Un convertitore di tensione è un dispositivo che modifica la tensione di un circuito. Questo è un dispositivo elettronico che viene utilizzato per modificare l'entità della tensione di ingresso del dispositivo. I convertitori di tensione possono aumentare o diminuire la tensione di ingresso, inclusa la modifica dell'ampiezza e della frequenza della tensione originale.

La necessità dell'applicazione questo dispositivo sorge principalmente nei casi in cui è necessario utilizzare un dispositivo elettrico in luoghi dove non è possibile utilizzare gli standard esistenti o le capacità di alimentazione. I convertitori possono essere utilizzati come dispositivi separati o far parte di sistemi gruppo di continuità e fonti di energia elettrica. Sono ampiamente utilizzati in molti settori dell'industria, nella vita di tutti i giorni e in altri settori.

Dispositivo

Per convertire un livello di tensione in un altro, vengono spesso utilizzati convertitori di tensione a impulsi con l'uso di dispositivi di accumulo di energia induttiva. In base a ciò, sono noti tre tipi di circuiti convertitori:

• Inversione.
• Crescente.
• Abbassamento.

Comuni a queste tipologie di convertitori sono cinque elementi:

• Elemento di commutazione a chiave.
• Fonte di energia.
• Immagazzinamento induttivo dell'energia (choke, induttore).
• Un condensatore di filtro collegato in parallelo alla resistenza di carico.
• diodo di blocco.

L'inclusione di questi cinque elementi in diverse combinazioni consente di creare uno qualsiasi dei tipi elencati di convertitori di impulsi.

Il livello di tensione di uscita del convertitore è controllato modificando l'ampiezza degli impulsi che controllano il funzionamento dell'elemento di commutazione a chiave. La stabilizzazione della tensione di uscita viene creata dal metodo feedback: il cambiamento nella tensione di uscita crea cambio automatico larghezza di impulso.

Un tipico rappresentante del convertitore di tensione è anche un trasformatore. Converte una tensione CA di un valore in una tensione CA di un altro valore. Questa proprietà Il trasformatore è ampiamente utilizzato nell'elettronica radio e nell'ingegneria elettrica.

Il dispositivo trasformatore include i seguenti elementi:

• Nucleo magnetico.
• Avvolgimento primario e secondario.
• Telaio avvolgente.
• Isolamento.
• Sistema di raffreddamento.
• Altri elementi (per l'accesso ai terminali dell'avvolgimento, il montaggio, la protezione del trasformatore e così via).

La tensione che il trasformatore produrrà sull'avvolgimento secondario dipenderà dalle spire presenti sull'avvolgimento primario e secondario.

Esistono altri tipi di convertitori di tensione che hanno un design diverso. Il loro dispositivo nella maggior parte dei casi è realizzato su elementi semiconduttori, poiché forniscono un'efficienza significativa.

Principio operativo

Il convertitore di tensione genera la tensione di alimentazione del valore richiesto da una diversa tensione di alimentazione, ad esempio per alimentare determinate apparecchiature da una batteria. Uno dei requisiti principali per il convertitore è garantire la massima efficienza.

La conversione della tensione CA può essere eseguita facilmente utilizzando un trasformatore, quindi tali convertitori di tensione CC vengono spesso creati sulla base di una conversione intermedia da CC a CA.

• Un potente generatore di tensione alternata, alimentato dalla sorgente di tensione CC originale, è collegato all'avvolgimento primario del trasformatore.
• Una tensione alternata del valore richiesto viene rimossa dall'avvolgimento secondario, che viene quindi rettificato.
• Se necessario, la tensione di uscita diretta del raddrizzatore viene stabilizzata mediante uno stabilizzatore, che viene attivato all'uscita del raddrizzatore, o controllando i parametri della tensione alternata, generata dal generatore.
• Per ottenere un'elevata efficienza, i convertitori di tensione utilizzano generatori che operano in modalità chiave e generano tensione utilizzando circuiti logici.
• I transistor di uscita del generatore, che commutano la tensione sull'avvolgimento primario, passano da uno stato chiuso (nessuna corrente scorre attraverso il transistor) a uno stato di saturazione, in cui la tensione scende attraverso il transistor.
• Nei convertitori di tensione di alimentatori ad alta tensione, nella maggior parte dei casi viene utilizzata la fem di autoinduzione, che viene creata sull'induttanza in caso di brusca interruzione della corrente. Il transistor funge da interruttore di corrente e l'avvolgimento primario del trasformatore elevatore funge da induttanza. La tensione di uscita viene creata sull'avvolgimento secondario e rettificata. Tali circuiti sono in grado di generare tensioni fino a diverse decine di kV. Sono spesso usati per alimentare tubi a raggi catodici, cinescopi e così via. Ciò garantisce un'efficienza superiore all'80%.

Tipi

I convertitori possono essere classificati in vari modi.

Convertitori di tensione corrente continua:

• Regolatori di tensione.
• Convertitori di livello di tensione.
• Stabilizzatore di tensione lineare.

Convertitori da CA a CC:

• Stabilizzatori di tensione di commutazione.
• Riserve energetiche.
• Raddrizzatori.

Convertitori da CC a CA:

• Inverter.

Convertitori di tensione CA:

• Trasformatori a frequenza variabile.
• Convertitori di frequenza e forme di tensione.
• Regolatori di tensione.
• Convertitori di tensione.
• Trasformatori di vario genere.

Anche i convertitori di tensione in elettronica, secondo il progetto, sono suddivisi nei seguenti tipi:

• Su trasformatori piezoelettrici.
• Autogeneratore.
• Trasformatore con eccitazione ad impulso.
• Alimentatori a commutazione.
• Convertitori di impulsi.
• Multiplexer.
• Con condensatori commutati.
• Condensatore senza trasformatore.

Peculiarità

• In assenza di restrizioni su volume e massa, nonché con un valore elevato della tensione di alimentazione, è razionale utilizzare convertitori su tiristori.
• I convertitori a semiconduttore su tiristori e transistor possono essere regolabili e non regolati. In questo caso, i convertitori regolabili possono essere utilizzati come stabilizzatori di tensione CA e CC.
• Secondo il metodo di eccitazione delle oscillazioni nel dispositivo, possono esserci circuiti con eccitazione e autoeccitazione indipendenti. Gli schemi con eccitazione indipendente sono costituiti da un amplificatore di potenza e un oscillatore principale. Gli impulsi dall'uscita del generatore vengono inviati all'ingresso dell'amplificatore di potenza, che consente di controllarlo. I circuiti autoeccitati sono autooscillatori a impulsi.

Applicazione

• Per distribuzione e trasmissione di energia elettrica. Nelle centrali elettriche, gli alternatori producono solitamente energia con una tensione di 6-24 kV. Per trasferire energia su lunghe distanze, è vantaggioso utilizzare una tensione più elevata. Di conseguenza, in ogni centrale elettrica vengono installati dei trasformatori per aumentare la tensione.
• Per vari scopi tecnologici: impianti elettrotermici (trasformatori di forni elettrici), saldatura (trasformatori di saldatura) e così via.
• Per alimentare vari circuiti;

– automazione in telemeccanica, dispositivi di comunicazione, elettrodomestici;
- apparecchiature radiotelevisive.

Per separare i circuiti elettrici di questi dispositivi, compreso l'adattamento della tensione e così via. I trasformatori utilizzati in questi dispositivi, nella maggior parte dei casi, hanno bassa potenza e bassa tensione.

• I convertitori di tensione di quasi tutti i tipi sono ampiamente utilizzati nella vita di tutti i giorni. Gli alimentatori per molti elettrodomestici, dispositivi elettronici complessi, unità inverter sono ampiamente utilizzati per fornire la tensione richiesta e fornire un'alimentazione autonoma. Ad esempio, può essere un inverter che può essere utilizzato come fonte di alimentazione di emergenza o di backup per elettrodomestici (TV, utensili elettrici, elettrodomestici da cucina e così via) che consumano corrente alternata tensione 220 volt.
• I più costosi e richiesti in medicina, energia, militare, scienza e industria sono convertitori che hanno una tensione CA in uscita con una forma sinusoidale pura. Questa forma è adatta per il funzionamento di dispositivi e dispositivi che hanno una maggiore sensibilità al segnale. Questi includono apparecchiature di misurazione e mediche, elettropompe, caldaie a gas e frigoriferi, ovvero apparecchiature che includono motori elettrici. I convertitori sono spesso necessari per prolungare la vita delle apparecchiature.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi dei convertitori di tensione includono:

• Garantire il controllo della modalità corrente di ingresso e uscita. Questi dispositivi trasformano la corrente alternata in corrente continua, fungono da distributori di tensione CC e trasformatori. Pertanto, possono essere trovati spesso nella produzione e nella vita di tutti i giorni.
• Il design dei convertitori di tensione più moderni ha la capacità di passare tra diverse tensioni di ingresso e di uscita, inclusa l'implementazione della regolazione della tensione di uscita. Ciò consente di selezionare un convertitore di tensione per un dispositivo specifico o un carico collegato.
• Compattezza e leggerezza dei convertitori di tensione domestici, ad esempio i convertitori di automobili. Sono piccoli e non occupano molto spazio.
• Redditività. L'efficienza dei convertitori di tensione raggiunge il 90%, il che consente di risparmiare energia in modo significativo.
• Convenienza e versatilità. I convertitori consentono di collegare rapidamente e facilmente qualsiasi apparecchio elettrico.
• La capacità di trasmettere elettricità su lunghe distanze aumentando la tensione e così via.
• Garantire il funzionamento affidabile dei componenti critici: sistemi di sicurezza, illuminazione, pompe, caldaie per il riscaldamento, attrezzature scientifiche e militari e così via.

Gli svantaggi dei convertitori di tensione includono:

• Suscettibilità dei convertitori di tensione all'umidità elevata (ad eccezione dei convertitori appositamente progettati per il funzionamento sul trasporto per via d'acqua).
• Occupano un po' di spazio.
• Prezzo relativamente alto.

Viene spesso utilizzato per convertire la tensione di un livello nella tensione di un altro livello convertitori di tensione impulsiva utilizzando dispositivi di accumulo di energia induttiva. Tali convertitori sono caratterizzati da un'elevata efficienza, che talvolta raggiunge il 95%, e hanno la capacità di ottenere una tensione di uscita aumentata, ridotta o invertita.

In accordo con ciò, sono noti tre tipi di circuiti convertitori: step-down (Fig. 1), step-up (Fig. 2) e invertenti (Fig. 3).

Comune a tutti questi tipi di convertitori sono cinque elementi:

1. fonte di energia,
2. elemento di commutazione a chiave,
3. accumulo di energia induttivo (induttore, choke),
4. diodo di blocco,
5. condensatore di filtro collegato in parallelo alla resistenza di carico.

L'inclusione di questi cinque elementi in varie combinazioni consente di implementare uno qualsiasi dei tre tipi di convertitori di impulsi.

Il livello di tensione di uscita del convertitore è controllato modificando l'ampiezza degli impulsi che controllano il funzionamento dell'elemento di commutazione a chiave e, di conseguenza, l'energia immagazzinata nel dispositivo di accumulo induttivo.

La tensione di uscita viene stabilizzata utilizzando il feedback: quando la tensione di uscita cambia, l'ampiezza dell'impulso cambia automaticamente.

Convertitore discendente

Il convertitore buck (Fig. 1) contiene un circuito collegato in serie di un elemento di commutazione S1, un accumulatore di energia induttivo L1, una resistenza di carico RH e un condensatore di filtro C1 collegato in parallelo ad esso. Il diodo di blocco VD1 è collegato tra il punto di connessione della chiave S1 con l'accumulatore di energia L1 e un filo comune.

Riso. 1. Il principio di funzionamento del convertitore di tensione step-down.

Quando la chiave è aperta, il diodo è chiuso, l'energia dalla fonte di alimentazione viene immagazzinata nell'accumulo di energia induttiva. Dopo che l'interruttore S1 è stato chiuso (aperto), l'energia immagazzinata dall'accumulo induttivo L1 attraverso il diodo VD1 viene trasferita alla resistenza di carico RH, il condensatore C1 attenua l'ondulazione di tensione.

Convertitore di commutazione boost

Il convertitore di tensione a impulsi step-up (Fig. 2) è realizzato sugli stessi elementi di base, ma ha una diversa combinazione di essi: un circuito in serie di un accumulatore di energia induttivo L1, un diodo VD1 e una resistenza di carico RH con un condensatore di filtro C1 collegato in parallelo è collegato all'alimentazione. L'elemento di commutazione S1 è collegato tra il punto di connessione del dispositivo di accumulo di energia L1 con il diodo VD1 e il bus comune.

Riso. 2. Il principio di funzionamento del convertitore di tensione elevatore.

Quando l'interruttore è aperto, la corrente dalla fonte di alimentazione scorre attraverso l'induttore, in cui viene immagazzinata l'energia. Il diodo VD1 è chiuso, il circuito di carico è disconnesso dalla fonte di alimentazione, dalla chiave e dall'accumulo di energia.

La tensione sulla resistenza di carico viene mantenuta grazie all'energia immagazzinata sul condensatore del filtro. Quando la chiave viene aperta, l'EMF di autoinduzione viene aggiunto alla tensione di alimentazione, l'energia immagazzinata viene trasferita al carico attraverso il diodo aperto VD1. La tensione di uscita così ottenuta supera la tensione di alimentazione.

Inverter di tipo a impulsi

Il convertitore invertente di tipo a impulsi contiene la stessa combinazione di elementi di base, ma ancora una volta in una connessione diversa (Fig. 3): un circuito in serie di un elemento di commutazione S1, un diodo VD1 e una resistenza di carico RH con un condensatore di filtro C1 è collegato a la fonte di alimentazione.

L'accumulatore di energia induttiva L1 è collegato tra il punto di connessione dell'elemento di commutazione S1 con il diodo VD1 e il bus comune.

Riso. 3. Conversione della tensione di impulso con inversione.

Il convertitore funziona così: quando la chiave è chiusa, l'energia viene immagazzinata in un dispositivo di accumulo induttivo. Il diodo VD1 è chiuso e non trasmette corrente dalla sorgente di alimentazione al carico. Quando l'interruttore è spento, l'EMF di autoinduzione del dispositivo di accumulo di energia risulta essere applicato al raddrizzatore contenente il diodo VD1, la resistenza di carico Rn e il condensatore di filtro C1.

Poiché il diodo raddrizzatore trasmette al carico solo impulsi di tensione negativi, all'uscita del dispositivo si forma una tensione di segno negativo (inversa, di segno opposto alla tensione di alimentazione).

Convertitori di impulsi e stabilizzatori

Per stabilizzare la tensione di uscita dei regolatori di commutazione di qualsiasi tipo, è possibile utilizzare normali stabilizzatori "lineari", ma hanno una bassa efficienza, a questo proposito è molto più logico utilizzare regolatori di tensione impulsiva per stabilizzare la tensione di uscita dei convertitori di impulsi , soprattutto perché tale stabilizzazione non è affatto difficile.

Gli stabilizzatori di tensione di commutazione, a loro volta, sono suddivisi in stabilizzatori modulati in larghezza di impulso e stabilizzatori modulati in frequenza di impulso. Nel primo di essi, la durata degli impulsi di controllo cambia a una frequenza costante della loro ripetizione. In secondo luogo, al contrario, la frequenza degli impulsi di comando cambia con la loro durata invariata. Esistono stabilizzatori del polso con regolazione mista.

Di seguito verranno presi in considerazione esempi di radioamatori dello sviluppo evolutivo di convertitori di impulsi e stabilizzatori di tensione.

Nodi e circuiti di convertitori di impulsi

L'oscillatore principale (Fig. 4) dei convertitori di impulsi con tensione di uscita non stabilizzata (Fig. 5, 6) sul microcircuito KR1006VI1 funziona a una frequenza di 65 kHz. Gli impulsi rettangolari di uscita del generatore vengono inviati attraverso catene RC a elementi chiave a transistor collegati in parallelo.

L'induttore L1 è realizzato su un anello di ferrite con un diametro esterno di 10 mm e una permeabilità magnetica di 2000. La sua induttanza è di 0,6 mH. L'efficienza del convertitore raggiunge l'82%.

Riso. 4. Schema dell'oscillatore principale per convertitori di tensione a impulsi.

Riso. 5. Schema della parte di potenza del convertitore di tensione a impulsi step-up +5/12 V.

Riso. 6. Schema di un convertitore di tensione a impulsi invertente +5 / -12 V.

L'ampiezza dell'ondulazione di uscita non supera i 42 mV e dipende dal valore di capacità dei condensatori all'uscita del dispositivo. La corrente di carico massima dei dispositivi (Fig. 5, 6) è 140 mA.

Il raddrizzatore del convertitore (Fig. 5, 6) utilizza una connessione parallela di diodi ad alta frequenza a bassa corrente collegati in serie con resistori di equalizzazione R1 - R3.

L'intero gruppo può essere sostituito da un diodo moderno, progettato per una corrente superiore a 200 mA a una frequenza fino a 100 kHz e una tensione inversa di almeno 30 V (ad esempio, KD204, KD226).

Come VT1 e VT2, è possibile utilizzare transistor del tipo KT81x strutture p-p-p- KT815, KT817 (Fig. 4.5) e r-p-r - KT814, KT816 (Fig. 6) e altri.

Per migliorare l'affidabilità del convertitore, si consiglia di collegare un diodo del tipo KD204, KD226 in parallelo alla giunzione emettitore-collettore del transistor in modo che sia chiuso per corrente continua.

Convertitore con master oscillatore-multivibratore

Per ottenere una tensione di uscita di grandezza 30...80 V P. Belyatsky ha utilizzato un convertitore con un oscillatore principale basato su un multivibratore asimmetrico con uno stadio di uscita caricato su un dispositivo di accumulo di energia induttivo - un induttore (choke) L1 (Fig. 7).

Riso. 7. Schema di un convertitore di tensione con un oscillatore principale basato su un multivibratore asimmetrico.

Il dispositivo è operativo nell'intervallo di tensione di alimentazione di 1,0. ..1,5 V e ha un'efficienza fino al 75%. Nel circuito è possibile utilizzare un'induttanza standard DM-0.4-125 o un'altra con un'induttanza di 120.. .200 μH.

Una variante dello stadio di uscita del convertitore di tensione è mostrata in fig. 8. Quando un segnale di controllo a onda quadra di livello 7777 (5 V) viene applicato all'ingresso della cascata all'uscita del convertitore quando è alimentato da una sorgente di tensione 12V tensione ricevuta 250 V alla corrente di carico 3...5mA(resistenza di carico circa 100 kOhm). Induttanza di soffocamento L1 - 1 mH.

Come VT1, puoi utilizzare un transistor domestico, ad esempio KT604, KT605, KT704B, KT940A (B), KT969A, ecc.

Riso. 8. Variante dello stadio di uscita del convertitore di tensione.

Riso. 9. Schema dello stadio di uscita del convertitore di tensione.

Un circuito simile dello stadio di uscita (Fig. 9) lo ha reso possibile, se alimentato da una sorgente di tensione 28V e corrente consumata 60 mA ottenere la tensione di uscita 250 V alla corrente di carico 5 mA, Induttanza di soffocamento - 600 μH. La frequenza degli impulsi di controllo è di 1 kHz.

A seconda della qualità dell'induttore, è possibile ottenere in uscita una tensione di 150 ... 450 V con una potenza di circa 1 W e un'efficienza fino al 75%.

Il convertitore di tensione, realizzato sulla base di un generatore di impulsi su un chip DA1 KR1006VI1, un amplificatore basato su un transistor ad effetto di campo VT1 e un dispositivo di accumulo di energia induttivo con un raddrizzatore e un filtro, è mostrato in fig. dieci.

All'uscita del convertitore alla tensione di alimentazione 9b e corrente consumata 80...90 mA la tensione cresce 400...425 Volt. Va notato che il valore della tensione di uscita non è garantito - dipende in modo significativo dal modo in cui è realizzato l'induttore (choke) L1.

Riso. 10. Schema di un convertitore di tensione con generatore di impulsi su un microcircuito KR1006VI1.

Per ottenere la tensione desiderata, il modo più semplice è selezionare sperimentalmente un induttore per ottenere la tensione richiesta o utilizzare un moltiplicatore di tensione.

Schema di un convertitore di impulsi bipolare

Molti dispositivi elettronici richiedono una sorgente di tensione bipolare per fornire tensioni di alimentazione sia positive che negative. Lo schema riportato in fig. 11 contiene un numero di componenti molto inferiore rispetto a dispositivi simili a causa del fatto che svolge contemporaneamente le funzioni di convertitore induttivo step-up e invertente.

Riso. 11. Schema di un convertitore con un elemento induttivo.

Il circuito del convertitore (Figura 11) utilizza una nuova combinazione di componenti principali e include un generatore di impulsi a quattro fasi, un induttore e due interruttori a transistor.

Gli impulsi di controllo sono generati da un D-flip-flop (DD1.1). Durante la prima fase degli impulsi, l'induttore L1 viene immagazzinato con energia attraverso gli interruttori a transistor VT1 e VT2. Durante la seconda fase, l'interruttore VT2 si apre e l'energia viene trasferita al bus della tensione di uscita positiva.

Durante la terza fase, entrambi gli interruttori sono chiusi, per cui l'induttore accumula nuovamente energia. Quando la chiave VT1 viene aperta durante la fase finale degli impulsi, questa energia viene trasferita al bus di potenza negativo. Quando vengono ricevuti impulsi con una frequenza di 8 kHz all'ingresso, il circuito fornisce tensioni di uscita ±12 V. Il diagramma di temporizzazione (Fig. 11, a destra) mostra la formazione degli impulsi di controllo.

Nel circuito possono essere utilizzati transistor KT315, KT361.

Il convertitore di tensione (Fig. 12) consente di ottenere in uscita una tensione stabilizzata di 30 V. Una tensione di questa entità viene utilizzata per alimentare i varicap, nonché gli indicatori fluorescenti del vuoto.

Riso. 12. Schema di un convertitore di tensione con una tensione stabilizzata in uscita di 30 V.

Su un chip DA1 del tipo KR1006VI1, secondo il solito schema, viene assemblato un oscillatore principale, che produce impulsi rettangolari con una frequenza di circa 40 kHz.

Un interruttore a transistor VT1 è collegato all'uscita del generatore, commutando l'induttore L1. L'ampiezza degli impulsi durante la commutazione della bobina dipende dalla qualità della sua fabbricazione.

In ogni caso, la tensione su di esso raggiunge decine di volt. La tensione di uscita viene rettificata dal diodo VD1. Un filtro RC a forma di U e un diodo zener VD2 sono collegati all'uscita del raddrizzatore. La tensione all'uscita dello stabilizzatore è interamente determinata dal tipo di diodo zener utilizzato. Come diodo zener "ad alta tensione", è possibile utilizzare una catena di diodi zener con una tensione di stabilizzazione inferiore.

Convertitore di tensione con accumulo di energia induttivo che consente di mantenere un'uscita stabile tensione regolabile, è mostrato in fig. 13.

Riso. 13. Circuito convertitore di tensione con stabilizzazione.

Il circuito contiene un generatore di impulsi, un amplificatore di potenza a due stadi, un dispositivo di accumulo di energia induttiva, un raddrizzatore, un filtro e un circuito di stabilizzazione della tensione di uscita. Il resistore R6 imposta la tensione di uscita richiesta nell'intervallo da 30 a 200 V.

Analoghi a transistor: VS237V - KT342A, KT3102; VS307V - KT3107I, BF459 - KT940A.

Convertitori di tensione step-down e invertenti

Due opzioni: i convertitori di tensione step-down e invertenti sono mostrati in fig. 14. Il primo fornisce la tensione di uscita 8,4 V con corrente di carico fino a 300 mA, il secondo - consente di ottenere una tensione di polarità negativa ( -19,4 V) alla stessa corrente di carico. Il transistor di uscita VTZ deve essere installato su un radiatore.

Riso. 14. Schemi di convertitori di tensione stabilizzati.

Analoghi a transistor: 2N2222 - KTZ117A 2N4903 - KT814.

Convertitore di tensione stabilizzato step-down

In fig. 15. La tensione di uscita è di 10 V con una corrente di carico fino a 100 mA.

Riso. 15. Schema di un convertitore di tensione step-down.

Quando la resistenza di carico cambia dell'1%, la tensione di uscita del convertitore cambia di non più dello 0,5%. Analoghi a transistor: 2N1613 - KT630G, 2N2905 - KT3107E, KT814.

Inverter di tensione bipolare

Per alimentare circuiti elettronici contenenti amplificatori operazionali, sono spesso richiesti alimentatori bipolari. Questo problema può essere risolto utilizzando un inverter di tensione, il cui circuito è mostrato in Fig. 16.

Il dispositivo contiene un generatore impulsi rettangolari, caricato sull'induttore L1. La tensione dall'induttore viene rettificata dal diodo VD2 e va all'uscita del dispositivo (condensatori di filtro C3 e C4 e resistenza di carico). Il diodo Zener VD1 fornisce una tensione di uscita costante - regola la durata dell'impulso di polarità positiva sull'induttore.

Riso. 16. Circuito inverter di tensione +15/-15 V.

La frequenza operativa di generazione è di circa 200 kHz sotto carico e fino a 500 kHz senza carico. La corrente di carico massima è fino a 50 mA, l'efficienza del dispositivo è dell'80%. Lo svantaggio del design è relativamente alto livello interferenza elettromagnetica, invece, caratteristica di altri circuiti simili. Choke DM-0.2-200 è usato come L1.

Inverter su microcircuiti specializzati

È più conveniente assemblare ad alte prestazioni moderni convertitori di tensione utilizzando microcircuiti appositamente progettati per questo scopo.

Patata fritta KR1156EU5(MC33063A, MC34063A di Motorola) è progettato per funzionare in convertitori stabilizzati step-up, step-down, invertenti con una potenza di diversi watt.

Sulla fig. 17 mostra uno schema di un convertitore di tensione step-up su un chip KR1156EU5. Il convertitore contiene condensatori di filtro di ingresso e uscita C1, C3, C4, un induttore di accumulo L1, un diodo raddrizzatore VD1, un condensatore C2 che imposta la frequenza del convertitore, un induttore di filtro L2 per appianare le increspature. Il resistore R1 funge da sensore di corrente. Il partitore di tensione R2, R3 determina il valore della tensione di uscita.

Riso. 17. Schema di un convertitore di tensione elevatore su un microcircuito KR1156EU5.

La frequenza operativa del convertitore è vicina a 15 kHz con una tensione di ingresso di 12 V e un carico nominale. La gamma di increspature di tensione sui condensatori C3 e C4 era rispettivamente di 70 e 15 mV.

L'induttore L1 con un'induttanza di 170 μH è avvolto su tre anelli incollati K12x8x3 M4000NM con un filo PESHO 0,5. L'avvolgimento è composto da 59 spire. Ogni anello deve essere spezzato in due parti prima dell'avvolgimento.

In una delle fessure viene inserita una guarnizione comune in textolite di 0,5 mm di spessore e la confezione viene incollata insieme. È inoltre possibile utilizzare anelli di ferrite con una permeabilità magnetica superiore a 1000.

Esempio di esecuzione convertitore step-down sul chip KR1156EU5 mostrato in fig. 18. All'ingresso di tale convertitore non è possibile applicare una tensione superiore a 40 V. La frequenza del convertitore è di 30 kHz a UBX \u003d 15 V. L'intervallo di increspature di tensione sui condensatori C3 e C4 è di 50 mV.

Riso. 18. Schema di un convertitore di tensione step-down su un microcircuito KR1156EU5.

Riso. 19. Schema di un convertitore di tensione invertente su un microcircuito KR1156EU5.

L'induttore L1 con un'induttanza di 220 μH è avvolto in modo simile (vedi sopra) su tre anelli, ma lo spazio durante l'incollaggio è stato impostato su 0,25 mm, l'avvolgimento conteneva 55 spire dello stesso filo.

La figura seguente (Fig. 19) mostra un circuito tipico di un convertitore di tensione invertente su un microcircuito KR1156EU5 Il microcircuito DA1 è alimentato dalla somma delle tensioni di ingresso e di uscita, che non devono superare i 40 V.

Frequenza operativa del convertitore — 30 kHz a UBX=5 S; l'intervallo di oscillazioni di tensione sui condensatori C3 e C4 è di 100 e 40 mV.

Per l'induttore L1 del convertitore invertente con un'induttanza di 88 μH, sono stati utilizzati due anelli K12x8x3 M4000NM con uno spazio di 0,25 mm. L'avvolgimento è costituito da 35 spire di filo PEV-2 0,7. L'induttore L2 in tutti i convertitori è standard: DM-2.4 con un'induttanza di 3 μH. Il diodo VD1 in tutti i circuiti (Fig. 17 - 19) deve essere un diodo Schottky.

Per ottenere tensione bipolare da unipolare MAXIM ha sviluppato microcircuiti specializzati. Sulla fig. 20 mostra la possibilità di conversione di tensione basso livello(4,5 ... 5 6) in una tensione di uscita bipolare 12 (o 15 6) con una corrente di carico fino a 130 (o 100 mA).

Riso. 20. Circuito convertitore di tensione sul chip MAX743.

Secondo la struttura interna, il microcircuito non differisce dalla costruzione tipica di tali convertitori realizzati su elementi discreti, tuttavia, il design integrale consente di creare convertitori di tensione ad alta efficienza con un numero minimo di elementi esterni.

Sì, per un microchip MAX743(Fig. 20), la frequenza di conversione può raggiungere i 200 kHz (che è molto più alta della frequenza di conversione della stragrande maggioranza dei convertitori realizzati su elementi discreti). Con una tensione di alimentazione di 5 V, l'efficienza è dell'80 ... 82% con un'instabilità della tensione di uscita non superiore al 3%.

Il microcircuito è dotato di protezione contro le emergenze: quando la tensione di alimentazione scende del 10% al di sotto del normale, nonché quando il case si surriscalda (sopra i 195°C).

Per ridurre l'uscita dell'ondulazione del convertitore con una frequenza di conversione (200 kHz), i filtri LC a forma di U sono installati alle uscite del dispositivo. Il ponticello J1 sui pin 11 e 13 del microcircuito è progettato per modificare il valore delle tensioni di uscita.

Per conversione di tensione a basso livello(2.0 ... 4.5 6) in 3.3 o 5.0 V stabilizzati, è previsto uno speciale microcircuito sviluppato da MAXIM - MAX765. Analoghi domestici - KR1446PN1A e KR1446PN1B. Un microcircuito per uno scopo simile - MAX757 - consente di ottenere una tensione regolabile in modo continuo all'uscita nell'intervallo 2,7 ... 5,5 V.

Riso. 21. Schema di un convertitore di tensione elevatore a bassa tensione a un livello di 3,3 o 5,0 V.

Il circuito convertitore mostrato in fig. 21, contiene una piccola quantità di parti esterne (attaccate).

Questo dispositivo funziona secondo il principio tradizionale descritto in precedenza. La frequenza operativa del generatore dipende dalla tensione di ingresso e dalla corrente di carico e varia in un ampio intervallo, da decine di Hz a 100 kHz.

Il valore della tensione di uscita è determinato da dove è collegato il pin 2 del chip DA1: se è collegato a un bus comune (vedi Fig. 21), la tensione di uscita del microcircuito KR1446PN1A uguale a 5,0 ± 0,25 V, ma se questo pin è collegato al pin 6, la tensione di uscita scenderà a 3,3 ± 0,15 V. Per un microcircuito KR1446PN1B i valori saranno rispettivamente 5.2±0.45 V e 3.44±0.29 V.

Corrente di uscita massima del convertitore — 100 mA. Patata fritta MAX765 fornisce la corrente di uscita 200 mA a una tensione di 5-6 e 300 mA a tensione 3,3 V. Efficienza del convertitore: fino all'80%.

Lo scopo del pin 1 (SHDN) è di disabilitare temporaneamente il convertitore cortocircuitando questo pin su un filo comune. La tensione di uscita in questo caso scenderà ad un valore leggermente inferiore alla tensione di ingresso.

Il LED HL1 è progettato per indicare una diminuzione di emergenza della tensione di alimentazione (inferiore a 2 V), sebbene il convertitore stesso sia in grado di funzionare a valori di tensione di ingresso inferiori (fino a 1,25 6 e inferiori).

L'induttore L1 viene eseguito su un anello K10x6x4.5 in ferrite M2000NM1. Contiene 28 spire di filo PESHO da 0,5 mm e ha un'induttanza di 22 μH. Prima dell'avvolgimento, l'anello di ferrite viene spezzato a metà, essendo stato preventivamente limato con una lima diamantata. Quindi l'anello viene incollato con colla epossidica, installando una guarnizione in textolite di 0,5 mm di spessore in uno degli spazi risultanti.

L'induttanza dell'induttore così ottenuto dipende in misura maggiore dallo spessore dell'intercapedine e in misura minore dalla permeabilità magnetica del nucleo e dal numero di spire della bobina. Se si accetta l'aumento del livello di interferenza elettromagnetica, è possibile utilizzare uno starter di tipo DM-2.4 con un'induttanza di 20 μH.

Condensatori C2 e C5 di tipo K53 (K53-18), C1 e C4 - ceramici (per ridurre il livello di interferenza ad alta frequenza), VD1 - diodo Schottky (1 N5818, 1 N5819, SR106, SR160, ecc.).

Alimentatore di rete Philips

Il convertitore (alimentatore di rete Philips, Fig. 22) a una tensione di ingresso di 220 V fornisce una tensione stabilizzata in uscita di 12 V con una potenza di carico di 2 W.

Riso. 22. Schema dell'alimentatore CA Philips.

L'alimentatore senza trasformatore (Fig. 23) è progettato per alimentare ricevitori portatili e tascabili da una rete a 220 V CA. Si prega di notare che questa sorgente non è elettricamente isolata dalla rete. Con una tensione di uscita di 9 V e una corrente di carico di 50 mA, l'alimentatore consuma circa 8 mA dalla rete.

Riso. 23. Schema di un alimentatore senza trasformatore basato su un convertitore di tensione a impulsi.

La tensione di rete, raddrizzata dal ponte a diodi VD1 - VD4 (Fig. 23), carica i condensatori C1 e C2. Viene determinato il tempo di carica del condensatore C2 circuito permanente R1, C2. Al primo momento dopo l'accensione del dispositivo, il tiristore VS1 è chiuso, ma a una certa tensione sul condensatore C2 si aprirà e collegherà il circuito L1, NW a questo condensatore.

In questo caso, un condensatore C3 ad alta capacità verrà caricato dal condensatore C2. La tensione sul condensatore C2 diminuirà e su C3 aumenterà.

La corrente attraverso l'induttore L1, uguale a zero nel primo momento dopo l'apertura del tiristore, aumenta gradualmente fino a quando le tensioni sui condensatori C2 e C3 sono uguali. Non appena ciò accade, il tiristore VS1 si chiude, ma l'energia immagazzinata nell'induttore L1 manterrà per qualche tempo la corrente di carica del condensatore C3 attraverso il diodo aperto VD5. Successivamente, il diodo VD5 si chiude e inizia una scarica relativamente lenta del condensatore C3 attraverso il carico. Il diodo Zener VD6 limita la tensione al carico.

Non appena il tiristore VS1 si chiude, la tensione attraverso il condensatore C2 ricomincia ad aumentare. Ad un certo punto, il tiristore si riapre e inizia un nuovo ciclo di funzionamento del dispositivo. La frequenza di apertura del tiristore è parecchie volte superiore alla frequenza di ripple di tensione sul condensatore C1 e dipende dai valori nominali degli elementi del circuito R1, C2 e dai parametri del tiristore VS1.

I condensatori C1 e C2 sono del tipo MBM per una tensione di almeno 250 V. L'induttore L1 ha un'induttanza di 1 ... 2 mH e una resistenza non superiore a 0,5 Ohm. È avvolto su un telaio cilindrico con un diametro di 7 mm.

La larghezza dell'avvolgimento è di 10 mm, è composta da cinque strati di filo PEV-2 da 0,25 mm avvolti strettamente, da bobina a bobina. Un nucleo di sintonia CC2.8x12 in ferrite M200NN-3 è inserito nel foro del telaio. L'induttanza dell'induttore può essere modificata su un'ampia gamma e talvolta completamente eliminata.

Schemi di dispositivi per la conversione dell'energia

Gli schemi dei dispositivi per la conversione dell'energia sono mostrati in fig. 24 e 25. Sono convertitori di potenza step-down alimentati da raddrizzatori di condensatori di spegnimento. La tensione di uscita dei dispositivi è stabilizzata.

Riso. 24. Schema di un convertitore di tensione step-down con alimentazione di rete senza trasformatore.

Riso. 25. Una variante del circuito di un convertitore di tensione step-down con alimentazione di rete senza trasformatore.

Come dinistor VD4, puoi utilizzare analoghi domestici a bassa tensione - KN102A, B. Oltre a dispositivo precedente(Fig. 23), gli alimentatori (Fig. 24 e 25) hanno un collegamento galvanico con la rete di alimentazione.

Convertitore di tensione con accumulo di energia impulsiva

Nel convertitore di tensione di S. F. Sikolenko con "accumulo di energia a impulsi" (Fig. 26), gli interruttori K1 e K2 sono realizzati su transistor KT630, il sistema di controllo (CS) è su un microcircuito della serie K564.

Riso. 26. Schema di un convertitore di tensione con accumulo di impulsi.

Condensatore di accumulo C1 - 47 uF. Come fonte di alimentazione viene utilizzata una batteria da 9 V. La tensione di uscita a una resistenza di carico di 1 kΩ raggiunge i 50 V. L'efficienza è dell'80% e aumenta al 95% quando si utilizzano strutture CMOS RFLIN20L come elementi chiave K1 e K2.

Convertitore di risonanza dell'impulso

Trasduttori di risonanza di impulsi di design k, cosiddetti. N. M. Muzychenko, uno dei quali è mostrato in fig. 4.27, a seconda della forma della corrente nella chiave VT1, sono divisi in tre varietà, in cui gli elementi di commutazione si chiudono a corrente zero e si aprono a tensione zero. Nella fase di commutazione i convertitori funzionano come risonanti e il resto, la maggior parte del periodo, come impulsivi.

Riso. 27. Schema di un convertitore di risonanza a impulsi N. M. Muzychenko.

Una caratteristica distintiva di tali convertitori è che la loro parte di potenza è realizzata sotto forma di un ponte induttivo-capacitivo con un interruttore in una diagonale e con un interruttore e una fonte di alimentazione nell'altra. Tali schemi (Fig. 27) sono altamente efficienti.

inverter- Converte la corrente continua in corrente alternata.

Convertitore- Convertitore da CC a CC, ma di livello diverso (con conversione intermedia della tensione di ingresso in CA e trasformazione al livello desiderato).

Il collegamento centrale è un convertitore DC-AC.

Vengono utilizzati vari schemi di tali dispositivi:

Transistor e tubi elettronici;

Costruito su transistor con nuclei saturabili;

Generatori di rilassamento, trigger, multivibratori;

Secondo circuiti a corsa singola, a due tempi e a ponte;

Circuiti a tiristori semplici ea ponte (nei dispositivi potenti).

6.1 Un semplice circuito di un inverter a tiristori push-pull.

Riso. 6.1 - un semplice circuito di un inverter a tiristori push-pull

Da T2, gli impulsi di controllo vengono inviati al circuito a tiristori.

Da una sorgente costante, la tensione viene fornita all'ingresso del circuito. Passa sugli anodi VD.

caricata per raddoppiare la tensione di ingresso. Se ora applichiamo impulsi a VD2, VD1 si chiude immediatamente,
ricarica, tutti i segni in T1 si invertiranno e la corrente fluirà attraverso VD2.

Come si può vedere dal funzionamento del circuito, sulla capacità di commutazione
al momento della chiusura del tiristore agisce una tensione pari al doppio della tensione di alimentazione, che è uno svantaggio per il circuito.

Viene eliminato dal circuito a ponte dell'inverter a tiristori.

6.2 Circuito a ponte dell'inverter a tiristori.

Riso. 6.2 - Circuito a ponte di un inverter a tiristori

Il circuito di controllo apre prima VD1 e VD4, quindi, quando la capacità viene caricata fino a , in questo momento, se apri altri tiristori, VD1 e VD4 si chiuderanno all'istante.

In questo circuito, solo la tensione dell'alimentatore agisce sui tiristori chiusi.

I raddrizzatori a tiristori sono inverter promettenti efficienti. Sono utilizzati a una potenza significativa e sono attualmente utilizzati per sostituire le unità di macchine elettriche che convertono l'energia CC delle batterie di backup in corrente alternata, nei dispositivi di continuità (UGP) delle apparecchiature delle imprese di comunicazione.

Convertitori di tensione CC.

Spesso, quando si alimentano dispositivi elettronici, gli alimentatori sono a bassa tensione e sono necessarie tensioni significative per alimentare i circuiti di consumo. In questo caso, viene utilizzata la conversione di tensione. Per fare ciò, utilizzare inverter e convertitori. Sui dispositivi p/n vengono utilizzati trasduttori elettromagnetici, trasduttori di vibrazioni e trasduttori statici.

I convertitori elettromagnetici generano una tensione sinusoidale, mentre i trasduttori a semiconduttore ea vibrazione producono una tensione rettangolare. Attualmente esistono convertitori statici con una tensione di uscita prossima alla forma sinusoidale. Lo svantaggio del convertitore elettromagnetico: grandi dimensioni e peso. I trasduttori di vibrazioni sono a bassa potenza e inaffidabili. Pertanto, i convertitori a semiconduttore con dimensioni e peso ridotti, alta efficienza e affidabilità operativa sono i più utilizzati.

La costruzione di convertitori basati su tiristori e transistor dovrebbe essere associata all'entità della tensione di alimentazione, alla potenza richiesta e alla natura della variazione del carico.

I convertitori di tensione sono dispositivi speciali, che, in assenza di tensione nella rete, convertono la corrente continua in corrente alternata. Cioè, da una batteria CC, puoi ottenere una corrente alternata con una tensione di 220 volt e una frequenza di 50 hertz.

Chiamato anche convertitore di tensione. Per molti apparecchi elettrici, i parametri corrente elettrica avere Grande importanza. In caso di deviazioni da impostare i parametri possibili danni ad apparecchi e dispositivi elettrici. E se i salti nella rete sono permanenti, viene utilizzato oltre all'inverter.

Vantaggi dei convertitori di tensione

Se confrontiamo un generatore convenzionale e un convertitore, quest'ultimo presenta una serie di vantaggi:

• Alta compatibilità ambientale del dispositivo, perché Energia elettrica per la conversione viene memorizzato nell'accumulatore. A differenza di un generatore, l'inverter non produce emissioni nocive in atmosfera;
• Il funzionamento assolutamente silenzioso dell'inverter consente di utilizzarlo non solo in una casa privata, come generatore elettrico, ma anche in un appartamento, quasi ovunque;
• A differenza di un generatore di corrente, il convertitore di corrente non ha bisogno di frequenti Manutenzione, cioè non richiede costi materiali aggiuntivi;
• Il tempo di funzionamento dipende interamente dalla quantità di carburante e dalla durata del motore. I convertitori sono in grado di supportare in modo indipendente massima carica batterie, se necessario, puoi sempre installare batterie aggiuntive;
• L'inverter, predisposto per 220 volt, in caso di blackout commuta automaticamente e non richiede la presenza di persone accanto.

Utilizzo di convertitori di tensione

Chi, prima di tutto, ha bisogno di convertitori di corrente:

• Se è necessario mantenere l'impianto di riscaldamento funzionante, nel caso in cui si spenga rete elettrica. Lo stesso vale per frigoriferi e computer. Il convertitore non solo previene il guasto dell'ingegneria elettrica, ma ne garantisce anche il funzionamento continuo;
• L'inverter può essere utilizzato non solo in una casa o appartamento privato, ma anche in campo, dove, in assenza di energia elettrica, può sostituire un generatore elettrico;
• Il convertitore di corrente è indispensabile negli ospedali, soprattutto durante le operazioni e negli studi dentistici;
• Gli inverter sono indispensabili nei negozi di alimentari, così come nei magazzini di alimentari, dove il guasto dei frigoriferi può essere molto costoso.

I convertitori di tensione sono ampiamente utilizzati sia nella vita di tutti i giorni che nella produzione. Per la produzione e l'industria, sono spesso realizzati su ordinazione, perché necessitano di un convertitore potente e non sempre con una tensione standard. I valori standard dei parametri di output e input sono spesso utilizzati in condizioni domestiche. Cioè, il convertitore di tensione è dispositivo elettronico, progettato per modificare il tipo di elettricità, la sua grandezza o frequenza.

In base alla loro funzionalità si dividono in:

1. Abbassamento;
2. Crescente;
3. senza trasformatore;
4. invertitore;
5. Regolabile con l'impostazione della frequenza e dell'ampiezza della tensione CA in uscita;
6. Regolabile con l'impostazione del valore della tensione di uscita costante.

Alcuni di essi possono essere realizzati con uno speciale design ermetico, questi tipi di dispositivi sono utilizzati per ambienti umidi o, in generale, per l'installazione sott'acqua.

Quindi qual è ogni tipo?

Convertitore di tensione ad alta tensione

Tale dispositivo elettronico progettato per ricevere alta tensione alternata o diretta (fino a diverse migliaia di volt). Ad esempio, tali dispositivi vengono utilizzati per produrre energia ad alta tensione per cinescopi televisivi, nonché per ricerca di laboratorio e il controllo delle apparecchiature elettriche con tensione aumentata più volte. I cavi o i circuiti di alimentazione degli interruttori dell'olio classificati per una tensione di 6 kV vengono testati con una tensione di 30 kV e superiore, tuttavia, questo valore di tensione non ha una potenza elevata e si spegne immediatamente durante un guasto. Questi convertitori sono abbastanza compatti perché devono essere trasportati dal personale da una sottostazione all'altra, il più delle volte a mano. Va notato che tutti blocchi di laboratorio alimentatori e convertitori hanno una tensione quasi di riferimento e precisa.

Per il funzionamento vengono utilizzati convertitori ad alta tensione più semplici lampade fluorescenti. È possibile aumentare notevolmente l'impulso a quello desiderato grazie allo starter e all'acceleratore, che possono avere una base elettronica o elettromeccanica.

Gli impianti industriali che convertono la tensione più bassa in alta tensione hanno molte protezioni e sono realizzati su trasformatori elevati (PTN). Ecco uno di questi circuiti che fornisce un'uscita da 8 a 16 mila volt, mentre per il suo funzionamento sono necessari solo circa 50 V.

A causa del fatto che una tensione piuttosto elevata viene generata e scorre negli avvolgimenti dei trasformatori, vengono poste elevate esigenze sull'isolamento di questi avvolgimenti, nonché sulla sua qualità. Per eliminare la possibilità di scariche corona, le parti del raddrizzatore ad alta tensione devono essere saldate alla scheda con cura, senza sbavature e spigoli vivi, dopodiché vengono riempite su entrambi i lati con resina epossidica o uno strato di paraffina 2 . .. 3 mm di spessore, che fornisce l'isolamento l'uno dall'altro. A volte questi sistemi e dispositivi elettronici sono chiamati convertitori di tensione step-up.

Il seguente circuito è un convertitore di tensione risonante lineare che funziona in modalità boost. Si basa sulla separazione delle funzioni di U crescente e sulla sua chiara stabilizzazione in cascate completamente diverse.

Allo stesso tempo, alcune unità inverter possono essere fatte funzionare con perdite minime sugli interruttori di potenza, nonché su un ponte raddrizzato, dove appare l'alta tensione.

Convertitore di tensione per la casa

Una persona comune incontra spesso convertitori di tensione per la casa, perché molti dispositivi hanno un alimentatore. Molto spesso si tratta di convertitori step-down con isolamento galvanico. Per esempio, dispositivo di ricarica cellulari e laptop, personal computer fissi, radio, stereo, vari lettori multimediali e questo elenco può essere continuato per molto tempo, poiché la loro diversità e applicazioni nella vita di tutti i giorni sono state recentemente molto ampie.

I gruppi di continuità sono dotati di dispositivi di accumulo di energia sotto forma di batterie. Tali dispositivi vengono utilizzati anche per mantenere l'efficienza dell'impianto di riscaldamento durante un'interruzione di corrente imprevista. A volte i convertitori per una casa possono essere realizzati secondo un circuito inverter, ovvero collegandolo a una sorgente CC (batteria) funzionante a causa di una reazione chimica, è possibile ottenere una normale tensione alternata in uscita, il cui valore sarà essere 220 volt. Una caratteristica di questi circuiti è la possibilità di ottenere in uscita un segnale sinusoidale puro.

Uno dei veri caratteristiche importanti, utilizzato nella vita quotidiana dei convertitori, è un valore stabile del segnale all'uscita del dispositivo, indipendentemente da quanti volt vengono forniti al suo ingresso. Questo caratteristica funzionale gli alimentatori sono dovuti al fatto che per un funzionamento stabile ea lungo termine di microcircuiti e altri dispositivi a semiconduttore è necessaria una tensione chiaramente normalizzata e anche senza increspature.

I criteri principali per la scelta di un convertitore per una casa o un appartamento sono:

1. Potenza;
2. Il valore della tensione di ingresso e di uscita;
3. La possibilità di stabilizzazione ei suoi limiti;
4. L'entità della corrente sul carico;
5. Riduzione al minimo del riscaldamento, ovvero è meglio che il convertitore funzioni in modalità con riserva di carica;
6. La ventilazione del dispositivo può essere naturale o forzata;
7. Buon isolamento acustico;
8. Protezione contro sovraccarichi e surriscaldamento.

La scelta di un convertitore di tensione non è un compito facile, perché il funzionamento del dispositivo alimentato dipende anche dal convertitore correttamente scelto.

Convertitori di tensione senza trasformatore

Recentemente sono diventati molto popolari, poiché è necessario spendere molti soldi per la loro fabbricazione, e in particolare per la produzione di trasformatori, perché il loro avvolgimento è realizzato in metallo non ferroso, il cui prezzo è in costante aumento. Il vantaggio principale di tali convertitori è, ovviamente, il prezzo. Tra i lati negativi, ce n'è uno che lo distingue sensibilmente dagli alimentatori a trasformatore e dai convertitori. A seguito di un guasto di uno o più dispositivi a semiconduttore, tutta l'energia in uscita può arrivare ai terminali del consumatore e questo lo disabiliterà sicuramente. Ecco un semplice convertitore da CA a CC. Il ruolo dell'elemento di regolazione è svolto dal tiristore.

La situazione è più semplice con i convertitori in cui non sono presenti trasformatori, ma che funzionano sulla base e nella modalità di un apparato di aumento della tensione. Qui, anche con il rilascio di uno o più elementi, sul carico non apparirà una pericolosa energia distruttiva.

Convertitori di tensione continua

Il convertitore da CA a CC è il tipo di dispositivo più comunemente utilizzato di questo tipo. Nella vita di tutti i giorni, questi sono tutti i tipi di alimentatori e nella produzione e nell'industria si tratta di alimentatori:

• Tutti i circuiti a semiconduttore;
• Avvolgimenti di eccitazione di motori sincroni e motori DC;
• Bobine di solenoidi di interruttori dell'olio;
• Circuiti operativi e circuiti di sgancio in cui le bobine richiedono corrente continua.

Il convertitore di tensione a tiristori è l'apparato più comunemente utilizzato per questi scopi. Caratteristica di questi dispositivi è la conversione completa, e non parziale, della tensione alternata in tensione continua senza alcun tipo di ripple. Un potente convertitore di tensione di questo tipo deve necessariamente includere dissipatori e ventole per il raffreddamento, poiché tutte le parti elettroniche possono funzionare a lungo e senza problemi solo alle temperature di esercizio.

Convertitore di tensione regolabile

Questi dispositivi sono progettati per funzionare sia in modalità di aumento della tensione che in modalità di abbassamento della tensione. Molto spesso, si tratta ancora di dispositivi che eseguono una regolazione regolare del segnale di uscita, che è inferiore all'ingresso. Cioè, 220 volt vengono applicati all'ingresso e all'uscita otteniamo un valore costante regolabile, ad esempio da 2 a 30 volt. Tali strumenti con regolazione molto fine vengono utilizzati per testare puntatori e strumenti digitali nei laboratori. Molto utile quando equipaggiato indicatore digitale. Bisogna ammettere che ogni radioamatore ha preso questo tipo come base dei suoi primi lavori, poiché l'alimentazione per alcune apparecchiature può essere di dimensioni diverse e questa fonte di alimentazione si è rivelata molto universale. Come fare una qualità e lavorare per molto tempo convertitore, questo è il problema principale dei giovani radioamatori.

Convertitore di tensione dell'inverter

Questo tipo di convertitori è alla base di innovativi dispositivi di saldatura compatti. Ricevendo una tensione alternata di 220 volt per l'alimentazione, il dispositivo la raddrizza, dopodiché la rende nuovamente alternata, ma già con una frequenza di diverse decine di migliaia di Hz. Ciò consente di ridurre notevolmente le dimensioni del trasformatore di saldatura installato in uscita.

Inoltre, il metodo dell'inverter viene utilizzato per alimentare le caldaie di riscaldamento dalle batterie in caso di interruzione di corrente imprevista. Per questo motivo, il sistema continua a funzionare e riceve 220 volt CA da 12 volt CC. Un potente dispositivo step-up per questo scopo deve essere azionato da una batteria ad alta capacità, dipende da quanto tempo fornirà elettricità alla caldaia. Cioè, la capacità gioca un ruolo chiave in questo.

Convertitore di tensione ad alta frequenza

Grazie all'utilizzo di convertitori boost, diventa possibile ridurre le dimensioni di tutti gli elementi elettronici ed elettromagnetici che compongono i circuiti, il che significa che si riduce anche il costo di trasformatori, bobine, condensatori, ecc.. È vero, questo può causare interferenze radio ad alta frequenza che influenzano il funzionamento di altri. sistemi elettronici e radio convenzionali, quindi è necessario proteggere in modo affidabile le loro custodie. Il calcolo del trasduttore e della sua interferenza deve essere effettuato da personale altamente qualificato.

Che cos'è un convertitore da resistenza a tensione?
Questo è un tipo speciale che viene utilizzato solo nella produzione e produzione di strumenti di misura, in particolare ohmmetri. Dopotutto, la base di un ohmmetro, cioè un dispositivo che misura la resistenza, è fatta misurando la caduta in U e convertendola in quadrante o indicatori digitali. Di solito le misurazioni vengono effettuate rispetto alla corrente continua. Trasduttore di misura - mezzi tecnici, che serve a convertire il valore misurato in un altro valore o segnale di misura, conveniente per elaborazione, memorizzazione, ulteriori trasformazioni, indicazione e trasmissione. Fa parte di qualsiasi dispositivo di misurazione.

Convertitore da corrente a tensione

Nella maggior parte dei casi, tutti circuiti elettronici necessari per elaborare i segnali rappresentati come tensione. Tuttavia, a volte devi affrontare un segnale sotto forma di corrente. Tali segnali si verificano, ad esempio, all'uscita di una fotoresistenza o di un fotodiodo. Quindi è auspicabile convertire il segnale di corrente in tensione il prima possibile. I convertitori tensione-corrente vengono utilizzati quando la corrente nel carico deve essere proporzionale all'ingresso U e non dipendere dal carico R. In particolare, con un ingresso costante U, anche la corrente nel carico sarà costante, quindi tali convertitori sono talvolta chiamati convenzionalmente stabilizzatori di corrente.

Riparazione del convertitore di tensione

La riparazione di questi dispositivi per convertire un tipo di tensione in un altro è meglio farlo centri di servizio dove il personale è altamente qualificato e successivamente fornirà garanzie per il lavoro svolto. Molto spesso, qualsiasi convertitore moderno di alta qualità è costituito da diverse centinaia di parti elettroniche e, se non ci sono evidenti elementi bruciati, sarà molto difficile trovare un guasto e risolverlo. Alcuni dispositivi economici cinesi di questo tipo, in generale, sono generalmente privati ​​\u200b\u200bdella possibilità di ripararli, cosa che non si può dire di produttori nazionali. Sì, magari sono un po' ingombranti e poco compatti, ma sono soggetti a riparazioni, visto che molte delle loro parti possono essere sostituite con altre simili.