Источники питания ac-dc

Для чего нужен инвертор DC/AC

Преобразователи AC/DC используются постольку, поскольку маломощные генераторы постоянного тока не могут эффективно питать современные приборы.

Развитие технологий требует применения усовершенствованных способов защиты данных и аппаратуры при внезапном отключении электричества.

К примеру, если ПК сталкивается с отключением сети, инвертор DC/AC и резервный аккумулятор образуют источник бесперебойного питания. Это позволяет безопасным образом закончить работу устройства.

DC – это постоянный ток, AC – переменный. Инвертор также служит промежуточным элементом в цепи преобразователей энергии. В этом случае прибор работает на высокой частоте в десятки и сотни килогерц.

Примеры работы

Используя AC/DC-преобразователь соберём новую версию SMS-розетки. Для работы ниже приведённого скетча скачайте и установите новую версию библиотеки для GPRS Shield’a — AmperkaGPRS

Пример кода для Arduino

ac-dc_smart-power.ino

// библиотека для работы с GPRS устройством
#include <AmperkaGPRS.h>
 
// длина сообщения
#define MESSAGE_LENGTH 160
// текст сообщения о включении розетки
#define MESSAGE_ON  "On"
// текст сообщения о выключении розетки
#define MESSAGE_OFF  "Off"
// текст сообщения о состоянии розетки
#define MESSAGE_STATE  "State"
 
// пин, к которому подключено реле
#define RELAY_PIN 5
// пин, к которому подключена сенсорная кнопка
#define TOUCH_PIN 7
 
// текст сообщения
char messageMESSAGE_LENGTH;
// номер, с которого пришло сообщение
char number16;
// дата отправки сообщения
char datetime24;
// текущее состояние реле
bool stateRelay = false;
// состояние кнопки
boolean touchState = false;
 
// создаём объект класса GPRS и передаём в него объект Serial1 
GPRS gprs(Serial1);
// можно указать дополнительные параметры — пины PK и ST
// по умолчанию: PK = 2, ST = 3
// GPRS gprs(Serial1, 2, 3);
 
void setup()
{ 
  // настраиваем пин реле в режим выхода,
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  // подаём на пин реле «низкий уровень» (размыкаем реле)
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  Serial.begin(9600);
  // ждём пока не откроется монитор последовательного порта
  // для того, чтобы отследить все события в программе
  while (!Serial) {
  }
  Serial.print("Serial init OK\r\n");
  // открываем Serial-соединение с GPRS Shield
  Serial1.begin(9600);
  // включаем GPRS-шилд
  gprs.powerOn();
  // проверяем, есть ли связь с GPRS-устройством
  while (!gprs.begin()) {
    // если связи нет, ждём 1 секунду
    // и выводим сообщение об ошибке;
    // процесс повторяется в цикле,
    // пока не появится ответ от GPRS-устройства
    delay(1000);
    Serial.print("GPRS Init error\r\n");
  }
  // выводим сообщение об удачной инициализации GPRS Shield
  Serial.println("GPRS init success");
  Serial.println("Please send SMS message to me!");
}
 
void loop()
{
  // если пришло новое сообщение
  if (gprs.incomingSMS()) {
    // читаем его
    gprs.readSMS(message, number, datetime);
 
    // выводим номер, с которого пришло смс
    Serial.print("From number: ");
    Serial.println(number);
 
    // выводим дату, когда пришло смс
    Serial.print("Datetime: ");
    Serial.println(datetime);
 
    // выводим текст сообщения
    Serial.print("Recieved Message: ");
    Serial.println(message);
    // вызываем функцию изменения состояния реле
    // в зависимости от текста сообщения
    setRelay(number, message);
  }
 
  // считываем текущее состояние кнопки
  bool touchStateNow = digitalRead(TOUCH_PIN);
  // если кнопка была нажата только что
  if (!touchState && touchStateNow) {
    // считываем состояние кнопки
    touchStateNow = digitalRead(TOUCH_PIN);
    // считываем сигнал снова
    if (touchStateNow) {
      stateRelay = !stateRelay;
      digitalWrite(RELAY_PIN, stateRelay);
    }
  }
  // запоминаем последнее состояние кнопки для новой итерации
  touchState = touchStateNow;
}
 
void setRelay(char number, char message) {
  if (strcmp(message, MESSAGE_ON) == ) {
    // если сообщение — с текстом «On»,
    // выводим сообщение в Serial
    // и подаём на замыкаем реле
    Serial.println("OK! Power is On");
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
    stateRelay = true;
    // на номер, с которого пришёл запрос,
    // отправляем смс с текстом о включении питания
    gprs.sendSMS(number, "Power is On");
  } else if (strcmp(message, MESSAGE_OFF) == ) {
    // если пришло сообщение с текстом «Off»,
    // выводим сообщение в Serial
    // и размыкаем реле
    Serial.println("OK! Power is Off");
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
    stateRelay = false;
    // на номер, с которого пришёл запрос
    // отправляем смс с текстом о выключении питания
    gprs.sendSMS(number, "Power is Off");
  } else if (strcmp(message, MESSAGE_STATE) == ) {
    // если пришло сообщение с текстом «State»,
    // отправляем сообщение с состоянием реле
    if (stateRelay) {
      Serial.println("State: Power is On");
      gprs.sendSMS(number, "Power is On");
    } else {
      Serial.println("State: Power is Off");
      gprs.sendSMS(number, "Power is Off");
    }
  } else {
    // если сообщение содержит неизвестный текст,
    // отправляем сообщение с текстом об ошибке
    Serial.println("Error... unknown command!");
    gprs.sendSMS(number, "Error...unknown command!");
  }
}

Инвертирующая схема

Классификация DC/AC по исполнению схемы:

Трансформаторные инверторы.

Предназначены для питания устройств мощностью до 500 Вольт-Ампер (В·А). Имеют относительно простую схему. Нулевой вывод трансформатора дает 2 напряжения с противоположной фазой и одинаковым значением.

Мостовые инверторы напряжения.

Схемы без трансформатора используются в устройствах, работающих с мощностью выше 500 ВА, или на высоковольтных установках.

Комбинированные.

Включают в себя мостовую схему с трансформаторами. Эта особенность комбинированных инверторов позволяет выпускать преобразователи, обладающие обширным диапазоном мощностей. Они могут колебаться от единиц и до десятков кВА.

Приведем схемы указанных преобразователей напряжения:

Подключение и настройка

AC/DC (Zelo-модуль) позволит питать управляющую плату от бытовой сети 220 вольт без использования дополнительных блоков питания. Рассмотрим пример на Arduino Uno. После подачи питания от сети, светодиод на плате загорится.

Усложним задачу, добавим к проекту нагрузку и будем управлять ей с помощью реле, установленного на AC/DC модуле. Мы используем Troyka Shield для быстрого подключение реле к управляющей плате.

Теперь, если на пине управляющей платы установить высокий уровень, реле включится и на нагрузку поступит напряжение 220 вольт.

Обратите внимание, на Troyka-контакты подключения реле:

• — управляющий пин реле
• — выход с преобразователя 5 вольт
• — выход с преобразователя земля

Это значит, что при подключении реле к управляющей плате через Troyka Shield, вы подключаете по Troyka-шлейфу питание 5 вольт к управляющей плате. Для платформ с рабочим напряжением 3,3 вольта, в положение + и подключите реле ко второй группе Troyka-контактов

Чем отличается инвертор DC AC от конвертора

Инвертор напряжения преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), и наоборот. Устанавливается на промышленной технике, активно используется при работе с бытовыми приборами. Предназначен для подачи на устройства бесперебойного изолированного питания.

Инвертор DC AC используется также в сварочных аппаратах. Применение преобразователя позволяет уменьшить размеры и вес подобных приборов. Это способствует облегчению транспортировки и повышает удобство при эксплуатации данных устройств.

Существуют также приборы другого класса, предназначенные для понижения или повышения электрического напряжения переменного тока. Они называются «конвертеры» AC/AC.

Существуют и конвертеры DC/DC. Они преобразуют постоянное напряжение. Виды тока при этом не меняются. Будучи частью одной системы, они делают это таким образом, чтобы каждый отдельный аккумулятор получал именно то напряжение, которое ему нужно.

Виды и особенности

Гибридные инверторы условно отличаются по нескольким критериям — форме сигнала и количеству фаз. Подробно рассмотрим особенности каждого направления.

По форме сигнала на выходе

Инвертор по форме сигнала бывает трех видов:

1. Чистая синусоида. На выходе выдается почти идеальная кривая, которая мало отличается от формы синусоиды обычной сети. Это лучшее решение, когда необходимо запитать дорогостоящую аппаратуру, к примеру, компрессоры, котлы, электрические двигатели и другую.
2. Квази-синус. Здесь кривая на выходе имеет неидеальный характер, что может негативно влиять на работу некоторых приборов. Как правило, появляются шумы и помехи, которые в сложных случаях приводят к выходу аппаратуры из строя. Если через гибридный инвертор питаются моторы (синхронные или асинхронные), мощность снижается где-то на треть, а также появляются признаки перегрева.

Устройства «Квази-синус» имеют небольшие размеры и доступную цену. Их рекомендуется использовать для приборов, в которых нет индуктивных нагрузок, к примеру, лампы накаливания, нагреватели и т. д. При покупке нужно смотреть на гармонические коэффициент, который должен быть меньше восьми процентов.

Что касается последней формы (меандр), она почти не применяется. Ее недостатком является резкое изменение полярности, из-за чего возможны сбои в работе и повреждение оборудования.

По количеству фаз

Следующий критерий для гибридных инверторов — количество фаз.

Здесь доступно два варианта:

Однофазные. На выходе 210-240 В. Используются для бытовой сети. Частота — от 47 до 55 Гц, мощность от 0,3 до 5 кВт. Выпускаются под АКБ с напряжением 12, 24 и 48 В

Для правильной работы важно согласовать мощность устройства и напряжение солнечной батареи.
Трехфазные. Применяются для питания электрических 3-фазных моторов в цехах, промышленности

Имеют мощность от 3 до 30 кВт. Напряжение — 220 или 400 В.

Трех фазный Fronius Symo GEN24 6.0 plus

При желании можно купить комбинированный вариант. Особенность модели — возможность питать одно- или трехфазную нагрузку за счет смещения фаз.

Элементы платы

AC/DC преобразователь

AC/DC преобразователь модели , предназначен для преобразования переменного напряжения питающей сети 220 вольт в постоянное напряжение 5 вольт.

Реле

На AC/DC (Zelo-модуль) установлено электромеханическое реле, имеющее нормально замкнутый (normal closed, NC) и нормально разомкнутый (normal open, NO) контакты. Если на управляющей обмотке реле отсутствует напряжение, то между нормально замкнутым и коммутируемым контактами есть электрическая связь, а между нормально разомкнутым и коммутируемым — нет. При подаче напряжения на управляющую обмотку нормально разомкнутый контакт замыкается, а нормально замкнутый — размыкается.

Входной разъём питания

AC/DC (Zelo-модуль) питается через клеммник входного напряжение .

• — подключите к фазе бытовой сети.
• — подключите к нулю бытовой сети.
• — подключите к земле бытовой сети.

Если вы не знаете, где в вашей сети фаза и ноль, ничего страшного. Провода и можно менять местами.
Через данный клеммник входное напряжение поступает на AC/DC преобразователь и коммутирующие контакты реле.

Разъём подключения нагрузки

Провода нагрузки подключаются через выходной клеммник . Один провод нагрузки подключается к выводу , а второй — к контакту или , в зависимости от задачи которую должно выполнять реле. Чаще всего реле используется для замыкания внешней цепи при подаче напряжения на управляющую обмотку. При таком способе даже если напряжение на управляющей плате по какой-то причине пропадёт, управляемая нагрузка будет автоматически отключена.

• — контакт, подключённый к питающей сети от входного клеммника. Подключите к одному из проводов нагрузки.
• — нормально разомкнутый (normal open, NO) вывод реле. Подключите ко второму проводу нагрузки, если устройство должно включатся при высоком уровне на управляющей обмотке реле.
• — нормально замкнутый (normal closed, NC) вывод реле. Подключите ко второму проводу нагрузки, если устройство должно включатся при низком уровне на управляющей обмотке реле.
• — подключите к земле бытовой сети.

Выходной разъём преобразователя питания

Выход с преобразователя питания с напряжением 5 вольт подключены к винтовому разъёму:

• — питания с преобразователя. Подключите к питанию управляющей платы.
• — земля с преобразователя. Подключите к земле управляющей платы.

Troyka-контакты

Реле подключается к управляющей электронике по трём проводам.
Назначение контактов 3-проводного шлейфа:

• Питание () — красный провод. На него должно подаваться напряжение 3,3–5 В.
• Земля () — чёрный провод. Должен быть соединён с землёй микроконтроллера.
• Сигнальный () — жёлтый провод. Через него происходит управление реле.

При появлении логической единицы на сигнальном контакте реле срабатывает. При этом напряжение логической единицы может быть как 5 В, так и 3,3 В. При срабатывании реле нормально замкнутый контакт размыкается, а нормально разомкнутый — замыкается. При подаче на сигнальный контакт логического нуля или при исчезновении напряжения реле возвращается в нормальное положение: нормально замкнутый контакт замыкается, а нормально разомкнутый — размыкается.

Где приобрести

Можно запросить звонок на сайте. Вам перезвонит менеджер и поможет сориентироваться в выборе продукции. Чтобы оформить заказ на сайте компании самостоятельно, добавьте товар в корзину и заполните форму.

Преимущества сотрудничества с «ТМ Электроникс»:

Быстрая доставка.

Товар распространяется по всей России. Доставим заказанный инвертор и любые сопутствующие электронные компоненты к терминалу транспортной компании или по указанному при оформлении покупки адресу. Курьер обязательно сообщит о своем приезде, если вы укажете свои контактные данные.

Богатый выбор продукции.

В наличии полупроводники, оптоэлектроника, трансформаторы, переключатели, кабели, компьютерные аксессуары и другие электронные комплектующие.

Гарантии качества.

Вся продукция сертифицирована. Полное соответствие существующим в сфере радиоэлектроники ГОСТам.

• Качественный и надежный сервис, соответствующий европейским стандартам обслуживания.
• Мы заказываем устройства и электронные компоненты к ним напрямую у производителя.

Это позволяет не завышать стоимость продукции и продавать технику по максимально выгодной для покупателя цене.

Техническая поддержка на русском языке.

Это обеспечивает покупателю удобство использования нашего сервиса на всех этапах сотрудничества.

Обширный опыт.

Поиск электронных компонентов под индивидуальные нужды каждого клиента. Осуществляется инженерная поддержка. Занимаемся подбором элементной базы.

Удобная оплата без комиссии. Купить инвертор можно онлайн, через электронный кошелек или по банковской карте.

Многолетний опыт позволяет нам предлагать покупателю только самый качественный товар. В TME продаются электронные компоненты от лучших зарубежных поставщиков.

Для посылок стандартных размеров предоставляем услугу бесплатной доставки. Условия пересылки крупногабаритных грузов рассчитываются отдельно. Возможен самовывоз из пунктов выдачи.

Читайте больше полезных и интересных статей в интернет-журнале PClegko.

Об авторе

Павел Угрюмов

Основатель и главный редактор компьютерного журнала PClegko. Маркетолог, предприниматель и и путешественник. Проект интернет-журнал PClegko — моё хобби. Но я планирую вырастить его в мировой проект. Каждая ваша оценка статьи и оставленный комментарий очень важны для меня. Если проект вам нравится, то буду рад если вы меня поддержите:) В ссылке находится мой основной проект. Буду рад, если загляните!

Новая продукция »

i7C

 
i7C — это конвертор повышающего/понижающего типа  для организации вторичного преобразования, который может быть запитан от модуля AC-DC  с выходами 12, 24 или 48В. Функционал модуля расширен опциями синхронизации частоты коммутации, мониторингом выходного тока и сигналом Power Good. i7C имеет КПД до 97% и несколько вариантов исполнения корпуса, включая вариант со встроенным радиатором.  

CUS400M

AC-DC Преобразователи  серии CUS400  сертифицированы по медицинским требованиям безопасности IEC 60601-1, а также IEC/EN/UL 62368-1.  Они имеют мощность 400Вт при принудительном охдаждении  и 250Вт с возможностью длительных пиковых нагрузок 400Вт при конвективном охдаждении без внешнего потока.  Модули выпускаются с выходными напряжениями  12 и 24  В (с последующим выходом моделей 15В, 19В, 28В, 36В и 48В) и имеют КПД до 93.6%. Сигналы управления включают DC OK, AC Fail, On-Off, Remote Sence, имеется также источник вспомогательного напряжения 5 или 12 В по выбору заказчика.  Опции исполнения могут включать металлическую подложку, U-профиль, крышку и встроенный вентилятор. 

CUS150M

CUS150ME – это одноканальный источник питания мощностью 150Вт с габаритами 2” x 4” . ОН соответствует третьему изданию IEC60601-1, IEC60950-1 и доступен в пяти вариантах по типу исполнения корпуса.
В исполнении с теплоотводом через подложку или U-профиль верхняя граница рабочей температуры составляет 50°C при 150Вт c дальнейшим снижением мощности,  аналогично при открытом исполнении и принудительном охлаждении со скоростью потока 1 м/с, а без потока охлаждения – 100Вт при 50°C c дальнейшим снижением мощности.
По безопасности прибор обеспечивает как класс I так и класс II. 
Рабочие напряжения – это богатый выбор номиналов 12, 15, 18, 24, 28, 36 и 48В, энергопотребление в спящем режиме 0.5 Вт, а рабочий КПД достигает 94%.
 

DDA

The DDA DIN rail mount, non-isolated step-down converters are ideal for creating additional high current output voltages from a single output 24V or 48V AC-DC power supply. This highly efficient, compact series accepts a very wide DC input and has a wide output adjustment range with a choice of single or dual output models.

GENESYS+

Компания TDK-Lambda объявляет о выходе долгожданной линейки GENESYS+ , модели которой имеют мощность от 1 до 5кВт и выходные напряжения от 10 до 600В. При ширине 19” (483мм) и высоте стандарта 1U это означает непревзойденную для данного типа приборов удельную мощность. 
Серия GENESYS + обладает высоким КПД (до 91%), а также рядом функциональных новшеств. Это- возможность установки произвольного времени спада/нарастания сигнала тока или напряжения (Slew Rate Control), работа в режиме «постоянной мощности» (Constant Power Mode), встроенный изолированный аналоговый порт и цифровой интерфейс USB и LAN , возможность задания произвольных форм выходных сигналов напряжения и тока и другие.
Новая цифровая архитектура позволяет легко собирать сборки, состоящие из нескольких параллельно работающих блоков с мощностью до 20кВт.
Входное напряжение 3-фазных моделей может иметь диапазоны 170-265В, 342-460В или 342-528В 3-фазной сети, а 1-фазные модели питаются от диапазона 85-265В однофазного переменного напряжения.Handling and Servicing Safety — Related Product Bulletin
 

Как работает инвертор DC AC

Переменное напряжение в инверторе образуется за счет частых подключений источника постоянного напряжения к противоположным клеммам нагрузки. Направление движения тока в результате чередуется.

Принцип работы станет понятнее, если представить, что к резистору попеременно то минусом, то плюсом подключается батарейка. Чередование должно осуществляться с высокой скоростью.

Существуют импульсные преобразователи следующих типов:

• Механические. Преобразование постоянного тока в переменный происходит за счет частого переключения контактов.
• Полупроводниковые. Отличаются более высокой эффективностью.
• Цифровые. Используются на телекоммуникационной аппаратуре.

Инвертор генерирует осциллирующие (колебательные) импульсы. Форма выходного напряжения устройства DC/AC бывает:

Синусоидной.

Используется в высокоточных и сложных приборах, восприимчивых к качеству напряжения. Синусоида получается благодаря широтно-импульсной модуляции. Инверторы с такой формой напряжения являются очень дорогими.

Квазисинусоидной, или ступенчатой.

Это более дешевый вид импульсного преобразователя напряжения. Подходит для установки на нагревательные и осветительные приборы бытового назначения.

Импульсной, или прямоугольной.

Из-за особенностей такой синусоиды, смена полярностей происходит резко. Для обычного пользователя это означает, что использование дешевого преобразователя напряжения может привести к нежелательной поломке таких чувствительных устройств как холодильник или стиральная машина. Опасности также подвержена дорогостоящая видеоаппаратура, аудиотехника.

Что стоит учитывать, определяя эффективность преобразователя питания:

• КПД;
• допустимый Power Factor (PF), или коэффициент мощности;
• качество напряжения на выходе;
• допустимый пик-коэффициент, или Crest Factor;
• перегрузочную способность устройства.

В каких режимах может работать инвертор DC/AC:

• Перегрузка. В этом случае преобразователь способен до 30 минут отдавать такую мощность, которая до полутора раз превышает номинальную.
• Длительная работа. Функционирование осуществляется при номинальной мощности инвертора.
• Режим пусковой. Устройство отдает повышенную мощность на несколько миллисекунд. Это запускает электродвигатели.

Инвертор DC/AC не рассчитан на постоянное функционирование в режиме пиковой мощности на протяжении длительного промежутка времени.

Инвертор DC AC — разновидности

Какие существуют классы AC/DC преобразователей в зависимости от принципа их действия:

Зависимые.

Называются также «ведомыми». Преобразуют электроэнергию, отдавая ее в сеть переменного тока. Этот принцип действия представляет собой полную противоположность выпрямителя (так зовется прибор, преобразующий переменный ток AC в DC).

Автономные.

Занимаются преобразованием электротока с регулируемой или неизменной частотой. Работают на нагрузку, не имеющую связи с сетью переменного тока.

Какими бывают автономные преобразователи напряжения AC/DC:

АИН.

Форма выходного напряжения таких инверторов зависит от порядка коммутации силовых ключей. На входе имеет конденсатор с большой емкостью. Форма тока на выходе задается характером нагрузки. В большинстве источников бесперебойного питания AC/DC используются инверторы АИН.

АИТ.

В этом случае характером нагрузки определяется именно форма выходного электрического напряжения, а не тока. На советских аэродромах использовался стационарный преобразователь АПЧС-63У1.

АИР.

Резонансные инверторы чаще всего применяются для получения высокочастотного напряжения (от 0,5 до 10 кГц). Обычно работают на нагрузке в 1 фазу. Часто эксплуатируются в области электротермии, на установках индукционного нагрева.

В зависимости от конструкции:

• Однофазный инвертор DC/AC. Может иметь на выходе так называемый «чистый синус» или сигнал упрощенной формы.
• Двухфазный. Часто используются на сварочных аппаратах.
• Трехфазные инверторы чаще всего нужны для подачи соответствующего тока на электродвигатели. Высокомощные устройства этого типа устанавливаются в тяговых преобразователях.
• Многофазные.