Що таке перетворювачі напруги та як вони працюють: основи технології
В мережах, які заживлені від сонячних чи вітрових електростанцій, автономних та резервних систем живлення, а також різноманітних акумуляторів, у тому числі автомобільних, працює постійний струм або DC з електронапругою 12, 24 або 48 В.
Разом з тим більшість електричних приладів, якими зазвичай користуються в побуті та на виробництві, функціонують з використанням стандартного змінного струму, живлячись від мережі AC з високою напругою 220 В. Саме тому для безперебійної роботи цієї техніки варто заздалегідь придбати перетворювачі напруги в магазині Strans-Shop.
Принцип роботи перетворювачів напруги
Перетворення напруги включає кілька основних етапів:
- Інвертування. З джерела постійного струму низької напруги струм надходить на схему з транзисторами MOSFET/IGBT (у перетворювачах для промислових потужностей використовуються тиристори, оскільки вони здатні до комутації більших струмів та напруг). Останні створюють імпульсний змінний струм шляхом перемикання напрямку.
- Процес перетворення в трансформаторі. Змінний струм низької напруги, отриманий від транзисторів, подається на трансформатор. Цей прилад підвищує показники шляхом електромагнітної індукції.
- Фільтрація сигналу. Необхідна для згладження прямокутної або ступінчастої хвилі напруги від транзисторів з перетворенням її в чисту синусоїду, придатну до живлення електроприладів.
Завдяки роботі контролера регулюються всі перераховані вище процеси, а також здійснюється захист мережі у випадку перевантаження, перевищення граничних робочих показників, а також при виникненні короткого замикання.
Види перетворювачів напруги
Залежно від застосування та будови, перетворювачі напруги поділяються на автомобільні, стаціонарні та спеціалізовані сонячні інвертори фотоелектричних систем. Вони можуть бути автономними та мережевими.
За типом вхідного та вихідного струму дані прилади поділяються на кілька основних видів:
- Інвертори. Найбільш використовуваний тип перетворювачів, який, власне, трансформує постійний струм від джерела з малою напругою у стандартний змінний струм 220 В. Залежно від типу приладу, можуть утворювати чисту або модифіковану синусоїду.
- Випрямлячі. Здійснюють зворотний процес, у якому змінний струм перетворюється на постійний, який тече в одному напрямку. Застосовуються для живлення різноманітної низьковольтної техніки, зарядних пристроїв та станцій, електродвигунів, у тому числі промислових, а також зварювальних апаратів.
- Перетворювачі DC/DC. Здійснюють зміну рівня постійної напруги на пониження, підвищення або в обидва боки. Зустрічаються в автомобільній техніці, різноманітних видах електроніки та альтернативного живлення енергосистем.
- Перетворювачі AC/AC. Дозволяють перетворювати змінну напругу з фіксованою частотою та амплітудою у змінну напругу з можливістю регулювання цих параметрів. Використовуються в різноманітних типах асинхронних двигунів.
- Гібридні перетворювачі. Поєднують у собі інвертор, зарядку та контролер. Працюють з різними видами акумуляторів та сонячних панелей.
Використання перетворювачів дозволяє створювати збалансовані системи автономного живлення для роботи електроприладів.
Основні компоненти перетворювача напруги
До складу перетворювачів напруги входять силовий блок та блок керування з системою охолодження.
| Компоненти силового блоку | Компоненти блоку керування |
| Силові ключі або транзистори | Широтно-імпульсний модулятор або керуюча мікросхема |
| Вхідні та вихідні фільтри | Підсилювачі сигналів |
| Силовий трансформатор | Пристрої моніторингу напруги та струму |
| Випрямляч або діодний міст | Захисна система |
| Запобіжники та варистори для захисту системи від перевантажень. | Мікроконтролер зі складними алгоритмами (в складі інтелектуальних систем керування, наприклад, векторного). |
Обидва блоки інверторів працюють разом. Інші типи перетворювачів, по суті, технічно можуть відрізнятися будовою фільтрів та інверторами.
Як вибрати перетворювач напруги для різних застосувань

В першу чергу перед купівлею перетворювача напруги необхідно визначитися з потребами приладів, які підключатимуться до мережі, а також визначити їх сумарну потужність. Для чутливих до якості синусоїди приладів потрібні відповідні перетворювачі DC/AC, номінальна потужність навантаження яких у сумі має бути меншою, ніж в інвертора, на 20-30%.
Застосування перетворювачів напруги в різних галузях
Високочутливі прилади, наприклад, котли опалення, помпи, компресори, виробнича та медична техніка, потребують чистого синуса. Якщо йдеться про сучасні телевізори, освітлювальну техніку, оргтехніку та інші пристрої без електричних двигунів, обирають перетворювачі з модифікованим синусом на виході.
Також, залежно від джерела струму, можна обрати автономний інвертор, який працює лише від акумулятора, або гібридний тип. Останній може використовуватися для мережі, зарядки акумуляторів та отримання струму від альтернативних джерел енергії.
Переваги та недоліки перетворювачів напруги
Сучасні прилади відрізняються безшумністю роботи у порівнянні з генераторами, а також компактністю та високим коефіцієнтом корисної дії. Навіть у польових умовах або при відключеннях світла від них можна отримати якісне живлення пристроїв 220 В.
Головними недоліками є невелика гранична ємність акумулятора та періодична необхідність його заміни. Також у більшості перетворювачів є обмеження в плані потужності, тому вони підбираються відповідно до параметрів техніки, що підключатиметься.
Інтернет-магазин Strans Shop пропонує широкий асортимент автозапчастин для різних типів транспорту, ручних та електричних інструментів, а також різноманітних аксесуарів. На сайті можна знайти автомобільні інвертори від перевірених виробників з гарантією якості під різні запити.
