כל ממיר מתח הוא מכשיר חשמלי או אלקטרוני המסוגל לשנות את ערכו בערך הנדרש. מכשיר זה מבוקש במיוחד במצבים בהם יש צורך לחבר עומס בעל דירוג מתח שונה לרשת. יתר על כן, הם לא יכולים רק להוריד את הערך של פרמטר זה, אלא גם להגדיל אותו.
עקרון הפעולה
הדרישה העיקרית שקובעת את עקרון הפעולה של ממירי מתח היא היכולת להעביר כוח שימושי ליציאה עם הפסדים מינימליים (כדי להבטיח יעילות מירבית). לשם כך הם משתמשים לעיתים קרובות במודולים חסכוניים מבחינת הפסדים, למשל ממירים אלקטרוניים. ממיר מתח חשמלי שנבנה על פי מעגל שנאי הוא הנוח ביותר לשיקול עקרון הפעולה. מהות תפקודה היא כדלקמן:
- בכניסת המכשיר הפוטנציאל נובע מחולל מתח מתחלף או ממקור זרם דומה;
- אות דומה בצורתו נלקח מפלט השנאי (מהסלילה המשנית שלו);
- אם יש צורך, מתח המוצא המתחלף מתוקן תחילה על ידי יחידת דיודה מיוחדת, ואז מתייצב.
קשה מאוד להשיג את היעילות הרצויה מתכנית כזו, מכיוון שחלק מהכוח המועבר הולך לאיבוד בפיתולי השנאי (בגלל פיזור חום).
כדי להשיג יעילות גבוהה מהמכשיר, מעגלי מפתח מותקנים בפלט השנאי הפועלים במצב חסכוני. במהלך פעולתם, בהתבסס על מעבר מהיר של טרנזיסטורים מהמצב הסגור למצב הפתוח, הפסדי הכוח בפיתולים מצטמצמים משמעותית.
אינדוקציה עצמית משמשת באופן מסורתי בממירי מתח שנועדו לפעול עם ספקי מתח גבוה. זה מתממש בליבות פריט המוצא עם הפרעה חדה של הזרם בפיתול הראשוני. כל אותם טרנזיסטורים משמשים כצ'ופר כזה, ומתח הדופק המתקבל ביציאה מתוקן לאחר מכן. מעגלים כאלה מאפשרים להשיג פוטנציאלים גבוהים בסדר גודל של כמה עשרות קילוואט. הם משמשים במעגלי חשמל של צינורות קרני קתודה מיושנים, כמו גם בצינורות טלוויזיה. במקרה זה, ניתן להשיג יעילות טובה (עד 80%).
אזורי שימוש
היקף היישום של ממירי מתח מרובי אזורים הוא נרחב מאוד. הם משמשים באופן מסורתי למטרות הבאות:
- במכשירים לינאריים להפצה ולהעברת חשמל;
- לביצוע פעולות טכנולוגיות קריטיות כמו ריתוך, טיפול בחום וכדומה;
- כאשר יש צורך לספק חשמל לטעינת מעגלים במגוון רחב של תחומי טכנולוגיה.
במקרה הראשון מגדילים את ה- EMF שנוצר בתחנות כוח בעזרת מכשירים אלה מ-6-24 קילו-וולט ל -110-220 קילו-וולט - בצורה זו, קל יותר "להניע" אותו לאורך חוטים למרחקים ארוכים. בתחנות משנה אזוריות, מכשירי שנאים אחרים מספקים את הפחתתו תחילה ל -10 (6.3) קילו-וולט, ואז ל -380 וולט הרגילים.
כאשר מטפלים בציוד טכנולוגי, ממירי מתח משמשים כמתקנים אלקטרוטרמליים או שנאי ריתוך.
בתעשייה
תחום היישום הנרחב ביותר הוא אספקת מזון איכותי לעיצובים התעשייתיים הבאים של הצרכנים:
- ציוד הפועל בקווי בקרה ובקרה אוטומטיים;
- מכשירי טלקומוניקציה ותקשורת;
- מגוון רחב של מכשירי מדידה חשמליים;
- ציוד רדיו וטלוויזיה מיוחד וכדומה.
פונקציה מיוחדת מבוצעת על ידי שנאי "בידוד" כביכול המשמשים לבידוד קווי העומס מהכניסה למתח גבוה.
מכיוון שממירים כאלה "ממלאים תפקיד עזר", לרוב יש להם כוח נמוך וממדים קטנים יחסית.
בחיי היומיום, הרפואה והתעשייה הביטחונית
ממירי מתח נמצאים בשימוש נרחב בחיי היומיום. רוב ספקי הכוח המשמשים לטעינת מכשירי חשמל ביתיים, כמו גם מכשירים מורכבים יותר כגון:
- מגיני נחשולים;
- ממירים;
- ספקי כוח מיותרים וכו '.
מכשירים אלה מבוקשים ביותר ברפואה, בתחום הצבאי, כמו גם באנרגיה ובמדע. בענפים אלה מוטלות עליהם דרישות "מחמירות" במיוחד בנוגע לאיכות המתח המומר ("טוהר" הסינוסואיד למשל).
יתרונות וחסרונות
היתרונות של ממירי מתח כוללים:
- היכולת לשלוט בפרמטרים של אות הפלט - המרת ערך משתנה לערך קבוע באמצעות עקרון המרת תדרים;
- זמינות של אפשרות למיתוג מעגלי כניסה ופלט (שינוי משרעת המתח);
- קבילות התאמת הערכים הנומינליים שלהם לעומס ספציפי;
- הקומפקטיות והפשטות של העיצוב של ממירים ביתיים, אשר מיוצרים לרוב בעיצוב מודולרי או צמוד לקיר;
- רווחיות (על פי הצהרות היצרנים, יעילותן מגיעה ל -90%);
- קלות שימוש ורב-תכליתיות;
- האפשרות להעביר חשמל למרחקים ארוכים ולהבטיח הפעלת תעשיות קריטיות במיוחד.
החסרונות כוללים עלות גבוהה ועמידות לחות נמוכה (למעט דגמים שתוכננו במיוחד לעבודה בתנאי לחות גבוהה).
זנים של ממירים
- מכשירים מיוחדים לבית;
- ציוד מתח גבוה ותדירות גבוהה;
- מכשירי דופק ללא שנאי ומהפך;
- ממירי מתח DC;
- מכשירים מתכווננים.
קטגוריה זו של מכשירים אלקטרוניים כוללת ממירי זרם-מתח.
ציוד ביתי
משתמש רגיל מתמודד כל הזמן עם סוג זה של מכשירי המרה, שכן לרוב הדגמים של הטכנולוגיה המודרנית יש ספק כוח מובנה. ספקי כוח ללא הפרעה (UPS) עם סוללה מובנית שייכים לאותה סוג.
במקרים מסוימים ממירים ביתיים מיוצרים על פי תוכנית טבעת כפולה (מהפך).
בשל המרה כזו ממקור זרם ישר (סוללה, למשל), ניתן להשיג מתח מתחלף בערך סטנדרטי של 220 וולט ביציאה. מאפיין של מעגלים אלקטרוניים הוא היכולת להשיג אות סינוסי טהור של משרעת קבועה ביציאה.
מכשירים מתכווננים
יחידות אלה מסוגלות לערך מתח המוצא ולהעלות אותו. בפועל, ישנם לעתים קרובות יותר מכשירים המאפשרים לך לשנות בצורה חלקה את הערך המופחת של פוטנציאל הפלט.
מקרה קלאסי הוא כאשר 220 וולט פועלים בכניסה, ומתח קבוע מתכוונן של 2 עד 30 וולט מתקבל ביציאה.
מכשירים עם התאמה דקה של פרמטר הפלט משמשים באופן מסורתי לבדיקת מכשירי מדידה חיוגיים ודיגיטליים במעבדות מחקר מודרניות.
מכשירים ללא שנאים
יחידות ללא שנאי (מהפך) בנויות על פי עיקרון אלקטרוני, הכוללות שימוש במודול בקרה נפרד. ממיר תדרים משמש כחוליית ביניים בהם, המביא את אות הפלט לצורה נוחה לתיקון. בדוגמאות מודרניות של ציוד מהפך, לעתים קרובות מותקנים מיקרו-בקרים ניתנים לתכנות, מה שמגדיל משמעותית את איכות בקרת ההמרה.
התקני מתח גבוה מיוצגים על ידי שנאי התחנה שתוארו כבר, המגדילים ומורידים את המתח המועבר ביחסים הרצויים.
כאשר מעבירים אנרגיה דרך קווי מתח גבוה וטרנספורמציה שלאחר מכן, הם שואפים להפחית את הפסדיו בוואט למינימום.
מחלקה זו כוללת גם מכשירים המייצרים אות לשליטה בקורה בצינור טלוויזיה (קינסקופ).
