Tradicinis transformatorius negali dirbti tiesiogiai esant pastoviai nuolatinei įtampai. Transformatoriai priklauso nuo kintančio magnetinio lauko, kad perduotų energiją iš vienos apvijos į kitą. Kintamoji srovė natūraliai sukuria tą besikeičiantį magnetinį lauką. Nuolatinė srovė, kai ji yra pastovi, neveikia.
Štai kodėl standartinis maitinimo transformatorius, prijungtas prie nuolatinės srovės, įprastu būdu nepadidins ar sumažins įtampos. Vietoj to, po trumpo perjungimo momento apvija gali veikti beveik kaip trumpasis jungimas. Rezultatas gali būti perkaitimas, izoliacijos įtempimas, perdegę saugikliai, pažeistos apvijos arba įrangos gedimas.
Vis dėlto daugelis pirkėjų ieško a nuolatinės srovės įtampos transformatorius nes jiems reikia paversti vieną nuolatinę įtampą kita. Daugeliu atvejų tinkamas įrenginys nėra vien tradicinis transformatorius. Tai DC-DC keitiklis, perjungimo maitinimo šaltinis, inverteriu pagrįsta sistema arba elektroninis keitiklis, kuris naudoja aukšto dažnio perjungimą, kad būtų galima konvertuoti įtampą.
Kodėl transformeriams reikia keisti srovę
Transformatorius turi pirminę apviją, antrinę apviją ir magnetinę šerdį. Kai kintamoji srovė teka per pirminę apviją, srovė nuolat kyla ir krinta. Tai sukuria kintantį magnetinį srautą šerdyje. Šis besikeičiantis srautas sukelia įtampą antrinėje apvijoje.
Be pokyčių nėra nuolatinės indukcijos.
Tai yra esminis dalykas. Transformatorius neperduoda galios vien dėl to, kad yra įtampa. Jis perduoda galią, nes keičiasi magnetinis laukas. Standartinis kintamosios srovės tiekimas sukuria šią sąlygą automatiškai.
DC ne. Pavyzdžiui, baterija užtikrina pastovią įtampą viena kryptimi. Prijungus, srovė gali trumpam pasikeisti perjungimo momentu, tačiau po to magnetinis laukas tampa pastovus.
Kas atsitiks, jei DC bus pritaikytas transformatoriui?
Jei normaliai transformatoriaus apvijai taikoma pastovi nuolatinė srovė, gali kilti keletas problemų.
Pirma, transformatoriaus šerdis gali prisotinti. Šerdies prisotinimas reiškia, kad magnetinė medžiaga nebegali normaliai reaguoti į papildomą įmagnetinimo jėgą.
Antra, apvijos srovė gali tapti labai didelė, nes apvijos varža paprastai yra maža. Kintamosios srovės veikimo metu indukcinė varža riboja srovę. Naudojant DC, ši reaktyvumas po pradinio pereinamojo laikotarpio nesielgia taip pat.
Trečia, greitai kaupiasi šiluma. Perteklinė srovė gali pažeisti apvijų izoliaciją, deformuoti vidines dalis arba sudeginti transformatorių.
Štai kodėl įprastą kintamosios srovės transformatorių prijungti tiesiai prie nuolatinės srovės yra nesaugu ir to daryti negalima.
Kodėl žmonės sako, kad egzistuoja nuolatinės srovės transformatoriai
Frazė nuolatinės srovės įtampos transformatorius yra įprastas prekių paieškoje, tačiau dažniausiai tai yra trumpinys. Tikra inžinerine kalba produktas gali būti vienas iš šių:
- DC-DC keitiklis
- Perjungiamas maitinimo šaltinis
- Izoliuotas nuolatinės srovės keitiklis
- Buck konverteris
- Padidinimo keitiklis
- Buck-boost konverteris
- Inverterių ir transformatorių sistema
- Aukšto dažnio maitinimo modulis
Šie įrenginiai gali konvertuoti nuolatinę įtampą, tačiau tai daro elektroniniu būdu. Pirmiausia jie greitai įjungia ir išjungia DC, sukurdami besikeičiančią bangos formą. Tada ta besikeičianti bangos forma gali praeiti per aukšto dažnio transformatorių arba induktorių prieš ištaisant ir reguliuojant atgal į nuolatinę srovę.
Taigi transformatorius vis dar gali būti įrenginio viduje, bet jis neveikia tiesiogiai iš nuolatinės nuolatinės srovės.
Kaip veikia DC-DC konvertavimas
DC-DC keitiklis keičia vieną nuolatinės srovės įtampos lygį į kitą. Pavyzdžiui, jis gali konvertuoti 48 V DC į 12 V DC, 24 V DC į 5 V DC arba 12 V DC į 48 V DC.
Procesas paprastai apima:
- DC įvesties perjungimas aukštu dažniu
- Energijos kaupimas ir perdavimas per induktorius arba transformatorius
- Perjungtos bangos formos ištaisymas
- Išvesties filtravimas
- Įtampos reguliavimas per valdymo elektroniką
Taip šiuolaikinė galios elektronika leidžia praktiškai konvertuoti nuolatinės srovės įtampą.
Izoliuotas ir neizoliuotas nuolatinės srovės konvertavimas
Ne visi nuolatinės srovės keitikliai yra vienodi.
Neizoliuotas keitiklis keičia įtampą neatskiriant įvesties ir išvesties. Buck ir Boost konverteriai yra dažni pavyzdžiai.
Izoliuotame keitiklyje grandinės viduje naudojamas aukšto dažnio transformatorius. Tai užtikrina elektrinį įvesties ir išvesties atskyrimą, o tai gali pagerinti saugą, sumažinti triukšmo kelius arba atitikti sistemos projektavimo reikalavimus.
Kai pirkėjai prašo a nuolatinės srovės įtampos transformatorius, jiems dažnai reikia izoliuoto DC-DC keitiklio, o ne paprasto neizoliuoto modulio.
Bendrosios programos
DC įtampos konvertavimas naudojamas daugelyje pramonės šakų.
Įprastos programos apima:
- Baterijų sistemos
- Saulės energijos įranga
- Elektrinės transporto priemonės
- Telekomunikacijų maitinimo sistemos
- Pramoniniai valdikliai
- LED apšvietimas
- Geležinkelio elektronika
- Jūrų energijos sistemos
- Automatikos spintos
- UPS sistemos
- DC mikrotinklai
- Įkrovimo įranga
Kiekvienu atveju tinkamas įrenginys priklauso nuo įtampos diapazono, galios, izoliacijos reikalavimo, efektyvumo, aušinimo, apsaugos ir įrengimo aplinkos.
Kintamosios srovės transformatorius vs DC-DC keitiklis
Kintamosios srovės transformatorius yra paprastas, tvirtas ir efektyvus kintamosios srovės įtampos konvertavimui. Jis naudojamas paskirstymo sistemose, valdymo grandinėse, pramoninėse mašinose ir maitinimo šaltiniuose.
DC-DC keitiklis yra elektroninis nuolatinės srovės įtampos konvertavimo įrenginys. Jo viduje gali būti transformatorius, tačiau jame taip pat yra perjungimo komponentų, valdymo grandinių, lygintuvų ir filtrų.
Skirtumas yra svarbus perkant. Jei įvestis yra kintamoji srovė, transformatorius gali būti tinkamas. Jei įvestis yra nuolatinė, paprastai reikalingas DC-DC keitiklis arba perjungiama maitinimo sistema.
Ką pirkėjai turėtų patikrinti
Prieš rinkdamiesi įrangą, patvirtinkite šią informaciją:
- Ar įvestis yra AC ar DC?
- Koks yra įvesties įtampos diapazonas?
- Kokia išėjimo įtampa reikalinga?
- Kiek galios ar srovės reikia?
- Ar reikalinga elektros izoliacija?
- Kokio efektyvumo tikimasi?
- Koks temperatūros diapazonas taikomas?
- Ar apkrova nuolatinė ar su pertrūkiais?
- Kokia apsauga reikalinga?
- Ar aplinka viduje, lauke, drėgna, dulkėta ar karšta?
- Kokio montavimo stiliaus reikia?
- Kokie standartai ar sertifikatai taikomi?
Šie klausimai padeda išvengti transformatoriaus pirkimo, kai sistemai iš tikrųjų reikia keitiklio.
Dažnos klaidos, kurių reikia vengti
Viena dažna klaida yra manyti, kad bet koks įtampos įrenginys gali veikti su kintamąja arba nuolatine srove. Tai negali. Įvesties tipas turi atitikti produkto įvertinimą.
Kita klaida yra termino transformatorius naudojimas kiekvienam maitinimo šaltiniui. Tai gali lemti neteisingą produkto pasirinkimą.
Trečioji klaida – izoliacijos ignoravimas. Kai kurioms nuolatinės srovės sistemoms reikalinga izoliuota išvestis saugos ar triukšmo kontrolei, o kitose galima naudoti neizoliuotą konversiją.
Galiausiai pirkėjai turėtų vengti DC tiesiogiai prijungti prie kintamosios srovės transformatoriaus bandymams. Tai gali greitai sugadinti transformatorių.
Išvada
Tradiciniai transformatoriai negali dirbti tiesiogiai esant pastoviai nuolatinei įtampai, nes jiems reikia kintančio magnetinio lauko. AC natūraliai užtikrina tą kintantį lauką, o nuolatinė DC ne. Taikant DC standartiniam transformatoriui, šerdies prisotinimas, per didelė srovė, perkaitimas ir sugadinimas.
Kai žmonės ieško a nuolatinės srovės įtampos transformatorius, jiems paprastai reikia DC-DC keitiklio, perjungimo maitinimo šaltinio arba izoliuoto maitinimo modulio. Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo įvesties įtampos, išėjimo įtampos, nominalios galios, izoliacijos, efektyvumo ir veikimo aplinkos.
Norėdami gauti informacijos apie transformatorių ir įtampos konvertavimo gaminius, apsilankykite J. S. Ningi.
