Преобразователи питания и их типы
При начале практического использования электрической энергии (1880-е) возникла проблема преобразования энергии.
Период использования |
Компонентная база |
Особенности |
1880-е |
Мотор-генератор |
+ Чистая синусоида + Высокий КПД + Большие мощности - Материалоёмкость - Сложность ремонта и обслуживания - Шум и вибрации |
1880-е Используются в настоящие время |
Трансформаторы |
+ Большая надёжность + Высокий КПД + Большие мощности - Большие габариты при малых частотах - Невозможность преобразования постоянного тока |
1930—1970-е В настоящие время практически не используются |
Ионные приборы |
- Хрупкость корпусов (стекло) - Длительное время подготовки к работе |
1960-е Используются в настоящие время |
Полупроводниковые диоды, тиристоры и транзисторы |
+ Компактность + Бесшумность + Лёгкость и гибкость управления - Потери мощности в ключах - Искажения и помехи в сетях |
Зачастую появление новых приборов не устраняет необходимости использовать ряд приборов, прежде существовавших. Например, многие полупроводниковые приборы используют трансформаторы, но в более выгодном высокочастотном диапазоне. В результате устройство приобретает преимущества и тех, и других. Использование п-п инверторов для управления умформерами позволяет устранить коллекторы и щётки. Это снижает потери омические и на трение. Сами инверторы тоже могут быть меньшей мощности, например, при использовании машин двойного питания, потери - меньше, а качество преобразования энергии - гораздо выше.
[Править] Функции преобразователей
Преобразование
Преобразование и регулирование
Преобразование и стабилизация
[Править] Классификация [править] По характеру преобразования
|
|
|
|
|
Преобразователи |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Выпрямители ≈→= |
|
Инверторы =→≈ |
|
Преобразователи частоты и числа фаз ≈→≈ |
|
Напряжения =→= ≈→≈ |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||
[править] Выпрямители
Основная статья: Выпрямитель
Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток.[1]
[править] Инверторы
Основная статья: Инвертор
Инвертор — устройство, задача которого обратна выпрямителю, то есть преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменного тока.
Инверторы подразделяются на два класса: ведомые сетью (зависимые) и автономные.
[править] Зависимые инверторы
Ведомые инверторы преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю.[2]
[править] Автономные инверторы
Автономные инверторы — устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку.[3]
В свою очередь автономные инверторы подразделяются на:
АИН
АИТ
АИР
[править] Преобразователи частоты
Основная статья: Преобразователь частоты
[править] По способу управления
Импульсные (на постоянном токе)
Фазовые (на переменном токе)
[править] По типу схем
Нулевые, мостовые
Трансформаторные, бестрансформаторные
Однофазные, двухфазные, трёхфазные…
[править] По способу управления
Управляемые
Неуправляемые
DC-DC преобразователи – это один из типов преобразователей мощности. Они предназначены для, чобы получать из входного постоянного тока величины, выходной постоянный ток с другим напряжением. Такие преобразователи широко применяются во многих отраслях электроники. Повсеместно применяются в портативной технике, где требуется преобразовывать уровень выходного напряжения аккумулятора в напряжение, подходящее для работы электроники. Кроме того, напряжение батареи падает по мере разряда – применение импульсных dc-dc преобразователей позволяет скомпенсировать это падение. Большинство преобразователей управляет выходным напряжением. Некоторые типы преобразователей используют высокоэффективные внутренние преобразователи напряжения, которые удваивают или утраивают входное напряжение. Основными методами преобразования являются линейный, импульсный, магнитный и емкостной.
Инвертор – это устройство, предназначенное для преобразования постоянного тока в переменный ток с заданными параметрами. Обычно они применяются для питания AC-нагрузки от DC-источника. Используя при создании инверторов разнообразные трансформаторы, схемы переключения и контроля, их разработчики пмогут получать выходной сигнал практически любой величины и частоты. Существует два основных типа инверторов – на модифицированной синусоидальной волне и на чистой синусоиде. “Модифициированная синусоида” проста в реализации и недорога – такие устойства подходят для многих применений, не требующих прецизионной точности. “Чистая синусоида” позволяет получать более качественный выходной сигнал, но и стоимость таких инверторов выше в 5-10 раз.