DC'den AC'ye Güç Dönüştürücüsü Nasıl Çalışır?

Gücün kesildiğini ve elinizdeki tek şeyin 12 V'luk bir araba aküsü olduğunu varsayalım. Yiyeceklerin bozulmaması için buzdolabınıza güç sağlamak için kullanabilir misiniz? Maalesef cevap hayır, çünkü önemli bir şeyi kaçırıyorsunuz ve sadece fiş için bir prizden bahsetmiyoruz. Aküden gelen DC gücünü AC gücüne dönüştürecek ve buzdolabının kompresörünü çalıştırabilecek bir cihaza ihtiyacınız var.

Bu DC'den AC'ye dönüştürücü denir çevirici. AC akımını DC'ye dönüştürmek oldukça kolaydır - tek yapmanız gereken akımı, akımı yalnızca bir yönde geçiren bir diyot üzerinden beslemektir. DC'den AC'ye dönüştürme daha karmaşıktır, çünkü akım yönünü ihtiyacınız olan frekansta tersine çeviren bir tür osilatöre ihtiyacınız vardır. Bunu mekanik olarak yapmanın bir yolu var, ancak çoğu invertör dirençlere, kapasitörlere, transistörlere ve diğer devre cihazlarına güveniyor.

Bir invertörün bir şeye daha ihtiyacı vardır: gücü kullanacak cihaz tarafından kullanılmak üzere akım kaynağının voltajını değiştirmenin bir yolu. Başka bir deyişle, bir ihtiyacı var

Çoğu insan, elektriğe girişlerinde DC akımını öğrenir ve bunu görselleştirmenin en iyi yolu bir pil düşünmektir. Akü terminallerini iletken tel ile bağlarsanız, elektronlar, karıncaların yem ararken birbirini takip etmesi gibi, negatif terminalden pozitif terminale akar.

Devreye ışık gibi bir yük yerleştirirseniz, elektronlar yükün içinden akar ve pozitif terminale giden yolda çalışırlar. Bir ampul durumunda, iş, filamanı parlayacak şekilde ısıtmaktır.

Tek bir yönde akmak yerine, AC akımı saniyede birçok kez yönü tersine çevirir ve bunun nedeni üretilme şeklidir. Değişen bir manyetik alanın bir elektrik ürettiği bir olgu olan elektromanyetik indüksiyondan yararlanmak İletken bir teldeki akım, bir AC jeneratörü dönen bir rotor ve bir iletken bobin ile elektrik üretir. tel. Bir versiyonda, rotor kalıcı bir mıknatıstır ve dönerken, rotorun her yarım dönüşünde yön değiştiren bobinde bir akım üretir.

AC akımı, DC akımının yaptığı gibi telden geçmez. Bunu düşünmenin en iyi yolu, teldeki elektronların yerinde titreşiyormuş gibi olmasıdır. Rotorun ilk yarı dönüşünde elektronlar bir yönde, ikinci yarı dönüşünde ise diğer yönde hareket ederler.

Tek bir elektronun zamana karşı hareketini çizerseniz, sinüs dalgası olarak bilinen bir dalga formu üretecektir. Dalganın frekansı, jeneratör rotorunun dönüş hızı tarafından yönetilir.

DC'yi AC akımına çevirebilen bir cihaz, bir yönde giden akımı kesip diğer yöne gönderebilmeli, ardından işlemi düzenli aralıklarla tersine çevirebilmelidir. Bunu yapmanın bir yolu, bir çift terminal arasına dönen bir tekerlek yerleştirmek ve kontakları, tekerleğin her dönüşte pil bağlantılarını değiştireceği şekilde düzenlemek olabilir. Akım, tekerlek başlangıç ​​noktasındayken bir yönde ve tekerlek 180 derece döndüğünde ters yönde akacaktır.

Böyle kaba bir kurulum, her yönde ya hep ya hiç akımı üretecektir ve devredeki bir elektronun hareketini çizerseniz, kare dalga olarak bilinen şeyi elde edersiniz. Bu ev için iyi bir güç çevirici olmaz. Akım, bir ısıtma elemanının parlamasını sağlamak gibi basit görevleri gerçekleştirebilir, ancak hassas elektronik ekipmanlarda işe yaramaz. Ayrıca, elde edilen AC gücünü kullanışlı hale getirmek için tekerleğin dönüşünü kontrol etmenin doğru bir yoluna ihtiyacınız olacaktır.

Ticari invertörler dönen tekerlekler yerine kapasitörler, dirençler ve transistörler gibi devre bileşenlerini kullanır. Ortak bir DC'den AC'ye invertör şeması, dirençlerle seri bağlanmış transistörlü paralel devreleri ve kapasitörlü ve güç transistörlü çapraz devreleri gösterir veya MOSFETs (Metal Oksit Yarı İletken Alan Etkili Transistörler). Başka bir tür, bir Wien köprüsü osilatörüdirençler ve kapasitörler ile inşa edilmiştir.

Yukarıda açıklanan invertörlerin her ikisi de saf sinüs dalgası (PSW) invertörüler ve ürettikleri sinyal tüm elektronik cihazlar tarafından kullanılabilir. Ev için bir güç invertörü arıyorsanız, bir PSW invertöre ihtiyacınız var, çünkü ocak, kurutma makinesi, çamaşır makinesi ve diğer cihazlarınızdaki elektronik bileşenlerle çalışacaktır.

DC'den AC'ye dönüştürücünün diğer türü bir değiştirilmiş sinüs dalgası (MSW) invertörü. Transistörlere benzer diyotlar ve tristörler gibi daha ucuz bileşenler kullanır. Bir MSW invertöründen gelen sinyal, köşeleri hafifçe yuvarlatılmış kare dalga gibidir ve büyük cihazlara güç verebilirken, elektronik ekipman için uygun değildir. Bir araba için en iyi güç invertörü olacak ve aküyü elektrikli aletler ve araba tamir ekipmanları için kullanılabilir hale getirecek.

Pil veya güneş paneli gibi bir DC güç kaynağından gelen sinyali AC'ye dönüştürseniz bile, voltaj 120 V'luk bir cihaza güç sağlamak için yeterince büyük olmayacaktır. Neyse ki, AC voltajını yükseltmek kolaydır. Tek ihtiyacın olan bir transformatör, aynı zamanda elektromanyetik indüksiyon prensibi ile de çalışır.

Bir transformatörün çalışması basittir. İki iletken bobin yan yana - veya biri diğerinin içine - yerleştirilir ve birincil bobin adı verilen bir bobinden geçen akım, ikincil bobin olan diğerinde bir akımı indükler. İki bobindeki akımların ve bunların voltajlarının oranı, bobinlerdeki dönüş sayısındaki fark tarafından yönetilir.

İkincil bobin birinciden daha fazla dönüşe sahipse, transformatör voltajı bir miktar artıracaktır. ikincil bobindeki dönüş sayısına eşit olan miktar, birincil bobindeki dönüş sayısına bölünür. bobin.

İstediğiniz voltajı sağlamak için bir invertör tasarlayabilirsiniz, ancak 12 V'unuzu çevirecek bir DC'den AC'ye dönüştürücü istiyorsanız Araba aküsünü eviniz için 120 V'luk bir güç kaynağına dönüştürürseniz, birincil ve ikincil 1 ile ikincil arasındaki oranı yapmanız gerekir. 10. Ticari invertör transformatörlerinin yüzlerce dönüşü vardır ve teller dirençli ısı üretir, bu nedenle invertörün serin kalması için kanatlara ve muhtemelen bir fana ihtiyacı vardır. Ayrıca, bobinler bazen daha etkili indüksiyon sağlamak için katı bir çekirdeğin etrafına sarılır ve bu da invertörü çok ağır hale getirebilir.