गुंजयमान कनवर्टर 24 300V। समाचार और विश्लेषणात्मक पोर्टल "इलेक्ट्रॉनिक्स समय"। समाधान के साथ कन्वर्टर्स के लिए कार्यों के उदाहरण

हाल ही में मुझे एक गुंजयमान अर्ध-पुल एलएलसी कनवर्टर सर्किट का पता लगाने का मौका मिला, और मैंने सोचा कि इस अनुभव का उपयोग लेखों की एक श्रृंखला बनाने के लिए किया जा सकता है: मूल बातें के विवरण के साथ शुरू करें और धीरे-धीरे विषय में तल्लीन करें। इससे पहले कि मुझे पता चले कि यह योजना कैसे काम करती है, मुझे प्रकाशनों, शोध प्रबंधों और नियमावली से परिचित होने में लंबा समय लगा। यह पता चला कि ग्रंथ सूची में दी गई जानकारी के स्रोतों का अध्ययन करने से लेख लिखने में अधिक समय लगता है। कृपया ध्यान दें कि उपरोक्त स्रोतों में से कोई भी इस कनवर्टर के संचालन का पूर्ण विश्लेषण नहीं करता है, जिसमें कई अलग-अलग मोड और ऑपरेटिंग स्थितियां हैं। मुझे आशा है कि आप एक सामान्य विचार प्राप्त कर सकते हैं कि सर्किट मेरी मदद से कैसे काम करता है। इस सहायता में फ़िल्टरिंग जानकारी शामिल होगी और प्रस्तावित दस्तावेजों के सबसे महत्वपूर्ण बिंदुओं पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा।

चित्र: 1। डीसी /एसी गुंजयमान कनवर्टर

चित्र: 2। डीसी /ट्रांसफार्मर डीकोपलिंग के साथ एसी गुंजयमान कनवर्टर

एलएलसी कन्वर्टर्स एक प्रकार की स्विच्ड मोड पावर सप्लाई (एसएमपीएस) हैं। इस विषय पर अधिकांश प्रकाशन एलएलसी के मूल सिद्धांतों के वर्णन से शुरू होते हैं। मैं यह बताकर शुरू करता हूं कि एलएलसी अन्य प्रकार के स्विचिंग कन्वर्टर्स से कैसे भिन्न होता है।

• एक पारंपरिक पल्स कन्वर्टर के संचालन में दो चरण होते हैं। पहले चरण में, ऊर्जा को अधिष्ठापन में संग्रहीत किया जाता है। दूसरे चरण में, संचित बनाए रखने के लिए संचित ऊर्जा का उपभोग किया जाता है। आप शायद याद रखें कि, कम्यूटेशन के नियमों के अनुसार, एक संधारित्र में वोल्टेज एक संधारित्र में वोल्टेज की तरह अचानक (सही कम्यूटेशन के मामले में) नहीं बदल सकता है। यह सिद्धांत अधिकांश स्विचिंग कन्वर्टर्स का आधार है।
• एलएलसी कनवर्टर एक साइनसॉइडल करंट बनाता है जो एक बड़े संधारित्र में सुधारा और संग्रहीत किया जाता है। इंडक्शन का उपयोग सरल ऊर्जा भंडारण के लिए नहीं किया जाता है, बल्कि एक प्रतिध्वनि तत्व के रूप में कार्य करता है। यह एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है जो स्क्वायर वेव को साइनसोइडल वेवफॉर्म में बदलने में मदद करता है, जबकि मैग्नेटाइजिंग इंडक्शन अभी भी एक पारंपरिक त्रिकोणीय तरंग के साथ संचालित होता है। यह उन विशेषताओं में से एक है जिन्हें और स्पष्टीकरण की आवश्यकता है।

एलएलसी कन्वर्टर्स में ऑपरेटिंग मोड के साथ, चीजें और भी जटिल हैं, क्योंकि उनके कई अंतर हैं:

• एक निश्चित स्विचिंग आवृत्ति पर काम करने और PWM कर्तव्य चक्र को बदलने के बजाय, LLC कन्वर्टर्स आवृत्ति को बदलते हैं और PWM कर्तव्य चक्र 50% तक स्थिर है;
• एलएलसी कन्वर्टर्स में पावर ट्रांसमिशन मैग्नेटाइजिंग इंडक्शन के ऑपरेटिंग बिंदु पर आधारित है;
• एलएलसी कन्वर्टर्स लोड वर्तमान के आधार पर वोल्टेज परिवर्तन की एक परिवर्तनीय दर का उपयोग करते हैं;
• उनकी दो गुंजयमान आवृत्तियाँ होती हैं जो एक दूसरे को प्रभावित करती हैं;
• एलएलसी कन्वर्टर्स के लिए निरंतर वर्तमान मोड (CCM) रेक्टिफायर करंट को संदर्भित करता है, इंडक्शन नहीं, क्योंकि सर्किट में कोई पारंपरिक इंडक्शन नहीं है।

उपरोक्त में से अधिकांश जटिल और भ्रामक लग सकते हैं, खासकर उन लोगों के लिए जो अभी पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ शुरू हो रहे हैं। इस प्रकाशन का दूसरा भाग सूचना के मुख्य स्रोतों, साथ ही कुछ प्रमुख बिंदुओं को कवर करेगा, जो मुझे उपयोगी लगते हैं। हालांकि, गुंजयमान कन्वर्टर्स के बारे में बात करने के लिए कुछ बुनियादी परिचयात्मक सामग्री की आवश्यकता होती है।

स्विचिंग नियामकों ने डीसी वोल्टेज रूपांतरण और सामान्य रूप से बिजली रूपांतरण के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। इंजीनियरों ने जल्दी से महसूस किया कि पावर स्विच, रेक्टिफायर, इंसट्रक्टर और कैपेसिटर का संयोजन इनपुट और आउटपुट वोल्टेज स्तरों (छवि 1) के बीच बड़े अंतर के साथ भी उच्च दक्षता के साथ वोल्टेज रूपांतरण कर सकता है। इसके अलावा, ट्रांसफार्मर गैल्वेनिक अलगाव और बड़े वोल्टेज स्तर के अंतर (2) के मिलान की समस्याओं को हल कर सकते हैं।

तथ्य यह है कि "एलएलसी-कन्वर्टर" नाम का डबल "एल" ऑपरेटिंग रेंज में दो गुंजयमान आवृत्तियों को इंगित करता है। हम इस श्रृंखला के बाद के लेखों में से एक के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे। अभी के लिए, बस याद रखें कि एलएलसी कन्वर्टर्स में उपयोग किए जाने वाले ऑपरेटिंग पॉइंट्स की पसंद ZVS और ZCS दोनों को MOSFET के पावर स्विच में स्विच करने के साथ-साथ ZCS को रेक्टिफायर डायोड में स्विच करने की सुविधा प्रदान करती है। यह रेक्टिफायर रिवर्स डायोड रिकवरी से जुड़ी समस्याओं को हल करता है।

अब, स्पंदित गुंजयमान कन्वर्टर्स के संचालन की बुनियादी विशेषताएं दी गई हैं, हम उपयोग किए गए सूचना स्रोतों का एक संक्षिप्त विवरण देंगे।

चित्र: 3।

चित्र: 4।

ग्रंथ सूची में पहला संदर्भ बो यंग के डॉक्टरेट शोध प्रबंध को संदर्भित करता है "वितरित पावर सिस्टम के लिए फ्रंट एंड डीसी / डीसी पावर रूपांतरण के लिए टोपोलॉजी जांच।" इसमें अन्य प्रकाशनों के लिंक शामिल हैं जो आपको एलएलसी और थीसिस के विषय को समझने में मदद करेंगे। ध्यान दें कि पहले लिंक में थीसिस के चौथे भाग के लिंक हैं, साथ ही एक महत्वपूर्ण तनाव साजिश के लिए परिशिष्ट बी (इस लिंक में डी और अतिरिक्त लिंक के माध्यम से परिशिष्ट ए है)। हालांकि यह ग्राफ अधिकांश स्रोतों में पाया जाता है, लेकिन इसे बनाने के लिए मुझे कड़ी मेहनत और कुछ ज्ञान अंतरालों को भरना पड़ा (चित्र 5)।

चित्र: पांच। मूल्य पर कनवर्टर के लाभ की निर्भरताएफएस /fr

कनवर्टर के लाभ की साजिश रचने में मेरे लिए संदर्भ 3 और 4 महत्वपूर्ण थे, क्योंकि उन्होंने लाभ पर धारिता के प्रभाव को नोट किया और बताया कि नकारात्मक प्रतिबाधा ग्राफ़ में भ्रम क्यों पैदा कर रही थी। हम इस श्रृंखला के बाद के लेखों में से एक के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे।

लिंक 5 - से गाइड Infineon, जिसमें सबसे उपयोगी डिजाइन चरणों का विस्तृत विवरण शामिल है। यह दस्तावेज़ पुल और अर्ध-पुल सर्किट की स्विचिंग और सुधार की सुविधाओं और उनके साथ जुड़े व्यापार-ऑफ की तुलना करता है। मैंने ब्रिज और हाफ ब्रिज सर्किट का उपयोग यह बताने के लिए किया कि वोल्टेज और करंट कैसे संबंधित हैं। एक पुल सर्किट में, MOSFETs को आवश्यक वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए कैस्केड किया जाता है। लोड वर्तमान को बढ़ाने के लिए ट्रांजिस्टर का समानांतर कनेक्शन आवश्यक है। वोल्टेज नियामकों को स्विच करने के लिए एक आम आवश्यकता ट्रांसफार्मर की संतृप्ति को रोकने के लिए डीसी पूर्वाग्रह को खत्म करना है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एलएलसी कन्वर्टर्स इसमें भिन्न हैं कि उन्हें सिग्नल के सकारात्मक और नकारात्मक आधे तरंगों को बनाने के लिए एक पुल की आवश्यकता होती है, जो फ़िल्टर किए जाने पर, एक साइनसॉइडल आकार लेता है।

से 6 लिंक फेयरचाइल्ड एकमात्र संदर्भ मैंने पाया है जहां लाभ समीकरण में द्वितीयक रिसाव अधिष्ठापन भी शामिल है। ध्यान दें कि माध्यमिक रिसाव अधिष्ठापन के साथ-साथ लोड प्रतिरोध ट्रांसफार्मर के माध्यम से परिलक्षित होता है और इस तरह पवन चक्कियों के अनुपात को बदलकर समायोजित किया जा सकता है। इस गाइड में कई महत्वपूर्ण युक्तियां हैं जो आपको एक वास्तविक सर्किट डिजाइन करने में मदद करती हैं।

Infineon / फेयरचाइल्ड से प्रलेखन भी ट्रांसफार्मर के डिजाइन का विवरण देता है। चूंकि एलएलसी गुंजयमान ट्यूनिंग लीकेज इंडक्शन और ट्रांसफॉर्मर मैग्नेटाइजिंग इंडक्शन दोनों पर आधारित है, इसलिए यह जानकारी हमारे मामले में बेकार है।

कोलोराडो में हमारे कॉलेज के दोस्तों ने बिजली रूपांतरण में कुछ अंतर्दृष्टि साझा की है। विशेष रूप से, कोलोराडो राज्य ईसीई 562 इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग पाठ्यक्रम में MATLAB में किए गए सिमुलेशन के कई उदाहरण हैं।

मॉडलिंग के संदर्भ में, यह ध्यान देने योग्य है कि कई स्रोत स्पाइस मॉडल के संदर्भ प्रदान करते हैं। मैं किसी विशेष लिंक को प्राथमिकता नहीं देता और मुझे विश्वास है कि उनका अध्ययन करके, आप एलएलसी कनवर्टर के संचालन के विभिन्न तरीकों के अस्तित्व के बारे में आश्वस्त हो सकते हैं। लेकिन यह फिर से ध्यान दिया जाना चाहिए कि एलएलसी में पारंपरिक स्विचिंग कन्वर्टर्स से कई अंतर हैं।

मैं जिस प्रोटोटाइप के साथ काम कर रहा हूं वह द्वारा बनाया गया था टेक्सस उपकरण... पावर फैक्टर सुधारक के लिए धन्यवाद, यह सिस्टम 400 VDC इनपुट वोल्टेज के साथ स्थिर संचालन प्रदान करता है। नमूना के अध्ययन ने लोड वर्तमान में बड़े उतार-चढ़ाव की अनुमति दी और ऑपरेटिंग बिंदु और अनुनाद आवृत्ति पर वर्तमान के प्रभाव का प्रदर्शन किया।

अंत में, मैं यह नोट करना चाहूंगा कि अगर आपको लगता है कि आप विभिन्न लेखों में लाभ का निर्धारण करने के लिए समान समीकरण पा सकते हैं, तो आप गलत हैं। एम चर का उपयोग करने से आपको उन कारकों को ध्यान में रखने की अनुमति मिलती है जो प्रत्येक विशिष्ट लेख, मैनुअल, शोध प्रबंध, प्रशिक्षण पाठ्यक्रम में भिन्न होते हैं। यदि मेरे पास समय है, तो मैं यह दिखाने के लिए कि वे कैसे भिन्न हैं, एक तुलना चार्ट डालेंगे।

मैंने 220V के लिए एक डीसी एसी स्टेप-अप वोल्टेज कनवर्टर के निर्माण के लिए एक अलग लेख समर्पित करने का निर्णय लिया। यह, निश्चित रूप से, एलईडी स्पॉटलाइट्स और लैंप के विषय से संबंधित है, लेकिन इस तरह के एक मोबाइल पावर स्रोत का उपयोग घर और कार में व्यापक रूप से किया जाता है।

• 1. विधानसभा विकल्प
• 2. वोल्टेज कनवर्टर का डिज़ाइन
• 3. साइनसॉइड
• 4. कनवर्टर के भरने का एक उदाहरण
• 5. यूपीएस से विधानसभा
• 6. तैयार ब्लॉकों से इकट्ठा करना
• 7. रेडियो निर्माता
• 8. शक्तिशाली कन्वर्टर्स के सर्किट

विकल्प बनाएँ

अपने हाथों से 12 से 220 इन्वर्टर बनाने के 3 इष्टतम तरीके हैं:

1. तैयार ब्लॉकों या रेडियो बिल्डरों से विधानसभा;
2. एक निर्बाध बिजली की आपूर्ति से विनिर्माण;
3. शौकिया रेडियो योजनाओं का उपयोग।

DC-AC 220V कन्वर्टर्स को असेंबल करने के लिए चीनी में अच्छे रेडियो कंस्ट्रक्टर और रेडी-मेड ब्लॉक हैं। कीमत के लिए, यह विधि सबसे महंगी होगी, लेकिन इसमें कम से कम समय लगता है।

दूसरा तरीका एक निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) को अपग्रेड करना है, जो बिना बैटरी के बड़ी मात्रा में एविटो पर बेचा जाता है और 100 से 300 रूबल की लागत होती है।

सबसे मुश्किल विकल्प खरोंच से विधानसभा है, आप शौकिया रेडियो अनुभव के बिना नहीं कर सकते। हमें मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने होंगे, घटकों का चयन करना होगा, बहुत काम करना होगा।

वोल्टेज कनवर्टर डिजाइन

12 से 220 तक एक पारंपरिक स्टेप-अप वोल्टेज कनवर्टर के डिजाइन पर विचार करें। सभी आधुनिक इनवर्टर के लिए ऑपरेशन का सिद्धांत समान होगा। उच्च-आवृत्ति PWM नियंत्रक ऑपरेटिंग मोड, आवृत्ति और आयाम सेट करता है। पावर सेक्शन शक्तिशाली ट्रांजिस्टर पर बना होता है, जिससे गर्मी को डिवाइस केस में हटा दिया जाता है।

शॉर्ट सर्किट के खिलाफ कार की बैटरी की सुरक्षा के लिए इनपुट पर एक फ्यूज लगाया जाता है। ट्रांजिस्टर के बगल में एक थर्मल सेंसर जुड़ा हुआ है, जो उनके हीटिंग की निगरानी करता है। 12v 220v पलटनेवाला के ओवरहीटिंग के मामले में, एक सक्रिय शीतलन प्रणाली चालू होती है, जिसमें एक या अधिक प्रशंसक होते हैं। बजट मॉडल में, प्रशंसक लगातार चल सकता है, और न केवल उच्च भार के तहत।

आउटपुट में पावर ट्रांजिस्टर

sinusoid

कार इन्वर्टर के आउटपुट में सिग्नल की आकृति एक उच्च-आवृत्ति जनरेटर द्वारा बनाई गई है। एक साइनसॉइड दो प्रकार का हो सकता है:

1. संशोधित साइनसोइड;
2. शुद्ध साइन लहर, शुद्ध साइन।

प्रत्येक विद्युत उपकरण संशोधित साइन लहर के साथ काम नहीं कर सकता है, जो आकार में आयताकार है। कुछ घटकों के लिए, ऑपरेटिंग मोड बदल जाता है, वे गर्म हो सकते हैं और परिमार्जन करना शुरू कर सकते हैं। एक समान चीज एक एलईडी लैंप को डिम करके प्राप्त की जा सकती है जो कि धुंधले नहीं है। क्रैकिंग और फ्लैशिंग शुरू होती है।

महंगे डीसी एसी बूस्ट कन्वर्टर्स 12 वी 220 वी में शुद्ध साइन आउटपुट है। उनकी लागत बहुत अधिक है, लेकिन बिजली के उपकरण इसके साथ बहुत अच्छे काम करते हैं।

कनवर्टर भरने का उदाहरण

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यूपीएस से कोडिंग

कुछ भी आविष्कार करने और तैयार किए गए मॉड्यूल को न खरीदने के लिए, आप कंप्यूटर को निर्बाध बिजली की आपूर्ति की कोशिश कर सकते हैं, जिसे आईपीबी के रूप में संक्षिप्त किया जा सकता है। वे 300-600W के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। मेरे पास 6 सॉकेट, 2 मॉनिटर, 1 सिस्टम यूनिट, 1 टीवी सेट, 3 निगरानी कैमरे, एक वीडियो निगरानी नियंत्रण प्रणाली के लिए एक Ippon है। समय-समय पर मैंने इसे 220 नेटवर्क से डिस्कनेक्ट करके कार्य मोड में डाल दिया, ताकि बैटरी को छुट्टी दे दी जाए, अन्यथा सेवा जीवन बहुत कम हो जाएगा।

सहकर्मियों इलेक्ट्रीशियन ने एक साधारण कार एसिड बैटरी को एक निर्बाध बिजली की आपूर्ति से जोड़ा, 6 घंटे तक लगातार काम किया, देश में फुटबॉल देखा। यूपीएस में आमतौर पर एक अंतर्निहित जेल बैटरी निदान प्रणाली होती है जो कम बैटरी क्षमता का पता लगाती है। वह ऑटोमोबाइल पर कैसे प्रतिक्रिया देगा यह अज्ञात है, हालांकि मुख्य अंतर एसिड के बजाय जेल है।

यूपीएस भरने

एकमात्र समस्या यह है कि निर्बाध बिजली की आपूर्ति इंजन के चलने के साथ कार नेटवर्क में कूदना पसंद नहीं कर सकती है। एक वास्तविक रेडियो शौकिया के लिए, यह समस्या हल हो गई है। केवल इंजन बंद होने के साथ ही इस्तेमाल किया जा सकता है।

ज्यादातर यूपीएस को अल्पकालिक संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है, जब आउटलेट में 220V खो जाता है। लंबे समय तक निरंतर संचालन के साथ, सक्रिय शीतलन की आपूर्ति करना अत्यधिक वांछनीय है। वेंटिलेशन स्थिर संस्करण के लिए और कार इन्वर्टर के लिए उपयोगी है।

सभी उपकरणों की तरह, यह कनेक्टेड लोड के साथ इंजन शुरू करने पर अप्रत्याशित रूप से व्यवहार करेगा। कार का स्टार्टर वोल्ट को बहुत अधिक घेरता है, सबसे अच्छा तो यह रक्षा में जाएगा जैसे कि बैटरी विफल हो जाती है। सबसे खराब रूप से, 220V आउटपुट पर कूदता है, साइन लहर विकृत हो जाएगा।

तैयार ब्लॉकों से कोडांतरण

अपने हाथों से एक स्थिर या मोटर वाहन इन्वर्टर 12 वी 220 वी को इकट्ठा करने के लिए, आप तैयार किए गए ब्लॉकों का उपयोग कर सकते हैं जो ईबे पर या चीनी से बेचे जाते हैं। यह बोर्ड निर्माण, सोल्डरिंग और अंतिम समायोजन पर समय बचाता है। यह मगरमच्छ के साथ एक शरीर और तारों को जोड़ने के लिए पर्याप्त है।

आप एक रेडियो डिजाइनर भी खरीद सकते हैं, जो सभी रेडियो घटकों से सुसज्जित है, यह केवल सोल्डर तक ही रहता है।

शरद ऋतु 2016 के लिए अनुमानित मूल्य:

1. 300 डब्ल्यू - 400 रूबल;
2. 500 डब्ल्यू - 700 रूबल;
3. 1000 डब्ल्यू - 1500 रूबल;
4. 2000 डब्ल्यू - 1700 रूबल;
5. 3000W - 2500 आरयूबी

Aliexpress पर खोजने के लिए, खोज बॉक्स "इन्वर्टर 220 डीआईवाई" में अपनी क्वेरी दर्ज करें। "DIY" का संक्षिप्त नाम "DIY विधानसभा" है।

500W के लिए बोर्ड, 160, 220, 380 वोल्ट के लिए आउटपुट

रेडियो बनाने वाले

एक रेडियो कंस्ट्रक्टर समाप्त बोर्ड की तुलना में सस्ता है। सबसे जटिल तत्व पहले से ही बोर्ड पर हो सकते हैं। असेंबली के बाद, वस्तुतः किसी सेटअप की आवश्यकता नहीं होती है, जिसके लिए आस्टसीलस्कप की आवश्यकता होती है। रेडियो घटकों और रेटिंग के मापदंडों की सीमा अच्छी तरह से मेल खाती है। कभी-कभी वे एक बैग में स्पेयर पार्ट्स डालते हैं, अचानक अनुभवहीनता के कारण, आप पैर को फाड़ देंगे।

पावर कनवर्टर सर्किट

एक शक्तिशाली इन्वर्टर मुख्य रूप से निर्माण पावर टूल्स को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है, जब एक ग्रीष्मकालीन घर या हाइसेंडा का निर्माण होता है। 500 वाट के लिए एक कम-पावर वोल्टेज कनवर्टर आउटपुट पर ट्रांसफार्मर और पावर ट्रांजिस्टर की संख्या में 5000 - 10000 वाट के लिए एक शक्तिशाली से भिन्न होता है। इसलिए, निर्माण की जटिलता और कीमत लगभग समान है, ट्रांजिस्टर सस्ती हैं। इष्टतम शक्ति 3000W है, आप एक ड्रिल, ग्राइंडर और अन्य उपकरण कनेक्ट कर सकते हैं।

मैं 12, 24, 36 से 220V तक इनवर्टर की कई योजनाएं दिखाऊंगा। ऐसी कार में डालने की अनुशंसा नहीं की जाती है, आप गलती से इलेक्ट्रीशियन को खराब कर सकते हैं। डीसी एसी कन्वर्टर्स 12 से 220 का सर्किटरी सरल है, मास्टर ऑसिलेटर और पावर सेक्शन। जनरेटर लोकप्रिय TL494 या एनालॉग्स पर बनाया गया है।

DIY निर्माण के लिए 12v से 220v तक बड़ी संख्या में बूस्टर सर्किट लिंक पर पाए जा सकते हैं
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
कुल में लगभग 140 सर्किट हैं, उनमें से आधे 12, 24 से 220 वी तक कन्वर्टर्स को बढ़ावा दे रहे हैं। 50 से 5000W तक क्षमता।

असेंबली के बाद, आपको एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके पूरे सर्किट को समायोजित करने की आवश्यकता होगी, उच्च-वोल्टेज सर्किट के साथ अनुभव होना उचित है।

एक शक्तिशाली 2500 वाट इन्वर्टर को इकट्ठा करने के लिए, आपको 16 ट्रांजिस्टर और 4 उपयुक्त ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है। उत्पाद की लागत काफी समान रेडियो डिजाइनर की लागत के बराबर होगी। ऐसी लागतों का लाभ आउटपुट पर एक शुद्ध साइन होगा।

यह लेख द्वारा प्रस्तुत सामग्री के आधार पर तैयार किया गया है अलेक्जेंडर जर्मनोविच सेमेनोवरूसी मोल्दावियन वैज्ञानिक-उत्पादन उद्यम "एल्कोन" के निदेशक, चिसिनाउ। उद्यम के मुख्य अभियंता ने भी लेख की तैयारी में भाग लिया। अलेक्जेंडर अनातोलीयेविच पेनिन... अलेक्जेंडर जर्मनोविच लिखते हैं:
"बिजली आपूर्ति के क्षेत्र में विशेषज्ञता, हम आउटपुट मापदंडों के गहरे समायोजन के साथ गुंजयमान कन्वर्टर्स के निर्माण के लिए एक विधि बनाने में कामयाब रहे हैं, जो कि ज्ञात लोगों से अलग है। इस पद्धति के लिए एक अंतरराष्ट्रीय पेटेंट प्राप्त किया गया है। विधि के फायदे सबसे शक्तिशाली के निर्माण में प्रकट होते हैं - 500 से दस किलोवाट तक -। आउटपुट पर शॉर्ट-सर्किट के खिलाफ कनवर्टर को फास्ट प्रोटेक्शन सर्किट की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि इसमें व्यावहारिक रूप से किसी भी मोड में स्विचेस के करंट को तोड़ने की कोई विधि नहीं होती है। इसके अलावा, धाराओं के माध्यम से घटना की संभावना समाप्त हो जाती है। चूंकि फिजिकली (बिना प्रतिक्रिया के) कनवर्टर एक करंट सोर्स है, इसलिए इसे ट्रांसफर करना संभव हो गया। कनवर्टर के आउटपुट के लिए सप्लाई नेटवर्क रेक्टिफायर के फिल्टर का कैपेसिटर, जिसने लोड के आधार पर 0.92-0.96 का पावर फैक्टर प्राप्त करना संभव बना दिया है। गुंजयमान सर्किट की आवृत्ति में परिवर्तन नहीं होता है, और इससे सभी दिशाओं में कनवर्टर के विकिरण को प्रभावी ढंग से फ़िल्टर करना संभव हो जाता है। कार्यान्वयन को "एलकोन" ब्रांड के कैथोडिक संरक्षण स्टेशनों - विद्युत सुरक्षा के लिए वर्तमान स्रोतों के रूप में किया गया था। पावर 600, 1500, 3000 और 5000 वाट। नाममात्र मोड में दक्षता 0.93-095 के स्तर पर है। VZLET ने NPO VZLET में प्रमाणन परीक्षण पास किया है। एक धीमी, कठोर कार्यान्वयन है। यह सब विचार की जीवटता की पुष्टि करता है। हालांकि, मुझे ऐसा लगता है कि व्यावसायिक सफलता हासिल करने के लिए, इस पर ध्यान आकर्षित करने के लिए किसी विचार को लोकप्रिय बनाना आवश्यक है। ”
खैर, यह हमेशा सहयोगियों की मदद करने के लिए एक खुशी है, खासकर जब एल्कॉन उत्पादों के पीछे का विचार उपन्यास है।

वर्तमान में, व्यावसायिक उपयोग के लिए विकसित उपकरणों और बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों को वजन, आयाम, दक्षता, विश्वसनीयता और लागत जैसे मानदंडों के अनुसार सक्रिय रूप से अनुकूलित किया जाता है। ये आवश्यकताएं लगातार अधिक कठोर होती जा रही हैं, अर्थात्, ग्राहक न्यूनतम आयाम और वजन के साथ एक उपकरण रखना चाहता है, और एक ही समय में - उच्च दक्षता, उच्च विश्वसनीयता और कम लागत के साथ।

उत्पादों के उपभोक्ता गुणों में सुधार करने के लिए, जाने-माने उपायों का सहारा लेना आवश्यक है: सर्किट के पावर सेक्शन में डायनेमिक ओवरलोड को कम करने या खत्म करने के लिए रूपांतरण की ऑपरेटिंग आवृत्ति बढ़ाने के लिए, पावर तत्वों में बिजली के नुकसान को कम करने के लिए। अक्सर ये उपाय एक दूसरे के विपरीत होते हैं, और कुछ निश्चित परिणाम प्राप्त करने के लिए, डेवलपर कुछ, कभी-कभी बहुत कठिन, समझौता कर लेता है। इसलिए, इन उपकरणों के निर्माण के नए सिद्धांतों के लिए संक्रमण के माध्यम से ही परिवर्तित प्रौद्योगिकी के मापदंडों का आगे अनुकूलन संभव है।

"एल्कोन" द्वारा प्रस्तावित वोल्टेज विनियमन पद्धति के बीच मूलभूत अंतर को समझने के लिए, इसमें क्या नवीनता है, आइए सबसे पहले नियामकों के पारंपरिक निर्माण के बारे में बात करते हैं। डीसी-टू-डीसी कन्वर्टर्स (डीसी / डीसी कन्वर्टर्स), जो पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र से उपकरणों का एक महत्वपूर्ण वर्ग है, पारंपरिक रूप से निम्न योजना के अनुसार बनाया गया है: प्राथमिक लिंक डीसी वोल्टेज को एक चर उच्च आवृत्ति में परिवर्तित करता है; द्वितीयक लिंक वैकल्पिक वोल्टेज को डायरेक्ट वोल्टेज में परिवर्तित करता है। कनवर्टर में आमतौर पर एक नियामक होता है जो आउटपुट डीसी वोल्टेज के मूल्य को नियंत्रित करता है या इसे आवश्यक स्तर पर बनाए रखता है।

उच्च-आवृत्ति रूपांतरण विभिन्न योजनाओं का उपयोग करके किया जा सकता है, लेकिन अगर हम पुश-पुल सर्किट के बारे में बात करते हैं, तो यहां हम दो प्रकारों का नाम दे सकते हैं: पावर स्विच के वर्तमान के आयताकार आकार के साथ सर्किट और चाबी के वर्तमान के एक साइनसोइडल (या अर्ध-साइनसॉइडल) आकार के साथ गुंजयमान।

कन्वर्टर्स की दक्षता मोटे तौर पर बिजली के तत्वों पर गतिशील स्विचिंग घाटे द्वारा निर्धारित की जाती है जब ऑपरेटिंग वर्तमान मानों को बदलते हैं। 100 डब्ल्यू से अधिक की शक्ति के साथ कन्वर्टर्स विकसित करने के अनुभव से पता चलता है कि स्विचिंग तत्वों (ट्रांजिस्टर) का उपयोग कम स्विचिंग समय के साथ और उनके स्विचिंग के सही प्रक्षेपवक्र के गठन के कारण मुख्य रूप से इन नुकसानों को कम करना संभव है। मौजूदा तत्व आधार, ज़ाहिर है, बल्कि उच्च गतिशील विशेषताएं हैं, लेकिन, फिर भी, वे अभी भी आदर्श से बहुत दूर हैं। इसलिए, तकनीकी प्रतिबंध अक्सर पावर सर्किट के तत्वों पर महत्वपूर्ण ओवरवॉल्टेज का कारण बनते हैं, जिसका अर्थ है कि कनवर्टर की समग्र विश्वसनीयता कम हो जाती है।

सही स्विचिंग पथ बनाना एक महत्वपूर्ण कार्य है, जो स्विचिंग ओवरवॉल्टेज को भी कम कर सकता है। यह विधि स्विचिंग तत्व (ट्रांजिस्टर स्विच) और बनाने वाले तत्व के वास्तविक शक्ति भाग के बीच ऊर्जा का पुनर्वितरण करके तथाकथित "सॉफ्ट" स्विचिंग प्रदान करती है। उनके द्वारा संचित ऊर्जा की वापसी के कारण नुकसान में कमी होती है। याद रखें कि बनाने वाले तत्वों के प्रसिद्ध प्रतिनिधि सभी प्रकार के आरसीडी सर्किट, डंपिंग रेसिस्टर्स, स्नबर्स आदि हैं।

वास्तविक कन्वर्टर्स को विकसित करने के अभ्यास से पता चलता है कि सैकड़ों से हजारों वाट की रेटेड शक्ति के साथ एक उपकरण बनाते समय, गर्मी के नुकसान को कम करने के लिए, प्रभावी शक्ति के प्रत्येक वाट के लिए सचमुच "देना" पड़ता है, जो कनवर्टर की समग्र दक्षता को कम करता है।

एक अन्य समस्या लोड में हाई-स्पीड शॉर्ट-सर्किट (शॉर्ट-सर्किट) सुरक्षा की आवश्यकता से संबंधित है। समस्या मुख्य रूप से यह है कि अत्यधिक तेजी से संरक्षण झूठी यात्राओं के लिए अतिसंवेदनशील हो जाता है, जब इसके लिए कोई खतरा नहीं होता है तब भी पलटनेवाला को ट्रिप करता है। एक सुरक्षा जो बहुत धीमी है, झूठी सकारात्मक के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन डिवाइस की रक्षा शायद ही करेगी। आपको इष्टतम सुरक्षा डिज़ाइन करने के लिए बहुत प्रयास करना होगा।

उपरोक्त के संबंध में, क्लासिक उच्च-आवृत्ति कनवर्टर बिजली कनवर्टर प्रौद्योगिकी के लिए आधुनिक आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है। इन उपकरणों के निर्माण के नए तरीकों की खोज करने की आवश्यकता है।

हाल ही में, इंजीनियर गुंजयमान ट्रांसड्यूसर को बड़ी क्षमता वाले उपकरणों के रूप में देख रहे हैं। गुंजयमान कन्वर्टर्स में, मौलिक रूप से कम गतिशील नुकसान होते हैं, वे बहुत कम हस्तक्षेप पैदा करते हैं, क्योंकि स्विचिंग हार्मोनिक्स में समृद्ध सीधे किनारों के साथ नहीं होती है, लेकिन साइनसोइडल के करीब एक चिकनी तरंग के साथ होती है,। गुंजयमान कन्वर्टर्स अधिक विश्वसनीय हैं, उन्हें लोड में तेज शॉर्ट सर्किट प्रोटेक्शन (एससी) की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि शॉर्ट सर्किट करंट लिमिडेट स्वाभाविक रूप से होता है। सच है, वर्तमान के साइनसॉइडल आकार के कारण, बिजली तत्वों में स्थैतिक नुकसान थोड़ा बढ़ जाता है, लेकिन चूंकि गुंजयमान कन्वर्टर्स बिजली तत्वों के स्विचिंग गतिशीलता पर इतनी मांग नहीं कर रहे हैं, मानक-वर्ग IGBT ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जा सकता है, जिनकी संतृप्ति वोल्टेज ताना-गति IGBT से कम है -transistors। आप एसआईटी ट्रांजिस्टर और यहां तक \u200b\u200bकि द्विध्रुवी वाले भी याद कर सकते हैं, हालांकि, साइट के लेखक की राय में, इस संदर्भ में उत्तरार्द्ध को याद नहीं करना बेहतर है।

पावर सर्किट बनाने के दृष्टिकोण से, गुंजयमान कन्वर्टर्स सरल और विश्वसनीय हैं। हालांकि, अब तक, वे आउटपुट वोल्टेज के विनियमन के साथ मूलभूत समस्याओं के कारण पारंपरिक आधा-पुल और पुल कन्वर्टर्स को विस्थापित नहीं कर पाए हैं। पारंपरिक रूप से कन्वर्टर्स पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) के आधार पर नियंत्रण के सिद्धांत का उपयोग करते हैं, और यहां कोई कठिनाई नहीं है। गुंजयमान कन्वर्टर्स में, PWM और अन्य विशेष विधियों (उदाहरण के लिए, स्विचिंग आवृत्ति को बदलकर आवृत्ति विनियमन) का उपयोग गतिशील नुकसान में वृद्धि की ओर जाता है, जो कुछ मामलों में तुलनात्मक हो जाते हैं या शास्त्रीय कन्वर्टर्स में नुकसान से अधिक हो जाते हैं। आकार देने वाले सर्किट का उपयोग एक सीमित आवृत्ति सीमा में और विनियमन की एक बहुत छोटी गहराई के साथ खुद को सही ठहराता है। स्विचिंग आवृत्ति में महत्वपूर्ण कमी के आधार पर कुछ अधिक प्रभावी तरीका है, जो औसत लोड वर्तमान में कमी की ओर जाता है, और इसलिए आउटपुट पावर। लेकिन आवृत्ति विनियमन की इस पद्धति को एक समझौता भी कहा जा सकता है, जिसका अर्थ है कि यह आधुनिक आवश्यकताओं को पर्याप्त रूप से पूरा नहीं करता है।

फिर भी, गुंजयमान कन्वर्टर्स इतने आकर्षक थे कि उनकी दक्षता बढ़ाने और गहराई को नियंत्रित करने के लिए कई और तरीकों का आविष्कार किया गया था। काश, ये विचार भी अपर्याप्त रूप से प्रभावी साबित होते। आउटपुट पर स्थापित एक अतिरिक्त पल्स रेगुलेटर के उपयोग से एक और रूपांतरण लिंक का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि यह दक्षता को कम करता है। ट्रांसफार्मर का स्विच-ओवर डिज़ाइन फिर से कनवर्टर को बहुत जटिल करता है, इसकी लागत को बढ़ाता है, और उपभोक्ता अनुप्रयोगों के लिए इसे अक्षम बनाता है।

पूर्वगामी से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि गुंजयमान कन्वर्टर्स के व्यापक उपयोग को रोकने वाली मुख्य समस्या आउटपुट वोल्टेज के गहन विनियमन के लिए एक प्रभावी विधि के निर्माण में निहित है। यदि यह समस्या हल हो जाती है, तो पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों की विशेषताओं में काफी सुधार करना संभव होगा, कनवर्टर प्रौद्योगिकी के आवेदन के पहले से ही महारत हासिल और नए क्षेत्रों में उनका आगे प्रसार।

"एल्कोन" उद्यम के विशेषज्ञ स्विचिंग आवृत्ति को कम करके विनियमन पद्धति पर शोध करने में महत्वपूर्ण प्रगति करने में कामयाब रहे। यह इस पद्धति को एक आधार के रूप में लिया गया था, क्योंकि यह गुंजयमान सर्किट के मुख्य लाभ को बरकरार रखता है - शून्य वर्तमान में स्विचिंग स्विच करना। एक पारंपरिक अनुनाद कनवर्टर में होने वाली प्रक्रियाओं के अध्ययन ने अपनी योजना को परिष्कृत करने और भार की एक विस्तृत श्रृंखला में एक अधिक कुशल विनियमन तंत्र और एक स्वीकार्य आवृत्ति सीमा प्राप्त करना संभव बना दिया, जिसने एक अंतरराष्ट्रीय पेटेंट का आधार बनाया। इसके अलावा, रेटेड लोड और शॉर्ट-सर्किट मोड दोनों में पावर ट्रांजिस्टर धाराओं के समान आयाम को प्राप्त करना संभव था, अधिकतम स्विचिंग आवृत्ति पर भी पावर ट्रांजिस्टर के माध्यम से धाराओं के माध्यम से नहीं, "सॉफ्ट" लोड विशेषता (एक पारंपरिक सर्जक कनवर्टर की तुलना में बहुत बेहतर)।

आधुनिक अनुनाद कनवर्टर का पूरा सर्किट "एल्कोन" उद्यम के "पता कैसे" का विषय है, हालांकि, पाठक को यह स्पष्ट करने के लिए कि सुधार क्या है, पेटेंट से जानकारी "निरंतर वोल्टेज के नियंत्रित गुंजयमान रूपांतरण की विधि" नीचे दी गई है।

आविष्कार विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए शक्तिशाली, सस्ते और कुशल समायोज्य उच्च आवृत्ति ट्रांजिस्टर गुंजयमान वोल्टेज कन्वर्टर्स के कार्यान्वयन के लिए है। ये वेल्डिंग कन्वर्टर्स, इंडक्शन हीटिंग इंस्टॉलेशन, रेडियो ट्रांसमीटर और बहुत कुछ हो सकते हैं।

में प्रकाशित एक समायोज्य गुंजयमान वोल्टेज कनवर्टर का एक प्रोटोटाइप है। प्रोटोटाइप में: एक दोलन अपनी अवधि के साथ बनाया जाता है और बिजली की स्विचिंग अवधि टीके; कैपेसिटिव और इंडक्टिव एनर्जी स्टोरेज का उपयोग एक निरंतर वोल्टेज स्रोत से खपत और एक रेक्टिफायर के साथ ऊर्जा के हिस्से को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है; वोल्टेज विनियमन को प्राकृतिक दोलनों की अवधि के साथ प्रतिध्वनि से अलग होने के कारण किया जाता है। कुंजी Tk की स्विचिंग आवृत्ति के लिए, के करीब।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, डायनुनिंग गतिशील नुकसान में एक महत्वपूर्ण वृद्धि की ओर जाता है और, सामान्य रूप से, कनवर्टर की विश्वसनीयता को कम कर देता है, क्योंकि चक्कर लगाने से गुंजयमान कनवर्टर का मुख्य लाभ खो देता है - शून्य धाराओं पर स्विच करना। यह सब इस तथ्य की ओर जाता है कि केवल कम-पावर कन्वर्टर्स में विधि का उपयोग करना उचित है।

काम में प्रकाशित एक निकट प्रोटोटाइप है। इस प्रोटोटाइप में, अपनी अवधि To और कुंजी Tk की स्विचिंग अवधि के साथ एक दोलन भी बनाया जाता है, लेकिन Tk\u003e To; कैपेसिटिव और इंडक्टिव एनर्जी स्टोरेज का उपयोग एक निरंतर वोल्टेज स्रोत से खपत और एक रेक्टिफायर के साथ ऊर्जा के हिस्से को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है; स्विचिंग अवधि Tk को बदलकर आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित किया जाता है। हालांकि, यहां कैपेसिटिव स्टोरेज की अतिरिक्त ऊर्जा को लोड के माध्यम से कैपेसिटिव स्टोरेज के डिस्चार्ज होने के कारण पावर स्रोत में वापस लौटा दिया जाता है, और अतिरिक्त स्विचिंग स्टोरेज का उपयोग करके पावर स्विच के वर्तमान दालों के अग्रणी छोर को सीमित किया जाता है। यह विधि गुंजयमान कनवर्टर के मुख्य लाभ को बरकरार रखती है - शून्य धाराओं पर बिजली स्विच करने की क्षमता।

दुर्भाग्य से, इस प्रोटोटाइप के कई नुकसान भी हैं। मूलभूत नुकसान में से एक रेटेड या अधिकतम आवृत्ति पर लोड सर्किट में अधिभार या शॉर्ट-सर्किट की स्थिति में स्विच की वर्तमान में वृद्धि है। चूंकि इस मामले में आगमनात्मक तत्व बड़ी मात्रा में ऊर्जा का भंडारण करते हैं, इसलिए कम समय (टीके-टू) / 2 में पूरी तरह से बिजली स्रोत पर लौटने का समय नहीं है। एक और दोष स्विच के माध्यम से वर्तमान का मजबूर रुकावट है, इस तथ्य के बावजूद कि स्विचिंग फ्रंट सेट है। यहां मुख्य तत्वों का जटिल संरक्षण करना आवश्यक हो जाता है, समग्र वोल्टेज विनियमन सीमा को बढ़ाता है, जिससे कनवर्टर के दायरे का संकुचन होता है।

जिस उपकरण के साथ इस पद्धति को लागू किया जा सकता है वह एक पारंपरिक अनुनाद आधा-पुल कनवर्टर है जिसमें एक कैपेसिटिव वोल्टेज डिवाइडर (कैपेसिटिव स्टोरेज) है और आधा ब्रिज ट्रांजिस्टर रैक और कैपेसिटिव डिवाइडर के मध्य टर्मिनल के बीच लोड से जुड़ा एक आगमनात्मक भंडारण है। अतिरिक्त आगमनात्मक संचायक शाखाओं में या प्रत्येक प्रमुख तत्व के सर्किट में शामिल हैं।

एल्कॉन एंटरप्राइज द्वारा प्रस्तावित डिवाइस, लोड वोल्टेज विनियमन की एक बड़ी श्रृंखला प्रदान करने की समस्या को हल करता है और इस प्रकार, इसके आवेदन के दायरे का विस्तार करता है। नई विधि में, आप प्रोटोटाइप के साथ कुछ उपमाएँ पा सकते हैं: और दोलन एक ही अवधि के लिए बनाए जाते हैं To और एक स्विचिंग अवधि Tk, और Tk\u003e के लिए, कैपेसिटिव और इंडक्टिव स्टोरेज का उपयोग निरंतर वोल्टेज स्रोत से खपत और ऊर्जा के भाग को एक रेक्टिफायर के साथ लोड करने के लिए भी किया जाता है। स्रोत में वापस कैपेसिटिव स्टोरेज की अतिरिक्त ऊर्जा की वापसी, Tc बदलकर वोल्टेज विनियमन किया जाता है। विधि की नवीनता इस तथ्य में निहित है कि एक साथ पहले दोलनों के साथ, दूसरे दोलन एक प्राकृतिक अवधि के साथ बनाए जाते हैं और एक स्विचिंग अवधि टीके, एक ही कैपेसिटिव स्टोरेज का उपयोग करते हुए और एक कैपेसिटिव स्टोरेज से ऊर्जा की खपत के साथ एक दूसरा इंडक्टिव स्टोरेज और एक रेक्टिफायर के साथ लोड करने के लिए एनर्जी ट्रांसफर होता है।

प्रस्तावित विधि की मुख्य विशेषता मुख्य तत्वों के माध्यम से पहले और दूसरे दोलनों की धाराओं का एक साथ प्रवाह है, जिससे कि उनके माध्यम से कुल धारा टूट न जाए, जो शॉर्ट सर्किट की स्थिति में भी आगमनात्मक भंडारण उपकरणों की ऊर्जा को अधिकतम तापमान पर वापस करने की अनुमति देता है। इस मामले में, प्रमुख तत्वों के वर्तमान का आयाम नाममात्र मूल्यों के स्तर पर रहता है। यह विधि स्विचिंग अवधि टीसी की पूरी रेंज में "काम करती है", जो गुंजयमान कनवर्टर की समस्या को सफलतापूर्वक हल करती है।

डिवाइस पर दिखाया गया चित्र 1, एक नियंत्रित मास्टर पल्स जनरेटर (1) शामिल है, जिसके आउटपुट ट्रांसिस्टर (2) और (3) के फाटकों से जुड़े होते हैं, एक आधा-पुल रैक (आधा-पुल आर्म) बनाते हैं। ट्रांजिस्टर (2) और (3) के कैपेसिटिव स्टोरेज (गुंजयमान संधारित्र), नामित (5) के माध्यम से कनेक्शन का सामान्य बिंदु, ट्रांसफार्मर-रेक्टिफायर लोड (6) के टर्मिनलों में से एक से जुड़ा हुआ है। इंडेक्टिव स्टोरेज (गुंजयमान चोक), नामित (7) और (8), श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। उनका सामान्य कनेक्शन बिंदु अन्य लोड टर्मिनल (6) से जुड़ा हुआ है। आपूर्ति वोल्टेज स्रोत (9) चोक के निचले टर्मिनलों (7) और ट्रांजिस्टर (2) के एमिटर से जुड़ा हुआ है। चोक का ऊपरी टर्मिनल (8) ट्रांजिस्टर के कलेक्टर (3) से जुड़ा हुआ है।

पर चित्र 2 इस गुंजयमान ट्रांसड्यूसर के संचालन को दर्शाने वाले रेखांकन दिखाए गए हैं। मास्टर जनरेटर (1) में दिखाए गए पैराफेज़ नियंत्रण दालों को उत्पन्न करता है अंजीर। 2 ए-बी, अवधि टू / 2 और समायोज्य स्विचिंग अवधि टीके, जो बदले में खुले ट्रांजिस्टर (2) और (3)। कनवर्टर के स्थिर-राज्य ऑपरेटिंग मोड में, समय t1 पर, ट्रांजिस्टर (2) पर एक नियंत्रण पल्स लागू किया जाता है, जबकि एक साइनसोइडल वर्तमान पल्स I1, दिखाया गया है अंजीर में 2, - तथाकथित "पहला दोलन"। इसके साथ-साथ, वर्तमान I2 ट्रांजिस्टर (3) के एंटीपैरलेल (विरोध) डायोड (4) - "दूसरा दोलन" के माध्यम से प्रवाह करना जारी रखता है।

चित्र 3 सर्किट का पहला चक्र

पर चित्र तीन सर्किट की पहली घड़ी दिखाता है, जो अंतराल में इसके व्यवहार को दर्शाता है (t1 ... t2)। गुंजयमान संधारित्र (5) वोल्टेज U5 के साथ, जिसका ग्राफ दिखाया गया है अंजीर। 2 डी, ट्रांसफॉर्मर-रेक्टिफायर लोड (6), एक ट्रांसफॉर्मर (6.1), एक रेक्टिफायर (6.2) और लोड खुद (6.3) सहित रिचार्ज किया जाता है। पहला अनुनाद चोक (7) ऊर्जा को संग्रहीत करता है। उसी समय, गुंजयमान संधारित्र (5) को एक वोल्टेज U8 के साथ दूसरे गुंजयमान चोक (8) के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है, जिसका ग्राफ इसमें दिखाया गया है अंजीर। 2 डी... चोक (8) ग्राफ पर इंगित ध्रुवता के अनुसार ऊर्जा संग्रहीत करता है।

चित्र 4 सर्किट का दूसरा चक्र

पर चित्र 4 सर्किट के दूसरे चरण को इंटरवल (t2 ... t3) में उसके व्यवहार को दर्शाते हुए दिखाया गया है। अनुनाद संधारित्र (5) ट्रांसफार्मर-रेक्टिफायर लोड (6) और पहले प्रतिध्वनि चोक (7) के माध्यम से रिचार्ज करना जारी रखता है। इसके अलावा, गुंजयमान संधारित्र (5) को दूसरे गुंजयमान चोक (8) के माध्यम से रिचार्ज किया जाता है, जो पहले से ही संकेतित ध्रुवता के अनुसार ऊर्जा वितरित करता है।

चित्र 5 सर्किट का तीसरा चक्र

पर चित्र 5 सर्किट का तीसरा चरण दिखाया गया है, जो अंतराल में इसके व्यवहार को दर्शाता है (t3 ... t4)। अनुनाद संधारित्र (5) ट्रांसफार्मर-रेक्टिफायर लोड (6) और पहले अनुनाद चोक (7) के माध्यम से आवेशित करता है, जिसमें वोल्टेज U7 ग्राफ में दिखाया गया है। अंजीर। 2 एफ... इसी समय, गुंजयमान संधारित्र (5) पहले से ही दूसरे गुंजयमान चोक (8) से चार्ज किया जा रहा है, जो संकेतित ध्रुवता के अनुसार ऊर्जा वितरित करना जारी रखता है।

चित्र 6 सर्किट का चौथा चक्र

पर चित्र 6 सर्किट का चौथा चक्र दिखाया गया है, जो अंतराल में उसके व्यवहार को दर्शाता है (t4 ... t5)। अनुनाद संधारित्र (5) ट्रांसफार्मर-रेक्टिफायर लोड (6) और पहले प्रतिध्वनि चोक (7) के माध्यम से चार्ज करना जारी रखता है, जो पहले से ही आकृति में इंगित ध्रुवता के अनुसार ऊर्जा देता है। इसी समय, गुंजयमान संधारित्र (5) दूसरे अनुनाद प्रारंभ करनेवाला (8) से चार्ज करना जारी रखता है।

पर आंकड़ा 8 सर्किट के छठे चक्र को दिखाया गया है, जो अंतराल में अपने व्यवहार को दर्शाता है (t6 ... t7)। अनुनाद संधारित्र (5) पहले से ही ऊर्जा को ट्रांसफार्मर-रेक्टिफायर लोड (6) और पहले अनुनाद चोक (7) के माध्यम से बिजली आपूर्ति (9) में स्थानांतरित करता है। इस मामले में, वर्तमान I1 अपनी दिशा बदलता है।

चित्र 9 सर्किट का सातवाँ चक्र

पर चित्र 9 सर्किट के सातवें चक्र को दिखाया गया है, जो अंतराल (t7 ... t8) में उसके व्यवहार को दर्शाता है। एक नियंत्रण पल्स ट्रांजिस्टर (3) पर लागू होता है, जबकि एक साइनसोइडल वर्तमान पल्स I2 के अनुसार प्रवाह शुरू होता है अंजीर में 2इस ट्रांजिस्टर के माध्यम से ("दूसरा दोलन")। वर्तमान I1 भी ट्रांजिस्टर (2) के एंटीपैरल समानांतर डायोड (10) - "पहला दोलन" के माध्यम से प्रवाह करना जारी रखता है। अनुनाद संधारित्र (5) ट्रांसफॉर्मर-रेक्टिफायर लोड (6) के माध्यम से ऊर्जा और आपूर्ति वोल्टेज स्रोत (9) को पहला अनुनाद चोक (7) और दूसरा अनुनाद चोक (8) से ऊर्जा देता है।

पर चित्र 11 सर्किट के नौवें चक्र को दर्शाता है, जो अंतराल में उसके व्यवहार को दर्शाता है (t9 ... t10)। सभी भंडारण उपकरण अपनी ऊर्जा छोड़ देते हैं।

पर चित्र 13 सर्किट के अंतिम चक्र को दर्शाता है, जो अंतराल में अपने व्यवहार को दर्शाता है (t11 ... t1)। गुंजयमान संधारित्र (5) का एक निर्वहन होता है, फिर प्रक्रियाओं को दोहराया जाता है।

ध्यान दें: समय अंतराल में t6-t7, ऊर्जा स्रोत में वापस आ जाती है, क्योंकि वर्तमान I1 अपनी दिशा बदलता है। वर्तमान I1 का नकारात्मक आयाम कनवर्टर के भार से निर्धारित होता है। यह तथ्य विधि के अतिरिक्त लाभों को निर्धारित करता है - स्विच के माध्यम से वर्तमान का आयाम लोड में शॉर्ट सर्किट तक नहीं बढ़ता है। इसके अलावा, धाराओं के माध्यम से समस्या पूरी तरह से अनुपस्थित है, जो ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करना आसान और अधिक विश्वसनीय बनाती है। शॉर्ट सर्किट मोड को रोकने के लिए तेजी से सुरक्षा बनाने की समस्या भी गायब हो जाती है।

यह विचार प्रोटोटाइप और धारावाहिक उत्पादों का आधार था जो एल्कॉन वर्तमान में उत्पादन कर रहा है। उदाहरण के लिए, 1.8 kW की क्षमता वाला एक वोल्टेज कनवर्टर, जो भूमिगत पाइपलाइनों के लिए एक कैथोडिक सुरक्षा स्टेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है, एकल-चरण AC 220 V 50 Hz द्वारा संचालित है। यह एक अंतर्निहित विरोध डायोड के साथ IRG4PC30UD प्रकार के अल्ट्रा-फास्ट क्लास के पावर आईजीबीटी ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है, गुंजयमान संधारित्र (5) की क्षमता 0.15 μF है, प्रतिध्वनि चोक (7) और (8) की प्रेरण 25 μH प्रत्येक है। प्राकृतिक दोलनों की अवधि 12 μs है, ट्रांसफार्मर का परिवर्तन अनुपात (6.1) 0.5 है, जो रेटेड लोड (0.8 ... 2.0) ओम की सीमा निर्धारित करता है। स्विचिंग अवधि टीके के न्यूनतम मूल्य के लिए, 13 μ के बराबर (एक स्विचिंग आवृत्ति fk के बराबर 77 kHz पर) और 1 ओम का भार, क्रमशः धाराओं I1 और I2 के आयाम, प्लस 29 ए और माइनस 7 हैं। 0.5 ओम के भार के लिए, धाराओं I1 और I2 के आयाम क्रमशः, प्लस 29 ए और माइनस 14 ए। शॉर्ट सर्किट के मामले में, ये मूल्य प्लस 29 ए और माइनस 21 ए हैं, लोड के माध्यम से औसत वर्तमान 50 ए है, अर्थात, शॉर्ट सर्किट करंट को सीमित करने का प्रभाव दिखाई देता है।

पर चित्र 14 कनवर्टर के नियंत्रण विशेषताओं के परिवार को दिखाया गया है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि संपूर्ण स्विचिंग आवृत्ति रेंज पर, स्विचिंग दालों को शून्य धाराओं पर लागू किया जाता है। ये परिणाम ORCAD 9.1 सर्किट मॉडलिंग प्रणाली में प्राप्त किए गए थे, फिर एक पूर्ण पैमाने पर मॉडल पर परीक्षण किया गया।

तुलना के लिए, पर चित्र 15 शक्ति के समान एक शास्त्रीय गुंजयमान ट्रांसड्यूसर के नियंत्रण विशेषताओं का एक परिवार प्रस्तुत किया गया है। धाराओं के माध्यम से होने के कारण न्यूनतम स्विचिंग अवधि टीके बढ़ जाती है और 14 μs (स्विचिंग आवृत्ति fk के बराबर 72 kHz) है। इस रेटेड आवृत्ति के लिए, स्विचिंग मोड शून्य वर्तमान पर है। 1 ओम के लोड प्रतिरोध के लिए, लोड वर्तमान का आयाम 30A है, 0.5 ओम के प्रतिरोध के लिए, आयाम पहले से ही 58A है। शॉर्ट सर्किट के मामले में, ट्रांजिस्टर के माध्यम से धारा का आयाम 100 ए से अधिक हो जाता है, और पावर ट्रांजिस्टर का स्विचिंग शून्य धाराओं पर नहीं होता है, और औसत लोड वर्तमान 180 ए से अधिक हो जाता है। इस प्रकार, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एक दुर्घटना को खत्म करने के लिए फास्ट शॉर्ट सर्किट संरक्षण की आवश्यकता है। ...

विनियमन अनुभाग "ए" (पतली रेखाएं) स्विचिंग मोड को शून्य वर्तमान में नहीं करता है। विनियमन खंड "बी" व्यावहारिक हित का है जब स्विचिंग आवृत्ति नाममात्र की तुलना में दो या अधिक बार कम होती है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि एक क्लासिक कनवर्टर के लिए इस तरह से नियमन की गहराई एल्कॉन कनवर्टर की तुलना में बहुत कम है, और कम स्विचिंग आवृत्ति पर संचालित करने की आवश्यकता एक क्लासिक कनवर्टर के विशिष्ट ऊर्जा प्रदर्शन को खराब करती है। प्रस्तावित कनवर्टर "एल्कोन" में व्यावहारिक रूप से स्वीकार्य नियंत्रण विशेषताएं और स्विचिंग आवृत्ति की एक श्रृंखला है।

नरम लोड विशेषता को देखते हुए, एक एसी वोल्टेज के साथ समानांतर में जुड़े दो कन्वर्टर्स के चरण नियंत्रण द्वारा एक निश्चित आवृत्ति पर आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करना संभव है। इस विकल्प का परीक्षण 1.2 kW मॉडल पर किया गया था। आउटपुट वोल्टेज शून्य से अधिकतम तक होता है।

प्राप्त परिणामों से पता चलता है कि गुंजयमान रूपांतरण की एक नई विधि का उपयोग करने वाले वोल्टेज कन्वर्टर्स को पारंपरिक कन्वर्टर्स का उपयोग करने के सभी क्षेत्रों में व्यापक आवेदन मिलेगा, जो पीडब्ल्यूएम के दसियों या अधिक किलोवाट के विनियमन के साथ हैं।

और अब - धारावाहिक उत्पादन के बारे में थोड़ा। एल्कॉन उद्यम का उत्पादन:
- 0.6, 1.5, 3.0 और 5.0 किलोवाट की क्षमता वाले कैथोडिक सुरक्षा स्टेशन, नाममात्र मोड में दक्षता के साथ 93% से अधिक नहीं;
- 220 वोल्ट 50 हर्ट्ज नेटवर्क से संचालित 5.0 और 8.0 किलोवाट की शक्ति के साथ मैनुअल आर्क वेल्डिंग के लिए स्रोत;
- 380 वोल्ट 50 हर्ट्ज के तीन-चरण नेटवर्क से संचालित 12 किलोवाट की शक्ति के साथ मैनुअल आर्क वेल्डिंग के लिए स्रोत;
- 220 वोल्ट 50 हर्ट्ज नेटवर्क से संचालित 7.0 किलोवाट की शक्ति वाले खाली फोर्जिंग के लिए स्रोत;
- 200 k से 650 V तक के इनपुट वोल्टेज और 400 V के आउटपुट वोल्टेज के साथ 5.0 kW की शक्ति वाली एक उच्च-वोल्टेज सौर बैटरी के लिए कन्वर्टर्स; 100 हर्ट्ज की आवृत्ति और आधे तरंगों के बाद के वितरण के साथ एक sinusoidal कानून के अनुसार कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज को संशोधित करते समय, बिजली सौर बैटरी से 220 वोल्ट 50 हर्ट्ज नेटवर्क में प्रेषित की गई थी।
कंपनी के कर्मचारियों को उम्मीद है कि यह विचार उन अनुभवी रेडियो एमेच्योर को भी प्रेरित करेगा जो वेल्डिंग उपकरण के निर्माण में लगे हुए हैं।

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गुंजयमान इनवर्टर व्यापक रूप से कनवर्टर प्रौद्योगिकी में जाना जाता है। वे दोलनशील सर्किट के कारण विद्युत सर्किट में वर्तमान का एक हार्मोनिक रूप प्रदान करते हैं। एक गुंजयमान पलटनेवाला के संचालन के सिद्धांत पर विचार करें, जो चित्र 5 में चित्र और आरेखों द्वारा चित्रित किया गया है।

चित्रा 5.13 - एक गुंजयमान पलटनेवाला के संचालन का सिद्धांत

इस आंकड़े में, एस 1, एस 2 एंटीपेज़ में सक्रिय नियंत्रित कुंजी हैं। जब स्विच एस 1 बंद हो जाता है, तो वर्तमान I 1 हार्मोनिक कानून के अनुसार बढ़ने लगता है। नुकसान के साथ लूप की प्राकृतिक आवृत्ति है

(5.8)

अंतराल 0 0/2 के माध्यम से, सर्किट में वर्तमान शून्य हो जाएगा और स्विच बंद शक्ति के एक शून्य मूल्य पर खुलता है। समय t1 पर, स्विच S2 बंद है और प्रतिक्रियाशील तत्वों के बीच ऊर्जा के कंपन विनिमय के कारण भार में धारा का एक नकारात्मक आधा-तरंग बनता है। फिर से, टी 0/2 के माध्यम से, सर्किट में वर्तमान शून्य हो जाता है, एस 2 खुलता है और कुंजी एस 1 बंद हो जाता है, और इसी तरह। समोच्च का गुणवत्ता कारक

(5.9)

यदि कुंजी की स्विचिंग आवृत्ति सर्किट के अनुनाद आवृत्ति से मेल खाती है
, फिर लोड भर में वोल्टेज तरंग हार्मोनिक के करीब है, और इसका प्रभावी मूल्य है
(5.10)

लोड को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है (चित्र 5.13 में) या किसी भी प्रतिक्रियाशील तत्वों के साथ समानांतर में, आमतौर पर एक संधारित्र।

गुंजयमान इनवर्टर के फायदे:

ए) स्विचिंग के लिए बिजली के नुकसान में कमी। विशेष रूप से चाबियों के मापदंडों के एक बड़े तकनीकी प्रसार की स्थितियों में। तथाकथित "सॉफ्ट" स्विचिंग प्रदान की जाती है,

बी) उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप के स्तर को कम करने, दोनों विकिरणित (रेडियो हस्तक्षेप) और तारों (प्रवाहकीय) के माध्यम से प्रचारित, आपूर्ति नेटवर्क में और लोड में,

c) पुश-पुल सर्किट में धाराओं के माध्यम से अनुपस्थिति होती है

विश्वसनीयता बढ़ी।

गुंजयमान इनवर्टर के नुकसान:

ए) अनुनाद की घटना के कारण आपूर्ति वोल्टेज पर प्रतिक्रियाशील तत्वों पर वोल्टेज का एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त;

ख) आयताकार वोल्टेज की तुलना में फिल्टर को चौरसाई के आकार में वृद्धि;

c) कुंजियों की उच्च स्थापना शक्ति।

एक गुंजयमान पलटनेवाला के साथ एक ट्रांजिस्टर कनवर्टर का अनुमानित आरेख चित्र 5.14 में दिखाया गया है। लोड आर एच एक पूर्ण-तरंग रेक्टिफायर वीडी 1 और वीडी 2 के माध्यम से कैपेसिटर सी के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है।

चित्रा 5.14 - गुंजयमान पलटनेवाला के साथ कनवर्टर

टीवी ट्रांसफार्मर, साधन और भार के बीच वोल्टेज स्तर मिलान और गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करता है। आउटपुट वोल्टेज नियंत्रण सर्किट की घड़ी आवृत्ति (एफ टी) के आवृत्ति मॉडुलन द्वारा स्थिर होता है। जिसके लिए f T को सर्किट L K C K के गुंजयमान आवृत्ति से थोड़ा कम चुना जाता है। आवृत्ति को समायोजित करके, लगभग 0.1% की अस्थिरता प्राप्त की जा सकती है। गैर-गुंजयमान पलटनेवाला सर्किट की तुलना में शोर का स्तर लगभग 15 डीबी कम है।

कई विशेष और सार्वभौमिक नियंत्रक इनवर्टर की कुंजी को नियंत्रित करने के लिए विकसित किए गए हैं, उदाहरण के लिए, 1114EU1 ... 1114EU5, UC3846, UC3875, TL494, TL599, आदि।

5.5 समाधान के साथ कन्वर्टर्स के लिए कार्यों के उदाहरण

उदाहरण 5.5.1

प्रारंभिक आंकड़े:एक रेक्टिफायर और आउटपुट स्मूथिंग फिल्टर के साथ एक वोल्टेज कनवर्टर है, जिसके सर्किट को चित्र 5.15 में दिखाया गया है। इसके पैरामीटर:
,,
,
,
.

परिभाषित करें इस स्रोत के लोड पर वोल्टेज का परिमाण (सभी तत्व आदर्श हैं)।

चित्रा 5.15 - बिजली की आपूर्ति आरेख

फेसला। बिजली की आपूर्ति के चौरसाई फिल्टर (डायोड VD3) के इनपुट में वोल्टेज चित्र 5.16 में दिखाया गया है।

निरंतर घटक है

,

कहाँ पे
- परिवर्तन अनुपात,

- नाड़ी कर्तव्य चक्र।

चित्र 5.16 - रेक्टिफायर आउटपुट वोल्टेज तरंग

उदाहरण 5.5.2

प्रारंभिक आंकड़े:इन्वर्टर के आउटपुट में वोल्टेज वेवफॉर्म चित्र 5.17 जैसा दिखता है।

परिभाषित करेंइन्वर्टर नियंत्रण दालों के कर्तव्य चक्र का इष्टतम मूल्य (
) 3 जी और 5 वें हार्मोनिक्स की न्यूनतम सामग्री के संदर्भ में।

फेसला। एक वर्ग तरंग के लिए आउटपुट वोल्टेज के हार्मोनिक घटकों में कर्तव्य चक्र पर निम्न निर्भरता होती है:

इस अभिव्यक्ति के अनुसार, हम तीन हार्मोनिक्स k \u003d 1, k \u003d 3 और k \u003d 5 (छवि। 5.18) के लिए समायोजन घटता का निर्माण करते हैं।

चित्रा 5.18 - इन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज के हार्मोनिक घटक

चित्रमय निर्भरताओं से यह देखा जा सकता है कि 3 और 5 वें हार्मोनिक्स की न्यूनतम सामग्री K 3 \u003d 0.73 पर होती है।

उदाहरण 5.5.3

प्रारंभिक आंकड़े: रेक्टिफायर डायोड (छवि 5.19) के रिवर्स कनेक्शन के साथ एकल-समाप्त कनवर्टर है। योजना पैरामीटर:
,
,
,
.

चित्रा 5.19 - वोल्टेज कनवर्टर

परिभाषित करेंआदर्श कुंजी के लिए भरण कारक का न्यूनतम मूल्य।

फेसला।नाममात्र मोड में ट्रांसफार्मर के उत्पादन में, अधिकतम वोल्टेज 30V है, क्योंकि
... औसत आउटपुट वोल्टेज है
... न्यूनतम कर्तव्य चक्र अधिकतम वोल्टेज विचलन से मेल खाता है, अर्थात।

.

उदाहरण 5.5.4

प्रारंभिक आंकड़े:मापदंडों के साथ एक आधा-पुल इन्वर्टर पर आधारित एक वोल्टेज कनवर्टर (Fig.5.20) है:
,
, भार बिजली
.

चित्रा 5.20 - वोल्टेज कनवर्टर

परिभाषित करेंएक बंद ट्रांजिस्टर (VT1 या VT2) के कलेक्टर में वोल्टेज और ट्रांसफार्मर I के प्राथमिक सर्किट में वर्तमान का अधिकतम मूल्य।

फेसला।बंद ट्रांजिस्टर के कलेक्टर पर वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज स्तर से अधिक नहीं है, अर्थात।
.

ट्रांसफार्मर के प्राथमिक सर्किट में वर्तमान का अधिकतम मूल्य है: