Как работает преобразователь частоты

Преобразователь частоты имеет два значения:

  • Изменение частоты сигнала;
  • Источник питания, частота, количество фаз и напряжение которого отличаются от питающего напряжения.

Преобразователи, которые изменяют частоту сигнала, применяются в радиотехнике. Радиоприем, телевидение, телефония это те направления, где преобразование частоты играет главнуюроль.

Преобразователи частоты в источниках питания получили широкое распространение благодаря появлению мощных и быстродействующих силовых транзисторов.

Источники питания

В источниках питания преобразователь частоты обычно называют частотным преобразователем. Такой преобразователь состоит в основном из трех блоков:

  • Выпрямитель;
  • Схема управления;
  • Инвертор – преобразователь постоянного напряжения в переменное.

Выпрямитель

Выпрямитель состоит из собственно выпрямляющего устройства – диодный мост и конденсаторов фильтра. Назначение фильтра – сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения до допустимых значений при максимальной нагрузке

Схема управления

Схема управления формируетуправляющие сигналызаданной частоты длительности и амплитуды на ключевые элементы инвертора. Кроме этого, схема управления контролирует параметры выходного напряжения (частоты и амплитуду) за счет обратной связи и, приотклоненииот нормы, корректирует параметры управляющих импульсов.

Инвертор

Инвертор является выходным каскадом преобразователя частоты. Как правило, выполняется на транзисторах или тиристорах, порядок включения которых определяет схема управления. Тиристоры или транзисторы в ключевом режиме имеют два рабочих состояния – включены или выключены, поэтому простейшие инверторы позволяют получить на выходе не синусоидальное, а ступенчатое напряжение. В результате на выходе получается сигнал с очень большими искажениями, что неприемлемо для многих областей применения. Данный недостаток устраняется тремя способами:

  • Установка выходного фильтра;
  • Включение транзисторов не в ключевом, а аналоговом режиме;
  • Введение широтно-импульсной модуляции для коммутации ключевых элементов.

Первый вариант пригоден только для преобразователей с фиксированной выходной частотой и сильно увеличивает габариты и массу устройства.

Аналоговый режим требует применения элементов с большим запасом по рассеиваемой мощности, поскольку в моменты между полным открытием и закрытием выходного транзистора на нем рассеивается очень большая мощность.

Широтно-импульсная модуляция требует усложнения схемы управления, но за счет того, что выходные ключевые элементы открываются управляющими импульсами с различной шириной в разныемоментывремени, форма выходного сигнала близка к синусоидальной и требует более простого и малогабаритного фильтра. Схемы с ШИМ модуляцией получили наибольшее распространение, поскольку стоимость, возможности и габариты современных микроконтроллеров позволяют реализовывать различныеалгоритмы управления.


← Назад к списку новостей

Группа «РУСЭЛТ»
г. Москва, Волоколамское шоссе,
дом 89, офис 524В

+7 (495) 641-01-10
+7 (812) 309-25-07
8-800-555-52-12
info@ruselt.ru
Заказать звонок
Чат
Наверх