Переменный ток в постоянный: Преобразование переменного тока в постоянный

Содержание

Преобразование переменного тока в постоянный

Электрический ток протекает в различных средах: металлах, полупроводниках, жидкостях и газах. При этом он может быть постоянным или переменным. В статье рассмотрим отдельно постоянный и переменный ток, а также преобразование переменного тока в постоянный.

Постоянный ток и его источники

У постоянного тока величина и направление не изменяются с течением времени. На современных приборах он обозначается буквами DC — сокращением от английского Direct Current (в дословном переводе – прямой ток). Его графическое обозначение:

Источниками постоянного тока являются батарейки и аккумуляторы. На нем работают все полупроводниковые электронные устройства: мобильные телефоны, компьютеры, телевизоры, спутниковые системы. Для питания этих устройств от сети переменного тока в их входят блоки питания. Они понижают напряжение сети до нужной величины и преобразуют переменный ток в постоянный. Зарядные устройства для аккумуляторов тоже питаются от сети переменного тока и выполняют те же функции, что и блоки питания.

Переменный ток и его параметры

У переменного тока направление и величина циклически изменяются во времени. Цикл одного полного изменения (колебания) называется периодом (T), а обратная ему величина – частотой (f). Буквенное обозначение переменного тока – АС, сокращение от Alternating Current (знакопеременный ток), а графически он обозначается отрезком синусоиды:

̴

После этого знака указывается напряжение, иногда – частота и количество фаз.

Переменный ток характеризуется параметрами:

ХарактеристикаОбозначениеЕдиница измеренияОписание
Число фазОднофазный
Трехфазный
НапряжениеUвольтМгновенное значение
Амплитудное значение
Действующее значение
Фазное
Линейное
ПериодТсекундаВремя одного полного колебания
ЧастотаfгерцЧисло колебаний за 1 секунду

Однофазный ток в чистом виде получается при помощи бензиновых и дизельных генераторов. В остальных случаях он – часть трехфазного, представляющего собой три изменяющихся по синусоидальному закону напряжения, равномерно сдвинутых друг относительно друга. Этот сдвиг по времени называется углом сдвига фаз и составляет 1/3Т.

Для передачи трехфазных напряжений используют четыре провода. Один является их общей точкой и называется нулевым (N), а три остальные называются фазами (L1, L2, L3).

Графики напряжений трехфазного переменного тока

Напряжение между фазами называется линейным, а между фазой и нулем – фазным, оно меньше линейного в √3 раз. В нашей сети фазное напряжение равно 220 В, а линейное – 380 В.

Под мгновенным значением напряжения переменного тока понимают его величину в определенный момент времени t. Она изменяется с частотой f. Мгновенное значение напряжения в точке максимума называется амплитудным значением. Но не его измеряют вольтметры и мультиметры. Они показывают величину, в √2 раз меньшую, называемую действующим или эффективным значением напряжения. Физически это означает, что напряжение постоянного тока этой величины совершит такую же работу, как и измеряемое переменное напряжение.

Характеристики трехфазного тока

Достоинства и недостатки переменного напряжения

Так почему же для энергоснабжения выбрали переменный ток, а не постоянный?

При передаче электроэнергии ток проходит по проводам, длиной сотни километров, нагревая их и рассеивая в воздухе энергию. Это неизбежно как для постоянного, так и для переменного токов. Но мощность потерь зависит только от сопротивления проводов и тока в них:

Мощность, которую передается по линии, равна:

Отсюда следует, что при увеличении напряжения для передачи той же мощности нужен меньший ток, и мощность потерь при этом уменьшается. Вот поэтому протяженных ЛЭП напряжение повышают. Есть линии на 6кВ, 10кВ, 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ, 500кВ, 750кВ и даже 1150кВ.

Но в процессе передачи электроэнергии от источника к потребителю напряжение нужно неоднократно изменять. Проще это сделать на переменном токе, используя трансформаторы.

Недостатки переменного тока проявляются при передаче энергии по кабельным линиям. Кабели имеют емкостное сопротивление между фазами и относительно земли, а емкость проводит переменный ток. Появляется утечка, нагревающая изоляцию и выводящая со временем ее из строя.

Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот

Процесс получения из переменного тока постоянного называется выпрямлением, а устройства – выпрямителями. Основная деталь выпрямителя – полупроводниковый диод, проводящий ток только в одном направлении. В результате выпрямления получается пульсирующий ток, меняющий со временем свою величину, но не изменяющий знак.

Затем пульсации устраняют при помощи фильтров, простейшим из них является конденсатор. Полностью пульсации устранить невозможно, а их конечный уровень зависит от схемы выпрямителя и качества фильтра. Сложность и стоимость выпрямителей зависит от величины пульсаций на выходе и от максимальной мощности на выходе.

Схема простейшего выпрямителяГрафики работы выпрямителя

Для преобразования в переменный ток используются инверторы. Принцип их работы состоит в генерации переменного напряжения с формой, максимально приближенной к синусоидальной. Пример такого устройства – автомобильный инвертор для подключения к бортовой сети бытовых приборов или инструмента.

Чем качественнее и дороже инвертор, тем больше его мощность или точнее выдаваемое им напряжение приближается к синусоиде.

Оцените качество статьи:

Как сделать постоянный ток из переменного, диодный выпрямительный мост своими руками.

Видео по этой теме:

Вы наверняка слышали, что бывает постоянный и переменный ток. Причём разница между ними существенная. На вход одних устройств подают именно постоянный, на вход других именно переменный, в противном случае техника работать не будет (а то и вовсе сгорит). В сети 220 вольт используется переменное напряжение (величина тока зависит от подключаемой нагрузки). Сама же электроника различных электротехнических устройств питается от пониженного постоянного напряжения, которое получают путем преобразования и выпрямления.

Как же можно получить постоянный ток своими руками? Просто, используя так называемый диодный мост выпрямитель. Для тех кто не знает, чем отличается постоянный ток от переменного поясню. У переменного тока периодически меняются полюса со временем. Известно, что в сети 220 вольт частота равна 50 герцам. То есть, плюс и минус в сети за одну секунду успевают измениться 50 раз. Такой вид тока имеет одно большое преимущество — его легко можно преобразовывать (увеличивать и уменьшать величину тока и напряжения) используя всего одно устройство (трансформатор). Но оно не подходит для питания электронных схем. А вот постоянный ток, наоборот, его сложней преобразовывать, но зато оно хорошо подходит для питания электроники.

Получить постоянный ток из переменного можно так. Нам нужно чтобы полюса не менялись, а были постоянно одними и те же. Это легко реализовать с помощью диодного моста. Выпрямительный диодный мост состоит из четырех диодов. Они спаяны в виде квадрата и имеют четыре вывода. На два из них подается переменное напряжение, а на двух других мы уже имеет постоянное (хотя оно не ровное, а скачкообразное). Для полного получения нормального постоянного тока еще нужен и фильтрующий конденсатор, задача которого сгладить скачки напряжения.

По какому принципу происходит выпрямление переменного тока? Как известно диоды хорошо пропускают электрический ток в одном направлении и не пропускают в другом. Так вот выпрямительный диодный мост спаян так, что когда на него подаётся одна полярность электрического напряжения одна пара диодов пропускают ток в нужном направлении, а другая пара диодов, наоборот, в это время не пропускают его. Когда полюса переменного напряжения меняются, и у диодов все происходит наоборот. Пары диодов начинают работать в противоположном режиме. В итоге получается, что проходя через диодный мост оба противоположных полюса на выходе имеют только лишь одни полюс.

Что касается вопроса, какие диоды нужны для диодного моста? Различные электронные устройства потребляют различную силу тока. В зависимости от того, на какой именно максимальный ток рассчитан ваш блок питания (что будет питать устройства) и будет зависеть тип диодов в выпрямительном мосте. Выпрямительные диоды различаются по обратному напряжению и току пропускания. Так вот, к примеру ваш блок питания рассчитан на максимальный выходной ток в 3 ампера. Значит внутри него должны стоять выпрямительные диоды примерно на 6 ампер (желательно чтобы был определенный запас на случай перегрузки). Ну и напряжение должно быть не меньшие того, что выдает источник постоянного питания.

P.S. Стоит учитывать, что диодные мосты, которые рассчитаны пропускать через себя токи более 3 ампер необходимо ставить на охлаждающие радиаторы. Кристаллы, что через себя проводят электрический ток, стоящие внутри диодов, разрушаются под воздействием высокой температуры. Большие токи нагревают проводник, диоды. Следовательно, чтобы избежать выхода из строя диода, выпрямительного моста, нужно радиаторное охлаждение.

Инвертор постоянного или переменного тока: какой лучше выбрать

С момента своего появления и по сегодняшний день сварка прочно удерживает первенство в процессах соединения различных деталей, изделий и элементов металлических конструкций. Такая широкая сфера применения требует большого количества методов и технологий. Для того чтобы иметь возможность варить значительный ассортимент металлов, используют различные виды сварочных токов.

1 / 1

С момента своего появления и по сегодняшний день сварка прочно удерживает первенство в процессах соединения различных деталей, изделий и элементов металлических конструкций. Такая широкая сфера применения требует большого количества методов и технологий. Для того чтобы иметь возможность варить значительный ассортимент металлов, используют различные виды сварочных токов.

Виды сварочного тока

Сварочные трансформаторы выдают на выходе переменный ток (AC) сетевой частоты, то есть 50 герц. Скажем откровенно: сваривание металлов таким способом – процесс достаточно проблематичный. Во-первых, требуются сварщики высокой квалификации, во-вторых, шов получается недостаточно качественным.

Изменение напряжения дуги 100 раз в секунду приводит к соответствующим изменениям в скорости переноса расплавленного металла и температуры сварочной ванны. Результатом этих процессов станет разбрызгивание металла и неравномерность провара. Кроме того, такому виду сваривания свойственен уход шва в сторону.

Лучшие показатели получаются при ведении сварки постоянным (DC) током как прямой, так и обратной полярности (для подключения обратной полярности «+» и «-» источника меняют местами).

Постоянный ток можно получить от сварочного трансформатора с дополнительным силовым выпрямителем. Но, как вы понимаете, это вызовет лишние расходы. Наилучшие возможности предлагают нам инверторы. Здесь можно получить на выходе как переменное, так и постоянное напряжение.

Переменное напряжение сварочных инверторов имеет высокую частоту, за счет чего параметры дуги становятся более стабильными и по своим характеристикам приближаются к параметрам дуги постоянного тока. Некоторые металлы и сплавы можно варить только переменным током, например, алюминий, который имеет очень специфическую оксидную плёнку на поверхности. Эта плёнка может быть разрушена только переменным током. Таким образом, на сегодняшний день мы имеем широко востребованными три вида сварочного тока:

  • высокочастотный переменный;

  • постоянный прямой полярности;

  • постоянный обратной полярности.

Инверторы постоянного и переменного тока

Устройство и отличие

Рассмотрим принцип работы инвертора переменного тока. Преобразование сетевого напряжения в сварочное происходит в следующей последовательности. Вначале оно выпрямляется и поступает на преобразователь, который генерирует высокочастотную последовательность импульсов. Основная идея состоит в том, чтобы на понижающий трансформатор подать напряжение сети 220 вольт с частотой не 50 Гц, а 30 – 70 кГц.

В этом случае значительно снижаются габариты и вес трансформатора. Для того чтобы вы смогли представить себе эту колоссальную разницу, приведем пример: трансформатор мощностью около 5000 Вт, преобразующий напряжение частотой 50 Гц, будет весить около 20 килограммов. Трансформатор такой же мощности, но работающий на частоте 50 кГц будет весить 250грамм. Что вы выберете?   

Далее пониженное до 60 вольт напряжение поступает на сварочный электрод с выхода трансформатора.

Инвертор постоянного тока в большей части повторяет схему инвертора переменного тока. Но на выходе добавлен выпрямитель, который преобразует выходное переменное напряжение в постоянное. 

Что выбрать

С отличиями в устройстве этих типов источников питания для сварочных процессов мы разобрались. Но, по большому счёту, для большинства пользователей устройство источника питания представляет слабый интерес. Более важным для него является назначение различных источников и области их применения. Это и станет, в конце концов, решающим при выборе.

Постарайтесь выбрать сварочный источник питания, который можно подключить к существующей сети без риска её перегрузки. Кроме того, назначение источника должно соответствовать работам, которые вы собираетесь выполнять с его помощью. Для правильного выбора ознакомьтесь с особенностями сваривания различных металлов. 

Отличается ли сварка переменным и постоянным током

Сваривание металлов постоянным током, полученным от инверторных преобразователей, позволяет получить качественный сварной шов даже сварщикам невысокой квалификации. Отсутствие изменений направления и силы тока, свойственные переменному напряжению, обеспечивают ровное и стабильное горение дуги, что приводит к увеличению глубины проплавления металла и создаёт условия увеличения механической прочности сварного соединения.

Ещё одно существенное преимущество сварки постоянным током – уменьшение разбрызгивания металла, которое экономит электроды, присадочные материалы и повышает производительность труда за счёт уменьшения объёмов работ по зачистке швов.

Инверторные преобразователи входят в состав различных аппаратов как источники питания. Аппараты ручной дуговой сварки прекрасно справляются со свариванием стальных и чугунных деталей. Для сваривания нержавеющих сталей и цветных металлов, лучше использовать аппараты аргонно-дуговой сварки. Автомобильный кузов обычно ремонтируют точечной сваркой на базе того же инвертора постоянного тока.

Обратная полярность напряжения имеет свои преимущества и недостатки, в сравнении со свариванием постоянным напряжением прямой полярности. Для реализации этого метода требуются специальные электроды или проволока (в случае работы на полуавтомате). Принятие решения об использовании той или иной полярности зависит от особенностей процесса и вида сварочного оборудования.

Сварку переменным током используют для соединения тугоплавких металлов. В современной практике этот вид применяется для сваривания деталей, имеющих загрязнённую поверхность. Так иногда случается, что очистить деталь либо невозможно, либо очень сложно. Этот метод хорошо справляется с оксидными плёнками на поверхности металлов, даже на алюминии. На крупносерийных производствах сваривание переменным током используют как способ снижения себестоимости работ на изделиях, не требующих особой точности шва.

Делаем выводы: каждый вид имеет место в производстве, но наиболее универсальным и подходящим для дома, гаража, дачи является сварка изделий постоянным током, получаемым от сварочных инверторов. В подтверждение справедливости наших выводов можно привести статистические данные, говорящие о том, что 95,9 % сварочных аппаратов, купленных в Москве в прошлом году, составили аппараты на основе инверторов постоянного тока. Приобрести инверторные аппараты постоянного тока вы можете от производителя КЕДР на официальном сайте:

AC/DC: что такое полярность тока

Вы знаете, что означают надписи AC (переменный ток) и DC (постоянный ток) на сварочных аппаратах и электродах? По сути эти термины описывают полярность электрического тока, который вырабатывается источником питания и направляется к рабочему изделию через электрод. Выбор правильной полярности для той или иной марки электродов оказывает существенное влияние на прочность и качество соединений – поэтому не забывайте проверить надпись на упаковке! Чтобы лишний раз убедиться, Вы можете сделать две пробные попытки с разной полярностью на краю рабочего изделия.

В обиходе используются термины «прямая» и «обратная» полярность или «электрод-отрицательная» и «электрод-положительная» полярность. Последнее звучит более наглядно и поэтому здесь мы будем использовать именно эти обозначения.

Полярность обусловлена тем, что электрический контур имеет отрицательный и положительный полюсы. Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину – в другом. Таким образом, при частоте 60 Герц полярность тока меняется 120 раз в секунду.

Сварщик должен хорошо понимать, что такое полярность и какое влияние она оказывает на процесс сварки. С некоторыми исключениями электрод-положительная (обратная) полярность обеспечивает более глубокое проплавление. Электрод-отрицательная (прямая) полярность имеет более высокую производительность расплавления электрода и, как следствие, производительность наплавки. На это могут влиять химические вещества в покрытии. Электроды из углеродистой стали с покрытием целлюлозного типа, например, Fleetweld 5P или Fleetweld 5P+, обычно рекомендуют использовать с положительной полярностью. Некоторые типы электродов для сварки в среде защитных газов пригодны для сварки с обоими типами полярности.

Применение сварочных аппаратов трансформаторного типа породило необходимость в электродах, пригодных для сварки с любой полярностью из-за постоянных смен направления переменного тока. Хотя переменный ток сам по себе не имеет полярности, если электроды для сварки на переменном токе использовать с постоянным, они покажут более низкие результаты. Поэтому производители электродов обычно указывают наиболее подходящую полярность на покрытии и упаковке электродов.

Чтобы обеспечить необходимое проплавление, однородную форму шва и высокие сварочные характеристики, обязательно нужно использовать подходящую полярность. Неправильная полярность вызовет недостаточное проплавление, непостоянную форму шва, избыточное разбрызгивание, сложности с контролем дуги, перегрев и быстрое сгорание электрода.

На большинстве аппаратов четко обозначены контакты или подробно описано, как их настроить на определенную полярность. Например, некоторые аппараты имеют переключатель полярности, а на других для этого нужно сменить кабельные разъемы. Если Вы не уверены, какая в данный момент используется полярность, есть два несложных способа это выяснить. Первый – это сварка угольным электродом для постоянного тока, который будет нормально работать только при прямой полярности. Второй – сварка электродом Fleetweld 5P, который показывает намного лучшие результаты с обратной полярностью.

 

Проверка полярности:

А: Определение полярности с помощью угольного электрода

1. Проведите очистку основного металла и расположите его горизонтально.
2. Заострите кончики двух угольных электродов на шлифовальном диске, чтобы они имели одинаковую форму в плавным скосом, начинающимся в 5–7.5 см от кончика электрода.
3. Вставьте один электрод в электрододержатель возле начала скоса.
4. Настройте силу сварочного тока 135–150А.
5. Выберите интересующую Вас полярность.
6. Подожгите дугу (не забывайте о маске) и некоторое время подождите. Увеличьте длину дуги, чтобы было удобнее наблюдать действие дуги.
7. Понаблюдайте за дугой. При электрод-отрицательной (прямой) полярности дуга имеет коническую форму и отличается высокой стабильностью, легкой управляемостью и однородностью.
При электрод-положительной (обратной) полярности дугой достаточно сложно управлять. Она будет оставлять черные отложения углерода на основном металле.
8. Смените полярность. Подожгите дугу вторым электродом и подождите такое же время. Понаблюдайте за дугой.
9. Сравните кончики двух электродов. При прямой полярностью электрод сгорает равномерно, сохраняя свою форму. При обратной полярности электрод быстро сгорает и принимает плоскую форму.


Б. Определение полярности с помощью металлического электрода (E6010)

1. Проведите очистку основного металла и расположите его горизонтально.
2. Настройте силу сварочного тока 130–145 А (для электродов диаметром 4 мм).
3. Выберите одну из полярностей.
4. Подожгите дугу. Начните сварку, соблюдая стандартную длину дуги и угол наклона электрода.
5. Прислушайтесь к звуку дуги. При подходящей полярности, нормальной длине дуги и силе тока, дуга будет издавать равномерный «треск».
Неправильная полярность при нормальной длине дуги и силе тока вызовет нерегулярный «хруст» и «хлопки» и нестабильность дуги. См. выше, как ведет себя дуга и как выглядит шов при использовании металлического электрода с правильной и неправильной полярностью.
7. Смените полярность и создайте второй шов.
8. Проведите чистку швов и внимательно их осмотрите. При неправильной, прямой полярности шов будет иметь отрицательные характеристики, перечисленные в Уроке 1.6.
9. Повторите несколько раз, пока Вы не научитесь быстро определять текущую полярность.

Преобразователь переменного / постоянного тока

Преобразователи тока — устройства, позволяющие преобразовывать постоянный и переменный ток в переменный или постоянный с нужным напряжением. Выделяют инверторы и выпрямители. Первые необходимы для преобразования постоянного тока в переменный, вторые, наоборот, для преобразования переменного тока в постоянный.  

Такое устройство, как преобразователь тока, служит для обеспечения бесперебойного питания в бытовых условиях, кроме того они используются на производстве, в блоках питания и пр.  

Назначение преобразователя переменного тока в постоянный

Выпрямитель или выпрямительное устройство, называемый еще преобразователь переменного тока в постоянный, может применяться и как самостоятельное устройство, и как элемент системы электрического питания. Такие преобразователи переменного тока, благодаря своим характеристикам и достоинствам, широко применяются на разных мощностях  — малых и средних. Так, выпрямители часто используют в системах сигнализации и видеонаблюдения. Кроме того, такой преобразователь переменного напряжения используется и для заряда батарей (стартерных) в турбинах газовых и двигателях дизельных и пр. 

Назначение преобразователя постоянного тока в переменный

Широкое распространение в быту получил преобразователь постоянного тока в переменный. Он используется для обеспечения домов, отдельных систем, бытовой техники бесперебойным питанием. Отметим, что сами инверторы питаются от промышленных аккумуляторных батарей. 

Если ваши домашние приборы (бытовая техника и прочее) подключены к общей сети с помощью таких преобразователей постоянного напряжения в переменное, то при отключениях электроэнергии вся техника в доме будет питаться от аккумуляторных батарей. Когда же подача энергии будет восстановлена, преобразователи постоянного тока переключатся на заряд батарей. 

Это устройство используется и когда вам приходится страдать от перепадов напряжения в сети: скачки, падения, полное отсутствие. В таких обстоятельствах инвертор всю нагрузку переключает на себя, защищая вашу технику. 

Примеры использования преобразователей постоянного/переменного тока

Часто инверторы, преобразователи постоянного в переменный ток используются в автомобилях. Они служат для подключения к сети зарядных устройств для мобильных телефонов, ноутбуков, портативных телевизоров и прочего. Их также применяют при обустройстве сети в коттеджах и загородных домах в районах, где существуют проблемы с электроснабжением. Могут использоваться и в обычных квартирах, офисах, на производстве и др.

Дополнительные статьи:

Какой ток опаснее постоянный или переменный для человека – AC

Во всех современных квартирах и частных домах есть электроприборы и электропроводка, поэтому у жильцов всегда есть опасность попадания человека под высокое напряжение. Со времён Эдисона и Теслы в быту используется переменный ток, частота которого в Европе и странах СНГ составляет 50Гц.

Это значит, что его положительный и отрицательный вывода в розетке меняются местами 100 раз в секунду. Необходимое для работы многих устройств постоянное пониженное напряжение вырабатывается во встроенных или внешних блоках питания.

Несмотря на кажущуюся безопасность бытового напряжения, при неосторожном обращении с ним можно получить серьёзные электротравмы, вплоть до летального исхода. В этой статье рассказывается, каковы последствия воздействия электроэнергии на организм, а также какой ток опаснее – постоянный или переменный.

Отличие между постоянным и переменным током

Согласно школьному курсу физики, электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. В металлических проводах это свободные электроны, а в организме человека, на 55-70% состоящем из воды, эту роль выполняют ионы различных элементов, в основном поваренной соли.

Есть два типа электрического тока:

  1. Переменный ток (от англ. Alternative Current – AC). Направление движения электронов в проводах и полярность на выводах периодически меняется.
  2. Постоянный ток (от англ. Direct Current – DC). Его особенность в том, что полярность и направление движения электронов остаются неизменными.

В начале ХХ века было много споров между сторонниками постоянного и переменного напряжения. Победила концепция переменного тока. Его легче передавать от электростанции к потребителю, изменять величину напряжения, а электродвигатели переменного тока устроены проще и дешевле.

Несмотря на то, что величина переменного напряжение частотой 50Гц поднимается до максимума и снижается до “0” 100 раз в секунду, лампы накаливания светят ровным светом.

Это связано с тем, что такую частоту мерцания глаза не замечают, а нагретая нить накала не успевает остыть, что уменьшает их амплитуду. В светодиодных и энергосберегающих лампочках питание осуществляется от встроенного драйвера (блока питания), который исключает колебания светимости.

Постоянный ток: безопасность при низком напряжении

Электрическое напряжение любого типа является безопасным только до определённого уровня. Например, вывода плоской батарейки 3R12 4,5В при прикосновении к ним языка имеют кислый вкус, “Крона” 9В вызывает болезненные ощущения, а вывода из прикуривателя автомобиля пробовать языком вообще не следует, но совсем не ощущаются сухими руками без порезов.

Аппарат электрофореза, который используется в поликлиниках, имеет выходное напряжение =60В, что приводит к протеканию тока через организм 50мА. Это воздействие вызывает лёгкое пощипывание. Такое же переменное напряжение, поданное через электроды и влажную марлю, может нарушить ритм сердечных сокращений. В связи с этим постоянный ток при напряжении до 48В считается безопаснее переменного.

Важно! Некоторые “мастера” при ремонте зарядок мобильных телефонов и планшетов проверяют исправность аппарата языком. Несмотря на низкое 5В напряжение, при некоторых неисправностях аппарата на выходе может оказаться потенциал 220В, поэтому такая проверка является смертельно опасной.

Постоянный ток: опасность при высоком напряжении

При величине напряжения выше 500В постоянный ток также опасен, как и переменный. Попадание человека под постоянное напряжение может вызвать нарушение работы сердца. Это относится не только к сети, но и к заряженным конденсаторам ёмкостью большой ёмкости.

Энергии, запасённой в элементе, достаточно для нанесения вреда здоровью. Сравнивая эти два вида напряжения можно сказать, что однозначного ответа, что опаснее – переменный или постоянный ток дать нельзя.

Это зависит от напряжения:

  • до 500 В переменный ток AC может причинить бОльший вред, чем постоянный;
  • при 500 В оба вида напряжений опасны примерно одинаково;
  • выше 500 В постоянный ток DC более опасен.
Важно! Полностью безопасным является только пониженное напряжение. Его величина зависит от типа помещений и указывается в ПТБ и ПУЭ.

Переменный ток: безопасность при высокой частоте

Есть разновидность переменного напряжения, которая является безопасной при любом потенциале. Это напряжение частотой более 20кГц. Благодаря скин-эффекту ток сверхвысокой частоты проходит по поверхности кожи, не попадая внутрь организма к жизненно важным органам. Никола Тесла при демонстрации этого явления прикасался к электродам, находящимся под напряжением 100кВ с частотой 100кГц без вреда для здоровья.

Какой ток опасен для человек

На самом деле само по себе напряжение опасным не является. Опасен ток, проходящий через организм человека. Он зависит не только от потенциала, но и от сопротивления кожных покровов в месте контакта и других факторов:

  • сухая обувь, чистые руки и деревянный пол уменьшают опасность поражения;
  • приём спиртных напитков перед работой также уменьшает сопротивление и увеличивает поражающую силу высокого напряжения.
Интересно! Несмотря на то, что напряжение на электродах ионизатора воздуха достигает 25 кВ, ток при прикосновении настолько мал, что не ощущается человеком.

При одинаковых условиях переменный ток считается более травмоопасным. Это связано с тем, что опасный ток для человека зависит от вида напряжения – безопасная величина переменного тока, на которую настраивается уставка УЗО, составляет 10 мА, а для постоянного опасное воздействие начинается с 50 мА, которые являются максимальными для работы аппарата электрофореза.

Кроме силы тока, проходящего через организм, степень воздействия зависит от пути его прохождения и продолжительности контакта пострадавшего с токоведущими частями.

И всё же, почему переменный ток опаснее постоянного? Есть несколько факторов, делающих его воздействие более опасным:

  • Постоянный ток при протекании через организм вызывает спазм мускулатуры. Это менее опасно, чем сокращение и расслабление мышц под воздействием переменного тока. Поэтому для причинения одинакового вреда здоровью величина постоянного тока и, соответственно, напряжение должны быть в несколько раз выше, чем переменного.
  • Электротравмы со смертельным исходом чаще всего происходят от фибрилляции желудочков сердца. Это состояние возникает от воздействия переменного напряжения и может потребовать реанимационных действий и использования дефибриллятора. При воздействии постоянного тока происходит спазм сердечной мышцы, который может пройти после освобождения человека от напряжения.
  • Есть широко распространённое мнение, что при попадании под переменное напряжение легче освободиться самостоятельно. Это связано с тем, что при таком воздействии происходит периодическое расслабление мускулатуры. Такая версия была бы правильной, если бы частота в розетке была 1-2 Гц, но при частоте 50Гц сокращения и расслабления происходят 100 раз в секунду и паузы между спазмами настолько короткие, что человек не успевает на них отреагировать.

Проведённые эксперименты подтверждают, что взятый в руку электрод с постоянным напряжением, получается отпустить легче и быстрее.

Как видно из материалов статьи, при одинаковом напряжении травмы при поражении переменным током опаснее, чем постоянным.

Важно! Полностью безопасного напряжения, кроме сверхнизкого, не существует. При работе необходимо соблюдать осторожность и все требования, указанные в ПТБ и ПТЭЭП.

Пути прохождения тока через тело человека

То, какой ток опасен для человека, зависит не только от его величины, но и от пути прохождения через тело.

При попадании человека под напряжение ток стремится пройти по кратчайшему расстоянию. В зависимости от места контакта попасть в зону поражения могут различные органы и части тела. Есть различные варианты прохождения электрического тока через тело. Некоторые из них встречаются реже, другие чаще.

Особенно опасным являются те пути прохождения тока, при которых происходит поражение сердца, спинного и головного мозга и лёгких. Правда, это не значит, что остальные пути являются безопасными.

Информация! В статистику электротравматизма попали только такие случаи, при которых пострадавшенму потребовалась медицинская помощь.

Рука — рука

Чаще всего электромонтёры травмируются во время работы при прикосновении разными руками к фазному проводнику и к заземлённой конструкции или к другому фазному проводу.

Такие травмы составляют около 40% всех обращений к врачам. Ток идёт через верхнюю часть груди и до 3,3% проходит через сердце. При травмировании напряжением 220 В до 83% пострадавших теряют сознание.

Правая рука — ноги

Прохождение электрического тока по пути “рука-ноги” является опасным для жизни. Электроэнергия проходит через сердце, ноги и спинной мозг, причём на сердечную мышцу приходится 6,7%.

Такая электротравма происходит, если на работнике надета обувь с гвоздями в подошве, а пол бетонный или влажный деревянный.

Частота этих травм составляет 20%, количество потерявших сознание 87%.

Левая рука — ноги

Причины травмирования в этом случае аналогичны ситуации “правая рука – ноги”, но встречается несколько реже – в 17% случаев. Это связано с тем, что большинство людей предпочитают работать правой рукой.

Доля тока, проходящего через сердце, составляет 3,7%, поэтому количество пострадавших потерявших сознание 80%.

Нога — нога

Такое прохождение тока происходит при попадании человека под шаговое напряжение. Этих случаев всего – 6%. Доля тока через сердце составляет 0,4%.

Основная опасность таких травм заключается в судорогах или спазмах ног. При этом человек может упасть и величина шагового напряжения увеличится, а ток пойдёт по пути “руки-ноги” или “голова-ноги”, поэтому пострадавшие теряют сознание в 15% случаев.

Голова — ноги

Достаточно редкая, около 5% случаев, но опасная ситуация. Возникает при работе без головного убора в распредустройствах и высоких панелях управления.

Поражаются головной и спинной мозг, позвоночник и внутренние органы. Часть тока, проходящая через сердце 6,8%, До 88% пострадавших теряют сознание и нуждаются в реанимационных мероприятиях и госпитализации.

Голова — руки

Эта ситуация опаснее, чем травма “голова-ноги”. Часть тока, проходящего через сердце, составляет 7%, попавшие под напряжение теряют сознание в 92% случаев.

Причины травмирования аналогичны предыдущей, частота появления составляет 4%.

Другие пути

Около 8% случаев электротравматизма связаны с прикосновением к токоведущим частям другими частями тела. Чаще всего это происходит при работе без спецовки или летом, в расстёгнутых куртках без рубашки.

Важно! Для предотвращения электротравматизма необходимо соблюдать требования ПТБ и использовать основные и дополнительные защитные средства – перчатки, галоши, коврики и инструмент с изолированными ручками.

Величина тока опасная для жизни человека в Амперах

В таблице можно увидеть, какой ток опаснее постоянный или переменный при разных значениях – от практически неощутимых до смертельно опасных.

Как видно из материалов статьи и таблицы, ответ на вопрос “какой ток опаснее постоянный или переменный” однозначный – переменное напряжение является значительно более опасным.

 Сила тока, мА  Воздействие на организм
Переменный ток  Постоянный ток 
 0,6-1,5 небольшой зуд и незначительное покалывание кожи  не ощущается 
2-3  при протекании через руку её сводит незначительной судорогой, может ощущаться не только кистью, но и запястьем  не ощущается 
5-7  сильные болезненные судороги  лёгкое покалывание и нагрев поверхности кожи 
 8-10 сильная боль и судороги, сохраняется возможность самостоятельно разжать руки и освободиться от воздействия тока  возрастают покалывание и нагрев кожи 
 20-25  паралич конечностей, значительно затрудняется дыхание, возможность отпустить оголённый провод усиливается нагрев и покалывание поверхности кожи, появляются незначительные судороги 
 50-80 паралич дыхательных мышц, нарушение сердечного ритма   значительный нагрев кожи, усиливаются судороги мышц, затрудняется дыхание
90-100  остановка дыхания, через 3 секунды начинается фибрилляция сердца, без реанимационных действий возможен летальный исход  паралич дыхательной мускулатуры 

С переменным напряжением современные люди сталкиваются всё время, дома и на производстве. Для того чтобы предотвратить электротравмы необходимо соблюдать технику безопасности при эксплуатации электроприборов. Особенно важно обучить правилам пользования электричеством детей.

Розетки в доме должны иметь заземляющий контакт, необходимо также во вводном щитке установить УЗО или дифференциальный автомат.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья – поделись с друзьями!

 

Переменный ток – это… Что такое Переменный ток?

Переме́нный ток, AC (англ. alternating current — переменный ток) — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению.

Под переменным током также подразумевают ток в обычных одно- и трёхфазных сетях. В этом случае мгновенные значения тока и напряжения изменяются по гармоническому закону.

В устройствах-потребителях постоянного тока переменный ток часто преобразуется выпрямителями для получения постоянного тока.

Преимущества сетей переменного тока

  • Напряжение в сетях переменного тока легко преобразуется от одного уровня к другому путем применения трансформатора.
  • Асинхронные электродвигатели переменного тока проще и надежнее двигателей постоянного тока. (90% вырабатываемой электроэнергии потребляется асинхронными электродвигателями[источник не указан 1115 дней]).
  • Возможность передачи на более длинные расстояния, нежели постоянный.

Генерирование переменного тока

Преобразователь постоянного тока в переменный.

Переменный ток получают путем вращения рамки в магнитном поле. Принцип действия — явление электромагнитной индукции (появление индукционного тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока). В генераторах переменного тока вращается якорь из магнита (электромагнита) с несколькими полюсами (2, 4, 6 и т. д.), а с обмоток статора снимается переменное напряжение.

Стандарты частоты

В большинстве стран применяются частоты 50 или 60 Гц (60 – этот вариант принят в США) В некоторых странах, например, в Японии, используются оба стандарта. Частота 16 ⅔ Гц до сих пор используется в некоторых европейских железнодорожных сетях (Австрия, Германия, Норвегия, Швеция и Швейцария).

В текстильной промышленности, авиации, метрополитене и военной технике для снижения веса устройств или с целью повышения частот вращения могут применять частоту 400 Гц (однако, чаще всего – метрополитены электрифицированы по системе постоянного тока), а в морском флоте 500 Гц.

Электрификация ПТ

В России и СНГ около половины всех ЖД работает на переменном токе частотой 50Гц.[источник не указан 345 дней]

Ссылки

См. также

Общие сведения об источниках питания переменного / постоянного тока | Статья

.

СТАТЬЯ ОБРАЗОВАНИЯ


Получайте ценные ресурсы прямо на ваш почтовый ящик – рассылается один раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность

Что такое блок питания?

Источник питания – это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, такого как сеть, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

Назначение источника питания – обеспечить нагрузку надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом – и с точным напряжением – на широкий диапазон нагрузок, иногда одновременно, и все это без изменения входного напряжения или других подключенных устройств, влияющих на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например, в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выход. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выходная мощность зависит от любых изменений на входе.

Все блоки питания объединяет то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и доставляют в нагрузку на выходе.

Питание на входе и выходе может быть переменным (AC) или постоянным (DC) током:

  • Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении.Обычно он поступает от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного / постоянного тока. Постоянный ток – предпочтительный тип питания для электронных устройств.
  • Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток – это метод, используемый для подачи электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия

Следовательно, если переменный ток – это тип питания, подаваемого в ваш дом, а постоянный ток – это тип питания, который вам нужен для зарядки телефона, вам понадобится источник питания переменного / постоянного тока для преобразования переменного напряжения, поступающего от электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Общие сведения о переменном токе (AC)

Первым шагом в разработке любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типичная форма волны переменного тока – синусоида (см. Рисунок 1) .`

Рисунок 1: Форма сигнала переменного тока и основные параметры

Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

  • Пиковое напряжение / ток: максимальное значение амплитуды волны
  • Частота: количество циклов, которые волна завершает в секунду.Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
  • Среднее напряжение / ток: Среднее значение всех точек напряжения в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, потому что положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
  • Среднеквадратичное напряжение / ток: определяется как квадратный корень из среднего значения за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока его значение можно рассчитать с помощью Уравнение (1) :
  • $$ V_ {PEAK} \ over \ sqrt 2 $$
  • Он также может быть определен как эквивалентная мощность постоянного тока, необходимая для достижения такого же теплового эффекта.Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти эффективное значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда выражают как V AC .
  • Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоидальной волны делится на 360 °, начиная с 0 °, с пиками при 90 ° (положительный пик) и 270 ° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, при 180 ° и 360 °. Если две волны изображены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же самое время, когда другая достигает своего отрицательного пика, тогда первая волна будет под углом 90 °, а вторая волна будет под углом 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180 °.Считается, что эти волны находятся в противофазе, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны находятся в фазе.

Переменный ток (AC) – это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов конечным пользователям. Он используется для транспортировки электроэнергии, потому что в процессе транспортировки электроэнергию необходимо преобразовывать несколько раз.

Электрические генераторы вырабатывают напряжение около 40 000 В или 40 кВ.Затем это напряжение повышается до любого значения от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при транспортировке электрического тока на большие расстояния. Когда он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения будут либо сложными, либо очень неэффективными по сравнению с постоянным током (DC), потому что линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный и импульсный источник питания переменного / постоянного тока

Линейный источник питания переменного / постоянного тока

Линейный источник питания переменного / постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока (DC), которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества формы сигнала (Рисунок 2) .

Рисунок 2: Блок-схема линейного источника переменного / постоянного тока

Традиционная конструкция линейного источника питания переменного / постоянного тока развивалась с годами, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного / постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки ко вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает практически невозможной миниатюризацию этих источников питания.

Еще одним ограничением линейных источников питания переменного / постоянного тока является регулировка напряжения большой мощности.

Линейный источник питания переменного / постоянного тока использует линейные регуляторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают лишнюю энергию в виде тепла.Для малой мощности особых проблем не представляет. Однако для высокой мощности тепло, которое должен рассеивать регулятор для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико и потребует добавления очень больших радиаторов.

Импульсный источник питания переменного / постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного / постоянного тока, включая размер трансформатора и регулировку напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковой технологии, особенно благодаря созданию мощных полевых МОП-транзисторов, которые могут очень быстро и эффективно включаться и выключаться даже при больших напряжениях и токах.

Импульсный источник питания переменного / постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи мощности, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Блоки питания

AC / DC, в которых используются импульсные преобразователи мощности, называются импульсными блоками питания. Импульсные источники питания переменного / постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования переменного тока в постоянный.

В импульсных источниках питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе.Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в серию высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через другой выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать до достижения выхода (см. Рисунок 3) .

При работе на высоких частотах катушка индуктивности трансформатора может передавать больше мощности, не достигая насыщения, что означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше.Следовательно, трансформатор, используемый для переключения источников питания переменного / постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может составлять часть размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного / постоянного тока.

Рисунок 3: Блок-схема импульсного источника питания переменного / постоянного тока

Как и следовало ожидать, этот новый метод проектирования имеет некоторые недостатки.

Импульсные преобразователи мощности переменного / постоянного тока могут создавать в системе значительный уровень шума, который необходимо устранить, чтобы исключить его на выходе.Это создает потребность в более сложных схемах управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому они не оказывают существенного влияния на размер блока питания.

Меньшие трансформаторы и повышенная эффективность регуляторов напряжения в импульсных источниках питания переменного / постоянного тока – вот причина, по которой теперь мы можем преобразовать напряжение переменного тока 220 В ¬RMS в напряжение 5 В постоянного тока с помощью преобразователя питания, который поместится у вас на ладони.

Таблица 1 суммирует различия между линейными и импульсными источниками питания переменного / постоянного тока.

Транзисторы
Линейный источник питания переменного / постоянного тока Импульсный источник питания переменного / постоянного тока
Размер и вес Необходимы большие трансформаторы, что значительно увеличивает размер и вес Более высокие частоты позволяют при необходимости использовать трансформаторы гораздо меньшего размера.
КПД Если не регулировать, потери в трансформаторе являются единственной существенной причиной потери эффективности.В случае регулирования приложения с большой мощностью будут иметь решающее влияние на эффективность. обладают небольшими коммутационными потерями, поскольку они ведут себя как малые сопротивления. Это обеспечивает эффективных мощных приложений .
Шум Нерегулируемые источники питания могут иметь значительный шум, вызванный пульсациями напряжения, но регулируемые линейные источники питания постоянного тока переменного тока могут иметь чрезвычайно низкий уровень шума. Вот почему они используются в медицинских приложениях. Когда транзисторы переключаются очень быстро, они создают шум в цепи. Однако это может быть либо отфильтровано, либо частота переключения может быть сделана чрезвычайно высокой, превышающей предел человеческого слуха, для аудиоприложений
Сложность Линейный источник питания переменного / постоянного тока, как правило, имеет меньше компонентов и более простые схемы, чем импульсный источник питания переменного / постоянного тока. Дополнительный шум, создаваемый трансформаторами, вынуждает добавлять большие сложные фильтры, а также схемы управления и регулирования для преобразователей.

Таблица 1: Линейные и импульсные источники питания

Сравнение однофазных и трехфазных источников питания

Источник питания переменного тока может быть однофазным или трехфазным:

  • Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, каждая из которых несет переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разностью фаз 120 °, или одной трети цикл (см. рисунок 4) .Эти системы являются наиболее эффективными при передаче большого количества энергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
  • Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределять нагрузку между линиями. В этом случае ток течет от линии питания через нагрузку, а затем обратно через нейтральный провод. Это тип питания, который используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий.Однофазные системы не могут передавать столько энергии нагрузкам и более подвержены сбоям питания, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рисунок 4: Форма кривой переменного тока трехфазного источника питания

Существует две конфигурации для передачи энергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $ (\ Delta) $ и конфигурация звезды (Y), также называемые конфигурациями треугольника и звезды, соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями – возможность добавить нейтральный провод (см. Рисунок 5) .

Соединения

треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения типа Y могут подавать два разных напряжения: фазное напряжение, которое является однофазным напряжением, подаваемым в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Соотношение между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в конфигурации Y заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раз больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна обеспечивать питанием как трехфазные, так и однофазные системы, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль.Таким образом, и дома, и промышленное оборудование могут быть снабжены одной и той же линией электропередачи. Поэтому конфигурация Y наиболее часто используется для распределения мощности, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рисунок 5: Трехфазные конфигурации Y и треугольника

Напряжение, при котором электросеть поставляет однофазную электроэнергию своим пользователям, имеет различные значения в зависимости от географического положения.Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения источника питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения в сетях в разных регионах мира.

Действующее значение (AC) Напряжение Пиковое напряжение Частота Регион
230 В 310V 50 Гц Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия и Южная Америка
120 В 170V 60 Гц Северная Америка
100 В 141V 50 Гц / 60 Гц Япония *

* Япония имеет две частоты в своей национальной сети из-за истоков ее электрификации в конце 19 века.В западном городе Осака поставщики электроэнергии купили генераторы 60 Гц в Соединенных Штатах, а в Токио, который находится на востоке Японии, они купили немецкие генераторы 50 Гц. Обе стороны отказались изменить свою частоту, и по сей день в Японии все еще есть две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспортировки, но также для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядки больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное приложение мощности в трехфазных системах может передавать намного больше энергии нагрузке и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. Рисунок 6) .

Рисунок 6: Передача энергии в однофазных (слева) и трехфазных (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля (EV) количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет, насколько быстро он заряжается.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним силовым преобразователем переменного / постоянного тока автомобиля (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение варьируется от страны к стране, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность из переменного в постоянный внешне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Сводка

Источники питания переменного / постоянного тока есть повсюду. Основная задача источника питания переменного / постоянного тока – преобразовывать переменный ток (AC) в стабильное постоянное напряжение (DC), которое затем может использоваться для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для транспортировки электроэнергии по всей электрической сети от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечивать мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечивать гораздо больше мощности более стабильным образом, поэтому они часто используются для питания промышленных приложений.

Разработка эффективных источников питания переменного / постоянного тока – непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Способы проектирования источников питания переменного / постоянного тока со временем изменились. Линейные источники питания переменного / постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и ​​регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, поскольку в них используются импульсные регуляторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и ​​преобразуют электроэнергию намного эффективнее, чем предыдущие разработки, что позволило создать мощные блоки питания переменного / постоянного тока размером с ладонь.

_________________________

Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик – рассылайте их раз в месяц!

Статьи по теме

Чему о синхронных выпрямителях не говорят в школе – Избранные темы из реальных проектов

Как выбрать блок питания? Введение в источник питания переменного и постоянного тока

Блок питания или адаптер переменного / постоянного тока – это электрическое устройство, которое получает электричество от сетевого источника питания и преобразует его в другой ток, частоту и напряжение.Источники питания переменного и постоянного тока необходимы для обеспечения необходимой мощности электрического компонента.

Источник питания переменного и постоянного тока обеспечивает электричеством устройства, которые обычно работают от батарей или не имеют других источников питания. Вот что вам нужно знать об источниках питания переменного тока в постоянный и решениях, которые FSP Group может предложить для ваших нужд по преобразованию энергии.

Что такое блок питания AC-DC?

Вкратце, источник питания AC-DC преобразует один тип электричества (AC – «переменный ток» в DC – «постоянный ток»).«Каждый день большинство людей, несомненно, будут использовать электрические устройства, требующие обоих типов электричества.

Например, вашему автомобилю для работы требуется источник питания 12 В постоянного тока. Электроснабжение домов и предприятий осуществляется от сети переменного тока. Иногда вам нужно преобразовать переменный ток в постоянный, и поэтому вам понадобится источник питания переменного и постоянного тока.

Переменный или переменный ток – это стандартный тип электроэнергии, поставляемой из электрической сети в дома и на предприятия.Он называется переменным током из-за формы волны, которую принимают электроны. Иногда ток меняет направление и меняет свою величину.

Напряжение и частота сети переменного тока различаются в зависимости от региона; например, в США используется 120 вольт при частоте 60 Гц. По другую сторону Атлантики в Соединенном Королевстве используется 230 вольт при частоте 50 Гц.

Поскольку мощность переменного тока движется волнообразно, она может распространяться намного дальше, чем мощность постоянного тока, поэтому ее используют в электрических сетях по всему миру.В то время как многие электрические устройства используют питание переменного тока от сети, другие нуждаются в преобразовании в электричество постоянного тока.

Энергия переменного тока

впервые получила широкое распространение в конце 19 века благодаря усилиям первых пионеров в области электричества, таких как Никола Тесла и Себастьян де Ферранти.

DC или постоянный ток – другой тип электричества, используемый в различных приложениях. В отличие от переменного тока, путь, по которому электроны проходят в постоянном токе, является линейным. Вы найдете такие электрические устройства, как батареи, солнечные батареи и топливные элементы, а также генераторы переменного тока, использующие электричество постоянного тока вместо переменного тока.

Преимущество постоянного тока перед переменным током – это постоянная подача напряжения на электрические устройства. Однако недостатком питания постоянного тока является то, что он может работать только на короткие расстояния, что делает его непригодным для электросети.

Для большинства электронных устройств требуется электричество постоянного тока из-за «чистой» подачи энергии. Конечно, электричество в сети подается как мощность переменного тока, поэтому источник питания переменного и постоянного тока преобразует электричество в мощность постоянного тока.

Все блоки питания AC-DC имеют встроенные выпрямители и трансформаторы для повышения или понижения уровней напряжения, где это необходимо.Выпрямители – это компоненты в источниках питания, которые преобразуют переменный ток в постоянный.

Электричество постоянного тока

датируется концом 19 века и чаще всего ассоциируется с первопроходцами в области электричества, такими как Томас Эдисон.

  • Почему существуют два разных типа питания?

Как вы понимаете, электричество было горячей темой в конце 19 века. И Никола Тесла Эдисон, и Томас Эдисон фактически соревновались друг с другом, чтобы создать «лучший» тип электрического тока.

Электроэнергия переменного и постоянного тока имеет свои преимущества и ограничения, поэтому они в равной степени используются в различных электрических приложениях. Электроэнергия переменного тока является отличным способом доставки электроэнергии на большие расстояния и подходит для распределения через сетевую сеть.

Источник питания постоянного тока

обеспечивает более линейную и надежную форму электричества, но за счет расстояния. Понятно, что в мире электричества преобладает переменный ток, но постоянный ток необходим при питании электронных устройств дома или на рабочем месте.

  • Как работает блок питания AC-DC?

Источники питания переменного и постоянного тока необходимы для современных электронных устройств. Вы найдете их в различных форматах, таких как внешние адаптеры, которые подключаются к портативным компьютерам, и внутренние преобразователи, такие как вся электроника, от DVD-плееров до медицинского оборудования.

Каждый источник питания переменного и постоянного тока будет иметь разную конструкцию, но основные принципы останутся неизменными. Например, источник питания переменного и постоянного тока будет иметь один или несколько трансформаторов, выпрямителей и фильтров.

Трансформаторы – это пассивные электрические устройства, передающие электричество из одной цепи в другую. Их работа в источниках питания переменного и постоянного тока заключается в повышении или понижении уровней напряжения, когда это необходимо, чтобы обеспечить надежный источник постоянного тока для устройства.

Выпрямители

получают электроэнергию переменного тока от источника (например, электросети) и преобразуют эту энергию в электричество постоянного тока. А работа фильтров состоит в том, чтобы удалять электронный «шум» из волн низкой и высокой мощности переменного тока.

  • Что произойдет, если вы не будете использовать источник питания переменного и постоянного тока?

Хотя верно, что некоторые бытовые и коммерческие электрические приборы используют только переменный ток, для многих других приложений требуется постоянный ток.Что произойдет, если вы попытаетесь подать питание переменного тока на электрическое устройство, которому требуется электричество постоянного тока?

Короткий ответ прост: плохое случится! Электрические устройства с электронными компонентами почти наверняка будут разрушены, а некоторое оборудование с высоким напряжением переменного тока может даже взорваться или загореться.

Существует также риск для жизни человека, если вы подключаете переменный ток к электрическому устройству, требующему постоянного тока. Вот почему всегда важно использовать источник питания переменного и постоянного тока, когда этого требуют электрические требования.

Тип Питание переменного тока Питание постоянного тока
Определение Стандартный вид электроэнергии, поставляемой от электросети в дома и на предприятия. Другой вид электричества, используемый в различных приложениях. Возьмите электричество переменного тока от источника и преобразуйте эту энергию в электричество постоянного тока.
Электрический ток Форма сигнала Линейный От формы волны к линейной
Преимущество Превосходный способ доставки электроэнергии на большие расстояния. Подходит для распределения через сетевую сеть. Обеспечивает более линейный и надежный вид электричества, но за счет расстояния. Увеличивайте или уменьшайте уровни напряжения, когда необходимо обеспечить надежный источник постоянного тока для устройства.
Приложения Электропитание электронных устройств дома или на рабочем месте. Батареи, солнечные и топливные элементы, генераторы. Внешние адаптеры, которые подключаются к портативным компьютерам, и внутренние преобразователи, как и во всей электронике, от DVD-плееров до медицинского оборудования.


Как выбрать блок питания AC-DC

На рынке существует множество различных вариантов выбора источника питания переменного и постоянного тока в соответствии с вашими требованиями. Инновации в области электротехники сделали возможным создание источников питания переменного и постоянного тока, которые являются компактными, но полностью удовлетворяют даже самые взыскательные потребности приложений. Имея это в виду, как выбрать правильный?

Вы можете рассмотреть три типа источников питания переменного и постоянного тока; тот, который вам нужен, в конечном итоге будет зависеть от вашего приложения и потребностей в преобразовании энергии:

  • Адаптеры питания AC-DC

Практически каждый видел блок питания AC-DC в виде адаптера, широко известный как «адаптер переменного тока».«Они используются в различных приложениях, таких как портативные компьютеры, компьютерные мониторы, телевизоры и другая бытовая и коммерческая электроника.

Адаптеры

– это внешние источники питания, обычно заключенные в компактный герметичный блок из соображений безопасности и эстетики. Если вы хотите преобразовать переменный ток в постоянный для портативных устройств, бытовой и коммерческой электроники, вам может потребоваться адаптер переменного тока.

FSP Group разрабатывает и производит адаптеры переменного тока с выходной мощностью от 10 до 330 Вт и от 5 до 54 В.Большая часть нашего ассортимента блоков питания AC-DC в виде адаптеров соответствует требованиям DoE Level VI.

Наш ассортимент адаптеров переменного тока идеально подходит для таких приложений, как мини-ITX-ПК, ноутбуки, POS- и PoE-системы, встроенные системы, мониторы и телевизоры, принтеры и системы связи.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом адаптеров питания AC-DC。

  • Источники питания с открытой рамой

Источник питания с открытой рамой – это когда компоненты источника питания переменного и постоянного тока устанавливаются на печатной плате без защитного кожуха или корпуса.Корпус электрического оборудования обычно обеспечивает необходимую физическую защиту.

Блоки питания

с открытой рамой являются опцией по умолчанию для требований преобразования переменного тока в постоянный. Они чрезвычайно популярны по нескольким причинам:

  • Индивидуальная настройка – блоки питания на рамке ручки можно легко разместить в удобном и безопасном месте в корпусе любых электрических устройств;
  • Различные форм-факторы – FSP Group производит блоки питания с открытой рамой в форм-факторах два на четыре дюйма и три на пять дюймов.Мы также можем изготовить источники питания с открытой рамой в соответствии с вашим уникальным дизайном и спецификациями;
  • Варианты мощности и напряжения – Источники питания с открытой рамой FSP имеют диапазон от 30 до 450 Вт и выходное напряжение от 5 до 54 В (включая 12 В + 54 В).

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом открытых источников питания .。

  • Источники питания для промышленных ПК

И адаптеры, и блоки питания с открытым корпусом подходят для приложений с низким энергопотреблением, но что произойдет, если у вас есть промышленный ПК с более высокими требованиями к электричеству для преобразования переменного тока в постоянный?

Чтобы удовлетворить эти потребности, вам следует сузить область поиска до источников питания для промышленных ПК.Это блоки питания переменного и постоянного тока, специально предназначенные для ПК, используемых в промышленных условиях, которые могут похвастаться широкими возможностями выбора мощности.

Каждый блок питания промышленного ПК разработан с учетом высокой надежности и удельной мощности, а решения, предлагаемые FSP Group, соответствуют стандартам безопасности IEC 62368 и IEC 60950.

Помимо того, что вам нужен блок питания переменного и постоянного тока с более высокой мощностью, вы также можете рассмотреть его по следующим причинам:

  • Экстремальные условия эксплуатации – промышленные блоки питания могут выдерживать экстремальные температуры и иметь высокий показатель среднего времени наработки на отказ (среднее время наработки на отказ);
  • Высокая энергоэффективность – многие промышленные блоки питания FSP Group имеют сертификаты 80 Plus Gold и Platinum.

Наш ассортимент блоков питания для промышленных ПК доступен в следующих форм-факторах:

  • Гибкость ;
  • 1U и 2U ;
  • ATX и SFX ;
  • 1U и 2U с резервированием;
  • Модуль
  • CPRS и CPRS 2U;
  • PS2-резервирование и мини-резервирование.

Они доступны с мощностью от 100 Вт до 3000 Вт. Наши блоки питания для промышленных ПК также доступны с входными напряжениями, включая 115 В переменного тока, 230 В переменного тока, LVDC и HVDC.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом блоков питания для промышленных ПК .。

  • Другие типы блоков питания AC-DC

Хотя указанные выше три варианта являются наиболее распространенными в повседневном использовании, конечно, существуют и другие типы источников питания переменного и постоянного тока. К ним относятся те, которые используются в корпусах ПК, доступны в различных форм-факторах, медицинские блоки питания и блоки питания для телевизоров. Другие решения, также доступные от FSP Group, включают источники питания переменного и постоянного тока для твердотельного освещения и фотоэлектрические инверторы для использования с солнечными элементами.

Другие решения, также доступные от FSP Group, включают источники питания переменного и постоянного тока для твердотельного освещения и фотоэлектрические инверторы для использования с солнечными элементами.

Почему следует выбирать блоки питания переменного и постоянного тока FSP Group?

FSP Group является мировым лидером в области источников питания переменного и постоянного тока и других источников питания. Основанная в 1993 году на Тайване, FSP Group – это многомиллионная компания, которая выступает как OEM- и OEM-поставщик для предприятий.

Почему вам следует выбирать блоки питания FSP Group AC-DC , а не продукты конкурирующих брендов?

FSP Group – это опытный бренд, который также ведет рынок, а не следует за ним. Когда компания только начала свою деятельность в 1993 году, FSP Group заключила стратегический альянс с Intel для разработки блоков питания с форм-фактором ATX.

Являясь «посеянным партнером» Intel, FSP Group в настоящее время имеет устойчивое присутствие на многих других рынках.Например, для совершенствования технологий исследований и разработок в области резервного питания компания инвестировала 3Y POWER TECHNOLOGY INC и вышла на рынок ИБП (источников бесперебойного питания) в 2008 году.

Сегодня FSP Group продолжает вводить новшества и опирается на свой богатый опыт для разработки новых лидирующих в отрасли источников питания.

Блоки питания переменного и постоянного тока

FSP Group и другие блоки питания надежны, эффективны и надежны. Отчасти причина успеха нашего ассортимента продукции заключается в приверженности клиентов обеспечению качества.

Любой, кто знаком с фирмой, скажет вам, что FSP Group – компания, ориентированная на клиента, и решила предпринять шаги для соблюдения различных стандартов ISO.

Помимо соответствия стандартам ISO, FSP Group также продвигает собственные стандарты обеспечения качества и безопасности, получившие название PDCA (Plan, Do, Check, Action).

  • Продолжение исследований и разработок

Еще одна причина постоянного успеха FSP Group, включая все решения по источникам питания переменного и постоянного тока, заключается в постоянных исследованиях и разработках компании.FSP Group – это не только лидер рынка, но и новатор.

Бренд вкладывает большие средства в свои исследования и разработки, нанимая одних из самых талантливых инженеров, ученых, разработчиков и дизайнеров продукции в мире. Благодаря таким инвестициям FSP Group может продолжать разрабатывать лучшие в своем классе решения в области электроснабжения.

FSP Group следует своей мантре «обслуживание клиентов, профессионализм и инновации», чтобы позиционировать себя на рынке как ответственный поставщик экологически чистой энергии.Ассортимент продукции компании энергоэффективен, долговечен и может быть адаптирован для удовлетворения любых требований.

  • Огромный выбор источников питания переменного и постоянного тока

Еще одна причина, по которой вам следует рассмотреть вопрос о FSP Group для ваших потребностей в источниках питания переменного и постоянного тока, связана с широким ассортиментом предлагаемой продукции.

Будь вы бытовым потребителем, коммерческим или промышленным предприятием, вы найдете множество источников питания переменного и постоянного тока, которые наилучшим образом соответствуют вашим потребностям.FSP Group – популярный бренд источников питания.

Решения по источникам питания переменного и постоянного тока

FSP Group ежедневно используются компаниями и поставщиками решений по всему миру. Каждый продукт может похвастаться сверхвысокой эффективностью, оптимальным сроком службы и образцовой надежностью.

Статьи по теме: < Конструкция блока питания переменного / постоянного тока в 7 шагов >

разница между переменным и постоянным током

Когда дело доходит до электрической мобильности, два отдельных электрических тока могут использоваться для заправки электромобиля (EV) – переменного тока (переменного тока) и постоянного тока (постоянного тока).Но прежде чем мы углубимся, вам следует помнить о двух вещах:

  • Электроэнергия, поступающая из сети, то есть вашей домашней розетки, всегда является переменным током (переменным током).
  • Энергия, которая хранится в батареях, всегда является постоянным током (постоянным током).

AC и DC, а не AC / DC

AC и DC – это два совершенно разных типа электрического тока. Оба движутся в разных направлениях, текут с разной скоростью и имеют разные применения. AC / DC – хард-рок-группа, которая, несмотря на альбом под названием «High Voltage», не имеет ничего общего с электрическими токами или зарядкой электромобилей.

переменного тока – это электрический ток или поток заряда, который периодически меняет направление, то есть чередует . Электроэнергия переменного тока может вырабатываться из возобновляемых источников, которые используют вращающиеся генераторы, такие как ветряные или гидроэнергетические турбины. Переменный ток также можно эффективно транспортировать на большие расстояния – вот почему практически все электрические сети мира используют переменный ток, и почему вы можете найти переменный ток у себя дома и в офисе.

DC всегда движется по прямой линии и может генерироваться с помощью технологий возобновляемой энергии, таких как солнечные батареи.Помимо прочего, постоянный ток можно использовать для накопления энергии и светодиодного освещения. Аккумуляторы хранят энергию постоянного тока, и, хотя вы, возможно, никогда не осознавали этого, каждый раз, когда вы заряжаете свой ноутбук, зарядное устройство преобразует мощность переменного тока из сети в мощность постоянного тока для аккумулятора вашего ноутбука.

Короче говоря, мы получаем мощность переменного тока от сети, и она преобразуется в мощность постоянного тока, чтобы ее можно было хранить в батареях, таких как батарея, используемая для питания электромобиля.

Зарядка постоянным и переменным током в электромобилях

Когда мы говорим о зарядке электромобиля, основное различие между зарядкой переменным и постоянным током заключается в том, где происходит преобразование переменного тока в постоянный.Независимо от того, использует ли электромобиль зарядную станцию ​​постоянного или переменного тока, аккумулятор электромобиля будет накапливать только энергию постоянного тока.

Когда вы используете зарядную станцию ​​постоянного тока, преобразование из переменного тока (из сети) в постоянный ток происходит внутри зарядной станции, позволяя постоянному току течь непосредственно от станции в аккумулятор. Поскольку процесс преобразования происходит внутри более просторной зарядной станции, а не в электромобиле, для очень быстрого преобразования энергии переменного тока из сети можно использовать более крупные преобразователи. В результате некоторые станции постоянного тока могут обеспечивать мощность до 350 кВт и полностью заряжать электромобиль за 15 минут.

Опережая тенденции

Еще одно ключевое различие между зарядкой постоянным и переменным током – это кривая зарядки. При зарядке переменным током мощность, протекающая к электромобилю, представляет собой ровную линию (так что кривой вообще нет). Это связано с относительно небольшим бортовым зарядным устройством, которое может получать только ограниченное распределение мощности в течение более длительных периодов времени.

Зарядка постоянным током, с другой стороны, формирует ухудшающуюся кривую зарядки. Это связано с тем, что аккумулятор электромобиля изначально принимает более быстрый поток энергии, но постепенно требует меньше, когда он достигает полной емкости.

В качестве примера представьте стакан в качестве батареи электромобиля, бутылку с водой в качестве зарядной станции постоянного тока и воду внутри этой бутылки в качестве источника питания. Сначала вы можете быстро наполнить стакан водой, но вам нужно будет сбавлять скорость, когда вы доберетесь до верха, чтобы стакан не переливался.

Та же самая логика может применяться для быстрой и сверхбыстрой зарядки постоянным током. Вот почему электромобили требуют меньше энергии, когда батарея заряжена примерно на 80 процентов, отсюда и кривая деградации, которую вы видите ниже.


Другие факторы, которые могут повлиять на скорость зарядки:

  • Процент заряда батареи (состояние заряда)
  • Состояние аккумулятора электромобиля
  • Погодные условия

Переменный ток для сети и постоянный ток для батареи

И переменный, и постоянный ток важны в мире электромобилей.Вы получаете переменный ток от сети, который затем преобразуется в постоянный ток, чтобы его можно было хранить в батарее электромобиля. При использовании зарядной станции переменного тока преобразование в постоянный ток происходит внутри электромобиля через бортовое зарядное устройство, которое часто ограничено. При использовании станций быстрой и сверхбыстрой зарядки постоянного тока преобразование происходит вне электромобиля с использованием преобразователя большего размера.

Хотите узнать больше о наших зарядных станциях переменного и постоянного тока?

Мы предлагаем ряд зарядных станций как часть наших решений для сквозной зарядки электромобилей для предприятий по всему миру.Чтобы получить полный список технических характеристик и вариантов использования, а также дополнительную информацию, взгляните на наши зарядные устройства для электромобилей для каждого предприятия, которое хочет электрифицировать свою работу.

Узнайте, что зарядка постоянным током может означать для вашего бизнеса

Прочтите нашу бесплатную электронную книгу, чтобы получить полный обзор всех возможностей быстрой зарядки электромобилей, их различий и того, на что следует обратить внимание перед инвестированием.

Преобразователи переменного тока в постоянный

: особенности, конструкция и применение


Преобразователи переменного тока в постоянный Преобразователи переменного тока в постоянный ток

– один из важнейших элементов силовой электроники.Это связано с тем, что существует множество реальных приложений, основанных на этих преобразованиях. Электрические цепи, которые преобразуют входной переменный ток (AC) в выход постоянного тока (DC), известны как преобразователи AC-DC. Они используются в силовых электронных устройствах, где на вход подается синусоидальное напряжение переменного тока частотой 50 или 60 Гц, которое требует преобразования мощности для вывода постоянного тока.

Процесс преобразования переменного тока в постоянный называется выпрямлением. Выпрямитель преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока на стороне подключения нагрузки.Точно так же трансформаторы обычно используются для регулировки источника переменного тока, чтобы снизить уровень напряжения, чтобы иметь лучший рабочий диапазон для источника постоянного тока.


Понятие переменного тока (AC) и постоянного тока (DC)
Переменный ток

В переменном токе ток меняет направление и течет вперед и назад. Ток, направление которого периодически меняется, называется переменным током (AC). Имеет ненулевую частоту.Производится генератором переменного тока, динамо-машиной и др.

Рис. Простая цепь переменного тока
Постоянный ток

В постоянном токе сила и полярность не меняются. Если ток всегда течет в одном и том же направлении в проводнике, он называется постоянным током. Имеет нулевую частоту. Он производится элементами, батареями, генератором постоянного тока и т. Д.

Рис. Простая цепь постоянного тока

Простые шаги по преобразованию переменного тока в постоянный

Теперь поговорим о преобразователе переменного тока в постоянный.Рассмотрим часто используемый преобразователь в цепи питания, преобразователь 230V AC в 5V DC.

1. Понижение уровня напряжения

Иногда необходимо увеличить напряжение при передаче энергии на большие расстояния. Точно так же необходимо снизить напряжения для оборудования, которое использует более низкую мощность. Повышающие трансформаторы используются для повышения уровней напряжения, а понижающие трансформаторы используются для понижения уровней напряжения.

Рассмотрим трансформатор с выходом 12 В.Блок питания 230 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока с помощью понижающего трансформатора. Среднеквадратичное значение и его пиковое значение могут быть получены как произведение квадратного корня из двух и среднеквадратичного значения и приблизительно равны 17 В, что является выходным сигналом понижающего трансформатора.

2. Цепь преобразователя переменного тока в постоянный

Выпрямитель преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока на стороне подключения нагрузки. Существуют различные типы выпрямителей, такие как полуволновые, двухполупериодные и мостовые выпрямители.

Полномостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов, соединенных в виде моста. Диод проводит только в одном направлении, то есть при прямом смещении. Он остается в выключенном состоянии в другом направлении, то есть во время обратного смещения.

В приведенной выше схеме во время положительного полупериода диоды D2 и D4 проводят ток. А во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проводят. Таким образом, входная мощность переменного тока выпрямляется в выходную мощность постоянного тока.Но проблема в том, что выходная мощность постоянного тока состоит из импульсов и не является чистым постоянным током.

3. Получение чистой формы сигнала постоянного тока

Нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток. Для этого в большинстве схем используются конденсаторы. Конденсатор используется для хранения энергии, пока входное напряжение увеличивается от нуля до пикового значения. Энергия из конденсатора может быть разряжена, в то время как входное напряжение уменьшается от пикового значения до нуля.

Таким образом, мы можем преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток, используя процесс зарядки и разрядки конденсатора.

4. Регулировка постоянного напряжения постоянного тока

Чтобы зафиксировать выходное напряжение на фиксированном желаемом значении, мы, наконец, используем микросхему регулятора напряжения. ИС регуляторов напряжения постоянного тока имеет название 78XX. Последние две цифры ХХ представляют значение выходного напряжения. Например, чтобы ограничить выходное напряжение до 5 В, мы используем микросхему регулятора напряжения 7805 . А чтобы ограничить напряжение до 9 В, мы используем микросхему регулятора напряжения 7809 .


Приложения

Преобразователи переменного тока в постоянный используются почти во всех электронных и электрических устройствах.Они используются в качестве цепей питания для бытовых нужд, таких как пылесосы, стиральные машины, холодильники, электрические рисоварки. В повседневной жизни очень важную роль играют такие продукты, как компьютеры, телевизоры, зарядные устройства для сотовых телефонов и т. Д. Преобразователи переменного тока в постоянный.

Большинство электронных датчиков и модулей работают только от источника постоянного тока и, следовательно, используют преобразователи переменного тока в постоянный. Они также используются в медицинском оборудовании, автоматизации производства, автоматизации зданий, системах управления технологическими процессами, информационных дисплеях и телекоммуникациях.

Другие применения преобразователей переменного тока в постоянный – в управлении возобновляемой энергией, испытательном и измерительном оборудовании, оборонных, аэрокосмических и транспортных системах.

Как разработать схему преобразователя переменного тока в постоянный в Altium Designer

Захария Петерсон

| & nbsp Создано: 22 марта 2021 г.

Схема преобразователя переменного тока в постоянный работает в точности так, как следует из ее названия: она принимает гармонический входной переменный ток и преобразует его в выходной постоянный ток.Эти схемы просто взяты из высокого уровня и при работе на малой мощности на макетной плате, но реальная схема преобразователя переменного тока в постоянный более сложна, чем просто схема трансформатора и выпрямителя. Чтобы найти подходящие компоненты для этих схем и провести точное моделирование мощности, требуется правильное программное обеспечение для проектирования печатных плат, которое включает в себя мощные инструменты для проектирования схем.

Если вам нужно спроектировать источник питания, регулятор, преобразователь или другие системы питания, в Altium Designer есть все необходимые утилиты для проектирования.Лучшая часть Altium Designer – это интегрированная среда проектирования, где все необходимое для проектирования печатных плат включено в одну программу. Прочтите наше руководство, чтобы узнать больше о проектировании схем преобразователя переменного тока в постоянный и других вспомогательных схем, необходимых для энергосистем.

АЛЬТИУМ-КОНСТРУКТОР

Унифицированный пакет проектирования печатных плат, который объединяет функции проектирования схем с мощным редактором печатных плат и пакетом моделирования SPICE.

Практически каждое устройство, которое подключается к розетке, должно преобразовывать переменный ток от стены в постоянный ток, который может использоваться интегральными схемами.Это означает, что для многих продуктов требуется схема преобразователя переменного тока в постоянный, а также другие схемы, такие как регулятор мощности, схема PFC и схема управления для высокоэффективного преобразования энергии. Чтобы добиться успеха, требуется правильная стратегия проектирования, а также объединение этих различных частей системы в единый продукт.

Для промышленных систем питания требуется безопасная функциональная компоновка, а также необходимо проверить конструкцию с помощью моделирования, чтобы убедиться, что она работает должным образом.При использовании интегрированного пакета проектирования вы можете создавать схемы преобразователя мощности, высококачественную компоновку печатной платы и моделирование схем в одной программе.

Схема преобразователя переменного тока в постоянный основана на выпрямлении, когда входная мощность переменного тока преобразуется в нестабильный выход постоянного тока с некоторой остаточной пульсацией. Основные компоненты, входящие в схему преобразователя переменного тока в постоянный:

  • Трансформатор: Повышает или понижает мощность сети до значения, полезного для нагрузки в системе.Соотношение витков трансформатора будет определять выходное напряжение и ток на диодном мосту и конденсаторе.
  • Диодный мостовой выпрямитель: Эта небольшая схема принимает абсолютное значение входного сигнала переменного тока, что дает изменяющийся во времени сигнал с одной полярностью. Конструктивное требование состоит в том, чтобы диоды в схеме мостового выпрямителя работали выше своего прямого тока.
  • Конденсатор: большой конденсатор используется в качестве фильтра для стабилизации выпрямленного сигнала переменного тока и создания постоянного напряжения с некоторой остаточной пульсацией.Конденсатор большего размера с меньшим эффективным последовательным сопротивлением является идеальным компонентом для обеспечения высокой емкости заряда и высокой скорости разряда.

Этот список компонентов является минимумом, необходимым для создания схемы преобразователя переменного тока в постоянный, и пример показан ниже. Конвертер переменного тока в постоянный, который вы проектируете, необходимо будет создать в мощном редакторе схем с использованием реальных данных компонентов и имитационных моделей, и вам понадобится лучшее программное обеспечение для проектирования, чтобы выполнить эту работу.

Создание схем из реальных компонентов для схемы преобразователя переменного тока в постоянный

Убедитесь, что вы используете лучшие инструменты проектирования схем со встроенными библиотеками компонентов и подключениями к цепочке поставок печатной платы, чтобы разработать схему преобразователя переменного тока в постоянный.Редактор схем в Altium Designer включает мощный механизм моделирования SPICE, который прост в использовании и берет электрические данные непосредственно из ваших моделей компонентов. Имея доступ ко всему в одной программе, вы можете быстро и легко разработать высококачественный преобразователь мощности и проверить его конструкцию.

Базовая схема преобразователя переменного тока в постоянный с трансформатором и выпрямителем на диодном мосту, созданная в Altium Designer.

Вся силовая электроника должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать высокую эффективность преобразования мощности, но для этого часто требуется нечто большее, чем просто двухполупериодная схема мостового выпрямителя.Дополнительные компоненты и схемы необходимы для обеспечения малошумного и высокоэффективного преобразования энергии, особенно при подаче питания на схему регулятора. Преобразование переменного тока в постоянный – это лишь одна часть стратегии регулирования мощности, и необходимо учитывать всю систему, чтобы минимизировать потери и шум во время преобразования мощности.

Наиболее эффективной стратегией регулирования мощности для большинства систем является использование импульсного регулятора, особенно при проектировании схемы преобразователя переменного тока в постоянный для получения электроэнергии от стены.Некоторые дополнительные схемы, необходимые для преобразования энергии, включают:

  • Схема коррекции коэффициента мощности, или схема PFC, для сглаживания тока, потребляемого каскадом регулятора выходного напряжения в преобразователе мощности.
  • Фильтр электромагнитных помех, обычно синфазный дроссель, для удаления кондуктивных электромагнитных помех со стороны входа и выхода системы.
  • Драйвер ШИМ и контур обратной связи для настройки параметров регулятора и обеспечения стабильной выходной мощности на желаемом уровне.
  • Импульсный стабилизатор мощности со стандартной топологией, обеспечивающий малошумящий выходной ток.

Каждая из этих дополнительных схем и секция схемы преобразователя переменного тока в постоянный должны быть отражены в топологии вашей печатной платы. Нет причин, по которым вам следует использовать разные программы для построения схем и макета печатной платы для вашей системы. Вместо того, чтобы связывать несколько программ проектирования вместе, используйте Altium Designer, единственную программу, которая включает в себя все необходимое для проектирования силовой электроники.

Создайте лучшую компоновку печатной платы для вашей системы преобразователя мощности

После того, как вы запечатлили схемы преобразователя мощности и стабилизатора напряжения в виде пустой печатной платы, вы можете приступить к расположению компонентов и трассировке трасс. Лучшие функции компоновки печатных плат в Altium Designer упрощают эти задачи, и эти инструменты доступны в той же программе, что и ваши утилиты для проектирования схем и моделирования. Вы можете работать продуктивно и разрабатывать электронику высочайшего качества, используя Altium Designer.

Разработайте схему преобразователя переменного тока в постоянный, каскад регулятора и топологию печатной платы в Altium Designer.

Завершите компоновку преобразователя переменного тока в постоянный и компоненты источника

После создания схемы преобразователя переменного тока в постоянный и других схем регулятора мощности в компоновке печатной платы, пришло время для исходных компонентов и завершения проекта с набором файлов для изготовления. Программное обеспечение для проектирования печатных плат должно включать полный набор функций изготовления печатных плат, которые помогут вам подготовиться к производству.Altium Designer – лучший вариант для программного обеспечения для проектирования печатных плат, поскольку он включает в себя эти функции изготовления печатных плат и другие производственные инструменты в одной программе.

Чтобы воплотить в жизнь конструкцию преобразователя мощности, также необходимо рассмотреть цепочку поставок и источники компонентов для вашей конструкции. Когда у вас есть доступ к данным о цепочке поставок электроники напрямую от производителей компонентов, вы можете быть уверены, что ваша система может быть произведена вовремя и в рамках бюджета. Altium Designer включает в себя инструменты поиска источников, которые помогут вам найти нужные компоненты и импортировать данные об источниках прямо в вашу ведомость материалов.

Завершите проектирование источника питания с помощью инструментов компоновки печатных плат в Altium Designer

Основное преимущество

Altium Designer перед другими платформами для проектирования печатных плат заключается в его интегрированном интерфейсе проектирования, где все необходимое для проектирования и компоновки цепей питания включено в единую программу. Altium Designer – это больше, чем просто программное обеспечение для проектирования схем и моделирования, это самое мощное в отрасли приложение для проектирования печатных плат для разработки продуктов. В то время как другие программы проектирования заставляют вас использовать отдельные приложения для каждой задачи проектирования печатной платы, Altium Designer помогает вам оставаться продуктивным при разработке передовых технологий.

Спроектируйте силовую электронику, исходные компоненты и создайте макет печатной платы в Altium Designer.

Вам не нужно использовать отдельные программы для компоновки печатных плат, моделирования и схемотехники при создании преобразователей мощности. Вы можете создавать цепи питания с любой топологией и преобразователями питания, используя лучшие инструменты проектирования и компоновки печатных плат в Altium Designer. Оставайтесь продуктивными и создавайте передовые технологии с Altium Designer.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентный объем интеграции с электронной промышленностью, которая до сих пор была отнесена к сфере разработки программного обеспечения, позволяя дизайнерам работать из дома и достигать беспрецедентного уровня эффективности.

Мы лишь слегка коснулись того, что можно делать с Altium Designer на Altium 365. Вы можете проверить страницу продукта, чтобы получить более подробное описание функций или один из вебинаров по запросу.

Решения AC-DC | NXP Semiconductors

TEA1833DB1361 45 Вт / 19,5 В FF / CCM Flyback 15-45 Вт
45-75 Вт
TEA1936xDB1475 27 Вт USB PD2.0 + QC2.0 / 3.0 PD: 5, 9, 12 В QC3.0: 3,3… 0,12 В 15-45 Вт
ЧАЙ1936xDB1530 27 Вт USB PD3.0, 5, 9, 12 В QC4.0 / 4.0 +, 3.3 В… .11 В 15-45 Вт
TEA1936xDB1463 45 Вт USB PD2.0 + QC2.0 / 3.0 PD: 5, 9, 12, 20 В QC3.0: 3,3… 0,12 В 15-45 Вт
TEA1755DB1100 90 Вт / 19,5 В QR / DCM PFC + QR / DCM Flyback 75 – 120 Вт
TEA1716DB1255 90 Вт / 19.5 В QR / DCM PFC + LLC 75 – 120 Вт
TEA1916DB1262 240 Вт / 12 В QR / DCM PFC + LLC 120 Вт
TEA1708DB1168 Активный разряд X-cap Companion IC
TEA1993DB1357 Контроллер SR IC / напряжение на нескольких выходах низкое RDS_on MOSFET Companion IC
TEA1998DB1453 SR contr.IC / Vout = 2-8 В / 5 A низкий RDS_on MOSFET Companion IC
TEA1999DB1504 Контроллер SR IC / напряжение на нескольких выходах низкое RDS_on MOSFET Companion IC
TEA1999DB1546 Контроллер SR IC / мультивыходное напряжение низкое RDS_on MOSFET Companion IC

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Одна из самых значительных битв 19 века велась не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества. это приводит в действие наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменного тока (AC), система, поддерживаемая его главный соперник Никола Тесла (1856–1943).Эдисон пробовал все виды хитрые способы убедить людей в том, что кондиционер слишком опасен, от убить слона на электрическом стуле, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле для приведения в исполнение смертной казни. Несмотря на это, Система Tesla победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе власть с тех пор.

Беда только в том, что многие наши приборы предназначены для работы с переменным током, малогабаритные генераторы часто вырабатывают постоянный ток. Что означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое преобразует DC to AC – инвертор, как его еще называют.Давай ближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: набор электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например, солнечными батареями и ветряными микровентиляторами. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерство энергетики США / NREL (DoE / NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естествознания объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный ток).Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, идущих вместе с пакетами электрической энергии в одном способ, которым муравьи несут листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде базового фонарика, где у нас есть схема ( непрерывный электрический контур), соединяющий батарею, лампу и выключатель, и электрическая энергия систематически транспортируется от батареи к лампу, пока не разрядится вся энергия батареи.

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой линии; переменный ток похож на движение вперед и назад на пятно. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

В более крупных бытовых приборах электричество работает иначе. Источник питания, который поступает из розетки в стене, основан на переменный ток (AC), где переключается электричество примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из вашей розетки, получат, скажем, несколько миллиметрах вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добрались до лампы на вашем столе, чтобы сделать ее загораться?

Ответ на самом деле довольно прост.Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы – и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампы накаливания свечения. Электроны не обязательно должны двигаться по кругу для переноса энергии: в AC они просто «бегут на месте».

Что такое инвертор?

Фото: Типичный электрический инвертор.Это сделано Xantrex / Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (DoE / NREL).

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Westinghouse, босс Westinghouse Electrical Company), что большинство бытовой техники, которая есть в наших домах, специально спроектированы работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Предположим, у вас в фонарик и выключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночная машина по трассе. Что теперь если вынуть аккумулятор и перевернуть. Предполагая, что он подходит в противном случае он почти наверняка будет питать фонарик, и вы не заметит никакой разницы в получаемом вами свете, но электрический ток на самом деле будет течь в обратном направлении.Предположим, вы у них были молниеносные руки и они были достаточно ловкими, чтобы постоянно менять направление движения. аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического инвертор, превращающий питание постоянного тока батареи в переменный ток с частотой 50–60 герц.

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не работают должным образом. таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные Включает и выключает эти переключатели на высокой скорости для реверсирования тока направление. Подобные инверторы часто производят так называемый прямоугольный выход: ток либо течет в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные переключения мощности довольно жестоки для некоторых видов электрического оборудования.При нормальном питании переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы могут использоваться для создания такого плавно изменяющегося выхода переменного тока из Вход постоянного тока. Они используют электронные компоненты, называемые индукторами и конденсаторы, чтобы выходной ток увеличивался и падал более плавно чем резкое включение / выключение прямоугольного сигнала на выходе, которое вы получаете с базовый инвертор.

Инверторы

также могут использоваться с трансформаторами для изменения определенного Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (либо выше, либо ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше чем входная мощность: из сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не могут выдавать больше мощности, чем потребляют в, и некоторая энергия неизбежно будет потеряна в виде тепла по мере того, как течет электричество через различные электрические и электронные компоненты.В На практике КПД инвертора часто превышает 90 процентов, хотя основы физики говорят нам, что некоторая энергия – пусть и небольшая – всегда где-то потрачено впустую!

Как работает инвертор?

Мы только что получили очень простой обзор инверторов – и теперь давайте вернемся к нему еще раз. немного подробнее.

Представьте, что вы аккумулятор постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас вместо этого производить AC. Как бы ты это сделал? Если все ток, который вы производите, течет в одном направлении, а как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока – что будет при минимум половина работы.Для правильного включения переменного тока вам понадобится переключатель, который позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

По сути, устаревший механический инвертор сводится к коммутационному блоку. подключен к электрическому трансформатору. Если вы изучили наши статья о трансформаторах, вы узнаете, что они электромагнитные устройства, которые изменяют переменный ток низкого напряжения на переменный ток высокого напряжения или наоборот, с использованием двух катушек проволоки (называемых первичной и вторичной), намотанной вокруг общего железного сердечника.В механическом инверторе либо электродвигатель или какой-либо другой механизм автоматического переключения переворачивает входящий постоянный ток вперед и назад в первичный, просто поменяв местами контакты, и это производит переменный ток во вторичной – так он не так уж сильно отличается от воображаемого инвертора, который я набросал выше. Переключающее устройство работает примерно так же, как и в электрический дверной звонок. Когда питание подключено, он намагничивает переключатель, потянув ее открыть и на короткое время выключить.Весна тянет переключите обратно в положение, включите его снова и повторите процесс – снова и снова.

Анимация: Основная концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красный и синий) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она неоднократно переключает соединения с первичной обмоткой, поэтому трансформатор получает на вход переменный ток, а не постоянный ток.Это повышающий трансформатор с большим количеством обмоток во вторичной обмотке (желтый зигзаг, правая сторона), чем в первичной, поэтому он увеличивает небольшое входное напряжение переменного тока до большего выходного переменного тока. Скорость вращения диска определяет частоту переменного тока на выходе. Большинство инверторов не работают так; это просто иллюстрирует концепцию. Установленный таким образом инвертор будет давать очень грубый выходной сигнал прямоугольной формы.

Типы инверторов

Если вы просто включаете и выключаете постоянный ток или перевертываете его обратно и вперед, так что его направление продолжает меняться, то, что вы в конечном итоге, очень резкие изменения тока: все в одну сторону, все в другую направление и обратно.Нарисуйте диаграмму тока (или напряжения) против времени, и вы получите прямоугольную волну. Хотя электричество различается таким образом, технически , переменный ток, это совсем не похоже на переменный ток доставляется в наши дома, что гораздо более плавно волнообразная синусоида). Вообще здоровенный бытовые приборы в наших домах, которые используют чистую электроэнергию (например, электрические обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) не особо заботятся волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много это – так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод они получают от синусоидальной волны.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращенно до PSW) и модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW). В качестве их название предполагает, что настоящие инверторы используют так называемые тороидальные (в форме пончика) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянный ток в плавно изменяющийся переменный ток очень похожий на настоящую синусоиду, обычно подаваемую в наши дома.Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источник, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радио и стереосистемы. С другой стороны, модифицированные синусоидальные инверторы используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) на производят своего рода “закругленную” прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде), и пока они подходят для доставки мощность для здоровенных электроприборов, они могут вызывать и вызывают проблемы с тонкой электроникой (или чем-либо с электронным или микропроцессорным контроллером), так что, как правило, это означает, что они не подходят для таких вещей, как ноутбуки, медицинское оборудование, цифровые часы и устройства умного дома.Кроме того, если задуматься, их закругленный квадрат волны в целом обеспечивают большую мощность устройства, чем чистая синусоида (площадь под квадратом больше, чем под кривой). Это делает их менее эффективными и потерянная мощность, рассеиваемая в виде тепла, означает некоторый риск перегрева инверторов MSW. С другой стороны, они, как правило, немного дешевле, чем настоящие инверторы.

Изображение: Модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше похожа на синусоидальную волну (синюю), чем на прямоугольную волну (оранжевая), но все же включает в себя внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономных модулей с аккумулятором, которые полностью Независимо от сети, другие инверторы (известные как интерактивные инверторы или инверторы , привязанные к сети) являются специально разработан для постоянного подключения к сети; обычно они используются для передачи электричества от чего-то как солнечная панель, обратно в сеть с правильным напряжением и частотой.Это нормально, если ваша главная цель – выработать собственную силу. Это не так полезно если вы хотите иногда быть независимым от сетки или хотите резервный источник питания на случай отключения электричества, потому что если ваш подключение к сети прерывается, и вы не производите электроэнергию самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно лишены силы – так же беспомощны, как если бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют бимодальные преобразователи или двунаправленные преобразователи , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (хотя и не в обоих одновременно). С у них есть лишние детали, они имеют тенденцию быть более громоздкими и более дорогие.

Подпись: Никола Тесла. Хотя он выиграл войну токов, его соперника Томаса Эдисона до сих пор помнят как первооткрывателя электроэнергии. Гравюра Теслы работы Саронга, 1906 год, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Что такое инверторы?

Инверторы

могут быть очень большими и здоровенными, особенно если они имеют встроенный аккумуляторные батареи, чтобы они могли работать автономно. Они тоже выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы. Как вы можете видеть на нашем верхнем фото, типичные – размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше портативные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Как бытовые приборы различаются по потребляемой мощности, так и инверторы различаются. в мощности, которую они производят. Как правило, на всякий случай вы нужен инвертор, рассчитанный примерно на четверть выше максимальной мощности устройства, которым вы хотите управлять.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *