ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าใด ๆ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถเปลี่ยนค่าได้ตามค่าที่ต้องการ อุปกรณ์นี้มีความต้องการโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องเชื่อมต่อโหลดที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันไปยังเครือข่าย ยิ่งไปกว่านั้นพวกเขาไม่เพียง แต่สามารถลดค่าของพารามิเตอร์นี้ แต่ยังเพิ่มมันได้อีกด้วย
หลักการทำงาน
ข้อกำหนดหลักที่กำหนดหลักการของการทำงานของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าคือความสามารถในการถ่ายโอนพลังงานที่เป็นประโยชน์ไปยังเอาต์พุตที่มีการสูญเสียน้อยที่สุด (เพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงสุด) สำหรับสิ่งนี้พวกเขามักจะใช้โมดูลที่ประหยัดในแง่ของการสูญเสียเช่นอินเวอร์เตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นตามวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นวิธีที่สะดวกที่สุดในการพิจารณาหลักการทำงาน สาระสำคัญของการทำงานมีดังนี้
- ที่อินพุตของอุปกรณ์ศักย์ไฟฟ้านั้นมาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหรือแหล่งกระแสไฟฟ้าที่คล้ายกัน
- สัญญาณที่มีรูปร่างคล้ายกันจะถูกลบออกจากเอาต์พุตของหม้อแปลง (จากขดลวดทุติยภูมิ)
- ถ้าจำเป็นแรงดันไฟฟ้าขาออกจะถูกแก้ไขเป็นครั้งแรกโดยบล็อกไดโอดพิเศษแล้วทำให้เสถียร
เป็นการยากมากที่จะบรรลุประสิทธิภาพที่ต้องการจากวงจรดังกล่าวเนื่องจากส่วนหนึ่งของกำลังส่งที่สูญเสียไปในขดลวดหม้อแปลง (เนื่องจากการกระจายความร้อน)
เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงจากอุปกรณ์ชุดรูปแบบคีย์ที่ทำงานในโหมดประหยัดจะถูกติดตั้งที่เอาท์พุทหม้อแปลง เมื่อทำงานตามการสลับความเร็วสูงของทรานซิสเตอร์จากปิดเป็นเปิดการสูญเสียพลังงานในขดลวดจะลดลงอย่างมาก
ในตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับแหล่งพลังงานไฟฟ้าแรงสูงปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองนั้นใช้แบบดั้งเดิม มันถูกนำไปใช้ในแกนเฟอร์ไรต์เอาท์พุทที่มีการหยุดชะงักของกระแสในขดลวดหลัก ทรานซิสเตอร์ที่เหมือนกันทั้งหมดจะถูกใช้เป็นตัวสับและแรงดันไฟฟ้าพัลส์ที่ได้รับที่เอาต์พุตจะถูกแก้ไข แผนการดังกล่าวทำให้สามารถได้รับศักยภาพสูงของคำสั่งของ kV หลายสิบ พวกมันถูกใช้ในวงจรไฟฟ้าของหลอดแคโทดเรย์ที่ล้าสมัยไปแล้วและในหลอดภาพโทรทัศน์ ในกรณีนี้เป็นไปได้ที่จะได้รับประสิทธิภาพที่ดี (มากถึง 80%)
พื้นที่ใช้งาน
ขอบเขตของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบหลายโซนนั้นกว้างขวางมาก มีการใช้แบบดั้งเดิมเพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:
- ในอุปกรณ์เชิงเส้นสำหรับการจำหน่ายและการส่งกระแสไฟฟ้า;
- สำหรับการดำเนินงานด้านเทคโนโลยีที่สำคัญเช่นการเชื่อมการอบชุบและอื่น ๆ
- หากจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟของวงจรโหลดในสาขาต่างๆของเทคโนโลยี
ในกรณีแรก EMF ที่สร้างขึ้นที่โรงไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์เหล่านี้จาก 6-24 kV เป็น 110-220 kV - ในรูปแบบนี้มันง่ายกว่าที่จะ "กลั่น" สายไฟในระยะทางไกล ที่สถานีย่อยของเขตอุปกรณ์หม้อแปลงอื่น ๆ ให้การลดลงอยู่ที่ 10 (6.3) kV จากนั้นเป็น 380 โวลต์ปกติ
เมื่อให้บริการอุปกรณ์ในกระบวนการแปรรูปแรงดันไฟฟ้าจะถูกใช้เป็นการติดตั้งด้วยไฟฟ้าหรือหม้อแปลงเชื่อม
ในอุตสาหกรรม
ขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวางที่สุดคือการให้สารอาหารที่มีคุณภาพสูงแก่การออกแบบอุตสาหกรรมของผู้บริโภคต่อไปนี้:
- อุปกรณ์ที่ทำงานในสายควบคุมและควบคุมอัตโนมัติ
- อุปกรณ์โทรคมนาคมและอุปกรณ์สื่อสาร
- เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่หลากหลาย
- อุปกรณ์วิทยุและโทรทัศน์พิเศษและไม่ชอบ
ฟังก์ชั่นพิเศษจะดำเนินการโดยเรียกว่า "แยก" หม้อแปลงที่ใช้ในการแยกสายโหลดจากอินพุตแรงดันสูง
เนื่องจากตัวแปลงดังกล่าว "เล่นบทบาทเสริม" ส่วนใหญ่มักจะมีพลังงานขนาดเล็กและขนาดที่ค่อนข้างเล็ก
ในชีวิตประจำวันการแพทย์และอุตสาหกรรมป้องกันประเทศ
ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน จากข้อมูลเหล่านี้ PSU ส่วนใหญ่ใช้ในการชาร์จเครื่องใช้ในครัวเรือนรวมถึงอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนเช่น:
- อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก;
- อินเวอร์เตอร์;
- แหล่งจ่ายไฟสำรอง ฯลฯ
อุปกรณ์เหล่านี้เป็นที่ต้องการมากที่สุดในวงการแพทย์พื้นที่ทางการทหารรวมถึงด้านพลังงานและวิทยาศาสตร์ ในอุตสาหกรรมเหล่านี้มีข้อกำหนด "เข้มงวด" โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับคุณภาพของแรงดันไฟฟ้าที่แปลงสภาพ ("ความบริสุทธิ์" ของไซน์ไซด์เป็นต้น)
ข้อดีและข้อเสีย
ข้อดีของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้ารวมถึง:
- ความสามารถในการควบคุมพารามิเตอร์ของสัญญาณเอาท์พุต - เปลี่ยนตัวแปรให้เป็นค่าคงที่โดยใช้หลักการแปลงความถี่
- ความพร้อมใช้งานของตัวเลือกของการสลับวงจรอินพุทและเอาท์พุท
- การอนุญาตให้ปรับค่าเล็กน้อยเพื่อรับภาระเฉพาะ
- ความกะทัดรัดและความเรียบง่ายของการออกแบบตัวแปลงที่ใช้ในครัวเรือนซึ่งมักจะทำในรูปแบบโมดูลาร์หรือแบบติดผนัง
- ผลกำไร (ตามผู้ผลิตประสิทธิภาพของพวกเขาถึง 90%);
- ใช้งานง่ายและความคล่องตัว
- ความสามารถในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลและสร้างความมั่นใจในการดำเนินงานของอุตสาหกรรมที่สำคัญ
ข้อเสียรวมถึงค่าใช้จ่ายสูงและทนต่อความชื้นต่ำ (ยกเว้นรุ่นที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในที่มีความชื้นสูง)
พันธุ์ของตัวแปลง
ในบรรดาความหลากหลายของประเภทการแปลงที่มีอยู่คลาสต่อไปนี้โดดเด่น:
- อุปกรณ์พิเศษสำหรับบ้าน
- อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงและความถี่สูง
- อุปกรณ์พัลส์แบบไม่มีหม้อแปลงและอินเวอร์เตอร์
- ตัวแปลง DC / DC;
- อุปกรณ์ปรับ
ในหมวดหมู่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี้รวมถึงตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นปัจจุบัน
เครื่องใช้ในบ้าน
ผู้ใช้ทั่วไปต้องเผชิญกับอุปกรณ์แปลงประเภทนี้อยู่ตลอดเวลาเนื่องจากเทคโนโลยีสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีแหล่งจ่ายไฟในตัว คลาสเดียวกันนี้รวมถึงอุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) พร้อมแบตเตอรี่ในตัว
ในบางกรณีตัวแปลงที่ใช้ในครัวเรือนจะดำเนินการตามวงจรวงแหวนคู่ (อินเวอร์เตอร์)
เนื่องจากการแปลงนี้มาจากแหล่งกระแสตรง (เช่นแบตเตอรี่) จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้าสลับของค่ามาตรฐาน 220 โวลต์ที่เอาท์พุท คุณลักษณะของวงจรอิเล็กทรอนิกส์คือความสามารถในการรับสัญญาณไซน์ไซด์ล้วนๆของแอมพลิจูดคงที่ที่เอาต์พุต
อุปกรณ์ที่ปรับได้
หน่วยเหล่านี้สามารถที่จะให้ความสำคัญกับแรงดันขาออกและเพิ่มขึ้นได้ ในทางปฏิบัติอุปกรณ์มีอยู่ทั่วไปที่อนุญาตให้คุณเปลี่ยนค่าต่ำสุดของศักยภาพการส่งออกได้อย่างราบรื่น
เคสคลาสสิกคือเมื่อ 220 โวลต์ทำหน้าที่อินพุตและแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่ปรับได้ของ 2 ถึง 30 โวลต์จะได้รับที่เอาท์พุท
เครื่องมือที่มีการปรับค่าพารามิเตอร์เอาท์พุทจะใช้ในการทดสอบหน้าปัดและเครื่องมือวัดแบบดิจิตอลในห้องปฏิบัติการวิจัยสมัยใหม่
อุปกรณ์ไร้หม้อแปลง
หน่วย Transformerless (อินเวอร์เตอร์) สร้างขึ้นบนหลักการอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้โมดูลควบคุมแยกต่างหากพวกเขาใช้ตัวแปลงความถี่เป็นลิงค์กลางซึ่งนำไปสู่สัญญาณออกไปยังรูปแบบที่สะดวกสำหรับการแก้ไข ในตัวอย่างที่ทันสมัยของอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้มักติดตั้งซึ่งปรับปรุงคุณภาพของการควบคุมการแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงถูกแสดงโดยตัวแปลงสถานีซึ่งอธิบายแล้วซึ่งเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าที่ส่งในสัดส่วนที่ต้องการ
เมื่อถ่ายโอนพลังงานผ่านสายไฟฟ้าแรงสูงและการเปลี่ยนแปลงภายหลังพวกเขาพยายามลดการสูญเสียเป็นวัตต์ให้น้อยที่สุด
คลาสเดียวกันนี้รวมถึงอุปกรณ์ที่สร้างสัญญาณสำหรับควบคุมลำแสงในหลอดโทรทัศน์ (kinescope)
