Konverter jaringan. Mengganti catu daya - inverter

Langganan
Bergabunglah dengan komunitas “koon.ru”!
Berhubungan dengan:

Sistem pasokan listrik dengan penggunaan simultan pasokan arus tradisional dan listrik dari matahari merupakan solusi yang masuk akal secara ekonomi untuk rumah tangga pribadi, pondok dan desa liburan serta tempat industri.

Elemen yang sangat diperlukan dari kompleks ini adalah inverter hibrida untuk panel surya, yang menentukan mode suplai tegangan, memastikan pengoperasian tata surya tanpa gangguan dan efisien.

Agar sistem bekerja secara efektif, Anda tidak hanya perlu memilih model yang optimal, tetapi juga menghubungkannya dengan benar. Dan kami akan melihat cara melakukan ini di artikel kami. Kami juga akan mempertimbangkan jenis konverter yang ada dan penawaran terbaik di pasar saat ini.

Penggunaan energi surya terbarukan yang dikombinasikan dengan pasokan listrik terpusat memberikan sejumlah keuntungan. Fungsi normal tata surya dijamin oleh pengoperasian model utamanya yang terkoordinasi: panel surya, baterai, dan salah satu elemen kuncinya - inverter.

Inverter tata surya adalah alat untuk mengubah arus searah (DC) yang berasal dari panel fotovoltaik menjadi listrik bolak-balik. Pada arus 220 V peralatan rumah tangga beroperasi. Tanpa inverter, pembangkitan energi tidak ada artinya.

Diagram pengoperasian sistem: 1 – modul surya, 2 – pengontrol muatan, 3 – baterai, 4 – konverter tegangan (inverter) dengan suplai arus bolak-balik (AC)

Lebih baik mengevaluasi kemampuan model hybrid dibandingkan dengan fitur operasi pesaing terdekatnya - “konverter” otonom dan jaringan.

Konverter tipe jaringan

Perangkat beroperasi pada beban jaringan listrik umum. Keluaran dari konverter dihubungkan ke konsumen listrik yaitu jaringan AC.

Skema ini sederhana, namun memiliki beberapa keterbatasan:

  • pengoperasian ketika daya AC tersedia di jaringan;
  • Tegangan listrik harus relatif stabil dan berada dalam jangkauan pengoperasian konverter.

Variasi ini diminati di rumah-rumah pribadi dengan tarif elektrifikasi “hijau” saat ini.

Parameter Pemilihan Inverter Surya

Efisiensi konverter dan seluruh sistem catu daya sangat bergantung pada pilihan parameter peralatan yang tepat.

Selain karakteristik yang dijelaskan di atas, Anda harus mengevaluasi:

  • daya keluaran;
  • jenis perlindungan;
  • Suhu Operasional;
  • dimensi instalasi;
  • ketersediaan fungsi tambahan.

Kriteria #1 – kekuatan perangkat

Peringkat inverter surya dipilih berdasarkan beban maksimum pada jaringan dan masa pakai baterai yang diharapkan. Dalam mode start-up, konverter mampu memberikan peningkatan daya jangka pendek pada saat beban kapasitif dimasukkan.

Periode ini biasa terjadi saat menyalakan mesin pencuci piring, mesin cuci, atau lemari es.

Saat menggunakan lampu penerangan dan TV, inverter berdaya rendah 500-1000 W cocok. Sebagai aturan, perlu untuk menghitung total daya peralatan yang digunakan. Nilai yang diperlukan ditunjukkan langsung pada badan perangkat atau dalam dokumen yang menyertainya.

Ikhtisar kemampuan, mode pengoperasian, dan efisiensi penggunaan konverter multifungsi InfiniSolar 3 kW:

Merancang sistem pasokan tenaga surya adalah tugas yang kompleks dan bertanggung jawab. Yang terbaik adalah mempercayakan perhitungan parameter yang diperlukan, pemilihan komponen kompleks surya, koneksi dan commissioning kepada para profesional.

Kesalahan yang dilakukan dapat menyebabkan kegagalan sistem dan penggunaan peralatan mahal yang tidak efektif.

Apakah Anda memilih opsi konverter terbaik untuk mengoperasikan sistem pasokan energi surya otonom? Apakah Anda memiliki pertanyaan yang tidak kami bahas di artikel ini? Tanyakan kepada mereka di komentar di bawah - kami akan mencoba membantu Anda.

Atau mungkin Anda memperhatikan ketidakakuratan atau ketidakkonsistenan materi yang disampaikan? Atau apakah Anda ingin melengkapi teori dengan rekomendasi praktis berdasarkan pengalaman pribadi? Tulis kepada kami tentang ini, bagikan pendapat Anda.

Saat mengembangkan perangkat yang dijelaskan di bawah ini, tugasnya adalah membuat catu daya jaringan berukuran kecil dengan efisiensi tinggi, yang mampu menyalurkan daya 1...3,5 W ke beban yang tidak terhubung secara galvanis ke jaringan. Persyaratan ini sepenuhnya dipenuhi oleh konverter tegangan stabil pulsa satu siklus yang mentransfer energi ke rangkaian sekunder dalam jeda antara pulsa arus pada belitan primer transformator isolasi. Salah satu opsi untuk perangkat semacam itu menarik perhatian pembaca (Gbr. 4.3).

Karakteristik teknis utama:

Tegangan keluaran, V............................................ ..... ............±12

Total daya keluaran, W................................................ ...... 3.5

Frekuensi konversi, kHz................................................ ..... ......20

Batasan perubahan tegangan jaringan,

di mana tegangan keluaran berubah

tidak lebih dari 1%, V.................................. ......... ...................210...250.

Perangkat ini mencakup penyearah tegangan (VD1) dengan filter penghalusan (R4, SZ, C4), osilator master (DDI.1...DDI.3) dengan rangkaian pemicu (R17, C7), pembentuk pulsa persegi panjang ( DD1.4...DD1.6, VT2, VT4), kunci elektronik (VT3), transformator pulsa (T1), sumber arus yang dapat disesuaikan (VT5), perangkat proteksi hubung singkat beban (R10, VT1), tiga penyearah (VD2. ..VD4 ) dan jumlah kapasitor filter yang sama (C9...C11). Kapasitor CI, C2 mencegah gangguan dari frekuensi konversi memasuki jaringan.

Ketika perangkat terhubung ke jaringan, kapasitor S3, C4 dan C7 mulai mengisi daya. Setelah tegangan pada osilator terakhir mencapai kira-kira 3 V, osilator master (DDI.1...DDI.3) tereksitasi sendiri. Kecepatan pengulangan pulsanya (tergantung konstanta waktu rangkaian R7, C5) sekitar 20 kHz, bentuknya menyerupai gigi gergaji. Pembentuk (DDI.4...DDI.6, VT2, VT4) mengubahnya menjadi osilasi persegi panjang. Karena rangkaian pulsa pada basis transistor VT2 dan VT4 adalah antifase, keduanya terbuka secara bergantian, yang memastikan waktu pembukaan dan penutupan transistor VT3 yang minimal. Ketika transistor ini terbuka, arus yang meningkat secara linier mengalir melalui belitan I dan transformator T1 mengumpulkan energi, dan ketika ditutup (tidak ada arus melalui belitan primer), energi yang dikumpulkan oleh transformator diubah menjadi arus sekunder. gulungan III...V.

Setelah beberapa siklus operasi generator, tegangan 8...10 V diatur pada kapasitor C7. Tegangan keluaran konverter distabilkan oleh sumber arus yang dapat disesuaikan yang dibuat pada transistor rakitan VT5 (VT5.2 digunakan sebagai dioda zener). Ketika tegangan berfluktuasi dalam jaringan atau pada beban, tegangan pada belitan II berubah dan sumber arus yang diatur, yang bekerja pada driver, mengubah siklus kerja pulsa persegi berdasarkan transistor VT3.

Ketika arus pulsa melalui resistor R10 meningkat di atas nilai ambang batas tertentu, transistor VT1 membuka dan melepaskan kapasitor C6 (yang berfungsi untuk mencegah operasi palsu perangkat pelindung dari lonjakan arus pendek yang terjadi ketika konverter dihidupkan, serta selama peralihan transistor VT3). Akibatnya, pulsa osilator master berhenti tiba di basis transistor VT3 dan konverter berhenti bekerja. Ketika kelebihan beban dihilangkan, perangkat mulai lagi 0,8...2 detik setelah mengisi kapasitor C6 dan C7.

Gulungan transformator pulsa T1 dililitkan pada bingkai polistiren dengan kawat PEV-2-0,12 dan ditempatkan dalam inti magnet lapis baja B30 yang terbuat dari ferit 2000NM. Gulungan 1.1 dan 1.2 masing-masing berisi 220 putaran, gulungan II, III, IV dan V - masing-masing 19, 18, 9 dan 33 putaran. Pertama, belitan 1.2 dililit, kemudian belitan I, IV, III, V dan terakhir belitan 1.1. Di antara belitan II, IV, V dan 1.1 ditempatkan sekat elektrostatis dalam bentuk satu lapis (kurang lebih 65 putaran) kawat PEV-2-0,12. Saat merakit trafo, paking kain berpernis setebal 0,1 mm dimasukkan di antara ujung bagian tengah cangkir ferit. Trafo juga dapat dibuat berdasarkan inti magnet lapis baja ferit (dengan merek yang sama) B22. Dalam hal ini, kawat PEV-2-0,09 digunakan, dan jumlah belitan belitan 1,1 dan 1,2 ditingkatkan menjadi 230. Transistor KT859A dapat diganti dengan KT826A, KT838A, KT846A.

Menyiapkan perangkat tidaklah sulit. Dengan mengatur penggeser resistor pemangkas R15 ke posisi atas (sesuai diagram), hidupkan konverter ke jaringan dan atur nilai tegangan keluaran yang diperlukan dengan resistor ini. Untuk mengurangi interferensi pada rangkaian sekunder dengan frekuensi konversi (20 kHz), perlu dilakukan pemilihan secara eksperimental titik sambungan layar elektrostatis dengan salah satu kabel rangkaian primer, serta titik sambungan kapasitor C8. Untuk melakukan ini, cukup menghubungkan salah satu terminal belitan sekunder melalui miliammeter arus bolak-balik ke sirkuit primer dan menentukan titik-titik yang disebutkan berdasarkan pembacaan minimum perangkat.

Konverter yang dirakit sesuai dengan rangkaian yang dijelaskan diuji untuk memberi daya pada beban yang mengonsumsi daya 10 W. Dalam versi ini, jumlah belitan belitan 1.1 dan 1.2 dikurangi menjadi 120 (dengan inti magnet B30), kapasitor SZ, C4 diganti dengan satu kapasitansi oksida 10 F (tegangan pengenal 450 V), resistansi resistor R10 adalah dikurangi menjadi 2,7 Ohm, dan resistor R18 - hingga 330 Ohm.

Selama pengoperasian mesin, sering terjadi fenomena yang tidak diinginkan, yang disebut “harmonik yang lebih tinggi”. Mereka berdampak negatif pada saluran kabel dan peralatan catu daya dan menyebabkan pengoperasian peralatan tidak stabil. Hal ini mengakibatkan penggunaan energi yang tidak efisien, penuaan isolasi yang cepat, dan berkurangnya proses transmisi dan pembangkitan.

Untuk mengatasi masalah ini, persyaratan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) harus dipenuhi, yang penerapannya akan menjamin ketahanan peralatan teknis terhadap pengaruh negatif. Artikel ini memberikan penjelasan singkat tentang bidang teknik elektro yang berkaitan dengan penyaringan sinyal input dan output dari konverter frekuensi (FC) dan meningkatkan karakteristik kinerja motor.

Apa itu kebisingan elektromagnetik?

Mereka muncul dari semua antena logam yang mengumpulkan dan memancarkan gelombang energi yang membingungkan. Dan ponsel tentu saja juga menginduksi gelombang magnetoelektrik, sehingga saat pesawat lepas landas/mendarat, pramugari diminta mematikan peralatan tersebut.

Kebisingan dibagi menurut jenis sumber asal, spektrum dan ciri-cirinya. Karena adanya sambungan switching, medan listrik dan magnet dari sumber yang berbeda menciptakan perbedaan potensial yang tidak perlu pada saluran kabel, yang menghasilkan gelombang yang berguna.

Interferensi yang terjadi pada kabel disebut antifase atau mode umum. Yang terakhir (juga disebut asimetris, memanjang) terbentuk antara kabel dan tanah, dan mempengaruhi sifat isolasi kabel.

Sumber kebisingan yang paling umum adalah peralatan induktif (berisi kumparan), seperti motor induksi (IM), relay, generator, dll. Kebisingan dapat “bertentangan” dengan beberapa perangkat, menyebabkan arus listrik di sirkuitnya, menyebabkan kegagalan operasional.

Bagaimana kebisingan berhubungan dengan konverter frekuensi?

Konverter untuk motor asinkron dengan kondisi pengoperasian yang berubah secara dinamis, meskipun memiliki banyak fitur positif, juga memiliki sejumlah kelemahan - penggunaannya menyebabkan interferensi elektromagnetik yang intens dan interferensi yang terbentuk pada perangkat yang terhubung dengannya melalui jaringan atau terletak di dekatnya dan terkena radiasi. Seringkali IM ditempatkan jauh dari inverter dan dihubungkan dengannya dengan kabel yang diperpanjang, yang menciptakan kondisi yang mengancam kegagalan motor listrik.

Pastinya ada yang pernah berurusan dengan impuls dari encoder motor listrik pada pengontrol atau kesalahan saat menggunakan kabel panjang - semua masalah ini, dengan satu atau lain cara, terkait dengan kompatibilitas peralatan elektronik.

Filter konverter frekuensi

Untuk meningkatkan kualitas pengendalian dan melemahkan pengaruh negatif digunakan alat filter yaitu suatu elemen yang mempunyai fungsi nonlinier. Rentang frekuensi di mana respons mulai melemah telah ditetapkan. Dari sudut pandang elektronik, istilah ini cukup sering digunakan dalam pemrosesan sinyal. Ini mendefinisikan kondisi terbatas untuk pulsa saat ini. Fungsi utama generator frekuensi adalah menghasilkan osilasi yang berguna dan mengurangi osilasi yang tidak diinginkan ke tingkat yang ditentukan dalam standar terkait.

Ada dua jenis perangkat tergantung pada lokasinya di rangkaian, yang disebut input dan output. "Input" dan "output" berarti perangkat filter terhubung ke sisi input dan output konverter. Perbedaan di antara keduanya ditentukan oleh penerapannya.

Input digunakan untuk mengurangi kebisingan pada jalur catu daya kabel. Mereka juga memengaruhi perangkat yang terhubung ke jaringan yang sama. Outputnya ditujukan untuk meredam kebisingan pada perangkat yang terletak di dekat inverter dan menggunakan ground yang sama.

Tujuan filter untuk konverter frekuensi

Selama pengoperasian konverter frekuensi - motor asinkron, harmonik lebih tinggi yang tidak diinginkan tercipta, yang, bersama dengan induktansi kabel, menyebabkan melemahnya kekebalan kebisingan sistem. Karena timbulnya radiasi, peralatan elektronik mulai tidak berfungsi. Yang berfungsi secara aktif memastikan kompatibilitas elektromagnetik. Beberapa peralatan dikenakan peningkatan persyaratan untuk kekebalan kebisingan.

Filter 3 fase untuk generator frekuensi meminimalkan tingkat interferensi konduktif dalam rentang frekuensi yang luas. Hasilnya, penggerak listrik cocok menjadi satu jaringan yang melibatkan beberapa peralatan. Filter EMC harus ditempatkan pada jarak yang cukup dekat dengan input/output daya konverter frekuensi, karena ketergantungan tingkat interferensi pada panjang dan metode pemasangan kabel daya. Dalam beberapa kasus, mereka dipasang.

Filter diperlukan untuk:

  • kekebalan kebisingan;
  • menghaluskan spektrum amplitudo untuk memperoleh arus listrik murni;
  • pemilihan rentang frekuensi dan pemulihan data.

Semua model konverter frekuensi vektor dilengkapi dengan pemfilteran jaringan. Kehadiran perangkat filter menyediakan tingkat EMC yang diperlukan untuk pengoperasian sistem. Perangkat internal memungkinkan interferensi dan kebisingan minimal pada peralatan elektronik, sehingga memenuhi persyaratan kompatibilitas.

Tidak adanya fungsi penyaringan pada konverter frekuensi sering kali menyebabkan pemanasan kumulatif transformator suplai, perubahan pulsa, dan distorsi bentuk kurva suplai, yang menyebabkan kegagalan peralatan.

Perangkat mutlak diperlukan untuk memastikan pengoperasian peralatan elektronik yang kompleks secara stabil. Buffer dipasang antara konverter frekuensi dan jaringan catu daya untuk melindungi saluran dari harmonisa yang lebih tinggi. Ia mampu menahan osilasi gelombang ini, yang frekuensinya lebih besar dari 550 Hz. Ketika sistem motor induksi kuat berhenti, lonjakan tegangan dapat terjadi. Pada saat ini perlindungan dipicu.

Disarankan untuk menginstal untuk menekan harmonik frekuensi tinggi dan memperbaiki koefisien sistem. Pentingnya pemasangan adalah untuk mengurangi kerugian pada stator motor listrik dan pemanasan unit yang tidak diinginkan.

Tersedak jaringan memiliki kelebihan. Induktansi perangkat yang dipilih dengan benar memungkinkan Anda memastikan:

  • perlindungan konverter frekuensi dari lonjakan tegangan dan asimetri fasa;
  • laju pertumbuhan arus hubung singkat menurun;
  • umur kapasitor meningkat.

Anda dapat menganggap kapasitor sebagai pemblokir. Oleh karena itu, bergantung pada metode penyambungan kapasitor, kapasitor dapat bertindak sebagai:

  • frekuensi rendah jika dihubungkan secara paralel dengan sumber;
  • frekuensi tinggi bila dihubungkan seri dengan sumbernya.

Dalam rangkaian praktis, resistor mungkin diperlukan untuk membatasi aliran elektron dan mencapai pemutusan frekuensi yang tepat.

2. Filter radiasi elektromagnetik (EMR).

Apakah Anda menggunakan saringan teh saat membuat teh? Ini digunakan untuk mencegah “yang tidak diinginkan!” elemen dari masuk ke sistem Anda. Ada banyak fenomena yang tidak diinginkan pada rangkaian listrik yang terjadi pada frekuensi berbeda.

Penggerak listrik yang terdiri dari konverter frekuensi dan motor listrik dianggap sebagai beban variabel. Perangkat ini dan induktansi kabel menyebabkan timbulnya fluktuasi tegangan frekuensi tinggi dan, sebagai akibatnya, radiasi elektromagnetik dari kabel, yang berdampak negatif pada fungsi perangkat lain.

Ini adalah induktor dengan dua (atau lebih) belitan di mana arus mengalir berlawanan arah. Penggunaan alat yang terdiri dari induktor dan kapasitor ini memiliki beberapa keunggulan. Ini lebih andal dan dapat digunakan pada suhu pengoperasian terendah. Semua ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan masa pakai motor listrik. Induktansi rendah dan ukuran kecil juga merupakan fitur utamanya.

Terapkan dalam kasus di mana:

  • Kabel dengan panjang hingga 15 m direntangkan dari konverter frekuensi ke motor listrik;
  • ada kemungkinan rusaknya isolasi belitan motor akibat lonjakan tegangan yang berdenyut;
  • unit lama digunakan;
  • dalam sistem dengan pengereman yang sering;
  • agresivitas lingkungan.

Pada frekuensi yang cukup tinggi penurunan tegangan hampir nol dan kapasitor berperilaku seperti rangkaian terbuka. Filter press dibuat dalam bentuk pembagi tegangan dengan resistor dan kapasitor. Ini pada dasarnya digunakan untuk mengurangi bandwidth, ketidakstabilan dan memperbaiki laju perubahan tegangan Uout.

Secara sederhana, normal tersedak berasal dari kata “choke”. Dan itu masih digunakan sampai sekarang karena menggambarkan tujuannya dengan cukup akurat. Bayangkan bagaimana sebuah "kepalan" mengencangkan kawat untuk mencegah perubahan arus yang tiba-tiba.

4. Filter sinus

Arus bolak-balik adalah gelombang, suatu kombinasi sinus dan kosinus. Gelombang sinus yang berbeda memiliki frekuensi yang berbeda pula. Jika Anda mengetahui frekuensi mana yang ada, mana yang perlu ditransmisikan atau dihilangkan, maka hasilnya bisa berupa kombinasi gelombang yang “berguna”, yaitu tanpa noise. Ini membantu membersihkan sinyal saat ini sampai batas tertentu. Filter gelombang sinus adalah kombinasi elemen kapasitif dan induktif.

Salah satu langkah untuk memastikan kompatibilitas elektromagnetik adalah penggunaan peralatan sinusoidal; hal ini mungkin diperlukan:

  • dengan drive grup dengan satu konverter;
  • ketika beroperasi dengan sambungan switching minimal dengan kabel (tanpa pelindung) motor listrik (misalnya, sambungan melalui metode rantai daisy atau catu daya overhead);
  • untuk mengurangi kerugian pada kabel panjang.

Tujuan dari alat tersebut adalah untuk mencegah kerusakan pada isolator belitan motor listrik. Karena penyerapan pulsa tinggi yang hampir sempurna, tegangan keluaran berbentuk sinus. Pemasangannya yang benar merupakan aspek penting untuk mengurangi gangguan jaringan dan juga emisi. Hal ini memungkinkan penggunaan kabel panjang dan membantu mengurangi tingkat kebisingan. Induktansi rendah juga berarti ukuran lebih kecil dan harga lebih murah. Perangkat dirancang menggunakan metode filtrasi dU/dt dengan perbedaan nilai elemen yang lebih besar.

5. Filter mode umum frekuensi tinggi

Jika gelombang sinus tegangan yang terdistorsi berperilaku sebagai serangkaian sinyal harmonik yang ditambahkan ke frekuensi dasar, maka rangkaian filter hanya mengizinkan frekuensi dasar yang lewat, menghalangi harmonisa tinggi yang tidak perlu. Perangkat penyaringan masukan dirancang untuk menekan kebisingan frekuensi tinggi.

Perangkat berbeda dari yang dibahas di atas dalam desain yang lebih kompleks. Cara terpenting untuk mengurangi kebisingan adalah dengan mematuhi peraturan pembumian yang diwajibkan pada kabinet listrik.

Cara Memilih Filter EMC Input dan Output yang Benar

Keunggulan khasnya terletak pada koefisien penyerapan kebisingan yang tinggi. EMC digunakan pada perangkat dengan catu daya switching. Sebaiknya patuhi persyaratan instruksi untuk rangkaian kontrol khusus motor asinkron. Ada prinsip umum yang menentukan pilihan yang tepat.

Harap dicatat bahwa model yang dipilih harus mematuhi:

  • parameter konverter frekuensi dan jaringan catu daya;
  • tingkat pengurangan interferensi hingga batas yang disyaratkan;
  • parameter frekuensi rangkaian dan instalasi listrik;
  • fitur pengoperasian peralatan listrik;
  • kemungkinan pemasangan listrik model ke dalam sistem kontrol, dll.

Cara termudah untuk meningkatkan kualitas jaringan listrik Anda adalah dengan mengambil tindakan pada tahap desain. Hal yang paling menarik adalah jika terjadi penyimpangan yang tidak wajar dari keputusan desain, kesalahan sepenuhnya berada di pundak teknisi listrik.

Keputusan yang tepat mengenai pilihan jenis konverter frekuensi, dikombinasikan dengan peralatan filter yang sesuai, mencegah terjadinya sebagian besar masalah pada pengoperasian penggerak daya.

Memastikan kompatibilitas yang baik dicapai dengan memilih parameter komponen dengan benar. Penggunaan perangkat yang salah dapat meningkatkan tingkat interferensi. Pada kenyataannya, filter masukan dan keluaran terkadang saling mempengaruhi secara negatif. Hal ini terutama berlaku bila perangkat input terpasang pada konverter frekuensi. Pemilihan perangkat filter untuk konverter tertentu dilakukan sesuai dengan parameter teknis dan, lebih baik, berdasarkan rekomendasi yang kompeten dari seorang spesialis. Konsultasi profesional dapat memberi Anda manfaat yang signifikan, karena peralatan yang mahal sebenarnya selalu dipadukan dengan peralatan yang berkualitas tinggi dan murah. Atau tidak beroperasi dalam rentang frekuensi yang diperlukan.

Kesimpulan

Interferensi elektromagnetik mempengaruhi peralatan terutama pada frekuensi tinggi. Ini berarti pengoperasian sistem yang benar hanya akan tercapai jika instalasi listrik dan spesifikasi manufaktur diikuti, serta persyaratan untuk peralatan frekuensi tinggi (misalnya pelindung, pembumian, penyaringan).

Perlu dicatat bahwa langkah-langkah untuk meningkatkan kekebalan terhadap kebisingan adalah serangkaian tindakan. Menggunakan filter saja tidak akan menyelesaikan masalah. Namun, ini adalah cara paling efektif untuk menghilangkan atau secara signifikan mengurangi interferensi berbahaya terhadap kompatibilitas elektromagnetik normal peralatan elektronik. Kita juga tidak boleh lupa bahwa cocok atau tidaknya suatu model tertentu untuk memecahkan suatu masalah ditentukan “saat itu juga” atau melalui eksperimen dan pengujian.

Mengganti catu daya sekunder banyak digunakan pada peralatan rumah tangga dan industri. Switching catu daya menghasilkan tegangan langsung dan bolak-balik yang diperlukan untuk catu daya unit peralatan melalui konversi kunci tegangan listrik yang diperbaiki sebesar 220 volt dan 50 hertz.
Keuntungan UPS dibandingkan catu daya trafo tradisional diperoleh dengan mengganti trafo daya yang beroperasi pada frekuensi jaringan industri 50 hertz dengan trafo pulsa berukuran kecil yang beroperasi pada 16 – 40 kilohertz, serta penggunaan metode pulsa untuk menstabilkan tegangan sekunder alih-alih tegangan kompensasi. Hal ini menyebabkan penurunan berat dan dimensi produk sebanyak 2-3 kali lipat dan peningkatan Efisiensi sumber hingga 80 - 90% , yang berarti semakin menghemat energi listrik.
Tahapan utama konverter tegangan dibangun menggunakan rangkaian siklus tunggal dan dorong-tarik.
Di TV transistor lama, karena desain sirkuitnya yang spesifik, UPS satu siklus digunakan.
UPS satu siklus juga digunakan pada perangkat berdaya rendah hingga 50 watt dan banyak lagi.
Contoh yang baik adalah berbagai pengisi daya untuk memberi daya pada ponsel, laptop, dan banyak lagi. Mereka banyak digunakan karena kemudahan pembuatannya, ukurannya yang kecil dan keandalan yang tinggi.


Gambar tersebut menunjukkan papan pengisi daya untuk ponsel. Ini mengubah tegangan bolak-balik 110 - 220 volt menjadi tegangan searah 5 volt.

Meningkatkan daya UPS satu siklus ternyata tidak efektif karena peningkatan dimensi keseluruhan dan berat transformator pulsa (dibandingkan dengan rangkaian dorong-tarik) dan peningkatan kebutuhan untuk transistor kunci (tegangan dan arus tinggi).
UPS dorong-tarik digunakan pada kapasitas dari beberapa watt hingga ratusan watt , karena kesederhanaan dan efektivitas biayanya.
Contoh penggunaan konverter push-pull:

Lampu hemat energi dengan daya 20 watt.

Catu daya komputer yang kuat

Sirkuit UPS satu siklus

Sirkuit UPS satu siklus adalah pengubah tegangan listrik bolak-balik (atau tegangan baterai langsung) dari satu nilai menjadi tegangan langsung (disearahkan) dengan nilai lain.
Generator tegangan HF dengan frekuensi 20–100 kilohertz dapat tereksitasi sendiri (osilator mandiri) atau tereksitasi secara eksternal (generator tambahan).
UPS berdaya rendah (hingga 10 watt) dan sederhana sebagian besar menggunakan konverter osilasi mandiri yang menarik.
Lihat diagram catu daya switching sederhana dengan ujung tunggal, eksitasi mandiri.


Sirkuit UPS satu siklus terdiri dari penyearah(D1 – D4) dengan kapasitor penghalus C1. Di dalamnya tegangan listrik 220 volt diubah menjadi tegangan konstan 310 volt. Kemudian menggunakan generator dan tegangan pulsa (transistor T, transformator Tr), pulsa persegi panjang dihasilkan. Dari belitan sekunder, pulsa persegi panjang tiba penyearah(D6) dengan kapasitor penghalus (C5), diperoleh tegangan konstan.
Konversi tegangan sendiri terjadi pada trafo ferit. Tegangan keluaran tergantung pada rasio belitan pada belitan primer dan sekunder transformator.
Kerugian yang signifikan dari rangkaian konverter satu siklus adalah tegangan induksi diri yang tinggi yang diinduksi pada belitan primer transformator, yang melebihi tegangan suplai masukan Ep sebanyak 2-4 kali. Pada rangkaian seperti itu diperlukan transistor yang mempunyai tegangan kolektor-emitor maksimum sama dengan 700-1000 volt.

Berbagai metode digunakan untuk mengurangi lonjakan tegangan pada kolektor transistor:
- Rangkaian RC (C2, R3) dinyalakan paralel dengan belitan primer transformator dan kapasitor C4 pada rangkaian belitan sekunder.
— bila menggunakan perangkat tambahan untuk menstabilkan tegangan keluaran, misalnya, modulasi lebar pulsa (PWM), UPS satu siklus dapat dioperasikan ketika beban yang terhubung berubah dalam rentang yang luas (dari P = 0 ke Pmax) dengan tegangan keluaran yang konstan.
Metode teknis lain untuk melindungi transistor kunci dari tegangan lebih juga digunakan.

Pro dan kontra dari rangkaian UPS satu siklus.

Kelebihan:
- satu transistor kunci di sirkuit,
- rangkaiannya lebih sederhana dari pada push-pull.

Minus:
— magnetisasi inti ferit hanya terjadi pada satu polaritas (demagnetisasi pasif inti), akibatnya induksi magnet inti tidak digunakan sepenuhnya. Inti ferit tidak dimanfaatkan sepenuhnya dalam hal daya. Diperlukan celah pada inti magnet.
- dengan konsumsi arus rata-rata dari jaringan, arus yang melalui transistor adalah n kali lebih besar (tergantung pada siklus kerja pulsa) dan oleh karena itu perlu untuk memilih transistor dengan arus maksimum yang jelas lebih besar.
- Terjadi tegangan lebih yang besar pada elemen rangkaian, mencapai 700 - 1000 volt.
— perlu menerapkan tindakan proteksi tegangan lebih khusus pada elemen sirkuit.

Rangkaian UPS dorong-tarik

Rangkaian UPS pembangkit mandiri dorong-tarik terdiri dari penyearah tegangan masukan AC 220 volt, alat starter generator, generator pulsa persegi panjang dan penyearah tegangan keluaran dengan kapasitor filter.
Gambar tersebut menunjukkan rangkaian dorong-tarik yang paling sederhana dan paling umum dari konverter pulsa berosilasi sendiri - inverter, rangkaian setengah jembatan.

Dibandingkan dengan rangkaian osilator mandiri satu siklus, osilator mandiri dorong-tarik memiliki rangkaian yang lebih kompleks.

Ditambahkan:

— perangkat untuk memulai generator pulsa secara otomatis;
- transistor kunci lainnya;
— trafo tambahan Tr1, untuk mengendalikan transistor kunci;
— dua kapasitor setengah jembatan (C3, C4);
— dua dioda (D5, D8) untuk melindungi transistor dari kerusakan.

Sirkuit UPS dorong-tarik memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan sirkuit siklus tunggal:

— inti ferit dari transformator keluaran Tr2 beroperasi dengan pembalikan magnetisasi aktif (inti magnetik paling banyak digunakan dalam hal daya);
— tegangan kolektor-emitor Uek pada setiap transistor tidak melebihi tegangan sumber listrik 310 volt;
— ketika arus beban berubah dari I = 0 ke Imax, tegangan keluaran sedikit berubah;
— lonjakan tegangan tinggi pada belitan primer sangat kecil, dan tingkat interferensi yang terpancar juga lebih rendah

Meskipun kompleksitasnya meningkat, sirkuit dorong-tarik, dibandingkan dengan sirkuit satu langkah, lebih mudah diatur dan dioperasikan.

Kembali

×
Bergabunglah dengan komunitas “koon.ru”!
Berhubungan dengan:
Saya sudah berlangganan komunitas “koon.ru”