वोल्टेज कन्वर्टर्स 12 से 220 वोल्ट

12 से 220 वी के वोल्टेज कनवर्टर का उपयोग किया जाता है जहां विद्युत उपकरणों को जोड़ने की आवश्यकता होती है जो एक वैकल्पिक वोल्टेज स्रोत के लिए मानक मुख्य धारा का उपभोग करते हैं। कई मामलों में, यह नेटवर्क अनुपलब्ध है। एक स्वायत्त गैसोलीन जनरेटर के उपयोग के लिए इसके रखरखाव के नियमों के अनुपालन की आवश्यकता होती है: काम करने वाले ईंधन, वेंटिलेशन के स्तर की निरंतर निगरानी। कार बैटरी के साथ पूर्ण कन्वर्टर्स का उपयोग आपको समस्या को सर्वोत्तम तरीके से हल करने की अनुमति देता है।

उद्देश्य और संचालन का सिद्धांत

वोल्टेज कनवर्टर क्या है। यह एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का नाम है जो इनपुट सिग्नल के परिमाण को बदलता है। इसे स्टेप अप या स्टेप डाउन डिवाइस के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। रूपांतरण के बाद इनपुट वोल्टेज इसकी परिमाण और आवृत्ति दोनों को बदल सकता है।ऐसे उपकरण जो डीसी वोल्टेज (इसे परिवर्तित) को एसी आउटपुट सिग्नल में बदलते हैं, इनवर्टर कहलाते हैं।

वोल्टेज कन्वर्टर्स का उपयोग स्टैंड-अलोन डिवाइस के रूप में किया जाता है जो उपभोक्ताओं को एसी ऊर्जा की आपूर्ति करता है, और अन्य उत्पादों का हिस्सा हो सकता है: सिस्टम और निर्बाध बिजली आपूर्ति, आवश्यक मूल्य पर प्रत्यक्ष वोल्टेज बढ़ाने के लिए उपकरण।

इनवर्टर हार्मोनिक दोलनों के वोल्टेज जनरेटर हैं। एक विशेष नियंत्रण सर्किट का उपयोग कर डीसी स्रोत आवधिक ध्रुवीयता स्विचिंग का एक तरीका बनाता है। नतीजतन, डिवाइस के आउटपुट संपर्कों पर एक एसी वोल्टेज सिग्नल उत्पन्न होता है जिससे लोड जुड़ा होता है। इसका मान (आयाम) और आवृत्ति कनवर्टर सर्किट के तत्वों द्वारा निर्धारित की जाती है।

नियंत्रण उपकरण (नियंत्रक) स्रोत की स्विचिंग आवृत्ति और आउटपुट सिग्नल के आकार को सेट करता है, और इसका आयाम सर्किट के आउटपुट चरण के तत्वों द्वारा निर्धारित किया जाता है। उन्हें एसी सर्किट पर लोड की जाने वाली अधिकतम शक्ति के लिए रेट किया गया है।

नियंत्रक का उपयोग आउटपुट सिग्नल के परिमाण को नियंत्रित करने के लिए भी किया जाता है, जो दालों की अवधि (उनकी चौड़ाई बढ़ाने या घटाने) को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। लोड पर आउटपुट सिग्नल के मूल्य में परिवर्तन के बारे में जानकारी फीडबैक सर्किट के माध्यम से नियंत्रक में प्रवेश करती है, जिसके आधार पर आवश्यक मापदंडों को बचाने के लिए इसमें एक नियंत्रण संकेत उत्पन्न होता है। इस तकनीक को पीडब्लूएम (पल्स चौड़ाई मॉडुलन) सिग्नल कहा जाता है।

12V वोल्टेज कनवर्टर के पावर आउटपुट कुंजियों के सर्किट में, शक्तिशाली समग्र द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, सेमीकंडक्टर थाइरिस्टर और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जा सकता है। नियंत्रक सर्किट को माइक्रोक्रिकिट्स पर लागू किया जाता है, जो विशेष रूप से ऐसे कन्वर्टर्स के लिए डिज़ाइन किए गए आवश्यक कार्यों (माइक्रोकंट्रोलर) के साथ उपयोग के लिए तैयार उपकरण हैं।

नियंत्रण सर्किट उपभोक्ता उपकरणों के सामान्य संचालन के लिए आवश्यक सिग्नल के साथ इन्वर्टर के आउटपुट को प्रदान करने के लिए चाबियों के संचालन का क्रम प्रदान करता है। इसके अलावा, नियंत्रण सर्किट को आउटपुट वोल्टेज की अर्ध-तरंगों की समरूपता सुनिश्चित करनी चाहिए। यह उन सर्किटों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो आउटपुट पर स्टेप-अप पल्स ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करते हैं। उनके लिए, एक निरंतर वोल्टेज घटक की उपस्थिति, जो समरूपता के टूटने पर प्रकट हो सकती है, अस्वीकार्य है।

वोल्टेज इन्वर्टर (VIN) सर्किट के निर्माण के लिए कई विकल्प हैं, लेकिन उनमें से 3 मुख्य हैं:

• ट्रांसफार्मर रहित पुल में;
• तटस्थ तार के साथ ट्रांसफार्मर में;
• एक ट्रांसफार्मर के साथ पुल सर्किट।

उनमें से प्रत्येक अपने क्षेत्र में आवेदन पाता है, इसमें उपयोग किए जाने वाले बिजली स्रोत और बिजली उपभोक्ताओं के लिए आवश्यक आउटपुट पावर के आधार पर। उनमें से प्रत्येक को सुरक्षा और सिग्नलिंग के तत्वों के साथ प्रदान किया जाना चाहिए।

डीसी स्रोत का अंडरवॉल्टेज और ओवरवॉल्टेज संरक्षण "इनपुट पर" इनवर्टर की ऑपरेटिंग रेंज निर्धारित करता है। उपभोक्ता उपकरणों के सामान्य संचालन के लिए उच्च और निम्न आउटपुट एसी वोल्टेज से सुरक्षा आवश्यक है। ऑपरेटिंग रेंज उपयोग किए जा रहे लोड की आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित की जाती है।इस प्रकार की सुरक्षा प्रतिवर्ती होती है, अर्थात, जब उपकरण मापदंडों को सामान्य रूप से बहाल किया जाता है, तो काम को बहाल किया जा सकता है।

यदि लोड में शॉर्ट सर्किट या आउटपुट करंट में अत्यधिक वृद्धि के कारण सुरक्षा यात्राएं होती हैं, तो उपकरण को संचालित करने से पहले इस घटना के कारणों का गहन विश्लेषण आवश्यक है।

स्थानीय पावर ग्रिड बनाने के लिए 12V कनवर्टर सबसे उपयुक्त है। बड़ी संख्या में कारों और 12 वी डीसी बैटरी की उपस्थिति उन्हें उपयोगकर्ताओं की जरूरतों को पूरा करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है। इस तरह के नेटवर्क आपकी अपनी कार से शुरू करके कई जगहों पर बनाए जा सकते हैं। वे मोबाइल हैं और पार्किंग पर निर्भर नहीं हैं।

12 से 220 वोल्ट के कन्वर्टर्स की किस्में

12 से 220 के सरल कन्वर्टर्स कम बिजली उपभोक्ताओं के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। आउटपुट आपूर्ति वोल्टेज की गुणवत्ता और सिग्नल के आकार की आवश्यकताएं कम हैं। उनके क्लासिक सर्किट PWM माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग नहीं करते हैं। मल्टीवीब्रेटर, तर्क तत्वों और नहीं पर इकट्ठे हुए, 100 हर्ट्ज की पुनरावृत्ति दर के साथ विद्युत आवेग उत्पन्न करता है। डी-फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग एंटी-फेज सिग्नल बनाने के लिए किया जाता है। यह मास्टर थरथरानवाला की आवृत्ति को 2 से विभाजित करता है। आयताकार दालों के रूप में एक एंटीफ़ेज़ सिग्नल प्रत्यक्ष और उलटा ट्रिगर आउटपुट पर उत्पन्न होता है।

यह संकेत, तर्क तत्वों पर बफर तत्वों के माध्यम से, कुंजी ट्रांजिस्टर पर निर्मित कनवर्टर के आउटपुट सर्किट को नियंत्रित नहीं करता है। उनकी शक्ति इनवर्टर की आउटपुट पावर निर्धारित करती है।

ट्रांजिस्टर समग्र द्विध्रुवी और क्षेत्र हो सकते हैं। सिंक या कलेक्टर सर्किट में ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग का आधा हिस्सा शामिल होता है। इसकी सेकेंडरी वाइंडिंग को 220 V के आउटपुट वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है।चूंकि फ्लिप-फ्लॉप ने 100 हर्ट्ज मल्टीवीब्रेटर आवृत्ति को 2 से विभाजित किया है, आउटपुट आवृत्ति 50 हर्ट्ज होगी। घरेलू बिजली और रेडियो उपकरणों के विशाल बहुमत को बिजली देने के लिए ऐसा मूल्य आवश्यक है।

उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप के खिलाफ स्थिरीकरण और सुरक्षा के लिए अतिरिक्त तत्वों का उपयोग करके सर्किट के सभी तत्व वाहन की बैटरी द्वारा संचालित होते हैं। बैटरी खुद भी इनसे सुरक्षित रहती है।

सरल कन्वर्टर्स के सर्किट में, सुरक्षा और स्वचालित नियंत्रण के तत्व प्रदान नहीं किए जाते हैं। आउटपुट सिग्नल की आवृत्ति कैपेसिटर के कैपेसिटेंस की पसंद और मास्टर ऑसीलेटर सर्किट में शामिल प्रतिरोधी के प्रतिरोध से निर्धारित होती है। लोड में शॉर्ट सर्किट के खिलाफ सबसे सरल सुरक्षा के रूप में, सर्किट की आपूर्ति करने वाली कार बैटरी के सर्किट में फ्यूज का उपयोग किया जाता है। इसलिए, फ्यूज-लिंक्स का एक अतिरिक्त सेट होना हमेशा आवश्यक होता है।

अन्य योजनाओं के अनुसार अधिक शक्तिशाली आधुनिक डीसी-टू-एसी कन्वर्टर्स बनाए गए हैं। PWM कंट्रोलर ऑपरेटिंग मोड सेट करता है। यह आउटपुट सिग्नल के आयाम और आवृत्ति को भी निर्धारित करता है।

2000 डब्ल्यू कनवर्टर सर्किट (12 वी + 220 वी + 2000 डब्ल्यू) आवश्यक आउटपुट पावर प्राप्त करने के लिए अपने आउटपुट चरणों में बिजली सक्रिय तत्वों के समानांतर कनेक्शन का उपयोग करता है। इस सर्किट्री के साथ, ट्रांजिस्टर की धाराओं को अभिव्यक्त किया जाता है।

लेकिन पावर पैरामीटर को बढ़ाने का एक अधिक विश्वसनीय तरीका कई डीसी / डीसी कन्वर्टर्स को एक सामान्य डीसी / एसी (डायरेक्ट करंट / अल्टरनेटिंग करंट) इन्वर्टर के इनपुट सिग्नल के रूप में संयोजित करना है, जिसके आउटपुट का उपयोग एक शक्तिशाली लोड को जोड़ने के लिए किया जाता है।प्रत्येक डीसी/डीसी कन्वर्टर्स में एक ट्रांसफॉर्मर आउटपुट के साथ एक इन्वर्टर और इस वोल्टेज के लिए एक रेक्टिफायर होता है। आउटपुट टर्मिनलों पर लगभग 300 V का निरंतर वोल्टेज होता है। ये सभी आउटपुट पर समानांतर में जुड़े हुए हैं।

एक इन्वर्टर से 600 वाट से ज्यादा बिजली मिलना मुश्किल है। डिवाइस का पूरा सर्किट बैटरी वोल्टेज द्वारा संचालित होता है।

इस तरह के सर्किट थर्मल सुरक्षा सहित सभी प्रकार की सुरक्षा प्रदान करते हैं। आउटपुट ट्रांजिस्टर के रेडिएटर्स की सतह पर तापमान सेंसर लगे होते हैं। वे हीटिंग की डिग्री के आधार पर वोल्टेज उत्पन्न करते हैं। थ्रेशोल्ड डिवाइस इसकी तुलना डिज़ाइन चरण में एक सेट से करता है और संबंधित अलार्म के साथ डिवाइस को रोकने के लिए एक संकेत जारी करता है। प्रत्येक प्रकार की सुरक्षा अपने स्वयं के सिग्नलिंग डिवाइस से सुसज्जित होती है, जो अक्सर ध्वनि होती है।

केस में स्थापित एक एयर कूलर की मदद से अतिरिक्त मजबूर शीतलन का भी उपयोग किया जाता है, जो संबंधित थर्मल सेंसर के आदेश पर स्वचालित रूप से संचालन में आता है। इसके अलावा, मामला अपने आप में एक विश्वसनीय हीट सिंक है, क्योंकि यह नालीदार धातु से बना है।

आउटपुट वोल्टेज तरंग के अनुसार

एकल-चरण वोल्टेज कन्वर्टर्स को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• आउटपुट पर शुद्ध साइन वेव के साथ;
• एक संशोधित साइन लहर के साथ।

पहले समूह के इनवर्टर में, उच्च आवृत्ति कनवर्टर एक निरंतर वोल्टेज बनाता है। इसका मान साइनसॉइडल सिग्नल के आयाम के करीब है, जिसे डिवाइस के आउटपुट पर प्राप्त करना आवश्यक है।ब्रिज सर्किट में, एक घटक जो आकार में साइनसॉइड के बहुत करीब होता है, इस डीसी वोल्टेज से नियंत्रक के पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन और एक कम-पास फिल्टर द्वारा अलग किया जाता है। आउटपुट ट्रांजिस्टर प्रत्येक अर्ध-चक्र में एक समय के लिए कई बार खुलते हैं जो हार्मोनिक कानून के अनुसार बदलता रहता है।

उन उपकरणों के लिए एक शुद्ध साइन वेव आवश्यक है जिनमें इनपुट पर एक ट्रांसफार्मर या मोटर होता है। आधुनिक उपकरणों का मुख्य भाग वोल्टेज की आपूर्ति की अनुमति देता है, जिसका आकार लगभग एक साइनसॉइड जैसा दिखता है। स्विचिंग बिजली की आपूर्ति वाले उत्पादों द्वारा विशेष रूप से कम आवश्यकताएं लगाई जाती हैं।

ट्रांसफार्मर डिवाइस

वोल्टेज कन्वर्टर्स में ट्रांसफार्मर हो सकते हैं। इन्वर्टर सर्किट में, वे मास्टर ब्लॉकिंग ऑसिलेटर्स के संचालन में भाग लेते हैं जो दालों को उत्पन्न करते हैं जो आकार में आयताकार के करीब होते हैं। ऐसे जनरेटर के हिस्से के रूप में, एक पल्स ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है। इसकी वाइंडिंग्स को इस तरह से जोड़ा जाता है कि एक सकारात्मक प्रतिक्रिया पैदा होती है, जिसके परिणामस्वरूप अप्रकाशित दोलनों का निर्माण होता है।

चुंबकीय सर्किट (कोर) उच्च चुंबकीय क्षेत्र क्षमता वाले मिश्र धातु से बना होता है। इससे ट्रांसफार्मर असंतृप्त मोड में काम करता है। विभिन्न प्रकार के फेराइट, पर्मलोय में ये गुण होते हैं।

मल्टीवीब्रेटर ने ट्रांसफॉर्मर ब्लॉकिंग जेनरेटर को बदल दिया है। वे एक आधुनिक तत्व आधार का उपयोग करते हैं और अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में उच्च आवृत्ति स्थिरता रखते हैं। इसके अलावा, मल्टीवीब्रेटर सर्किट में, जनरेटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति को बदलना सरल तरीके से प्राप्त किया जाता है।

इनवर्टर के आधुनिक मॉडल में, ट्रांसफार्मर आउटपुट चरणों में काम करते हैं।प्राथमिक वाइंडिंग के मध्य बिंदु से उनमें प्रयुक्त ट्रांजिस्टर के कलेक्टरों या नालियों तक आउटपुट के माध्यम से, बैटरी से आपूर्ति वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है। द्वितीयक वाइंडिंग की गणना 220 V के एक वैकल्पिक वोल्टेज के लिए परिवर्तन अनुपात का उपयोग करके की जाती है। इस मान का उपयोग अधिकांश घरेलू उपभोक्ताओं को बिजली देने के लिए किया जाता है।

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