči kratkoročno povećanje snage u trenutku puštanja u rad kapacitivnih opterećenja.

Ovaj period je tipičan kada se uključuju mašine za pranje sudova, mašine za pranje veša ili frižideri.

Kada koristite rasvjetne lampe i TV, prikladan je pretvarač male snage od 500-1000 W. U pravilu je potrebno izračunati ukupnu snagu opreme koja se koristi. Potrebna vrijednost je naznačena direktno na tijelu uređaja ili u pratećem dokumentu.

Pregled mogućnosti, načina rada i efikasnosti korištenja višefunkcionalnog pretvarača InfiniSolar od 3 kW:

Projektovanje solarnog sistema napajanja je složen i odgovoran zadatak. Proračun potrebnih parametara, odabir komponenti solarnog kompleksa, povezivanje i puštanje u rad najbolje je povjeriti profesionalcima.

Učinjene greške mogu dovesti do kvarova sistema i neefikasne upotrebe skupe opreme.

Da li birate najbolju opciju pretvarača za rad autonomnog sistema za snabdevanje solarnom energijom? Imate li pitanja koja nismo pokrili u ovom članku? Pitajte ih u komentarima ispod - pokušat ćemo vam pomoći.

Ili ste možda primijetili netačnosti ili nedosljednosti u prezentiranom materijalu? Ili želite dopuniti teoriju praktičnim preporukama zasnovanim na ličnom iskustvu? Pišite nam o tome, podijelite svoje mišljenje.

Prilikom razvoja uređaja opisanog u nastavku, zadatak je bio stvoriti mrežno napajanje male veličine s visokom efikasnošću, sposobno isporučiti snagu od 1...3,5 W na opterećenje koje je galvanski nepovezano s mrežom. Ove zahtjeve u potpunosti ispunjava jednociklusni impulsno stabilizirani pretvarač napona koji prenosi energiju u sekundarni krug u pauzama između strujnih impulsa u primarnom namotu izolacijskog transformatora. Čitaocima se skreće pažnja na jednu od opcija za takav uređaj (slika 4.3).

Glavne tehničke karakteristike:

Izlazni napon, V.................................................. ........................±12

Ukupna izlazna snaga, W ................................................. ...... 3.5

Frekvencija konverzije, kHz.................................................. ........ 20

Ograničenja za promjene napona mreže,

pri kojoj se mijenja izlazni napon

za najviše 1%, V.................................................. ........................ 210...250.

Uređaj uključuje ispravljač napona (VD1) sa filterom za izravnavanje (R4, SZ, C4), glavni oscilator (DDI.1...DDI.3) sa okidačkim krugom (R17, C7), pravougaoni oblikivač impulsa ( DD1.4..DD1.6, VT2, VT4), elektronski ključ (VT3), impulsni transformator (T1), podesivi izvor struje (VT5), uređaj za zaštitu od kratkog spoja opterećenja (R10, VT1), tri ispravljača (VD2. ..VD4) i isti broj filterskih kondenzatora (C9...C11). Kondenzatori CI, C2 sprečavaju da smetnje frekvencije konverzije uđu u mrežu.

Kada je uređaj spojen na mrežu, kondenzatori S3, C4 i C7 počinju da se pune. Nakon što napon na posljednjem od njih dostigne približno 3 V, glavni oscilator (DDI.1...DDI.3) se samopobuđuje. Brzina ponavljanja njegovih impulsa (ovisno o vremenskoj konstanti kruga R7, C5) je oko 20 kHz, oblikom podsjeća na zubac pile. Oblikivač (DDI.4...DDI.6, VT2, VT4) ih pretvara u pravougaone oscilacije. Budući da su nizovi impulsa na bazama tranzistora VT2 i VT4 antifazni, otvaraju se striktno naizmjenično, što osigurava minimalno vrijeme otvaranja i zatvaranja tranzistora VT3. Kada je ovaj tranzistor otvoren, kroz namotaj I teče linearno rastuća struja i transformator T1 akumulira energiju, a kada je zatvoren (nema struje kroz primarni namotaj), energija akumulirana u transformatoru pretvara se u struju sekundarnog namotaji III...V.

Nakon nekoliko ciklusa rada generatora, na kondenzatoru C7 se uspostavlja napon od 8...10 V. Izlazni napon pretvarača se stabilizuje pomoću podesivog izvora struje napravljenog na tranzistorima sklopa VT5 (VT5.2 se koristi kao zener dioda). Kada napon fluktuira u mreži ili na opterećenju, napon na namotu II se mijenja i podesivi izvor struje, djelujući na drajver, mijenja radni ciklus pravokutnih impulsa na bazi tranzistora VT3.

Kada se impulsna struja kroz otpornik R10 poveća iznad određene granične vrijednosti, tranzistor VT1 se otvara i prazni kondenzator C6 (koji služi za sprječavanje lažnog rada zaštitnog uređaja od kratkih skokova struje koji nastaju kada je pretvarač uključen, kao i tokom prebacivanje tranzistora VT3). Kao rezultat toga, impulsi glavnog oscilatora prestaju da pristižu na bazu tranzistora VT3 i pretvarač prestaje da radi. Kada se preopterećenje eliminira, uređaj se ponovo pokreće 0,8...2 s nakon punjenja kondenzatora C6 i C7.

Namotaji T1 impulsnog transformatora su namotani na polistirenski okvir sa PEV-2-0,12 žicom i smešteni u B30 oklopno magnetno jezgro od 2000NM ferita. Namotaji 1.1 i 1.2 sadrže po 220 zavoja, namotaji II, III, IV i V - 19, 18, 9 i 33 zavoja, respektivno. Prvo se namotava namotaj 1.2, zatim namotaji I, IV, III, V i, na kraju, namotaj 1.1. Između namotaja II, IV, V i 1.1 postavljeni su elektrostatički ekrani u obliku jednog sloja (otprilike 65 zavoja) žice PEV-2-0,12. Prilikom sastavljanja transformatora, između krajeva središnjeg dijela feritnih čašica umetnuta je brtva od lakirane tkanine debljine 0,1 mm. Transformator se može izraditi i na bazi feritnog (iste marke) oklopnog magnetnog jezgra B22. U ovom slučaju koristi se žica PEV-2-0.09, a broj zavoja namotaja 1.1 i 1.2 povećava se na 230. Tranzistor KT859A može se zamijeniti s KT826A, KT838A, KT846A.

Postavljanje uređaja nije teško. Postavljanjem klizača rezistora R15 u gornji (prema dijagramu) položaj, uključite pretvarač u mrežu i postavite potrebne vrijednosti izlaznog napona s ovim otpornikom. Da bi se smanjile smetnje u sekundarnim krugovima s frekvencijom konverzije (20 kHz), potrebno je eksperimentalno odabrati tačku spajanja elektrostatičkih ekrana s jednom od žica primarnog kola, kao i spojnu točku kondenzatora C8. Da biste to učinili, dovoljno je spojiti jedan od terminala bilo kojeg sekundarnog namota kroz miliampermetar izmjenične struje na primarni krug i odrediti imenovane točke na temelju minimalnih očitanja uređaja.

Ispitan je pretvarač sastavljen prema opisanom krugu za napajanje opterećenja od 10 W. U ovoj verziji, broj zavoja namotaja 1.1 i 1.2 smanjen je na 120 (sa magnetnim jezgrom B30), kondenzatori SZ, C4 zamijenjeni su jednim oksidnim kapacitetom od 10 μF (nazivni napon 450 V), otpor otpornika R10 je bio smanjen na 2,7 Ohma, a otpornik R18 - do 330 Ohma.

Tokom rada motora često se generiraju neželjeni fenomeni koji se nazivaju "viši harmonici". Oni negativno utiču na kablovske vodove i opremu za napajanje i dovode do nestabilnog rada opreme. To rezultira neefikasnim korištenjem energije, brzim starenjem izolacije i smanjenim procesima prijenosa i proizvodnje.

Za rješavanje ovog problema potrebno je poštovati zahtjeve za elektromagnetnu kompatibilnost (EMC), čijom implementacijom će se osigurati otpornost tehničke opreme na negativne utjecaje. U članku je napravljen kratak izlet u područje elektrotehnike koji se odnosi na filtriranje ulaznih i izlaznih signala frekventnog pretvarača (FC) i poboljšanje performansi motora.

Šta je elektromagnetni šum?

Oni proizlaze iz bukvalno svih metalnih antena koje prikupljaju i zrače dezorijentišuće ​​energetske talase. A mobilni telefoni, naravno, takođe indukuju magnetoelektrične talase, pa se prilikom poletanja/slijetanja aviona od stjuardesa traži da isključe opremu.

Buke se dijele prema vrsti izvora njihovog nastanka, spektru i karakterističnim osobinama. Zbog prisutnosti sklopnih veza, električna i magnetna polja iz različitih izvora stvaraju nepotrebne potencijalne razlike u kabelskoj liniji, koje se nagomilavaju na korisnim valovima.

Smetnje koje se javljaju u žicama nazivaju se antifazni ili zajednički mod. Potonji (oni se nazivaju i asimetrični, uzdužni) formiraju se između kabla i tla i utiču na izolaciona svojstva kabla.

Najčešći izvori buke su induktivna oprema (koja sadrži zavojnice), kao što su asinhroni motori (IM), releji, generatori, itd. Buka se može “konflikt” sa nekim uređajima, indukujući električne struje u njihovim krugovima, uzrokujući kvarove u radu procesa.

Kako je buka povezana sa frekventnim pretvaračem?

Pretvarači za asinkrone motore s dinamički promjenjivim radnim uvjetima, iako imaju mnoge pozitivne osobine, imaju niz nedostataka - njihova upotreba dovodi do intenzivnih elektromagnetskih smetnji i smetnji koje se stvaraju u uređajima koji su na njih povezani putem mreže ili se nalaze u blizini i izloženi zračenju. Često se IM postavlja na daljinu od pretvarača i spaja na njega produženom žicom, što stvara prijeteće uvjete za kvar elektromotora.

Sigurno se neko morao suočiti s impulsima iz enkodera elektromotora na kontroleru ili s greškom pri korištenju dugih žica - svi ovi problemi su, na ovaj ili onaj način, povezani s kompatibilnošću elektroničke opreme.

Filteri za pretvarač frekvencije

Za poboljšanje kvalitete kontrole i slabljenje negativnog utjecaja koristi se filter uređaj, koji je element s nelinearnom funkcijom. Podešava se frekvencijski opseg iznad kojeg odgovor počinje da slabi. Iz perspektive elektronike, ovaj termin se prilično često koristi u obradi signala. On definira restriktivne uvjete za strujne impulse. Glavna funkcija generatora frekvencije je generiranje korisnih oscilacija i smanjenje neželjenih oscilacija na nivo specificiran u relevantnim standardima.

Postoje dvije vrste uređaja ovisno o njihovoj lokaciji u krugu, a nazivaju se ulaz i izlaz. "Ulaz" i "izlaz" znači da su filterski uređaji povezani na ulaznu i izlaznu stranu pretvarača. Razlika između njih određena je njihovom primjenom.

Ulazi se koriste za smanjenje buke u kablovskoj liniji napajanja. Oni također utiču na uređaje povezane na istu mrežu. Izlazi su namijenjeni za suzbijanje buke za uređaje koji se nalaze u blizini pretvarača i koji koriste isto uzemljenje.

Namjena filtera za frekventni pretvarač

Tokom rada frekventnog pretvarača - asinhronog motora, stvaraju se neželjeni viši harmonici, koji zajedno sa induktivnošću žica dovode do slabljenja otpornosti sistema na buku. Zbog stvaranja radijacije, elektronska oprema počinje da kvari. One koje aktivno rade osiguravaju elektromagnetnu kompatibilnost. Neka oprema podliježe povećanim zahtjevima za otpornost na buku.

3-fazni filteri za generatore frekvencije omogućavaju vam da minimizirate stupanj provodljivih smetnji u širokom frekvencijskom rasponu. Kao rezultat toga, električni pogon se dobro uklapa u jednu mrežu u kojoj je uključeno nekoliko opreme. EMC filtere treba postaviti na prilično bliskoj udaljenosti od ulaza/izlaza napajanja frekventnog pretvarača, zbog zavisnosti nivoa smetnji o dužini i načinu polaganja strujnog kabla. U nekim slučajevima su instalirani.

Filteri su potrebni za:

  • otpornost na buku;
  • izglađivanje amplitudnog spektra kako bi se dobila čista električna struja;
  • izbor frekvencijskih opsega i oporavak podataka.

Svi modeli vektorskih frekventnih pretvarača opremljeni su mrežnim filtriranjem. Prisutnost filterskih uređaja osigurava neophodan nivo EMC za rad sistema. Ugrađeni uređaj omogućava minimalne smetnje i buku u elektronskoj opremi, te stoga ispunjava zahtjeve kompatibilnosti.

Odsustvo funkcije filtriranja u frekventnom pretvaraču često dovodi do kumulativnog zagrijavanja napojnog transformatora, promjene impulsa i izobličenja oblika krivulje napajanja, što uzrokuje kvar opreme.

Uređaji apsolutno neophodni za stabilan rad složene elektronske opreme. Između frekventnog pretvarača i mreže za napajanje je postavljen bafer kako bi se linija zaštitila od viših harmonika. U stanju je da obuzda ove talasne oscilacije čija je frekvencija veća od 550 Hz. Kada se snažan sistem indukcionog motora zaustavi, može doći do skoka napona. U ovom trenutku se aktivira zaštita.

Preporučuje se ugradnja radi suzbijanja visokofrekventnih harmonika i korekcije koeficijenta sistema. Važnost instalacije je smanjenje gubitaka u statorima elektromotora i neželjeno zagrijavanje jedinice.

Mrežne prigušnice imaju prednosti. Ispravno odabrana induktivnost uređaja omogućava vam da osigurate:

  • zaštita frekventnog pretvarača od napona i fazne asimetrije;
  • brzina rasta struje kratkog spoja se smanjuje;
  • produžava se vijek trajanja kondenzatora.

Kondenzator možete zamisliti kao blokator. Stoga, ovisno o načinu povezivanja kondenzatora, može djelovati kao:

  • niskofrekventni, ako ga povežete paralelno sa izvorom;
  • visoke frekvencije ako je spojen u seriju sa izvorom.

U praktičnim krugovima, otpornik može biti potreban za ograničavanje protoka elektrona i postizanje odgovarajućeg prekida frekvencije.

2. Filteri elektromagnetnog zračenja (EMR).

Koristite li cjedilo za čaj kada pravite čaj? Koristi se za sprečavanje “nepoželjnih!” elemenata od prijavljivanja na vaš sistem. Postoji mnogo takvih neželjenih pojava u električnim krugovima koji se javljaju na različitim frekvencijama.

Električni pogon koji se sastoji od frekventnog pretvarača i elektromotora smatra se promjenjivim opterećenjem. Ovi uređaji i induktivnost žica uzrokuju generiranje visokofrekventnih fluktuacija napona i kao rezultat toga elektromagnetsko zračenje iz kabela, što negativno utječe na rad drugih uređaja.

Ovo je induktor s dva (ili više) namota u kojima struja teče u suprotnim smjerovima. Upotreba ovog uređaja, koji se sastoji od induktora i kondenzatora, ima nekoliko prednosti. Pouzdaniji je i može se koristiti na najnižim radnim temperaturama. Sve to vam omogućava da produžite vijek trajanja elektromotora. Niska induktivnost i mala veličina su također njegove ključne karakteristike.

Primijeniti u slučajevima kada:

  • Kablovi dužine do 15 m se protežu od frekventnog pretvarača do elektromotora;
  • postoji mogućnost oštećenja izolacije namotaja motora zbog pulsirajućih napona;
  • koriste se stare jedinice;
  • u sistemima sa čestim kočenjem;
  • agresivnost okoline.

Na prilično visokim frekvencijama pad napona je gotovo nula i kondenzator se ponaša kao otvoreni krug. Filter presa je napravljena u obliku djelitelja napona sa otpornikom i kondenzatorom. U suštini se koristi za smanjenje propusnog opsega, nestabilnosti i korekcije brzine nagiba Uout-a.

Jednostavno rečeno, normalno gušenje dolazi od riječi "gušenje". I danas se koristi jer prilično precizno opisuje svoju svrhu. Zamislite kako se "šaka" steže oko žice da spriječi nagle promjene struje.

4. Sinusni filteri

Naizmjenična struja je val, neka kombinacija sinusa i kosinusa. Različiti sinusni valovi imaju različite frekvencije. Ako znate koje su frekvencije prisutne, koje je potrebno prenijeti ili ukloniti, onda rezultat može biti kombinacija "korisnih" valova, odnosno bez šuma. Ovo u određenoj mjeri pomaže očistiti trenutni signal. Sinusni filter je kombinacija kapacitivnih i induktivnih elemenata.

Jedna od mjera za osiguranje elektromagnetske kompatibilnosti je upotreba sinusoidnog aparata; to može biti potrebno:

  • sa grupnim pogonom sa jednim pretvaračem;
  • pri radu s minimalnim uklopnim vezama sa kablovima (bez oklopa) elektromotora (na primjer, veza putem daisy-chain metode ili nadzemnog napajanja);
  • za smanjenje gubitaka na dugim kablovima.

Svrha uređaja je spriječiti oštećenje izolatora namotaja elektromotora. Zbog skoro potpune apsorpcije visokih impulsa, izlazni napon poprima sinusni oblik. Njegova ispravna instalacija je važan aspekt za smanjenje mrežnih smetnji, a time i emisija. Ovo omogućava upotrebu dugih žica i pomaže u smanjenju nivoa buke. Niska induktivnost također znači manju veličinu i nižu cijenu. Uređaji su projektovani metodom dU/dt filtracije sa većom razlikom u vrijednosti elemenata.

5. Visokofrekventni filteri zajedničkog moda

Ako se izobličeni sinusni val napona ponaša kao niz harmonijskih signala koji se dodaju osnovnoj frekvenciji, tada kolo filtera propušta samo osnovnu frekvenciju, blokirajući nepotrebne više harmonike. Uređaj za filtriranje ulaza je dizajniran da potisne visokofrekventnu buku.

Uređaji se razlikuju od onih o kojima smo gore govorili po složenijem dizajnu. Najvažniji način smanjenja buke je pridržavanje propisanih propisa za uzemljenje u električnom ormaru.

Kako odabrati ispravan ulazni i izlazni EMC filter

Njihove karakteristične prednosti leže u njihovom visokom koeficijentu apsorpcije buke. EMC se koristi u uređajima sa prekidačkim izvorima napajanja. Vrijedi se pridržavati zahtjeva uputa za specifični upravljački krug asinhronih motora. Postoje opći principi koji određuju pravi izbor.

Imajte na umu da odabrani model mora biti u skladu sa:

  • parametri frekventnog pretvarača i mreže napajanja;
  • nivo smanjenja smetnji do potrebnih granica;
  • frekvencijski parametri električnih kola i instalacija;
  • karakteristike rada električne opreme;
  • mogućnosti električne ugradnje modela u sistem upravljanja itd.

Najlakši način da poboljšate kvalitetu vaše električne mreže je poduzimanje radnji u fazi projektiranja. Najzanimljivije je da u slučaju nerazumnog odstupanja od dizajnerskih odluka, krivica u potpunosti pada na ramena električara.

Ispravna odluka o izboru vrste frekventnog pretvarača, u kombinaciji sa odgovarajućom filterskom opremom, sprečava nastanak većine problema za rad pogonskog pogona.

Osiguravanje dobre kompatibilnosti postiže se pravilnim odabirom parametara komponenti. Nepravilna upotreba uređaja može povećati nivo smetnji. U stvarnosti, ulazni i izlazni filteri ponekad negativno utiču jedni na druge. Ovo je posebno istinito kada je ulazni uređaj ugrađen u frekventni pretvarač. Odabir filtarskog uređaja za određeni pretvarač vrši se prema tehničkim parametrima i, još bolje, prema kompetentnoj preporuci stručnjaka. Profesionalne konsultacije mogu vam donijeti značajne prednosti, jer je skupa oprema zapravo uvijek uparena sa visokokvalitetnim, jeftinim analogom. Ili ne radi u potrebnom frekvencijskom opsegu.

Zaključak

Elektromagnetne smetnje utiču na opremu uglavnom na visokim frekvencijama. To znači da će ispravan rad sistema biti postignut samo ako se poštuju specifikacije električne instalacije i proizvodnje, kao i zahtjevi za visokofrekventnu opremu (npr. zaklon, uzemljenje, filtriranje).

Vrijedi napomenuti da su mjere za povećanje otpornosti na buku skup mjera. Samo korištenje filtera neće riješiti problem. Međutim, ovo je najefikasniji način za uklanjanje ili značajno smanjenje štetnih smetnji za normalnu elektromagnetnu kompatibilnost elektronske opreme. Također ne smijemo zaboraviti da se da li je određeni model pogodan za rješavanje problema ili nije, utvrđuje se „na licu mjesta“ ili eksperimentom i testiranjem.

Preklopna sekundarna napajanja se široko koriste u kućnoj i industrijskoj opremi. Prekidački izvori napajanja generiraju direktne i naizmjenične napone potrebne za napajanje jedinica opreme kroz ključnu konverziju ispravljenog mrežnog napona od 220 volti i 50 herca.
Prednost UPS-a nad tradicionalnim transformatorskim napajanjem je obezbeđena zamenom energetskog transformatora koji radi na frekvenciji industrijske mreže od 50 herca sa malim impulsnim transformatorom koji radi na 16 – 40 kiloherca, kao i korištenje impulsnih metoda za stabilizaciju sekundarnih napona umjesto kompenzacijskih. To dovodi do smanjenja težine i dimenzija proizvoda za 2-3 puta i povećanja Efikasnost izvora do 80 - 90% , što znači da dodatno štedi električnu energiju.
Ključni stupnjevi naponskog pretvarača su izgrađeni pomoću jednocikličnih i push-pull kola.
U starim tranzistorskim televizorima, zbog njihovog specifičnog dizajna kola, korišteni su jednociklični UPS-ovi.
Jednociklični UPS-ovi se također koriste u uređajima male snage do 50 vati i više.
Dobar primjer su razni punjači za napajanje mobilnih telefona, laptopa i još mnogo toga. Široko se koriste zbog jednostavnosti proizvodnje, male veličine i visoke pouzdanosti.


Na slici je prikazana ploča punjača za mobilni telefon. Pretvara naizmjenični napon 110 - 220 volti u jednosmjerni napon od 5 volti.

Povećanje snage jednocikličnih UPS-a pokazalo se neefikasnim zbog povećanja ukupnih dimenzija i težine impulsnog transformatora (u usporedbi s push-pull krugom) i povećanih zahtjeva za ključnim tranzistorom (visoki napon i struja).
Push-pull UPS-ovi se koriste na velikim kapacitetima od nekoliko vati do stotina vati , zbog svoje jednostavnosti i isplativosti.
Primjer korištenja push-pull pretvarača:

Štedne lampe snage 20 vati.

Snažna kompjuterska napajanja

Jednociklični UPS krug

Jednociklični UPS krug je pretvarač naizmjeničnog mrežnog napona (ili direktnog napona baterije) jedne vrijednosti u direktan (ispravljeni) napon druge vrijednosti.
Generator VF napona frekvencije 20-100 kiloherca može biti samopobuđen (autooscilator) ili eksterno pobuđen (dodatni generator).
UPS-ovi male snage (do 10 vati) i jednostavni UPS uglavnom koriste samouzbudljivi samooscilirajući pretvarač.
Pogledajte dijagram jednostavnog jednostrukog, samopobuđenog, prekidačkog napajanja.


Jednociklični UPS krug se sastoji od ispravljač(D1 – D4) sa kondenzatorom za izravnavanje C1. U njemu se mrežni napon od 220 volti pretvara u konstantni napon od 310 volti. Zatim koristeći generator i impulsnog napona (tranzistor T, transformator Tr), generišu se pravougaoni impulsi. Iz sekundarnog namotaja stižu pravokutni impulsi ispravljač(D6) sa kondenzatorom za izravnavanje (C5), dobija se konstantan napon.
Sama konverzija napona odvija se na feritnom transformatoru. Izlazni napon ovisi o omjeru zavoja u primarnom i sekundarnom namotu transformatora.
Značajan nedostatak jednog ciklusa pretvarača je visok samoindukcijski napon induciran u primarnom namotu transformatora, koji premašuje ulazni napon napajanja Ep za 2-4 puta. U takvim krugovima potrebni su tranzistori koji imaju maksimalni napon kolektor-emiter jednak 700-1000 volti.

Za smanjenje napona na kolektoru tranzistora koriste se različite metode:
- RC kola (C2, R3) se uključuju paralelno sa primarnim namotajem transformatora i kondenzatorom C4 u kolu sekundarnog namotaja.
— kada se koriste dodatni uređaji za stabilizaciju izlaznog napona, na primjer, pulsno-širinska modulacija (PWM), moguće je raditi sa jednociklusnim UPS-om kada se priključeno opterećenje mijenja u širokom rasponu (od P = 0 do Pmax) sa konstantan izlazni napon.
Koriste se i druge tehničke metode za zaštitu ključnog tranzistora od prenapona.

Prednosti i nedostaci jednociklusnog UPS kruga.

Pros:
- jedan tranzistor ključa u kolu,
- sklop je jednostavniji od push-pull.

Minusi:
— magnetizacija feritnog jezgra se javlja samo u jednom polaritetu (pasivna demagnetizacija jezgre), zbog čega se magnetna indukcija jezgre ne koristi u potpunosti. Feritno jezgro nije u potpunosti iskorišteno u smislu snage. Potreban je razmak u magnetnom jezgru.
- uz prosječnu potrošnju struje iz mreže, struja kroz tranzistor je n-puta veća (u zavisnosti od radnog ciklusa impulsa) i stoga je potrebno odabrati tranzistor sa očigledno većom maksimalnom strujom.
- na elementima kola se javljaju veliki prenaponi koji dostižu 700 - 1000 volti.
— potrebno je primijeniti posebne mjere zaštite od prenapona na elementima kola.

Push-pull UPS kolo

Push-pull samogenerirajuće UPS kolo sastoji se od 220-voltnog ispravljača ulaznog napona naizmjenične struje, uređaja za pokretanje generatora, pravokutnog generatora impulsa i ispravljača izlaznog napona sa filterskim kondenzatorom.
Na slici je prikazan najjednostavniji, najčešći push-pull krug samooscilirajućeg, impulsnog pretvarača - invertera, polumostnog kola.

U poređenju sa kolom jednocikličnog autooscilatora, push-pull autooscilator ima složenije kolo.

Dodato:

— uređaj za automatsko pokretanje generatora impulsa;
- drugi tranzistor ključa;
— dodatni transformator Tr1, za upravljanje ključnim tranzistorima;
— dva polumosna kondenzatora (C3, C4);
— dvije diode (D5, D8) za zaštitu tranzistora od kvara.

Push-pull UPS kolo ima niz prednosti u odnosu na jednociklusni krug:

— feritno jezgro izlaznog transformatora Tr2 radi sa aktivnim preokretom magnetizacije (magnetsko jezgro se najpotpunije koristi u smislu snage);
— napon kolektor-emiter Uek na svakom tranzistoru ne prelazi napon izvora napajanja od 310 volti;
— kada se struja opterećenja promijeni od I = 0 do Imax, izlazni napon se neznatno mijenja;
— prenaponi visokog napona u primarnom namotaju su veoma mali, a nivo zračenih smetnji je shodno tome niži

Unatoč povećanoj složenosti, push-pull krug, u usporedbi s jednotaktnim krugom, lakši je za postavljanje i rad.

Povratak

×
Pridružite se zajednici “koon.ru”!
U kontaktu sa:
Već sam pretplaćen na zajednicu “koon.ru”