Традиционални трансформатор не може радити директно на сталном једносмерном напону. Трансформатори зависе од променљивог магнетног поља за пренос енергије са једног намотаја у други. Наизменична струја природно ствара то променљиво магнетно поље. Једносмерна струја, када је константна, није.
Због тога стандардни енергетски трансформатор повезан на једносмерну струју неће повећавати или смањивати напон на нормалан начин. Уместо тога, намотај се може понашати скоро као кратак спој након кратког тренутка пребацивања. Резултат може бити прегревање, напрезање изолације, прегорели осигурачи, оштећени намотаји или квар опреме.
Ипак, многи купци траже а трансформатор једносмерног напона јер треба да претворе један једносмерни напон у други. У већини случајева, исправан уређај није само традиционални трансформатор. То је ДЦ-ДЦ претварач, прекидачко напајање, систем заснован на инвертеру или електронски претварач који користи високофреквентно пребацивање да би омогућио конверзију напона.
Зашто је трансформаторима потребна промена струје
Трансформатор има примарни намотај, секундарни намотај и магнетно језгро. Када наизменична струја тече кроз примарни намотај, струја непрекидно расте и опада. Ово ствара променљиви магнетни флукс у језгру. Тај променљиви флукс индукује напон у секундарном намотају.
Без промене нема континуиране индукције.
То је кључна тачка. Трансформатор не преноси снагу само зато што је присутан напон. Он преноси снагу јер се магнетно поље мења. Стандардно напајање наизменичном струјом аутоматски ствара овај услов.
ДЦ не. Батерија, на пример, обезбеђује стабилан напон у једном правцу. Једном повезана, струја се може накратко променити у тренутку пребацивања, али након тога магнетно поље постаје стабилно.
Шта се дешава ако се ДЦ примени на трансформатор?
Ако се стабилна једносмерна струја примени на нормалан намотај трансформатора, може доћи до неколико проблема.
Прво, језгро трансформатора може бити засићено. Засићеност језгра значи да магнетни материјал више не може нормално да реагује на додатну силу магнетизирања.
Друго, струја намотаја може постати веома висока јер је отпор намотаја обично низак. У раду наизменичне струје, индуктивна реактанса ограничава струју. Са једносмерном струјом, та реактанса се не понаша на исти начин након почетног прелазног процеса.
Треће, топлота се брзо накупља. Вишак струје може оштетити изолацију намотаја, деформисати унутрашње делове или спалити трансформатор.
Због тога повезивање нормалног АЦ трансформатора директно на ДЦ није безбедно и не би требало да се ради.
Зашто људи кажу да ДЦ трансформатори постоје
Фраза трансформатор једносмерног напона је уобичајено у претрагама производа, али је обично скраћеница. У правом инжењерском језику, производ може бити један од следећих:
- ДЦ-ДЦ претварач
- Прекидачко напајање
- Изоловани ДЦ претварач
- Буцк цонвертер
- Боост цонвертер
- Буцк-боост конвертор
- Инвертерски и трансформаторски систем
- Модул за напајање високе фреквенције
Ови уређаји могу да претварају једносмерни напон, али то раде електронски. Они прво брзо укључују и искључују ДЦ, стварајући променљиви таласни облик. Тај променљиви таласни облик онда може проћи кроз високофреквентни трансформатор или индуктор пре него што се исправи и регулише назад у ДЦ.
Дакле, трансформатор је можда и даље унутар уређаја, али не ради директно од стабилне једносмерне струје.
Како функционише ДЦ-ДЦ конверзија
ДЦ-ДЦ претварач мења један ниво једносмерног напона у други. На пример, може да конвертује 48В ДЦ у 12В ДЦ, 24В ДЦ у 5В ДЦ или 12В ДЦ у 48В ДЦ.
Процес обично укључује:
- Пребацивање ДЦ улаза на високој фреквенцији
- Чување и преношење енергије преко индуктора или трансформатора
- Исправљање преклопљеног таласног облика
- Филтрирање излаза
- Регулисање напона преко управљачке електронике
Овако савремена енергетска електроника чини конверзију једносмерног напона практичном.
Изолована наспрам неизолована ДЦ конверзија
Нису сви ДЦ претварачи исти.
Неизоловани претварач мења напон без електричног раздвајања између улаза и излаза. Уобичајени примери су претварачи за поништавање и појачавање.
Изоловани претварач користи високофреквентни трансформатор унутар кола. Ово обезбеђује електрично раздвајање између улаза и излаза, што може побољшати безбедност, смањити путеве буке или испунити захтеве дизајна система.
Када купци траже а трансформатор једносмерног напона, често им је потребан изоловани ДЦ-ДЦ претварач уместо једноставног неизолованог модула.
Уобичајене апликације
ДЦ конверзија напона се користи у многим индустријама.
Типичне апликације укључују:
- Батеријски системи
- Опрема за соларну енергију
- Електрична возила
- Телеком енергетски системи
- Индустријске контроле
- ЛЕД осветљење
- Железничка електроника
- Морски енергетски системи
- Ормари за аутоматизацију
- УПС системи
- ДЦ микромреже
- Опрема за пуњење
У сваком случају, исправан уређај зависи од опсега напона, називне снаге, захтева за изолацијом, ефикасности, хлађења, заштите и окружења за инсталацију.
АЦ трансформатор против ДЦ-ДЦ претварача
АЦ трансформатор је једноставан, робустан и ефикасан за конверзију наизменичног напона. Користи се у дистрибутивним системима, контролним круговима, индустријским машинама и изворима напајања.
ДЦ-ДЦ претварач је електронски уређај за конверзију једносмерног напона. Може да садржи трансформатор интерно, али такође укључује компоненте за пребацивање, контролна кола, исправљаче и филтере.
Разлика је битна током куповине. Ако је улаз наизменични, трансформатор је можда исправан. Ако је улаз ДЦ, обично је потребан ДЦ-ДЦ претварач или прекидачки систем напајања.
Шта купци треба да провере
Пре избора опреме, потврдите ове детаље:
- Да ли је улаз АЦ или ДЦ?
- Који је опсег улазног напона?
- Који је излазни напон потребан?
- Колико снаге или струје је потребно?
- Да ли је потребна електрична изолација?
- Каква се ефикасност очекује?
- Који температурни опсег се примењује?
- Да ли је оптерећење континуирано или повремено?
- Која је заштита потребна?
- Да ли је окружење у затвореном, на отвореном, влажно, прашњаво или вруће?
- Који стил монтаже је потребан?
- Који стандарди или сертификати се примењују?
Ова питања помажу да се избегне куповина трансформатора када је систему заиста потребан претварач.
Уобичајене грешке које треба избегавати
Једна уобичајена грешка је претпоставка да било који напонски уређај може да ради са наизменичном или једносмерном струјом. Не може. Тип уноса мора да одговара оцени производа.
Друга грешка је коришћење термина трансформатор за свако напајање. То може довести до погрешног избора производа.
Трећа грешка је игнорисање изолације. Неки ДЦ системи захтевају изоловани излаз ради безбедности или контроле буке, док други могу да користе неизоловану конверзију.
Коначно, купци би требало да избегавају повезивање једносмерне струје директно на АЦ трансформатор ради тестирања. Ово може брзо оштетити трансформатор.
Закључак
Традиционални трансформатори не могу да раде директно на сталном једносмерном напону јер захтевају променљиво магнетно поље. АЦ природно обезбеђује то променљиво поље, док константна ДЦ не. Примена једносмерне струје на стандардни трансформатор може довести до засићења језгра, прекомерне струје, прегревања и оштећења.
Када људи траже а трансформатор једносмерног напона, обично им је потребан ДЦ-ДЦ претварач, прекидачко напајање или изоловани модул напајања. Прави избор зависи од улазног напона, излазног напона, називне снаге, изолације, ефикасности и радног окружења.
За информације о производу за трансформатор и конверзију напона, посетите ЈС Нингии.
