12 నుండి 220 V వరకు వోల్టేజ్ కన్వర్టర్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ ప్రామాణిక మెయిన్స్ కరెంట్ను వినియోగించే విద్యుత్ పరికరాలను ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ మూలానికి కనెక్ట్ చేయాల్సిన అవసరం ఉంది. చాలా సందర్భాలలో, ఈ నెట్వర్క్ అందుబాటులో లేదు. స్వయంప్రతిపత్త గ్యాసోలిన్ జనరేటర్ యొక్క ఉపయోగం దాని నిర్వహణ కోసం నియమాలకు అనుగుణంగా అవసరం: పని ఇంధనం, వెంటిలేషన్ స్థాయిని నిరంతరం పర్యవేక్షించడం. కారు బ్యాటరీలతో పూర్తి చేసిన కన్వర్టర్ల ఉపయోగం సమస్యను ఉత్తమ మార్గంలో పరిష్కరించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
విషయము
ఆపరేషన్ యొక్క ఉద్దేశ్యం మరియు సూత్రం
వోల్టేజ్ కన్వర్టర్ అంటే ఏమిటి. ఇన్పుట్ సిగ్నల్ పరిమాణాన్ని మార్చే ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం పేరు ఇది. ఇది స్టెప్ అప్ లేదా స్టెప్ డౌన్ పరికరంగా ఉపయోగించవచ్చు. మార్పిడి తర్వాత ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ దాని పరిమాణం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ రెండింటినీ మార్చగలదు.DC వోల్టేజీని (దానిని మార్చడం) AC అవుట్పుట్ సిగ్నల్గా మార్చే అటువంటి పరికరాలను ఇన్వర్టర్లు అంటారు.
వోల్టేజ్ కన్వర్టర్లు వినియోగదారులకు AC శక్తిని సరఫరా చేసే స్వతంత్ర పరికరంగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు ఇతర ఉత్పత్తులలో భాగం కావచ్చు: వ్యవస్థలు మరియు నిరంతర విద్యుత్ సరఫరా, అవసరమైన విలువకు ప్రత్యక్ష వోల్టేజ్ను పెంచే పరికరాలు.
ఇన్వర్టర్లు హార్మోనిక్ ఆసిలేషన్స్ యొక్క వోల్టేజ్ జనరేటర్లు. ఒక ప్రత్యేక నియంత్రణ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి ఒక DC మూలం ఆవర్తన ధ్రువణ మార్పిడి మోడ్ను సృష్టిస్తుంది. ఫలితంగా, లోడ్ కనెక్ట్ చేయబడిన పరికరం యొక్క అవుట్పుట్ పరిచయాల వద్ద AC వోల్టేజ్ సిగ్నల్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. దాని విలువ (వ్యాప్తి) మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క మూలకాలచే నిర్ణయించబడతాయి.
నియంత్రణ పరికరం (కంట్రోలర్) మూలం యొక్క స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని మరియు అవుట్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క ఆకృతిని సెట్ చేస్తుంది మరియు దాని వ్యాప్తి సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ దశ యొక్క మూలకాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. AC సర్క్యూట్పై లోడ్ తీసుకునే గరిష్ట శక్తి కోసం అవి రేట్ చేయబడతాయి.
కంట్రోలర్ అవుట్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క పరిమాణాన్ని నియంత్రించడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది పప్పుల వ్యవధిని (వాటి వెడల్పును పెంచడం లేదా తగ్గించడం) నియంత్రించడం ద్వారా సాధించబడుతుంది. లోడ్ వద్ద అవుట్పుట్ సిగ్నల్ విలువలో మార్పుల గురించి సమాచారం ఫీడ్బ్యాక్ సర్క్యూట్ ద్వారా కంట్రోలర్లోకి ప్రవేశిస్తుంది, దీని ఆధారంగా అవసరమైన పారామితులను సేవ్ చేయడానికి దానిలో నియంత్రణ సిగ్నల్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ పద్ధతిని PWM (పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్) సిగ్నల్స్ అంటారు.
12V వోల్టేజ్ కన్వర్టర్ యొక్క పవర్ అవుట్పుట్ కీల సర్క్యూట్లలో, శక్తివంతమైన మిశ్రమ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు, సెమీకండక్టర్ థైరిస్టర్లు మరియు ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లను ఉపయోగించవచ్చు. కంట్రోలర్ సర్క్యూట్లు మైక్రో సర్క్యూట్లపై అమలు చేయబడతాయి, ఇవి అవసరమైన ఫంక్షన్లతో (మైక్రోకంట్రోలర్లు) సిద్ధంగా ఉన్న పరికరాలు, అటువంటి కన్వర్టర్ల కోసం ప్రత్యేకంగా రూపొందించబడ్డాయి.
వినియోగదారు పరికరాల సాధారణ ఆపరేషన్ కోసం అవసరమైన సిగ్నల్తో ఇన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ను అందించడానికి కంట్రోల్ సర్క్యూట్ కీల ఆపరేషన్ క్రమాన్ని అందిస్తుంది. అదనంగా, కంట్రోల్ సర్క్యూట్ తప్పనిసరిగా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క సగం-తరంగాల సమరూపతను నిర్ధారించాలి. అవుట్పుట్ వద్ద స్టెప్-అప్ పల్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లను ఉపయోగించే సర్క్యూట్లకు ఇది చాలా ముఖ్యం. వాటి కోసం, స్థిరమైన వోల్టేజ్ భాగం యొక్క రూపాన్ని, సమరూపత విచ్ఛిన్నం అయినప్పుడు కనిపించవచ్చు, ఇది ఆమోదయోగ్యం కాదు.
వోల్టేజ్ ఇన్వర్టర్ (VIN) సర్క్యూట్లను నిర్మించడానికి అనేక ఎంపికలు ఉన్నాయి, అయితే 3 ప్రధానమైనవి వాటి నుండి వేరు చేయబడ్డాయి:
- IN ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేని వంతెన;
- తటస్థ వైర్తో ట్రాన్స్ఫార్మర్ IN;
- ట్రాన్స్ఫార్మర్తో వంతెన సర్క్యూట్.
వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి దాని ఫీల్డ్లో అప్లికేషన్ను కనుగొంటుంది, దానిలో ఉపయోగించిన విద్యుత్ వనరు మరియు విద్యుత్ వినియోగదారులకు అవసరమైన అవుట్పుట్ శక్తిని బట్టి. వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి తప్పనిసరిగా రక్షణ మరియు సిగ్నలింగ్ అంశాలతో అందించబడాలి.
DC మూలం యొక్క అండర్వోల్టేజ్ మరియు ఓవర్వోల్టేజ్ రక్షణ "ఇన్పుట్లో" ఇన్వర్టర్ల ఆపరేటింగ్ పరిధిని నిర్ణయిస్తుంది. వినియోగదారు పరికరాల సాధారణ ఆపరేషన్ కోసం అధిక మరియు తక్కువ అవుట్పుట్ AC వోల్టేజ్కు వ్యతిరేకంగా రక్షణ అవసరం. ఉపయోగించబడుతున్న లోడ్ యొక్క అవసరాలకు అనుగుణంగా ఆపరేటింగ్ పరిధి సెట్ చేయబడింది.ఈ రకమైన రక్షణ రివర్సిబుల్, అనగా, పరికరాల పారామితులు సాధారణ స్థితికి పునరుద్ధరించబడినప్పుడు, పనిని పునరుద్ధరించవచ్చు.
లోడ్లో షార్ట్ సర్క్యూట్ లేదా అవుట్పుట్ కరెంట్లో అధిక పెరుగుదల కారణంగా రక్షణ పర్యటనలు జరిగితే, పరికరాలను ఆపరేట్ చేయడానికి ముందు ఈ సంఘటన యొక్క కారణాల యొక్క సమగ్ర విశ్లేషణ అవసరం.
స్థానిక పవర్ గ్రిడ్ను రూపొందించడానికి 12V కన్వర్టర్ అత్యంత అనుకూలమైనది. పెద్ద సంఖ్యలో కార్లు మరియు 12V DC బ్యాటరీల ఉనికి వినియోగదారుల అవసరాలను తీర్చడానికి వాటిని ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇటువంటి నెట్వర్క్లను మీ స్వంత కారు నుండి ప్రారంభించి వివిధ ప్రదేశాలలో సృష్టించవచ్చు. అవి మొబైల్ మరియు పార్కింగ్ స్థలంపై ఆధారపడవు.
12 నుండి 220 వోల్ట్ల వరకు కన్వర్టర్ల రకాలు
12 నుండి 220 వరకు సాధారణ కన్వర్టర్లు తక్కువ విద్యుత్ వినియోగదారుల కోసం రూపొందించబడ్డాయి. అవుట్పుట్ సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క నాణ్యత మరియు సిగ్నల్ ఆకారం కోసం అవసరాలు తక్కువగా ఉంటాయి. వారి క్లాసిక్ సర్క్యూట్లు PWM మైక్రోకంట్రోలర్లను ఉపయోగించవు. మల్టీవైబ్రేటర్, లాజిక్ ఎలిమెంట్స్ AND-NOTపై సమీకరించబడి, 100 Hz పునరావృత రేటుతో విద్యుత్ ప్రేరణలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. యాంటీ-ఫేజ్ సిగ్నల్ను రూపొందించడానికి D-ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది మాస్టర్ ఓసిలేటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని 2 ద్వారా విభజిస్తుంది. ప్రత్యక్ష మరియు విలోమ ట్రిగ్గర్ అవుట్పుట్ల వద్ద దీర్ఘచతురస్రాకార పప్పుల రూపంలో యాంటీఫేస్ సిగ్నల్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.
ఈ సంకేతం, లాజిక్ మూలకాలపై బఫర్ మూలకాల ద్వారా, కీ ట్రాన్సిస్టర్లపై నిర్మించిన కన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ సర్క్యూట్ను నియంత్రించదు. వారి శక్తి ఇన్వర్టర్ల అవుట్పుట్ శక్తిని నిర్ణయిస్తుంది.
ట్రాన్సిస్టర్లు మిశ్రమ బైపోలార్ మరియు ఫీల్డ్ కావచ్చు. సింక్ లేదా కలెక్టర్ సర్క్యూట్లలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్లో సగం ఉంటుంది. దీని ద్వితీయ వైండింగ్ 220 V యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కోసం రూపొందించబడింది.ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 100 Hz మల్టీవైబ్రేటర్ ఫ్రీక్వెన్సీని 2తో విభజించినందున, అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ 50 Hz అవుతుంది. గృహ ఎలక్ట్రికల్ మరియు రేడియో పరికరాలలో ఎక్కువ భాగం శక్తిని పొందేందుకు ఇటువంటి విలువ అవసరం.
సర్క్యూట్ యొక్క అన్ని మూలకాలు వాహనం యొక్క బ్యాటరీ ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యానికి వ్యతిరేకంగా స్థిరీకరణ మరియు రక్షణ కోసం అదనపు మూలకాలను ఉపయోగిస్తాయి. బ్యాటరీ కూడా వాటి నుండి రక్షించబడుతుంది.
సాధారణ కన్వర్టర్ల సర్క్యూట్లలో, రక్షణ మరియు ఆటోమేటిక్ నియంత్రణ యొక్క అంశాలు అందించబడవు. అవుట్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ ఎంపిక మరియు మాస్టర్ ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్లో చేర్చబడిన రెసిస్టర్ యొక్క నిరోధకత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. లోడ్లో షార్ట్ సర్క్యూట్కు వ్యతిరేకంగా సరళమైన రక్షణగా, సర్క్యూట్ను సరఫరా చేసే కారు బ్యాటరీ యొక్క సర్క్యూట్లో ఫ్యూజ్ ఉపయోగించబడుతుంది. అందువల్ల, ఫ్యూజ్-లింక్ల విడి సెట్ను కలిగి ఉండటం ఎల్లప్పుడూ అవసరం.
మరింత శక్తివంతమైన ఆధునిక DC-టు-AC కన్వర్టర్లు ఇతర పథకాల ప్రకారం తయారు చేయబడ్డాయి. PWM కంట్రోలర్ ఆపరేటింగ్ మోడ్ను సెట్ చేస్తుంది. ఇది అవుట్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని కూడా నిర్ణయిస్తుంది.
2000 W కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ (12 V+220 V+2000 W) అవసరమైన అవుట్పుట్ శక్తిని పొందేందుకు దాని అవుట్పుట్ దశల్లో పవర్ యాక్టివ్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క సమాంతర కనెక్షన్ను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ సర్క్యూట్తో, ట్రాన్సిస్టర్ల ప్రవాహాలు సంగ్రహించబడతాయి.
పవర్ పరామితిని పెంచడానికి మరింత నమ్మదగిన మార్గం అనేక DC / DC కన్వర్టర్లను సాధారణ DC / AC (డైరెక్ట్ కరెంట్ / ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) ఇన్వర్టర్ యొక్క ఇన్పుట్ సిగ్నల్గా కలపడం, దీని అవుట్పుట్ శక్తివంతమైన లోడ్ను కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.DC/DC కన్వర్టర్లలో ప్రతి ఒక్కటి ట్రాన్స్ఫార్మర్ అవుట్పుట్తో ఇన్వర్టర్ మరియు ఈ వోల్టేజ్ కోసం రెక్టిఫైయర్ను కలిగి ఉంటుంది. అవుట్పుట్ టెర్మినల్స్ వద్ద దాదాపు 300 V స్థిరమైన వోల్టేజ్ ఉంటుంది.అవన్నీ అవుట్పుట్ వద్ద సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
ఒక ఇన్వర్టర్ నుండి 600 W కంటే ఎక్కువ శక్తిని పొందడం కష్టం. పరికరం యొక్క మొత్తం సర్క్యూట్ బ్యాటరీ వోల్టేజ్ ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది.
ఇటువంటి సర్క్యూట్లు థర్మల్ రక్షణతో సహా అన్ని రకాల రక్షణతో అందించబడతాయి. అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్ల రేడియేటర్ల ఉపరితలంపై ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు అమర్చబడి ఉంటాయి. వారు తాపన స్థాయిని బట్టి వోల్టేజీని ఉత్పత్తి చేస్తారు. థ్రెషోల్డ్ పరికరం దానిని డిజైన్ దశలో సెట్ చేసిన దానితో పోలుస్తుంది మరియు సంబంధిత అలారంతో పరికరాన్ని ఆపడానికి సిగ్నల్ను జారీ చేస్తుంది. ప్రతి రకమైన రక్షణ దాని స్వంత సిగ్నలింగ్ పరికరంతో అమర్చబడి ఉంటుంది, తరచుగా ధ్వనిస్తుంది.
కేసులో ఇన్స్టాల్ చేయబడిన ఎయిర్ కూలర్ సహాయంతో అదనపు బలవంతంగా శీతలీకరణ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది సంబంధిత థర్మల్ సెన్సార్ యొక్క కమాండ్ వద్ద స్వయంచాలకంగా ఆపరేషన్లోకి వస్తుంది. అదనంగా, కేసు కూడా నమ్మదగిన హీట్ సింక్, ఇది ముడతలు పెట్టిన లోహంతో తయారు చేయబడింది.
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపం ప్రకారం
సింగిల్-ఫేజ్ వోల్టేజ్ కన్వర్టర్లను రెండు గ్రూపులుగా విభజించవచ్చు:
- అవుట్పుట్ వద్ద స్వచ్ఛమైన సైన్ వేవ్తో;
- సవరించిన సైన్ వేవ్తో.
మొదటి సమూహం యొక్క ఇన్వర్టర్లలో, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ స్థిరమైన వోల్టేజ్ని సృష్టిస్తుంది. దీని విలువ సైనూసోయిడల్ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తికి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఇది పరికరం యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద పొందవలసి ఉంటుంది.బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్లో, కంట్రోలర్ యొక్క పల్స్-వెడల్పు మాడ్యులేషన్ మరియు తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్ ద్వారా ఈ DC వోల్టేజ్ నుండి సైనూసాయిడ్ ఆకారంలో చాలా దగ్గరగా ఉండే భాగం వేరు చేయబడుతుంది. అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్లు హార్మోనిక్ చట్టం ప్రకారం మారే సమయానికి ప్రతి అర్ధ-చక్రంలో అనేక సార్లు తెరుచుకుంటాయి.
ఇన్పుట్ వద్ద ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేదా మోటారు ఉన్న పరికరాల కోసం స్వచ్ఛమైన సైన్ వేవ్ అవసరం. ఆధునిక పరికరాల యొక్క ప్రధాన భాగం వోల్టేజ్ సరఫరాను అనుమతిస్తుంది, దీని ఆకారం సుమారుగా సైనూసోయిడ్ను పోలి ఉంటుంది. స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లైస్తో ఉత్పత్తుల ద్వారా ప్రత్యేకంగా తక్కువ అవసరాలు విధించబడతాయి.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరికరాలు
వోల్టేజ్ కన్వర్టర్లు ట్రాన్స్ఫార్మర్లను కలిగి ఉండవచ్చు. ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్లలో, దీర్ఘచతురస్రాకారానికి దగ్గరగా ఉండే పప్పులను ఉత్పత్తి చేసే మాస్టర్ బ్లాకింగ్ ఓసిలేటర్ల ఆపరేషన్లో వారు పాల్గొంటారు. అటువంటి జనరేటర్లో భాగంగా, పల్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగించబడుతుంది. దాని వైండింగ్లు సానుకూల అభిప్రాయాన్ని సృష్టించే విధంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఫలితంగా అన్డంప్డ్ డోలనాలు ఏర్పడతాయి.
మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ (కోర్) అధిక అయస్కాంత క్షేత్ర సామర్థ్యంతో మిశ్రమంతో తయారు చేయబడింది. దీని కారణంగా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ అసంతృప్త మోడ్లో పనిచేస్తుంది. వివిధ రకాల ఫెర్రైట్లు, పెర్మల్లాయ్ ఈ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
మల్టీవైబ్రేటర్లు ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిరోధించే జనరేటర్లను భర్తీ చేశాయి. వారు ఆధునిక మూలకం ఆధారాన్ని ఉపయోగిస్తున్నారు మరియు వారి పూర్వీకులతో పోలిస్తే అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటారు. అదనంగా, మల్టీవిబ్రేటర్ సర్క్యూట్లలో, జనరేటర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడం సాధారణ మార్గంలో సాధించబడుతుంది.
ఇన్వర్టర్ల యొక్క ఆధునిక నమూనాలలో, ట్రాన్స్ఫార్మర్లు అవుట్పుట్ దశల్లో పనిచేస్తాయి.ప్రాథమిక వైండింగ్ యొక్క మధ్య బిందువు నుండి కలెక్టర్లు లేదా వాటిలో ఉపయోగించిన ట్రాన్సిస్టర్ల కాలువలకు అవుట్పుట్ ద్వారా, బ్యాటరీ నుండి సరఫరా వోల్టేజ్ సరఫరా చేయబడుతుంది. 220 V యొక్క ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ కోసం పరివర్తన నిష్పత్తిని ఉపయోగించి ద్వితీయ వైండింగ్లు లెక్కించబడతాయి. ఈ విలువ చాలా మంది దేశీయ వినియోగదారులకు శక్తిని అందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
ఇలాంటి కథనాలు:
