DC aké je napätie? Vysvetlenie striedavého prúdu

D.C(DC - Direct Current) - elektrický prúd, ktorý v priebehu času nemení svoju veľkosť a smer.

V skutočnosti jednosmerný prúd nemôže udržiavať konštantnú hodnotu. Napríklad na výstupe usmerňovačov je vždy premenlivá zvlnená zložka. Pri použití galvanických článkov, batérií alebo akumulátorov bude prúdová hodnota klesať so spotrebou energie, čo je dôležité pri veľkom zaťažení.

Jednosmerný prúd existuje podmienene v tých prípadoch, keď je možné zanedbať zmeny jeho konštantnej hodnoty.

Jednosmerná zložka prúdu a napätia. DC

Ak vezmete do úvahy tvar prúdu v záťaži na výstupe usmerňovačov alebo meničov, môžete vidieť zvlnenie - zmeny v aktuálnej hodnote, ktoré existujú v dôsledku obmedzených možností filtračných prvkov usmerňovača.
V niektorých prípadoch môže veľkosť zvlnenia dosiahnuť pomerne veľké hodnoty, ktoré nemožno pri výpočtoch ignorovať, napríklad v usmerňovačoch bez použitia kondenzátorov.
Tento prúd sa zvyčajne nazýva pulzujúci alebo pulzný. V týchto prípadoch konštanta DC a premenná A.C. komponentov.

DC komponent- hodnota rovnajúca sa priemernej aktuálnej hodnote za určité obdobie.

AVG- skratka Avguste - Priemer.

AC komponent- periodická zmena aktuálnej hodnoty, pokles a nárast vzhľadom na priemernú hodnotu.

Pri výpočte je potrebné vziať do úvahy, že hodnota pulzujúceho prúdu sa nebude rovnať priemernej hodnote, ale druhej odmocnine súčtu druhých mocnín dvoch hodnôt - konštantná zložka ( DC) a stredná kvadratická hodnota premennej zložky ( A.C.), ktorý je prítomný v tomto prúde, má určitý výkon a je sčítaný s výkonom konštantnej zložky.

Vyššie uvedené definície, ako aj pojmy A.C. A DC možno použiť rovnako pre prúd aj napätie.

Rozdiel medzi jednosmerným a striedavým prúdom

Podľa asociačných preferencií v technickej literatúre sa impulzný prúd často nazýva konštantný, pretože má jeden konštantný smer. V tomto prípade je potrebné objasniť, že máme na mysli jednosmerný prúd so striedavou zložkou.
A niekedy sa nazýva premenná z toho dôvodu, že pravidelne mení svoju hodnotu. Striedavý prúd s konštantnou zložkou.
Zvyčajne sa za základ berie komponent, ktorý je väčší, alebo ktorý je v kontexte najvýznamnejší.

Malo by sa pamätať na to, že jednosmerný prúd alebo napätie je okrem smeru charakterizované hlavným kritériom - jeho konštantnou hodnotou, ktorá slúži ako základ fyzikálnych zákonov a je rozhodujúca vo výpočtových vzorcoch elektrických obvodov.
Jednosmerná zložka ako priemerná hodnota je len jedným z parametrov striedavého prúdu.

Pre striedavý prúd (napätie) je vo väčšine prípadov dôležitým kritériom absencia priamej zložky, keď je priemerná hodnota nula.
Toto je prúd, ktorý tečie v kondenzátoroch, výkonové transformátory, elektrické vedenie. Toto je napätie na vinutiach transformátorov a v domácej elektrickej sieti.
V takýchto prípadoch môže konštantná zložka existovať len vo forme strát spôsobených nelineárnym charakterom záťaže.

Parametre jednosmerného prúdu a napätia

Okamžite treba poznamenať, že zastaraný termín „sila prúdu“ sa už v modernej domácej technickej literatúre často nepoužíva a považuje sa za nesprávny. Elektrický prúd nie je charakterizovaný silou, ale rýchlosťou a intenzitou pohybu nabitých častíc. Konkrétne množstvo náboja, ktoré prešlo za jednotku času cez prierez vodiča.
Hlavným parametrom pre jednosmerný prúd je veľkosť prúdu.

Jednotkou merania prúdu je ampér.
Aktuálna hodnota je 1 ampér - náboj sa posunie o 1 coulomb za 1 sekundu.

Jednotkou merania napätia je Volt.
Hodnota napätia je 1 Volt - potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi elektrického poľa potrebný na vykonanie práce 1 Joule pri prechode náboja 1 Coulomb.

Pre usmerňovače a prevodníky sú často dôležité nasledujúce parametre pre konštantné napätie alebo prúd:

Rozsah pulzácie napätie (prúd) - hodnota rovnajúca sa rozdielu medzi maximálnymi a minimálnymi hodnotami.
Faktor zvlnenia- hodnota rovnajúca sa pomeru efektívnej hodnoty striedavej zložky striedavého napätia alebo prúdu k jeho konštantnej zložke jednosmerný prúd.

234 doskokov, z toho 2 tento mesiac

Životopis

AC/DC(skrátene z anglického striedavý prúd/jednosmerný prúd striedavý/jednosmerný prúd) Austrálska rocková skupina založená v Sydney (Austrália) v novembri 1973 bratmi Malcolmom a Angusom Youngovými.

Spolu s kapelami ako Led Zeppelin, Black Sabbath a Deep Purple AC/DCčasto považovaný za priekopníkov hard rocku a heavy metalu. Samotní hudobníci klasifikovali svoju hudbu ako rokenrol, keďže je založená na rhythm and blues s výrazne skresleným zvukom rytmických a sólových gitár.

Skupina prešla niekoľkými zmenami v zostave, kým v roku 1975 vyšiel prvý album skupiny High Voltage. Zostava kapely zostala nezmenená, kým basgitaristu Marka Evansa v roku 1977 nenahradil Cliff Williams. 19. februára 1980 zomrel hlavný spevák a skladateľ Bon Scott (Ronald Belford „Bon“ Scott) po tom, čo sa udusil vlastnými zvratkami v dôsledku extrémnej intoxikácie alkoholom. Skupina mala všetky šance na rozpad, ale čoskoro sa našla náhrada za Scotta v osobe bývalého speváka Geordieho Briana Johnsona. O rok neskôr skupina vydala svoj najpredávanejší album Back in Black.

Tím predal viac ako 200 miliónov albumov po celom svete, vrátane 68 miliónov albumov v Spojených štátoch. Z najúspešnejšieho albumu Back in Black sa predalo viac ako 22 miliónov v Spojených štátoch a viac ako 42 miliónov v zahraničí. vo všeobecnosti AC/DC je najúspešnejšia a najznámejšia rocková skupina z Austrálie. AC/DC Sú na štvrtom mieste v rebríčku VH1 100 Greatest Artists of Hard Rock a na siedmom mieste v zozname MTV „Greatest Heavy Metal Band Of All Time“.

názov

Malcolm a Angus Young prišli s názvom svojej kapely po tom, čo videli skratku „AC/DC“ na zadnej strane šijacieho stroja svojej sestry Margaret. „AC/DC“ je skratka pre „striedavý prúd/jednosmerný prúd“, čo znamená, že zariadenie môže využívať špecifikované druhy energie. Bratia cítili, že názov symbolizuje surovú energiu kapely a energiu živého vystúpenia a názov sa uchytil.

V niektorých kultúrach je „AC/DC“ slangom pre bisexuálov; Hudobníci tvrdili, že o existencii tohto významu nevedeli, kým na túto skutočnosť na začiatku ich kariéry neupozornil taxikár. Niektorí náboženskí vodcovia tvrdia, že názov skupiny by sa mal chápať ako „Anti-Krist/Diablovo dieťa“, „Anti-Krist/Smrť Kristovi“) alebo „Po Kristovi/Diabol príde“.

Píše sa „AC/DC“, ale skupina je v Austrálii známa aj ako „Acca Dacca“. Tento názov viedol k vzniku tribute skupín používajúcich podobné názvy: BC/DC z provincie Britská Kolumbia (Kanada); AC/DSHE, ženská skupina zo San Francisca; švédske AB/CD a niektoré ďalšie.

Je známe, že skupina niekoľkokrát účinkovala pre tím Freeride Entertainment vo filmoch o Mountain Bike, zo série Disorder (v časti 4 a 5, momentálne ich je 9)

Príbeh

Bratia Angus (narodený 31. marca 1955; na žiadosť Atlantic Records bol Angusov oficiálny rok narodenia nesprávne uvedený ako 1959), Malcolm (narodený 6. januára 1953) a George Young (George Young) sa narodili v Glasgowe (Škótsko) a ako deti spolu so svojou rodinou odišli do Sydney. George začal hrať ako prvý na gitare a stal sa členom najúspešnejšej austrálskej kapely 60. rokov The Easybeats. Boli prvou miestnou rockovou skupinou, ktorá mala v roku 1966 medzinárodný hit so skladbou „Friday on My Mind“. Malcolm čoskoro nasledoval kroky svojho brata a stal sa gitaristom newcastleskej skupiny The Velvet Underground (nezamieňať s newyorskou skupinou The Velvet Underground).

Skoré roky

Po získaní prvých hudobných skúseností sa Malcolm a Angus sformovali AC/DC, pričom si do skupiny prizvali speváka Davea Evansa, basgitaristu Larryho Van Kniedta a bubeníka Colina Burgessa. Skupina debutovala 31. decembra 1973 v Sydney's Checkers bare.

Pôvodná zostava sa často menila, kapela prešla počas roku 1974 niekoľkými bubeníkmi a basgitaristami. V septembri 1974 AC/DC nahradili Davea Evansa charizmatickým Bonom Scottom (nar. 9. júla 1946 v Kirrimer, Škótsko), spevákom The Spectors v roku 1966. Touto udalosťou začal skutočný úspech skupiny. S Evansom nahrali AC/DC singel pozostávajúci z troch skladieb: „Rockin“ in the Parlour, „Show Business“ a „Can I Sit Next to You Girl.“ Posledné dve boli nahrané aj so Scottom.

Sestra Angusa Younga ho povzbudila, aby nosil na koncerty školskú uniformu, ktorú nosil na Ashfield Boys High School v Sydney. Túto uniformu mal neskôr na sebe na všetkých koncertoch kapely.

Vďaka pravidelným vystúpeniam v austrálskej populárnej hudobnej televíznej show Countdown sa skupina v rokoch 1974 až 1978 stala jednou z najznámejších a najpopulárnejších kapiel v krajine. AC/DC Počas týchto rokov vydali množstvo úspešných albumov a singlov, vrátane nadčasovej rock'n'rollovej hymny "Its a Long Way to the Top (If You Wanna Rock "n" Roll)." -roll].

Svetovo preslávený

Skupina podpísala medzinárodnú zmluvu s Atlantic Records a začala aktívne koncertovať po Veľkej Británii a Európe, pričom získala slávu a skúsenosti s vystupovaním pod krídlami známych rockových kapiel tej doby, ako Alice Cooper, Black Sabbath, KISS, Cheap Trick, Nazareth. , Foreigner, Thin Lizzy a The Who. Tretí austrálsky album skupiny AC/DC, Dirty Deeds Done Dirt Cheap, vyšiel v roku 1976.

Invázia a vlna popularity punk rocku v roku 7678. Skupina prežila dobre vďaka svojim hrubým a provokatívnym textom a čiastočne vďaka tomu, že v britskej hudobnej tlači tej doby boli klasifikovaní ako punkové kapely. Na britskej rockovej scéne dosiahli úspech vďaka svojim silným a kontroverzným živým vystúpeniam a Angus Young sa rýchlo stal známym vďaka svojmu provokatívnemu správaniu na pódiu, čo okrem iného viedlo k zákazu vystupovania skupiny na niekoľkých britských koncertných miestach. .

Album Highway to Hell z roku 1979, ktorý produkoval Mutt Lange, katapultoval kapelu na vrchol svetových rebríčkov rockovej hudby všetkých čias. Album sa stal v čase svojho vydania nepochybne najpopulárnejším v diskografii skupiny. Mnohé z piesní z albumu stále často počuť z rádií a titulná skladba sa stala jednou z najznámejších skladieb v histórii rockovej hudby.

Smrť Bona Scotta

Bon Scott zomrel 19. februára 1980. Opustil ďalšiu párty a zostal cez noc v aute svojho priateľa Allistaira Kinneara. Na druhý deň našiel Bona mŕtveho. Oficiálnou príčinou smrti bolo podchladenie, hoci dodnes najbežnejšou verziou je, že Bon Scott sa udusil vlastnými zvratkami. Tieto fámy sú podporené mnohými rozpormi v oficiálnom príbehu o jeho smrti, z čoho tiež vznikajú mnohé teórie o sprisahaní, vražde hudobníka a predávkovaní heroínom.

Členovia skupiny pôvodne plánovali ukončiť svoje hudobné aktivity ako súčasť AC/DC, no neskôr sa rozhodol, že Bon Scott by chcel, aby skupina pokračovala. Hudobníci vyskúšali viacero kandidátov na miesto vokalistu a nakoniec zostali dvaja kandidáti: Terry Slesser a Brian Johnson. Johnson sa v tomto období pokúsil obnoviť svoju skupinu Geordie, ale verejne predvádzal dve piesne AC/DC a Tina Turner ("Whole Lotta Rosie" (Let There Be Rock) a "Nutbush City Limits", v tomto poradí) zapôsobili na účastníkov AC/DC a o pár dní neskôr informovali Johnsona, že je novým spevákom skupiny.

"Naspäť do čiernej"

Spolu s Brianom Johnsonom skupina dokončila piesne nedokončené kvôli Bonovej smrti a nahrala album Back in Black, ktorý tiež produkoval Lang. Back in Black, vydaný v roku 1980, sa stal najpredávanejším albumom skupiny a jedným z najvýznamnejších v histórii hard rocku. Spomedzi všetkých hitov na albume je skladba s rovnakým názvom, napísaná na pamiatku Bona Scotta, a „You Shook Me All Night Long“, mnohými považovaná za kvintesenciu hudby. AC/DC a dokonca aj hard rock vo všeobecnosti.

Ďalší album, For These About to Rock (We Salute You), vydaný v roku 1981, sa tiež predával veľmi dobre a bol dobre prijatý kritikmi. Rovnomenná skladba na albume, končiaca sa hromom výstrelov, sa stala vrcholom a konečným číslom väčšiny nasledujúcich koncertov. AC/DC.

Skupina produkovala v roku 1983 Flick of the Switch bez Langa. Bubeník Phil Rudd opustil kapelu pre osobné nezhody so zvyškom kapely, ktoré údajne spôsobili problémy s alkoholom. Na jeho miesto po anonymnom konkurze zobrali Simona Wrighta, bývalého člena skupiny Tytan. V roku 1985 skupina v novej zostave nahrala menej úspešný album Fly on the Wall v produkcii bratov Youngovcov. Spolu s týmto albumom skupina vydala sériu videoklipov, na ktorých skupina predvádza päť z desiatich skladieb albumu v bare s použitím rôznych špeciálnych efektov vrátane animovanej muchy.

V roku 1986 sa AC/DC vrátili do hitparád s titulnou skladbou Who Made Who, soundtrackom k filmu Stephena Kinga Maximum Overdrive. Album obsahoval aj dve nové inštrumentály a hity z predchádzajúcich albumov. Vo februári 1986 bola skupina uvedená do Siene slávy Australian Record Industry Association. Skupina vydala v roku 1988 svoj album Blow Up Your Video s pôvodnými producentmi Harrym Vandou a Georgeom Youngom. Tento album sa predával lepšie ako ten predchádzajúci a s piesňou „Heatseeker“ sa dostal do prvej dvadsiatky singlovej hitparády Spojeného kráľovstva.

Po vydaní Blow Up Your Video Wright opustil kapelu a nahradil ho session hudobník Chris Slade. Johnson sa niekoľko mesiacov nemohol podieľať na práci kapely, a tak si bratia Young napísali piesne na ďalší album sami, rovnako ako na všetky nasledujúce. V roku 1990 vyšiel album The Razor's Edge, ktorý sa stal pre skupinu veľmi úspešným a obsahoval hity „Thunderstruck“ a „Money Talks.“ Album sa stal multiplatinovým, dostal sa do prvej desiatky americkej hitparády (2. miesto) a dvadsať singlov vo Veľkej Británii.

V roku 1994 sa do skupiny vrátil Phil Rudd. Odchod Chrisa Sladea bol v tomto smere priateľský a bol spôsobený hlavne silnou túžbou členov kapely mať Rudda späť. Podľa Angusa Younga bol Slade najlepším hudobníkom AC/DC, no túžba vidieť Phila v skupine bola silnejšia. Ako člen v rokoch 1980-1983 skupina nahrala album Ballbreaker v roku 1995 s hip-hopovým a heavymetalovým producentom Rickom Rubinom a Stiff Upper Lip v roku 2000.

Po vydaní týchto albumov skupina podpísala dlhodobú zmluvu na niekoľko albumov so Sony BMG, ktoré začali vychádzať pod značkou Epic Records.

Posledné roky a uznanie

V marci 2003 boli AC/DC uvedení do Rokenrolovej siene slávy v New Yorku a predviedli svoje hity „Highway to Hell“ a „You Shook Me All Night Long“ so Stevom Tylerom z Aerosmith. V máji 2003 bol Malcolm Young ocenený cenou Teda Alberta za „mimoriadny prínos k austrálskej hudbe“. V tom istom roku Asociácia nahrávacieho priemyslu Ameriky (RIAA) aktualizovala svoje odhady predaja albumov zo 46,5 milióna na 63 miliónov. AC/DC piata skupina v histórii USA, ktorá predala najviac albumov po The Beatles, Led Zeppelin, Pink Floyd a Eagles. Back in Black bol navyše certifikovaný dvojitým diamantom (20 000 000 predaných kópií), čím sa stal šiestym najpredávanejším albumom v histórii USA. V roku 2005 sa z albumu predalo 21 miliónov kópií, čo ho vynieslo na piate miesto.

V júli 2003 skupina vystúpila spolu s The Rolling Stones na Sarsfeste, koncerte venovanom boju proti epidémii SARS v kanadskom Toronte.

Dňa 1. októbra 2004 bola Corporation Lane v Melbourne oficiálne premenovaná na ACDC Lane na počesť skupiny (názvy ulíc v Melbourne nemôžu obsahovať znak „/“). Ulica sa nachádza vedľa Swanston Street, kde skupina nahrala svoje video k hitu z roku 1975 „Its a Long Way to the Top“ na korbe nákladného auta. Na svete je aj ďalšia ulica pomenovaná po skupine AC/DC, v Španielsku, v meste Legan (Leganés), neďaleko Madridu „Calle de AC/DC“, neďaleko ulíc pomenovaných po rockových skupinách. Iron Maiden a Rosendo (španielska rocková skupina).

Sada dvoch bola vydaná v marci 2005 DVD disky, "Family Jewels", ktorý obsahuje hudobné video a koncertné klipy. Prvý disk bol z éry Bona Scotta (s koncertnými zábermi natočenými desať dní pred Scottovou smrťou), druhý obsahoval zábery z éry Briana Johnsona.

28. augusta 2008 vyšiel singel „RocknRoll Train“. 20. októbra 2008 AC/DC vydali svoj nový album Black Ice, ktorý sa týždeň po vydaní dostal na čelo rebríčkov v 29 krajinách. Skupina predala 5 miliónov kópií albumu po celom svete za prvý týždeň. V austrálskej Top 50 bolo začiatkom novembra 6 albumov AC/DC. Medzi tými, ktorí o novom albume nadšene hovorili, bol austrálsky básnik a spisovateľ John Kinsella, ktorý si všimol „inteligentné, ostré, svojím spôsobom brilantné“ texty albumu.

Koncom októbra sa skupina vydala na severoamerické turné, na ktoré si pozvali The Answer ako predskokana.

Vplyv na rockovú hudbu

AC/DC je spomínaný mnohými súčasníkmi a neskôr hudobníkmi a kapelami rockovej a metalovej hudby ako vplyv na ich tvorbu. Medzi nimi: Anthrax, Bon Jovi, The Darkness, Def Leppard, Dio, Dokken, Dream Theater, Faster Pussycat, Iron Maiden, Great White, Guns N" Roses, Hanoi Rocks, Journey, Megadeth, Metallica, Nirvana, Mötley Crüe, Ozzy Osbourne, Poison, Ratt, Rhino Bucket, Saxon, Scorpions, Skid Row, Supagroup, Tool, Twisted Sister, UFO, Van Halen, Whitesnake, Wolfmother, Y&T.

Oslávili aj mnohí punk rock, hardcore punk, grunge, garážový rock a alternatívni rockoví umelci a skupiny AC/DC ako ich to ovplyvnilo. Hoci skupinu pôvodne kritizovali britskí punk rockeri z konca 70. rokov, mnohí hudobníci z tohto hnutia vzdali hold AC/DC pre vysokú energiu hudby, dôkladný a antikomerčný (hoci s tým môžu mnohí namietať) prístup k rockovej hudbe.

Vplyv AC/DC je ťažké preceňovať austrálsku hudbu. Relatívne povedané, každá austrálska rocková kapela, ktorá sa objavila v polovici 70. rokov a neskôr, bola ovplyvnená AC/DC. Austrálskym kapelám, ktoré ich ovplyvnili AC/DC, patria napríklad Airbourne, Blood Duster, Frenzal Rhomb, INXS, Jet, The Living End, Midnight Oil, Powderfinger, Silverchair, You Am I.

Impulzné meniče a výkonová elektronika vo všeobecnosti zostali pre väčšinu amatérov i profesionálov v oblasti vývoja elektroniky vždy niečím posvätným. Článok sa venuje azda najzaujímavejšej téme medzi kutilmi a fanúšikmi alternatívnej energie – vzniku sínusového napätia/prúdu z konštantného.

Myslím, že mnohí z vás pravdepodobne videli reklamy alebo čítali články obsahujúce frázu „čistý sínus“. To je presne to, o čom budeme hovoriť, ale nie o marketingovej zložke, ale o výlučne technickej implementácii. Pokúsim sa čo najzrozumiteľnejšie vysvetliť samotné princípy fungovania, štandardné (a nie až tak štandardné) obvodové riešenia a hlavne napíšeme a rozoberieme softvér pre mikrokontrolér STM32, ktorý nám vygeneruje potrebné signály.

Prečo STM32? Áno, pretože teraz je to najpopulárnejší MK v SNŠ: je na nich veľa vzdelávacích informácií v ruštine, existuje veľa príkladov, a čo je najdôležitejšie, tieto MK a nástroje na ladenie sú pre nich veľmi lacné. Poviem vám rovno - v komerčnom projekte by som nainštaloval iba TMS320F28035 alebo podobný DSP zo série Piccolo od TI, ale to je úplne iný príbeh.

Jedna vec je dôležitá - STM32 vám umožňuje stabilne ovládať jednoduché „domáce“ meniče energie, na ktorých osud sveta nezávisí od prevádzky žiadnej jadrovej elektrárne alebo dátového centra.

Toto je obraz riadiacich signálov, ktoré je potrebné získať, aby sa jednosmerný prúd premenil na striedavý. A áno – presne toto je sínus! Ako v tom filme: „Vidíš motýľa? - Nie. - A on je...“

Zaujíma vás, ako vzniká sínus? Chceli by ste vedieť, ako sa čerpajú kilowatty energie do ropy? Potom vitajte v strihu!

1. Topológie na generovanie sínusového signálu

Ak sa spýtate zástupu elektronických inžinierov: „Ako môžete vygenerovať sínusový signál?“, potom sa vám nahrnú návrhy s tuctom rôznych metód, ale ktorú z nich potrebujeme? Začnime z pôvodnej úlohy – potrebujeme premeniť napríklad 380V 10A na striedavé napätie 230V. Vo všeobecnosti ide o „klasický“ prípad, môžeme ho vidieť v každom dobrom on-line UPS alebo invertore. Ukazuje sa, že potrebujeme premeniť asi 4 kW výkonu a pri dobrej účinnosti to nie je zlé, však? Myslím si, že takáto podmienka zníži počet možností „nakreslenia“ sínusu. Čo nám teda ostáva?

V meničoch výkonu do 6-10 kW sa používajú dve hlavné topológie: úplný mostík a „polovičný mostík“ s priechodným neutrálom. Oni vyzerajú nasledujúcim spôsobom:

1) Topológia s priechodným neutrálnym

Táto topológia sa najčastejšie vyskytuje v lacných UPS so sínusovým výstupom, hoci autority ako APC a GE ju neváhajú použiť ani pri pomerne vysokých výkonoch. Čo ich k tomu motivuje? Pozrime sa na výhody a nevýhody tejto topológie.

Výhody:

• Minimálny možný počet výkonových tranzistorov, čo znamená, že straty sú 2-krát menšie a náklady na zariadenie sú tiež nižšie
• Cez nulu. To zjednodušuje proces certifikácie, najmä CE a ATEX. Je to spôsobené skutočnosťou, že nula umožňuje, aby vstupné ochranné systémy (napríklad RCD) fungovali aj v prípade, že dôjde k nehode vo výstupných obvodoch za prevodníkom.
• Jednoduchá topológia, ktorá nám umožňuje minimalizovať náklady na produkt s malými
  a stredná výroba

mínusy:

• Potreba bipolárneho napájania. Ako vidíte, do obvodu meniča je potrebné dodať ±380V a ďalšiu nulu
• Zdvojnásobte počet vysokonapäťových kondenzátorov. Vysokonapäťové kondenzátory s veľkou kapacitou a nízkym ESR pri výkonoch od 3 do 4 kW sa začínajú pohybovať od 20 do 40%
  náklady na komponenty
• Použitie elektrolytických kondenzátorov v „deliči“. Vysychajú, je takmer nemožné vybrať kondenzátory s rovnakými parametrami a ak si uvedomíte, že parametre elektrolytov sa počas prevádzky menia, potom je to zbytočné. Môžete ho nahradiť filmom, ale je to drahé

Hlavné výhody a nevýhody boli identifikované, takže kedy je táto topológia potrebná? Môj subjektívny názor: pri výkonoch do 500-1000W, kedy je základnou požiadavkou cena, nie spoľahlivosť. Jasným predstaviteľom takéhoto spotrebného tovaru sú stabilizátory od A-Electronics: sú lacné, nejako fungujú, a to je v poriadku. Pre 60 % spotrebiteľov u nás je to dostatočné a cenovo dostupné. Urobme závery.

2) Topológia mosta

Mostová topológia... pravdepodobne najzrozumiteľnejšia a najbežnejšia topológia v meničoch výkonu, a čo je najdôležitejšie, dostupná pre vývojárov aj s malými skúsenosťami. Po 10 kW nenájdete nič iné ako jedno- alebo trojfázový mostík. Prečo je taký milovaný?

Výhody:

• Veľmi vysoká spoľahlivosť. Je to hlavne kvôli kvalite riadiaceho systému výkonového tranzistora a nezávisí od degradácie komponentov
• Potrebná vstupná kapacita je niekoľkonásobne, ba dokonca rádovo menšia. Je potrebné poskytnúť iba vypočítanú hodnotu ESR. To umožňuje použitie filmových kondenzátorov pri zachovaní nákladov. Filmové kondenzátory - nevysychajú, fungujú lepšie v drsných teplotách, životnosť je rádovo vyššia ako životnosť elektrolytov
• Minimálne zvlnenie napätia na tranzistoroch, čo znamená, že môžete použiť tranzistory s nižším napätím
• Jednoduchosť a prehľadnosť prevádzkových algoritmov. To vedie k výraznému skráteniu času na vývoj produktu, ako aj na jeho uvedenie do prevádzky.

mínusy:

• Zvýšený počet výkonových tranzistorov znamená, že je potrebné vážnejšie chladenie. Nárast ceny tranzistorov, ale vzhľadom na menší počet kondenzátorov je to skôr plus
• Zvýšená zložitosť ovládača, najmä s požiadavkami na galvanickú izoláciu

Ako vidíte na skutočných nevýhodách topológie mostíka, je tu len zvýšená požiadavka na chladenie tranzistorov. Mnohí si budú myslieť: "Vytvára sa viac tepla, čo znamená, že účinnosť je nižšia!" Nie tak celkom... Vďaka zníženým emisiám EMF a „tvrdšiemu“ riadiacemu systému je účinnosť oboch topológií približne rovnaká.

V 70% prípadov musím použiť mostíkový obvod nielen v DC/AC meničoch, ale aj v iných meničoch. Je to dané tým, že navrhujem hlavne priemyselné riešenia a čoraz viac pre európskych zákazníkov a tam je zvykom poskytovať na drahé priemyselné zariadenia záruku 5-15 rokov. Klasická požiadavka: „Chceme kus hardvéru, na ktorý je možné poskytnúť záruku 10 rokov,“ už nie je na výber. Samozrejme, keď ľudia chcú zariadenie s najnižšou cenou, potom je potrebné pri výbere topológie vychádzať z konkrétnej úlohy.

Krátke zhrnutie: tento článok poskytne softvér na prevádzku mostového prevodníka (H-bridge alebo Full Bridge), ale princíp sínusového generovania je rovnaký pre všetky topológie. Kód je možné prispôsobiť aj pre 1. topológiu, ale ste na to sami.

2. Tvorba striedavého prúdu pomocou mostového meniča

Najprv sa pozrime na to, ako mostový konvertor vo všeobecnosti funguje. Pozeráme sa na obvod a vidíme tranzistory VT1-VT4. Umožňujú nám použiť jeden alebo druhý potenciál na našu abstraktnú záťaž (napríklad rezistor). Ak otvoríme tranzistory VT1 a VT4, dostaneme nasledovné: VT4 spája jeden koniec záťaže so záporným pólom (GND) a tranzistor VT1 sa pripája k +380V, na záťaži sa objaví potenciálny rozdiel „380V - 0V“, čo nie je nula, čo znamená, že cez prúd začne prúdiť do záťaže. Myslím, že každý si pamätá, že vedci súhlasili - prúd tečie „z plusu do mínusu“. Dostávame tento obrázok:

Čo sme získali otvorením VT1 a VT4? Pripojili sme našu záťaž k sieti! Ak by bol rezistor nahradený žiarovkou, jednoducho by sa rozsvietil. A nielenže sme zapli záťaž, ale určili sme smer prúdu, ktorý cez ňu preteká. Je to veľmi dôležité! Čo sa vtedy stalo s VT2 a VT3? Boli zatvorené... úplne... natesno... Čo by sa stalo, keby boli predsa otvorené aj VT2 alebo VT3? Pozri:

Predpokladajme, že sa otvorili tranzistory VT1, VT4 a VT2. Spomeňme si na Ohmov zákon, pozrime sa na kanálový odpor vysokonapäťových tranzistorov, napríklad IPP60R099P7XKSA1 a uvidíme 0,1 Ohm, máme 2 z nich v sérii - čo znamená, že odpor obvodu VT1 a VT2 je asi 0,2 Ohm. Teraz vypočítajme prúd, ktorý bude pretekať týmto obvodom: 380V / 0,2 Ohm = 1900A. Myslím, že každý chápe, že ide o skrat? Tiež si myslím, že každý chápe, prečo by mali byť VT2 a VT3 zatvorené?

Tento „fenomén“ sa nazýva - cez prúd. A práve s ním prebieha veľká vojna vo výkonovej elektronike. Ako sa tomu vyhnúť? Vytvorte riadiaci systém, ktorého algoritmus prísne zakáže súčasné otvorenie ďalšieho tranzistora.

Prečo sú potom potrebné tranzistory VT2 a VT3? Pamätáte si, že som napísal, že smer prúdu je veľmi dôležitý? Pripomeňme si, čo je to striedavý prúd. V skutočnosti ide o prúd, ktorý má niečo premenlivé, v tomto prípade smer prúdu. V zásuvke nám tečie prúd, ktorý mení svoj smer 100-krát za sekundu. Teraz zatvorme VT1 a VT4 a potom otvorme tranzistory VT2 a VT3 a získame tento obrázok:

Ako vidíte, smer prúdu (označený šípkami) sa zmenil na opačný. Použitie mosta nám umožnilo zmeniť smer prúdu, čo to znamená? Áno, máme AC!

Upozorňujeme, že most má dve uhlopriečky: prvú uhlopriečku tvorí VT1+VT4 a druhú uhlopriečku tvorí VT2+VT3. Tieto uhlopriečky pracujú striedavo, pričom prepínajú prúd najprv v jednom a potom v druhom smere.

Tak sme dostali striedavý prúd, poviete si, ale nie všetko je také jednoduché... Máme štandard - sieťové napätie. Je štandardizovaný dvoma hlavnými parametrami: napätím a frekvenciou. Poďme sa zatiaľ zaoberať frekvenciou, pretože otázka napätia je jednoduchá a čisto obvodovo-technická.

A teda frekvencia... čo je o nej známe je, že je 50 Hz (v štátoch niekedy 60 Hz). Doba signálu je 20 ms. Sínusová vlna je v tomto prípade symetrická, čo znamená, že naše 2 polvlny (kladná a záporná) majú rovnakú dobu trvania, teda 10 ms + 10 ms. Dúfam, že tu je všetko jasné.

Čo to znamená v fyzický zmysel? Áno, faktom je, že musíme meniť smer prúdu v záťaži každých 10 ms. Dostaneme, že najprv je uhlopriečka VT1+VT4 otvorená na 10 ms a potom sa zatvorí a uhlopriečka VT2+VT3 sa otvorí na ďalších 10 ms.

Čo znamená otvoriť tranzistor a aký signál mu poslať?

Trochu odbočíme k princípu tranzistorového riadenia. Používam izolované hradlové N-kanálové tranzistory s efektom poľa (Mosfet).

„Otvorený tranzistor“ je tranzistor, ktorého hradlo (G) bolo napájané kladným potenciálom (+10..18V) vzhľadom na zdroj (S) a tranzistor zmenil odpor kanála (S-D) z nekonečne veľkého (2-100 MOhm) na malé (zvyčajne 0,1 - 1 Ohm). To znamená, že tranzistor začal viesť prúd.

„Uzavretý tranzistor“ je tranzistor, ktorého hradlo (G) je ťahané smerom k zdroju (S) a jeho odpor sa mení z malého na nekonečne veľký. To znamená, že tranzistor prestal viesť prúd.

Aby ste sa lepšie oboznámili s princípom fungovania tranzistora s efektom poľa alebo IGBT, odporúčam vám prečítať si niekoľko kapitol v Semenovovej knihe „Základy výkonovej elektroniky“ alebo v inom zdroji, možno na Wikipédii.

Pre riadenie dodávame signál s Pulse Width Modulation alebo známejšou skratkou - PWM. Zvláštnosťou tohto signálu je, že má 2 stavy: spodné napätie (GND) a horné napätie (VCC), čiže priložením na hradlo tranzistora ho buď otvoríme alebo zatvoríme – nič iné nie je dané. Tiež ti radím prečítať si viac o PWM, lebo som ti to opísal povrchne pre lenivcov.

A tak, aby náš mostík menil smer prúdu každých 10 ms, musíme naň aplikovať PWM signál, ktorého perióda je 20 ms a pracovný cyklus je 50 %. To znamená, že z 20 ms je naše rameno polovicu času (10 ms) otvorené a vedie prúd a druhú polovicu je zatvorené. Takéto PWM musíme aplikovať na všetky klávesy, ale s jednou podmienkou - na uhlopriečku VT1+VT4 aplikujeme priame PWM a na uhlopriečku VT2+VT3 inverzné PWM. Lepšie povedané, signál dodávaný na uhlopriečkach by mal mať posun 180 0. Myslím, že v tejto chvíli sa vám hlavou preháňa v snahe pochopiť text, tak sa pozrime na jeho vizuálnu reprezentáciu:

Teraz je všetko jasné? nie? Potom podrobnejšie... Ako vidíte, konkrétne som zaznamenal momenty otvárania a zatvárania tranzistorov: otvárajú sa pri „plus“ a zatvárajú sa pri „mínus“. Signály sú tiež opačné, to znamená inverzné: keď je modrý signál „plus“, potom je zelený signál „mínus“. Na jednu uhlopriečku privedieme modrý signál, na druhú zelený - ako je vidieť na oscilograme, naše uhlopriečky sa nikdy neotvoria súčasne. Striedavý prúd je pripravený!

Pozrite sa na obdobie. Konkrétne som ukázal oscilogram z výstupov regulátora, aby moje slová neboli abstrakciou. Perióda signálu je 20 ms, jedna uhlopriečka je otvorená 10 ms a vytvára kladnú polvlnu, druhá uhlopriečka je tiež otvorená 10 ms a vytvára zápornú polvlnu. Teraz dúfam, že to každý pochopí, a ak stále nerozumiete, napíšte mi do PM, dám vám individuálnu lekciu na vašich prstoch. Aby som potvrdil moje slová, oscilogram ukazuje našich vzácnych 50 Hz! Je priskoro na oddych...

Dostali sme striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz, ale vo vývode máme sínusoidu a tu o meandre nejde. Formálne môžete na výstup použiť meander a napájať ním väčšinu záťaží, napríklad spínanému zdroju je jedno: sínus alebo meander. To znamená, že už máte dosť na zapnutie notebookov, telefónov, televízorov, telefónov a ďalších vecí, ale ak pripojíte striedavý motor, všetko bude veľmi zlé - začne sa zahrievať a jeho účinnosť bude výrazne nižšia, a nakoniec to s najväčšou pravdepodobnosťou vyhorí. Myslíte si, že nemáte doma motory? A čo kompresor chladničky? A čo obehové čerpadlo kúrenia? Tie vo všeobecnosti horia, ako keby boli vyrobené z dreva. Rovnaká situácia je aj pri čerpadlách do studní a pri mnohých iných veciach vo všeobecnosti. Ukazuje sa, že sínusový signál na výstupe meniča, stabilizátora alebo UPS je stále dôležitý. No, musíme to vytvoriť! Teraz začne úplná explózia mozgu...

3. Generovanie sínusového tvaru vlny pomocou PWM

Aby som bol úprimný, neviem, ako prezentovať túto sekciu prístupný jazyk. Ak niekto nerozumie, poprosím vás, aby ste si to ďalej vygooglili, alebo napísali do komentára alebo PM - pokúsim sa vám to vysvetliť osobne. Oči sa boja, ale ruky robia...

Pozrime sa, ako vyzerá bežný sínusový graf:

Vidíme 2 osi: jedna os s periódou pi, pi/2 a ďalej, druhá s amplitúdou od -1 do +1. V našom probléme sa perióda meria v sekundách a je 20 ms alebo 10 ms pre každú polvlnu. Všetko je tu jednoduché a jasné, ale s amplitúdou je to zábavnejšie – berte to ako axiómu, že naša amplitúda je od 0 do 1000. Toto je hodnota pracovného cyklu, ktorú nastavuje mikrokontrolér, čiže 100 je 10 %, 500 je 50 %, 900 je 90 %. Myslím, že logika je jasná. V nasledujúcej kapitole pochopíte prečo od 0 do 1000, ale teraz si prestavme náš graf tak, aby zodpovedal našim hodnotám:

Takto vyzerá sínusový graf fajčiara, ktorý zodpovedá našej úlohe. Ako vidíte, negatívny polcyklus som neuviedol, pretože V našom prípade sa realizuje nie pomocou sínusového signálu, ale zmenou smeru prúdu prepínaním uhlopriečok mostíka.

Na osi X máme čas a na osi Y máme pracovný cyklus nášho signálu PWM. Musíme nakresliť sínus pomocou PWM. Pamätáme si v škole geometriu, ako sme robili grafy? Presne tak, bod po bode! Koľko bodov? Zostavme sínus cez niekoľko bodov O1(0,0) + O2(5,1000) + O3(10,0) + O4(15, -1000) + O5(20, 0) a získame nasledujúci sínus:

Postavili sme to a vidíme, že v zásade je tento signál podobný sínusu ako bežnému meandru, ale stále to ešte nie je sínus. Zvýšime počet bodov. Toto sa mimochodom nazýva „diskrétnosť signálu“ alebo v tomto prípade „diskrétnosť PWM“. Ako zistím súradnice týchto bodov? S extrémami to bolo jednoduché...

Výpočet hodnôt pre vytvorenie sínusu

Ako som povedal vyššie, náš sínus je celkom symetrický. Ak postavíme 1/4 periódy, teda od 0 do 5 ms, tak ďalším duplikovaním tohto dielu môžeme sínus stavať nekonečne dlho. A teda vzorec:


A tak v poradí:

• n - hodnota pracovného cyklu v danom diskrétnom bode
• A je amplitúda signálu, to znamená maximálna hodnota pracovného cyklu. Pre nás je to 1000
• pi/2 - 1/4 sínusovej periódy pripadá na pi/2, ak počítame 1/2 periódy, tak pi.
• x - číslo kroku
• N - počet bodov

Urobme si napríklad pohodlné použiť podmienku, že máme 5 bodov. Ukázalo sa, že máme 1 krok = 1 ms, čo uľahčí zostavenie grafu. Krok vzorkovania sa vypočíta jednoducho: perióda, v ktorej zostavujeme graf (5 ms), sa vydelí počtom bodov. Prenesme vzorec do ľudskej podoby:

Získame vzorkovací krok 1 ms. Napíšme vzorec na výpočet pracovného cyklu napríklad v Exceli a získame nasledujúcu tabuľku:

Teraz sa vrátime k nášmu sínusovému grafu a vykreslíme ho znova, ale pre väčší počet bodov a uvidíme, ako sa zmení:

Ako vidíme, signál je oveľa viac ako sínus, aj keď beriem do úvahy moju zručnosť v kreslení alebo skôr úroveň lenivosti)) Myslím, že výsledok nevyžaduje vysvetlenie? Na základe výsledkov konštrukcie odvodíme axiómu:

Čím viac bodov, tým vyššie je vzorkovanie signálu, tým ideálnejší je sínusový tvar signálu

A teda, koľko bodov použijeme... Je jasné, že čím viac, tým lepšie. Ako počítať:

1. Pre tento článok používam starý mikrokontrolér STM32F100RBT6 (ladenie STM32VL-Discovery), jeho frekvencia je 24 MHz.
2. Počítame, koľko tikov bude trvať perióda 20 ms: 24 000 000 Hz / 50 Hz = 480 000 tikov
3. To znamená, že polovica periódy trvá 240 000 tikov, čo zodpovedá frekvencii 24 kHz. Ak chcete zvýšiť nosnú frekvenciu, vezmite rýchlejší kameň. Naše uši budú stále počuť 24 kHz, ale na testy alebo kus hardvéru stojaceho v pivnici to bude stačiť. O niečo neskôr plánujem prejsť na F103C8T6 a tam je už 72 MHz.
4. 240 000 tikov... To logicky naznačuje 240 bodov za polovicu obdobia. Časovač aktualizuje hodnotu pracovného cyklu každých 1000 tikov alebo každých 41,6 µs

Rozhodli sme sa pre diskrétnosť PWM, 240 bodov za polperiódu je dosť s rezervou na získanie tvaru signálu aspoň nie horšieho ako v sieti. Teraz vypočítame tabuľku, tiež v Exceli, ako najjednoduchšiu možnosť. Dostaneme nasledujúci graf:

Zdroj tabuľky a hodnôt nájdete na odkaze - .

4. Riadenie mostového meniča na generovanie sínusovej vlny

Dostali sme sínusovú tabuľku a čo s ňou? Tieto hodnoty musíme prenášať s určitým krokom vzorkovania, ktorý je nám známy. Všetko to začína inicializáciou časovača - čas 0, pracovný cyklus nula. Ďalej spočítame vzorkovací krok 41,66 μs a do časovača zapíšeme hodnotu PWM z tabuľky 13 (0,13 %), napočítame ďalších 41,66 μs a zaznamenáme 26 (0,26 %) a tak ďalej pre všetkých 240 hodnôt. Prečo 240? Máme 120 krokov na 1/4 periódy, ale potrebujeme nakresliť 1/2 periódy. Hodnoty pracovného cyklu sú rovnaké, až keď dosiahnu 1000, zapíšeme ich v opačnom poradí a získame sínusový pokles. Na výstupe budeme mať nasledujúci oscilogram:

Ako vidíte, dostali sme veľa hodnôt PWM v jasne definovanom období a jeho trvanie je: 240 krokov x 41,66(!) μs = 9998,4 μs = 9,9984 ms ~ 10 ms. Získali sme polovicu periódy pre sieťovú frekvenciu 50 Hz. Ako vidíte, signály sú opäť dva a sú v protifáze, čo je presne to, čo je potrebné na ovládanie uhlopriečok mosta. Ale prepáčte, kde je sínus, pýtate sa? Nastal okamih pravdy! Teraz privedieme signál z výstupu mikrokontroléra do dolnopriepustného filtra.Vyrobil som jednoduchý dolnopriepustný filter pomocou RC obvodov s nominálnymi hodnotami 1,5 kOhm a 0,33 μF (práve som ich mal po ruke) a dostal som nasledujúci výsledok:

Voila! Tu je náš dlho očakávaný sínus! Červený lúč osciloskopu je signál pred dolnopriepustným filtrom a žltý lúč je signál po filtrovaní. Dolnopriepustný filter odreže všetky frekvencie nad 321 Hz. Stále máme hlavný signál 50 Hz a samozrejme jeho harmonické s malou amplitúdou. Ak chcete signál dokonale vyčistiť, urobte si dolnopriepustný filter s medznou frekvenciou asi 55-60 Hz, ale to zatiaľ nie je dôležité, len sme potrebovali skontrolovať, či máme sínus alebo nie. Mimochodom... moja synchronizácia osciloskopu je zapnutá pre žltý lúč (šípka vpravo na obrazovke) a jeho frekvenciu vidíme v spodnej časti obrazovky - ideálne 50 Hz. Čo viac si môžete priať? To je všetko, zostáva sa už len rozhodnúť, aký signál a kam ho poslať. Pozrime sa na tento obrázok:

Ak sa pozriete na úplne prvý oscilogram v článku, uvidíte, že signál v žltej a modrej farbe má lepšie rovnakú fázu, to znamená, že sa stanú pozitívnymi súčasne a otvoria tranzistory. Tieto 2 signály otvárajú uhlopriečku VT1+VT4. V súlade s tým majú 2 ďalšie signály tiež rovnakú fázu a otvárajú inú uhlopriečku. Teraz nielenže zmeníme smer prúdu, ale pomocou PWM nastavíme aj amplitúdu tak, aby sa menila podľa sínusového zákona. Teraz sa pozrime na rovnaký obvod, ale s prúdmi:

Ako vidíte, prúd cez záťaž tečie opačným smerom, mení smer s frekvenciou 50 Hz a modulovaný PWM dodávaný do tranzistorov VT1 a VT2 vám umožňuje nakresliť sínusový tvar signálu v polovičných vlnách.

LPF (nízkofrekvenčný filter) je vyrobený na indukčnosti L1 a kondenzátore C2. Odporúčam vám zvážiť medznú frekvenciu tohto filtra nižšiu ako 100 Hz, čím sa minimalizuje zvlnenie napätia na výstupe.

Ako dezert vám ukážem časť schémy zapojenia skutočného zariadenia s podobnou topológiou a filtrom, je veľká, takže si stiahnite PDF.

5. Boj cez prúdy

Myslím, že pre nikoho nie je tajomstvom, že nič nie je dokonalé? Rovnako je to aj s Mosfetmi, majú množstvo nevýhod a my sa pozrieme na jednu z nich – veľkú kapacitu brány. To znamená, že na otvorenie tranzistora musíme nielen priviesť napätie, ale aj nabiť kondenzátor rovnakým napätím, takže vzostup a pokles signálu je oneskorený. To vedie k tomu, že na hranici signálu môže nastať časový okamih, keď jeden tranzistor ešte nie je úplne uzavretý a druhý sa už začal otvárať.

Viac o tomto fenoméne radím prečítať napríklad v tomto článku. Len ti poviem, ako sa s tým vysporiadať. Aby sa tranzistory stihli normálne zavrieť pred otvorením ďalšieho ramena, medzi riadiace signály sa zavedie mŕtvy čas, alebo jednoduchšie povedané časové oneskorenie. V našom prípade sa takéto oneskorenie zavedie medzi riadiace signály na tranzistoroch VT3 a VT4, pretože Sú to tie, ktoré poskytujú polvlnové spínanie. Tranzistory s modulovanou PWM (VT1 a VT2) už takéto oneskorenia majú – sínus začína s pracovným cyklom 0 % a končí aj na 0 %. Toto oneskorenie je dlhé 1 vzorkovací krok, teda 41,6 µs.

A tak - musíme implementovať mŕtvy čas medzi modrým a zeleným lúčom/signálom. Na akomkoľvek ovládači je možné takéto oneskorenie vykonať programovo, ale to nie je dobré - program zamrzne alebo sa oneskorí a bla bla bla, vaše zariadenie a byt už horia. Preto by sa vo výkonovej elektronike mal používať iba hardvér. Na všetkých špecializovaných ovládačoch motora je na všetkých výstupoch a kanáloch PWM poskytovaný hardvérový mŕtvy čas, ale STM32 je stále MK na všeobecné použitie, takže tu je všetko jednoduchšie, ale bude vykonávať našu funkciu.

Budeme potrebovať časovač TIM1, len ten dokáže vložiť hardvérové ​​oneskorenie medzi signály, v časti o písaní softvéru vám poviem, ako to urobiť, ale teraz sa pozrime na výsledok a na to, čo by tam malo byť:

Aby sme videli oneskorenie, signál „natiahneme“ na osciloskop, pretože má krátke trvanie asi 300 ns. Požadovaný mŕtvy čas sa musí vypočítať pre každú špecifickú úlohu, aby sa chránili tranzistory pred priechodnými prúdmi. Trvanie oneskorenia sa konfiguruje pri inicializácii (nastavení) časovača TIM1. Toto oneskorenie je prítomné na začiatku aj na konci signálu.

6. Zápis firmvéru pre mikrokontrolér STM32

Tu sa dostávame k asi najdôležitejšej a najzaujímavejšej časti. Fyziku procesu sme rozobrali, princíp fungovania sa zdá byť jasný, taktiež je určené požadované minimum ochrany – ostáva už len to všetko implementovať do reálneho hardvéru. Používam na to dosku STM32VL-Discovery, mimochodom, dostal som ju ešte v roku 2011 v čase, keď ST rozdávali debugy zadarmo na svojich konferenciách a odvtedy je zabalená - balík som otvoril len pár mesiacov zdá sa, že dátum vypršania platnosti ešte neuplynul))) Môj „stojan“ na písanie kódu vyzerá takto:

Teraz poďme na spojenie. Keďže potrebujem generovať dva signály s rôznymi frekvenciami, musel som použiť PWM výstupy na rôznych časovačoch. TIM1 generuje signál, ktorý nastavuje základnú frekvenciu 50 Hz a dodáva ju do tranzistorov VT3 a VT4. Používa sa PWM kanál č. 3 + jeho doplnkový výstup. Áno, áno, v STM32 môže byť hardvérový mŕtvy čas nakonfigurovaný iba medzi normálnym a doplnkovým výstupom jedného kanála, čo sa mi naozaj nepáčilo. Samotný proces tvorby sínusu sa prenáša do časovača TIM2, nie je potrebné oneskorenie (už som napísal prečo) a je celkom vhodný na generovanie modulovaného signálu na VT1 a VT2.

Použité výstupy:

• PA10 je bežný PWM výstup, kanál č. 3 časovača TIM1, ktorý generuje 50 Hz na tranzistor VT3
• PB15 - doplnkový výstup kanálu č.3 časovača TIM1, ktorý je napájaný na tranzistor VT4
• PA0 je výstup PWM kanálu č. 1 časovača TIM2. Poskytuje modulovaný signál do VT1
• PA1 je výstup PWM kanálu č. 2 časovača TIM2. Poskytuje modulovaný signál do VT2

Projekt bol implementovaný v prostredí Keil 5, bude priložený v archíve na konci článku. Dúfam, že nestojí za to hovoriť, ako vytvoriť projekt a podobné zrejmé veci; ak sa vyskytnú takéto otázky, odporúčam vám pozrieť sa, ako to urobiť na Google alebo na YouTube. Celý kód je napísaný v CMSIS (registroch), pretože... Je jednoducho hriech použiť akékoľvek ďalšie úrovne abstrakcie v riadiacom systéme meniča! Pre ST sú to knižnice SPL a relevantnejšie HAL. Zo srandy som pracoval s oboma, záver je úplný svinstvo. HAL je vo všeobecnosti neuveriteľne pomalý a jednoducho nie je vhodný pre aplikácie s tvrdým real-time. V niektorých kritických momentoch boli registre mnohonásobne rýchlejšie, mimochodom, na internete som o tom našiel nejeden článok.

Niektorí sa pravdepodobne opýtajú: "Prečo nepoužiť DMA?" To sa dá a malo by sa to urobiť, ale tento článok má skôr informačný charakter a samotný MK nerobí nič zložité z hľadiska výpočtov, takže výkon jadra určite nie je obmedzený. DMA je dobré, ale bez DMA sa bez potenciálnych problémov zaobídete. Ujasnime si, čo musíme v programe urobiť:

1. Vytvorte pole s našimi 240 sínusovými bodmi
2. Nakonfigurujte obvody hodín na frekvenciu 24 MHz výberom externého zdroja kremenného kryštálu
3. Nastavte časovač TIM1 na generovanie 50 Hz PWM s povoleným mŕtvym časom
4. Nakonfigurujte TIM2 na generovanie PWM s nosnou frekvenciou 24 kHz
5. Nastavte časovač TIM6, ktorý generuje prerušenia pri 24 kHz. V ňom pošleme ďalšiu hodnotu pracovného cyklu z tabuľky do časovača TIM2 a tiež striedame generovanie polovičných vĺn

Nič zložité, však? Potom poďme...

6.1. Vytvorenie sínusovej tabuľky

Všetko je tu jednoduché, pravidelné pole. Jediné, čo stojí za zapamätanie, je, že máme 120 bodov od 0 do 1000. Do tabuľky musíme pridať ďalších 120 bodov, ale v opačnom poradí:

Uint16_t sin_data = (13,26,39,52,65,78,91,104,117,130,143,156,169,182,195,207,220,233,246,258, 271,2309,335,303 2,394,406,418,430,442,453,465,477,488,500, 511,522,533,544,555,566,577,587,598,608,619,629,9669,709,769,709,789,709,789,78 71 6,725,734,743,751,760,768,777,785,793,801,809,816,824,831,838,845,852,859,866, 872,878,889,699,91 ,93 3,938,942,946,951,955,958,962,965, 969,972,975,978,980,983,985,987,989,991,993,994,995,999,99,91999,90 999, 999,998,997,996,995,994,993,991,989,987,985,983,980,978,975,972,969,965, 962,958,955,9951,949,93,929,939 908, 902,896,891,884,878,872,866, 859,852,845,838,831,824,816,809,801,793,785,777,768,760,7251,760,7251,77,60,7251,77,67 78,669,659,649,639,629,619,608,598,587,577,566,555,544,533,522,511,500, 488,477,465,453,442,430,418,406,394,382,370,358,346,333,321,309,296,284,271,258, 246,233,215,616,3019,2011 17,104,91,78,65,52, 39,26,13);

6.2. Nastavenie systému hodín

Nastavenie hodín v STM32 je veľmi flexibilné a pohodlné, ale existuje niekoľko nuancií. Samotná sekvencia vyzerá takto:

1) Prepnite na taktovanie zo vstavaného RC reťazca (HSI) na externý kremeň (HSE), potom počkajte na príznak pripravenosti

RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); // Povolenie HSE while (!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY)); // Pripravený štart HSE
2) Flash pamäť ovládača pracuje o niečo pomalšie ako jadro, na tento účel upravíme taktovanie flash. Ak tak neurobíte, program sa spustí, ale bude pravidelne padať: pár kW a nestabilný softvér sú nekompatibilné veci.

FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTBE | FLASH_ACR_LATENCY; // Hodiny Flash pamäte
3) Nastavíme deliče pre systémovú hodinovú zbernicu (AHB) a pre periférne zbernice, ktoré sú dve: APB1 a APB2. Potrebujeme maximálnu frekvenciu, takže nič nedelíme a deliace koeficienty urobíme rovnými 1.

RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; // AHB = SYSCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV1; // APB1 = HCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV1; // APB2 = HCLK/1
4) Nastavíme preddeličku frekvenčného multiplikátora (PLL), ktorá stojí pred ňou a delí kremennú frekvenciu 2. Dostaneme, že 8 MHz je delené 2 a dostaneme 4 MHz. Teraz ich musíme vynásobiť 6, aby bol výstup 24 MHz. Pred zápisom registrov najprv pre každý prípad vymažeme ich obsah.

RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLMULL; // vymazanie bitov PLLMULL RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLSRC; // vymazanie bitov PLLSRC RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLXTPRE; // vymazanie bitov PLLXTPRE RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1; // zdroj HSE RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1_Div2; // zdroj HSE/2 = 4 MHz RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLMULL6; // PLL x6: hodiny = 4 MHz * 6 = 24 MHz
5) Teraz musíte zapnúť frekvenčný multiplikátor (PLL) a počkať na príznak pripravenosti:

RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; // povoliť PLL while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) () // počkať, kým bude PLL pripravený
6) A nakoniec nakonfigurujeme zdroj hodín pre systémovú zbernicu (AHB) - výstup nášho frekvenčného multiplikátora, ktorý má vytúžených 24 MHz. Najprv vymažeme obsah registra, nastavíme požadovaný bit a počkáme na príznak ready:

RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW; // vymazanie bitov SW RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL; // výber zdroja SYSCLK = PLL while((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_1) () // počkajte, kým sa PLL použije
Výsledkom je nasledujúca funkcia nastavenia hodín:

Void RCC_Init (void)( RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); // Povoliť HSE while (!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY)); // Pripravené spustenie HSE FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTBE | FLASH_ACR_LA // Clock Flash pamäť RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; // AHB = SYSCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV1; // APB1 = HCLK/1 RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV1; // APB2 = HCLK RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLMULL; // vymazanie bitov PLLMULL RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLSRC; // vymazanie bitov PLLSRC RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_PLLXTPRE; // vymazanie bitov PLLXTPRE_RCC-_CFGRPGR | // zdroj HSE RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1_Div2; // zdroj HSE/2 = 4 MHz RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PLLMULL6; // PLL x6: hodiny = 4 MHz * 6 = 24 MHz RCC-_CRPL |= RCC_>CRPLLONCC_ ; // povoliť PLL while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) () // počkajte, kým bude PLL pripravený RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW; // vymaže bity SW RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL; // výber zdroja SYSCLK = PLL while((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_1) () // počkajte, kým sa PLL použije )

6.3. Nastavenie časovača TIM1 a „mŕtveho času“

prinesiem všeobecné nastaveniečasovač, je to podrobne popísané v referenčnej príručke - odporúčam vám prečítať si účel každého registra. Áno, a na internete sú základné články o práci s PWM. Samotný môj kód je celkom dobre komentovaný, takže vám dám iba kód pre funkciu inicializácie časovača TIM1 a najviac zaujímavé body Poďme sa pozrieť na:

Void PWM_50Hz_Init (void)( RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_TIM1EN; // povoliť hodiny pre TIM1 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // povoliť hodiny pre port A RCC->APB2ENR_PB2;EN BIOCRC_APPBclock pre BIOCRC RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_AFIOEN; // aktivácia hodín pre alternatívne gpio /**************************************** **** Nastavenie PA10 ** *******************************************/ GPIOA->CRH & = ~GPIO_CRH_CNF10; // nastavenie alternatívneho push-pull pre PWM GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF10_1; GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_MODE10; GPIOA->CRH |= rýchlosť GPIO_CRH_MODE10 /50 MHz /50 MHz ******** **************** Nastavenie PB15 **************************** *************** ********/ GPIOB->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF15; // doplnkové nastavenie pre CH3N GPIOB->CRH |= GPIO_CRH_CNF15_1; GPIOB-> CRH &= ~GPIO_CRH_MODE15; GPIOB->CRH |= GPIO_CRH_MODE15; / /rýchlosť gpio 50 MHz /*********************************** *** Konfigurácia PWM kanála *************** ********************************** ***/ TIM1->PSC = 480-1; // div pre hodiny: F = SYSCLK / TIM1->ARR = 1000; // počítajte do 1000 TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CKD; // div pre mŕtvy čas: Tdts = 1/Fosc = 41,6 ns TIM1->CCR3 = 500; // pracovný cyklus 50% TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC3E | TIM_CCER_CC3NE; // povolí PWM komplementárny výstup TIM1->CCER &= ~TIM_CCER_CC3NP; // aktívna vysoká úroveň: 0 - vysoká, 1 - nízka TIM1->CCMR2 &= ~TIM_CCMR2_OC3M; TIM1->CCMR2 |= TIM_CCMR2_OC3M_2 | TIM_CCMR2_OC3M_1; // positiv PWM TIM1->BDTR &= ~TIM_BDTR_DTG; // vymazať register TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_DTG_2 | TIM_BDTR_DTG_1 | TIM_BDTR_DTG_0; // hodnota dead-time TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_MOE | TIM_BDTR_AOE; // povoliť výstup generovania /************************************************* **** ****************************************/ TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR; // odpočítavanie: 0 - hore, 1 - dole TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS; // zarovnané na prednom signáli TIM1->
Náš pracovný cyklus je pevný a nikdy sa nemení, rovnako ako frekvencia. Je to tento časovač, ktorý nastavuje čas a postupnosť prevádzky uhlopriečok:

TIM1 -> CCR3 = 500; // pracovný cyklus 50%
Trvanie pauzy „mŕtveho času“ vo veľkej miere závisí od parametra času TDTS, ktorý je nakonfigurovaný tu:

TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CKD; // div pre mŕtvy čas: Tdts = 1/Fosc = 41,6 ns
Jeho trvanie je 1 tick frekvencia hodín. Ak sa pozriete do referenčnej príručky, môžete vidieť, že bity CKD môžu napríklad spôsobiť, že Tdts sa rovná 2, 8 tikom atď.

Samotný čas pauzy sa nastavuje tu:

TIM1->BDTR |= TIM_BDTR_DTG_2 | TIM_BDTR_DTG_1 | TIM_BDTR_DTG_0;
Ak otvoríte referenčnú príručku RM0041, uvidíte tieto vzorce na výpočet DT. Ako vidíte, parameter Tdts je tu základný:

6.4. Nastavenie časovača TIM2, generovanie sínusu

Tu je všetko ešte jednoduchšie; pravdepodobne nemá zmysel niečo vysvetľovať v nastaveniach, pretože komentáre sú už nadbytočné. Ak máte nejaké otázky, čakám ich v komentároch.

g Void PWM_Sinus_Init (void)( RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN; // povoliť hodiny pre TIM2 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // povoliť hodiny pre port A RCC->APB2/EnableBclock |_EN; alternatíva /EN RCCpi_APo /*********************************** Nastavenie PA0 ************ ***** **********************/ GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_CNF0; // nastavenie alternatívneho push-pull pre PWM1_CH1 GPIOA-> CRL |= GPIO_CRL_CNF0_1; GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_MODE0; GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE0; // rýchlosť gpio 50 MHz /************************ ***** **** Nastavenie PA1 ******************************************** **********/ GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_CNF1; // nastavenie alternatívneho push-pull pre PWM1_CH1 GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_CNF1_1; GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_MODE1; GPIOA-> CRL |= GPIO_CRL_MODE1; // rýchlosť gpio 50 MHz /*** ************************ Konfigurácia PWM kanála ******** *************** ************/ TIM2->PSC = 0; // div pre hodiny: F = SYSCLK / TIM2->ARR = 1000; // napočítajte do 1000 TIM2->CCR1 = 0; / / pracovný cyklus 0% TIM2->CCR2 = 0; // pracovný cyklus 0% TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // povolí výstup PWM na PA8 TIM2->CCER &= ~TIM_CCER_CC1P; // aktívna vysoká úroveň: 0 - vysoká, 1 - nízka TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC2E; // povolí PWM komplementárne k PA9 TIM2->CCER &= ~TIM_CCER_CC1P; // aktívna vysoká úroveň: 0 - vysoká, 1 - nízka TIM2->CCMR1 &= ~(TIM_CCMR1_OC1M | TIM_CCMR1_OC2M); TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC2M_2 | TIM_CCMR1_OC2M_1; // pozitívne PWM1_CH1 a PWM1_CH2 /************************************************* ******** ****************************************/ TIM2->CR1 & = ~TIM_CR1_DIR; // odpočítavanie: 0 - hore, 1 - dole TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS; // zarovnané na prednom návestidle: 00 - predné; 01, 10, 11 - stred TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // počiatočný počet)

6.5. Konfigurácia prerušení časovača TIM6

Samotný časovač sme nastavili na frekvenciu 24 kHz:

Void TIM6_step_init (void)( RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM6EN; // povoliť hodiny pre základný TIM6 TIM6->PSC = 1-1; // div, frekvencia 24 kHz TIM6->ARR = 1000; // počítať do 1000 TIM6 ->DIER |= TIM_DIER_UIE; // povolenie prerušenia pre časovač TIM6->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // počet spustení NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn); // povolenie prerušenia TIM6_DAC_IRQn )

6.6. Implementácia hlavného riadiaceho algoritmu

Hlavné udalosti sa vyskytujú v prerušení generovanom časovačom TIM6. Prerušenie sa generuje každých 41,66 µs, ak si pamätáte, toto je náš krok vzorkovania. Podľa toho prerušenie zapíše hodnotu pracovného cyklu z tabuľky do registra CCRx. Toto prerušenie tiež určuje, ktorá uhlopriečka sa práve vykresľuje prevrátením vlajky sin_status po každom polcykle. Zobrazíme 240 bodov, prevrátime príznak, čo spôsobí, že riadenie prejde na iný kanál, keď sa už vykreslí, príznak sa opäť obráti a všetko sa opakuje. Hlavný kód algoritmu:

Void TIM6_DAC_IRQHandler(void)( TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF; if(sin_status == 0)(TIM2->CCR1 = sin_data;) if(sin_status == 1)(TIM2->CCR2 = sin_data;) sin_step; (sin_step >= 240)( sin_step=0; sin_status = sin_status ? 0: 1; ) )

Výsledky

Stiahnite si projekt, skompilujte ho a nahrajte do svojho mikrokontroléra a získajte funkčný menič. Všetko, čo musíte urobiť, je vytvoriť most a poslať mu signály:

Jeden z mojich diagramov mostíkov som zverejnil o niečo skôr v PDF, môžete ho použiť, ako sa vám páči, dúfam, že vám pomôže pri zvládnutí výkonovej elektroniky.

Dúfam, že sa vám článok páčil. Ak máte nejaké otázky o používaní tohto kódu v reálnom hardvéri, rád na ne odpoviem. Tiež prosím neberte tento kód ako niečo hotové, toto je jadro prevodníka, ktorý implementuje hlavnú funkciu. Všetky zvončeky a píšťalky si môžete pridať sami. Samotné jadro projektu vám umožní pochopiť, ako to funguje, a nestráviť veľa času rozoberaním kódu.

Medzi druhmi elektrický prúd rozlišovať:

D.C:

Označenie (-) alebo DC (Direct Current).

Striedavý prúd:

Symbol (~) alebo AC (striedavý prúd).

V prípade jednosmerného prúdu (-) prúd tečie jedným smerom. Jednosmerný prúd dodávajú napríklad suché batérie, solárne panely a batérie pre zariadenia s malým odberom prúdu. Na elektrolýzu hliníka, zváranie elektrickým oblúkom a prevádzku elektrifikovaných železníc je potrebný jednosmerný prúd s vysokým výkonom. Vytvára sa pomocou usmerňovania striedavého prúdu alebo pomocou generátorov jednosmerného prúdu.

Technický smer prúdu je taký, že prúdi od kontaktu so znamienkom „+“ ku kontaktu so znamienkom „-“.

V prípade striedavého prúdu (~) sa rozlišuje jednofázový striedavý prúd, trojfázový striedavý prúd a vysokofrekvenčný prúd.

Pri striedavom prúde prúd neustále mení svoju veľkosť a smer. V západoeurópskej elektrickej sieti mení prúd svoj smer 50-krát za sekundu. Frekvencia zmeny kmitov za sekundu sa nazýva frekvencia prúdu. Jednotkou frekvencie je hertz (Hz). Jednofázový striedavý prúd vyžaduje napäťový vodič a spätný vodič.

Striedavý prúd sa používa na stavenisku a v priemysle na obsluhu elektrických strojov, ako sú ručné brúsky, elektrické vŕtačky a kotúčové píly, ako aj na osvetlenie staveniska a zariadenia staveniska.

Trojfázové generátory striedavého prúdu produkujú striedavé napätie s frekvenciou 50 Hz na každom zo svojich troch vinutí. Toto napätie môže napájať tri samostatné siete a používať iba šesť vodičov pre dopredný a spätný vodič. Ak skombinujete spätné vodiče, môžete sa obmedziť iba na štyri vodiče

Spoločným spätným vodičom bude nulový vodič (N). Spravidla je uzemnená. Ostatné tri vodiče (vonkajšie vodiče) sú označené skratkou LI, L2, L3. V nemeckej sieti je napätie medzi vonkajším vodičom a nulovým vodičom alebo zemou 230 V. Napätie medzi dvoma vonkajšími vodičmi, napríklad medzi L1 a L2, je 400 V.

Hovorí sa, že vysokofrekvenčný prúd vzniká, keď je frekvencia oscilácií výrazne vyššia ako 50 Hz (15 kHz až 250 MHz). Pomocou vysokofrekvenčného prúdu môžete ohriať vodivé materiály a dokonca ich roztaviť, ako sú kovy a niektoré syntetické materiály.

Ak sa dnes pozriete okolo seba, takmer všetko, čo vidíte, je poháňané elektrinou v tej či onej forme.
Striedavý prúd a jednosmerný prúd sú dve hlavné formy náboja, ktoré poháňajú náš elektrický a elektronický svet.

Čo je AC? Striedavý prúd možno definovať ako prúd nabíjačka, ktorá v pravidelných intervaloch mení svoj smer.

Perioda/pravidelné intervaly, v ktorých striedavý prúd mení svoj smer, je jeho frekvencia (Hz). Námorné vozidlá, kozmická loď a vojenské vybavenie niekedy používa striedavý prúd 400 Hz. Väčšinu času, vrátane použitia v interiéri, je však frekvencia striedavého prúdu nastavená na 50 alebo 60 Hz.

čo je DC?(Symbol na elektrických spotrebičoch) D.C je prúd (tok elektrického náboja alebo elektrónov), ktorý prúdi iba jedným smerom. Následne s DC nie je spojená žiadna frekvencia. Jednosmerný alebo jednosmerný prúd má nulovú frekvenciu.
AC a DC zdroje napájania:

AS: Elektrárne a generátory striedavého prúdu vyrábajú striedavý prúd.

DC: Solárne panely Palivové články a termočlánky sú hlavnými zdrojmi výroby jednosmerného prúdu. Ale hlavným zdrojom jednosmerného prúdu je striedavá konverzia.

Použitie striedavého a jednosmerného prúdu:

Striedavý prúd sa používa na napájanie chladničiek, domácich krbov, ventilátorov, elektromotorov, klimatizácií, televízorov, kuchynských robotov, práčok a takmer všetkých priemyselných zariadení.

DC sa používa hlavne na napájanie elektroniky a iných digitálnych zariadení. Smartfóny, tablety, elektromobily atď. LED a LCD televízory tiež bežia na jednosmerný prúd, ktorý sa premieňa z bežného striedavého prúdu.

Prečo sa AC používa na prenos elektriny. Je to lacnejšie a jednoduchšie na výrobu. Striedavý prúd pri vysokom napätí môže byť prepravovaný stovky kilometrov bez veľkých strát výkonu. Elektrárne a transformátory znižujú napätie na (110 alebo 230 V), aby ho preniesli do našich domácností.

Čo je nebezpečnejšie? AC alebo DC?
Predpokladá sa, že DC je menej nebezpečný ako AC, ale neexistuje žiadny definitívny dôkaz. Existuje mylná predstava, že kontakt s vysokým napätím AC je nebezpečnejší ako kontakt s DC. V skutočnosti to nie je o napätí, ale o množstve prúdu prechádzajúceho ľudským telom. Jednosmerný a striedavý prúd môže byť smrteľný. Nevkladajte prsty ani predmety do zásuviek, prístrojov a zariadení s vysokým výkonom.

Dnes je v predaji adaptívny xenón so žiarovkami a AC a DC zapaľovacími jednotkami. Toto je rovnaký xenón, ale má určité rozdiely, ktoré by ste si ako kupujúci a používateľ mali určite uvedomiť. Tento materiál je venovaný AC a DC xenónom, vlastnostiam, rozdielom a mnohým ďalším, ktoré bude užitočné vedieť.

Úvodná časť o xenónových AC a DC

Na prvý pohľad nie je možné rozlíšiť zapaľovacie jednotky AC a DC. Ich hlavný rozdiel je v tom, že AC sú zapaľovacie jednotky, ktoré majú striedavý prúd, a DC sú priame. Rozdiel medzi týmito dvoma xenónmi si môžeme všimnúť pri ich prevádzke, presnejšie pri zapaľovaní a udržiavaní žeravého výboja. Blikanie svetiel je indikované DC zapaľovacími jednotkami.

Aby ste konkrétne pochopili rozdiely medzi AC a DC xenónom, musíte poznať ich dizajn. Takéto súpravy sa nápadne líšia v princípe fungovania, čo je najdôležitejšie tohto zariadenia v osvetľovacej technike pre automobily. Ako už bolo uvedené, ich princíp fungovania je viditeľný v momente zapálenia xenónovej výbojky a zachovania spaľovania. Na vytvorenie elektrického oblúka medzi elektródami v žiarovke je potrebný silný impulz, to znamená prúd až do 25 000 V.

Po zapálení zdroja je pre udržanie funkčnosti svietidla potrebný nepretržitý prívod prúdu s napätím 80-85 V, ktorý je monitorovaný regulátorom, ktorý je zabudovaný v predradníku zapaľovača. Toto je štandardný princíp činnosti zapaľovacích jednotiek xenónových výbojok. AC jednotky majú na rozdiel od DC súprav zapaľovač (invertor) a stabilne pracujúci stabilizátor.

Súpravy jednosmerných zapaľovacích jednotiek: princíp zapaľovania lampy

Adaptívne zapaľovacie jednotky a xenónové výbojky s jednosmerným jednosmerným prúdom majú výrazne nižšiu cenu, nízku hmotnosť a malé rozmery. Poskytujú jediný a necyklický výboj, ktorý často vedie k chveniu elektrického oblúka a blikaniu svetla xenónového zdroja. Na správnu aktiváciu xenónovej výbojky je potrebný druhý impulz, ktorý trvá ďalších niekoľko sekúnd, kým sa čaká na opätovné dodanie prúdu. Všimnite si, že DC systém má oveľa lepšiu kvalitu ako halogén, ale stále je horší ako AC súpravy so striedavým prúdom.

Súpravy AC zapaľovacích jednotiek: princíp zapaľovania lampy

Xenónové zapaľovacie jednotky a žiarovky so striedavým prúdom pracujú oveľa stabilnejšie a lepšie, pretože sú vybavené špeciálnym stabilizátorom, ktorý vyrovnáva napätie. AC jednotky vytvárajú impulzy požadovanej frekvencie a výkonu, čo zabezpečuje neprerušovaný a stabilný svetelný výkon zo svietidiel. Na vytvorenie amplitúdy kmitania v AC blokoch a lampách sa používajú špeciálne zapaľovače (niekedy sa môžu nazývať invertory), ktoré zabezpečujú premenu nízkonapäťového prúdu na vysokonapäťový impulz a naopak. Z napätia palubnej siete vozidla 12 V (niekedy 24 V) sa tak generuje prúd 25 000 V, ktorý zaručuje zapálenie xenónového žiariča v priebehu niekoľkých sekúnd. Za zmienku stojí, že AC jednotky majú obojsmernú komunikáciu s xenónovými výbojkami, takže ak svetlo začne zhasínať, jednotka vyšle vysokonapäťový impulz, aby neviedol k deaktivácii žiariča. Adaptívne xenónové AC súpravy teda fungujú stabilnejšie a nedochádza k žiadnemu blikaniu svetiel ani prepätiu napätia.

možnosti	AC jednotky	DC bloky
Aktuálne	Variabilné	Neustále
Štartovací impulz	Jeden silný impulz 25 000 V, ktorý zaisťuje okamžité zapálenie xenónovej výbojky. Lampa sa rozsvieti okamžite, nedochádza k blikaniu ani zníženiu jasu svetla.	Niekedy štartovací impulz úplne neaktivuje elektrický oblúk, a preto musíte počkať na druhú reakciu, ktorá trvá oveľa dlhšie a svetlo lampy bliká.
Hmotnosť	Vďaka svojim konštrukčným vlastnostiam majú väčšiu váhu ako jednotky jednosmerného prúdu.	Vyznačujú sa maximálnou ľahkosťou, a preto nevytvárajú tlak na jednotku svetlometu.
Rozmery	Existujú rôzne rozmery v závislosti od generácie.	Bloky majú takmer rovnaké rozmery.
Dizajn	Majú zapaľovač (invertor) a stabilizátor.	Nechýba menič a stabilizátor napätia.
Faktor tvaru	Existujú štandardné veľkosti a tenké, pre použitie v autách s malým motorovým priestorom.	Takmer všetky zapaľovacie jednotky majú štandardné veľkosti, ale sú menšieho formátu ako bežné AC jednotky.
Zvukový signál	Majú špeciálny zvukový signál, ktorý časom zoslabne a upozorní vodiča, že xenón je vhodný na použitie a auto sa chystá dať do pohybu.	Jednosmerné zapaľovacie jednotky neposkytujú vodičovi zvukový signál, čo znamená, že musíte čakať dlhšie, kým začnete jazdiť.
Lampy	Na použitie výhradne s AC žiarovkami. Ak pripojíte blok s jednosmernými žiarovkami, žiara sa neaktivuje, pretože blok nevytvára špeciálnu polaritu, ktorá je potrebná na prevádzku jednosmerných žiaroviek.	Musí sa používať výlučne s jednosmernými žiarovkami. Ak pripojíte jednotku k svietidlám so striedavým prúdom AC, zvýši sa opotrebenie žiaroviek aj svetelného produktu. Okrem toho sa svetlo AC lámp bude „chvieť“ kvôli nedostatočnej stabilite pri oblúkovom výboji.
Trvanie prevádzky	Pri použití lámp a reproduktorových jednotiek vydrží zostava v priemere 2500-3000 hodín.	Pomocou jednosmerných lámp a jednotiek budú svetlomety použiteľné 1500-2000 hodín.
Percento defektov	V priemere 2 % chybných.	V priemere 5% chybných.
Spoľahlivosť	Jednotky sú vysoko spoľahlivé a stabilné, neumožňujú skraty a zaručujú neprerušované svietenie xenónovej výbojky.	Spoľahlivosť oproti AC zapaľovacím jednotkám mierne klesá, nehovoriac o stabilite prevádzky a neprerušovanom svietení xenónového žiariča.
Odolnosť voči zmenám teploty	Bloky sú vysoko odolné voči zmenám teploty, puzdro je bezpečne a hermeticky uzavreté a prvky, ktoré sú najviac náchylné na poruchu pri vystavení vlhkosti, sú skryté.	Stojí za zmienku, že jednosmerné a striedavé jednotky sú identické v teplotnej odolnosti. Navyše vďaka kvalitnému tmelu nie sú bloky s konštantným napätím náchylné na vlhkosť.
cena	Vzhľadom na to, že AC zapaľovacie jednotky sú vybavené ďalšími komponentmi, sú rádovo drahšie ako DC zariadenia.	Stoja oveľa menej ako AC zapaľovacie jednotky, pretože chýbajú dôležité komponenty, ako napríklad regulátor napätia.

Buď opatrný!

Často sa stáva, že pri nákupe zapaľovacích jednotiek od bezohľadných predajcov, napríklad v bazároch alebo v pivničných predajniach, sa kupujúci stretávajú s podvodmi. Mnoho ľudí podvádza a inštalujú fiktívny menič do jednosmerných zapaľovacích jednotiek a vydávajú ich za AC, samozrejme za rádovo vyššie náklady. Preto kupujte adaptívne xenónové súpravy iba od dôveryhodných predajcov, ktorí zaručujú vysokú kvalitu produktov a vždy poskytujú záruku na všetky zakúpené súpravy.

Keď som aspoň raz počul hudbu tejto skupiny, nie je možné na ňu zabudnúť alebo zameniť s niečím iným. Ohromujúci zvuk, zbesilá energia, nezabudnuteľné vokály – to všetko je AC/DC, kultová rocková kapela pôvodom z Austrálie, ktorá sa stala skutočnou legendou heavy metalu a hard rocku. Je prekvapujúce, že kapela existuje už od roku 1971 a koncom leta 2015 sa vyše 60-roční hudobníci zišli na veľkom turné po Kanade a USA, čo dokazuje, že je ešte priskoro. odpíšte túto úžasnú rockovú kapelu. A stále dokážu „zapáliť“.

The Making of a Rock Legend

William a Margaret Young, rodení Škóti, ktorí sa presťahovali do Austrálie v roku 1963, mali spolu deväť detí vrátane troch synov - Georgea, Malcolma a Agnusa. Prekvapivo boli všetci hudobne mimoriadne talentovaní. Prvý brat, ktorý sa začal venovať rockovej hudbe, bol najstarší, George. S priateľmi založil tínedžerskú rockovú skupinu Easybeats, ktorá pritiahla k hudbe pozornosť mladších Youngsov. Malcolm a potom aj Agnus zobrali gitaru a objavili skutočný talent, učili sa rekordnou rýchlosťou.

Po niekoľkých neúspešných pokusoch o účasť v hudobných skupinách prichádza Malcolm Young s myšlienkou vytvoriť si vlastnú skupinu a jeho mladší brat Agnus túto myšlienku nadšene podporuje. Bratia našli speváka Davea Evansa prostredníctvom inzerátu v novinách a známi mladých Youngs boli pozvaní hrať na bicie a basgitaru.

Budúce rockové legendy prišli s názvom svojej skupiny, alebo skôr našli, pomerne rýchlo: nápis „AC/DC“, čo znamená „striedavý jednosmerný prúd“, sa často umiestňoval na domáce spotrebiče, ako napríklad vysávač. čistič alebo elektrický šijací stroj, kde ho videla moja sestra Mladí bratia, Margaret. Tento názov sa zdal priateľom originálny, zvučný a veľmi výstižný a všetci členovia skupiny ho jednohlasne prijali.

Keďže Malcolm a Agnus pristupovali k vytvoreniu skupiny veľmi vážne, rozhodli sa vymyslieť aj nejaký originálny pódiový obraz. A tu im opäť pomohla Margaret, ktorá ich podobne ako rodičia mladých veľmi podporovala pri organizovaní vlastnej hudobnej skupiny. Prišla s pôvodným „vrcholom“ skupiny: vystupovaním v školskej uniforme. Vďaka tomuto osudovému nápadu Angusa Younga spoznáte podľa krátkych školských nohavíc, kravaty a vtipnej šiltovky, ktoré dodnes nosí na koncertoch kapely.

Skupina mala svoje debutové vystúpenie v posledný deň roku 1973 a bar Checkers bol vybraný ako miesto, kde kvintet hral po prvýkrát. Od tohto momentu začala svoju existenciu hardrocková kapela, ktorá bola predurčená stať sa svetovou legendou a získať veľké množstvo fanúšikov a sledovateľov.

Kariéra: zisky a straty

V roku 1974 došlo v zostave skupiny k početným zmenám, vystriedalo sa niekoľko bubeníkov a basgitaristov. A najdôležitejšou a osudovou náhradou tej doby v AC/DC bola zmena vokalistu. Dave Evans odmietol vyjsť na pódium na jednom z vystúpení, bolo treba niečo urgentne urobiť a potom svoju kandidatúru navrhol vodič kapely Bon Scott, ktorý bol, našťastie, v správnom čase na správnom mieste. Po predstavení bol Bon prijatý do tímu natrvalo. Vlastným menom nového vokalistu bol Ronald Belford Scott a ukázal sa z neho neobyčajne charizmatický a energický mladík, navyše obdarený mimoriadnym hudobným talentom a vokálnymi schopnosťami. S ním išiel biznis skupiny rýchlo do kopca. Neskôr ho britský časopis Classic Rock zaradil na prvé miesto vo svojom zozname 100 najlepších frontmanov všetkých čias.

Skupina píše niekoľko pomerne úspešných piesní a v roku 1975 vydáva svoj prvý album „High Voltage“. Album sa síce neumiestnil na popredných miestach, no napriek tomu to bola dobrá ponuka na popularitu. V tom istom roku AC/DC vydali svoj druhý album s názvom T.N.T., čo v preklade znamená „trinitrotoluén“. Tento album zožal značný úspech, no rovnako ako prvý bol oficiálne vydaný iba v Austrálii. Svetová sláva mala ešte len prísť.

Členovia kapely chápu, že ak chcú skutočne „roztiahnuť krídla“, musia rozšíriť hranice svojho vplyvu. Aktívne pracujú v tomto smere a čoskoro podpíšu medzinárodnú zmluvu s Atlantic Records, ktorá AC/DC umožní konečne vymaniť sa z Austrálie. Začínajú dobývať pódiá Veľkej Británie a Európy starými hitmi, pričom však nezabúdajú na nové: v roku 1976 bola vydaná „Dirty Deeds Done Dirt Cheap“ - tretia nahrávka skupiny, ktorá mala celkom dobrý úspech. Potom sa členovia skupiny rozhodnú presťahovať do Spojeného kráľovstva. Aktívne vystupujú, komunikujú s médiami a fanúšikmi, postupne si získavajú čoraz väčšiu obľubu.

Práce sú v plnom prúde. Albumy „Let There Be Rock“ (1977), „Powerage“ (1978) a „Highway to Hell“ (1979) vyšli jeden po druhom. Posledne menovaný prináša AC/DC na vrchol popularity a na vrchol svetových hitparád. Väčšina skladieb na tomto albume sú dodnes absolútnymi hitmi, právom považovanými za jedny z nich najlepšie pesničky v histórii svetového rocku. Zdá sa, že nič nemôže zatieniť divoký úspech mladých energických interpretov... Ako sa ukázalo, nebolo to tak.

19. februára 1980 sa stane hrozná tragédia – hlavný spevák kapely, geniálny Bon Scott, náhle zomiera. Autor: oficiálna verzia bolo to spôsobené nadmernou konzumáciou alkoholu. Skupina je jednoducho rozdrvená.

Keďže „AC/DC“ stratili „hlas“, uvažujú o ukončení kariéry, no rozhodli sa ponechať si kapelu, pretože veria, že práve to by chcel veselý Bon Scott. Priatelia sa po šoku postavia na nohy a po niekoľkých vypočutiach nájdu nezvyčajne talentovaného vokalistu - Briana Johnsona. Zdá sa, že rocková kapela dostáva druhý dych a začína neúnavne pracovať.

V tom istom roku bol vydaný legendárny album „Back in Black“, ktorého obal bol rozhodnutý byť čierny, na pamiatku bývalého hlavného speváka a verného priateľa. Album mal závratný úspech; neskôr sa stal najpredávanejším albumom v histórii skupiny a získal dvojitý diamantový status.

Počas niekoľkých nasledujúcich rokov bola rocková skupina veľmi produktívna. S veľkolepou „zlatou zostavou“ (Malcolm a Agnus Young, Cliff Williams (gitara, basgitara), Brian Johnson (spev), Phil Rudd (bicie)) píšu a hrajú svoje najlepšie hity, nahrávajú obrovské množstvo albumov a vystupujú na koncertoch po celom svete a získavajú tie najprestížnejšie hudobné ocenenia.

V roku 2003 bola legendárna skupina uvedená do Siene slávy a v počte predaných albumov v histórii obsadila aj čestné 5. miesto v Spojených štátoch amerických. V domovskej krajine skupiny, v Austrálii, bola na ich počesť pomenovaná ulica.

Obdivuhodná je nevyčerpateľná energia skupiny, ktorá napriek svojmu „značnému veku“ neprestáva tešiť fanúšikov. AC/DC vydali vynikajúce albumy (2008 a 2014), ktoré obdivovatelia ich tvorby vítali s jasotom a vypredali sa v obrovských množstvách.

A ani choroba Malcolma Younga, ktorý bol nútený opustiť skupinu v roku 2014, ani menšie problémy so zákonom Phila Rudda nedokázali zlomiť ducha legendárnych AC/DC. Toto sú tí praví rockeri, ktorí nepochybne prekvapia svojich fanúšikov neraz a prekabátia mnohé mladé kapely.

Každý človek je skôr či neskôr nútený čeliť situácii, kedy je potrebné elektrinu spoznať bližšie ako na hodinách fyziky v škole. Východiskovým bodom môže byť: poruchy elektrických spotrebičov alebo zásuvky, alebo len úprimný záujem o elektroniku zo strany človeka. Jednou z hlavných otázok, ktoré treba zvážiť, je, ako sa označuje jednosmerný a striedavý prúd. Ak poznáte pojmy: elektrický prúd, napätie a prúd, budete ľahšie pochopiteľné, o čom sa hovorí v tomto článku.

Elektrické napätie je rozdelené do dvoch typov:

1. konštantný (dc)
2. premenný (ako)

Označenie pre jednosmerný prúd je (-), pre striedavý prúd je označenie (~). Skratky ac a dc sú dobre zavedené a používajú sa spolu s názvami „konštantný“ a „premenný“. Teraz sa pozrime, aký je ich rozdiel. Faktom je, že konštantné napätie prúdi iba jedným smerom, odkiaľ pochádza jeho názov. A premenná, ako ste už pochopili, môže zmeniť svoj smer. V určitých prípadoch môže smer premennej zostať rovnaký. Okrem smeru sa však môže meniť aj jeho veľkosť. Konštantne sa nemení ani veľkosť, ani smer. Okamžitá hodnota striedavého prúdu nazvať jeho hodnotu, ktorá sa berie v danom čase.

V Európe a Rusku je akceptovaná frekvencia 50 Hz, to znamená, že mení svoj smer 50-krát za sekundu, zatiaľ čo v USA je frekvencia 60 Hz. Preto môže zariadenie zakúpené v Spojených štátoch a v iných krajinách vyhorieť s rôznymi frekvenciami. Preto pri výbere zariadení a elektrických spotrebičov by ste mali starostlivo zabezpečiť, aby frekvencia bola 50 Hz. Čím vyššia je frekvencia prúdu, tým väčší je jeho odpor. Môžete si tiež všimnúť, že v zásuvkách v našom dome prúdi AC.

Okrem toho sa striedavý elektrický prúd delí na dva ďalšie typy:

• jednofázový
• trojfázový

Pre jednofázový je potrebný vodič, ktorý bude viesť napätie a spätný vodič. A ak vezmeme do úvahy generátor trojfázového prúdu, produkuje striedavé napätie s frekvenciou 50 Hz na všetkých troch vinutiach. Trojfázový systém nie je nič iné ako tri jednofázové elektrické obvody, ktoré sú navzájom fázovo posunuté pod uhlom 120 stupňov. Jeho používaním môžete súčasne dodať energiu tri nezávislé siete využívajúce iba šesť vodičov, ktoré sú potrebné pre všetky vodiče: vpred a vzad, na vedenie napätia.

A ak máte napríklad iba 4 vodiče, nebudú žiadne problémy. Budete musieť pripojiť iba spätné vodiče. Ich kombináciou získate vodič nazývaný neutrálny. Zvyčajne je uzemnená. A zostávajúce vonkajšie vodiče sú stručne označené ako L1, L2 a L3.

Ale existuje aj dvojfázový, je to komplex dvoch jednofázových prúdov, v ktorých je aj priamy vodič na vedenie napätia a spätný, sú fázovo posunuté voči sebe o 90 stupňov.

Aplikácia

Keďže jednosmerný prúd prúdi iba jedným smerom, jeho použitie sa zvyčajne obmedzuje na médiá s nízkou spotrebou energie, aké sa nachádzajú v bežných batériách, batériách pre nízkoenergetické spotrebiče, ako sú baterky alebo telefóny, a batérie, ktoré využívajú solárnu energiu. Konštantný zdroj je však potrebný nielen na nabíjanie malých batérií, vysokovýkonný jednosmerný prúd sa používa pri prevádzke elektrifikovaných železníc, pri elektrolýze hliníka alebo pri oblúkovom zváraní, ale aj iných. priemyselné procesy.

Na generovanie jednosmerného prúdu takejto sily sa používajú špeciálne generátory. Dá sa získať aj premenou striedavej veličiny, na to sa používa zariadenie, ktoré využíva elektrónku, nazýva sa to kenotrónový usmerňovač a samotný proces sa označuje ako usmernenie. Na to slúži aj celovlnný usmerňovač. V ňom, na rozdiel od jednoduchého usmerňovača lampy, sú vákuové trubice, ktoré majú dve anódy – dvojanódové kenotróny.

Ak neviete, ako určiť, z ktorého pólu tečie jednosmerný prúd, nezabudnite: vždy prúdi od znamienka „+“ k znamienku „-“. Prvými zdrojmi jednosmerného prúdu boli špeciálne chemické prvky, nazývajú sa galvanické. Neskôr ľudia vymysleli batérie.

Variabilné sa používa takmer všade, v každodennom živote, na prevádzku domácich elektrických spotrebičov napájaných z domácej zásuvky, v továrňach a továrňach, na staveniskách a na mnohých ďalších miestach. Elektrifikácia železničných tratí sa dá robiť aj na jednosmernom napätí. Napätie sa teda pohybuje pozdĺž trolejového drôtu a koľajnice sú spätným elektrickým vodičom. Podľa tohto princípu funguje asi polovica všetkých železníc u nás a v krajinách SNŠ. Ale okrem elektrických lokomotív, ktoré fungujú iba na konštantný a iba striedavý prúd, existujú aj elektrické lokomotívy, ktoré kombinujú schopnosť pracovať na jednom aj druhom type elektriny.

Striedavý prúd sa používa aj v medicíne

Napríklad darsonvalizácia je metóda aplikácie elektriny pri vysokom napätí na vonkajšiu kožu a sliznice tela. Prostredníctvom tejto metódy Pacientom sa zlepšil krvný obeh, zlepšil sa tonus žilových ciev a metabolické procesy v tele. Darsonvalizácia môže byť buď lokálna, v určitej oblasti, alebo všeobecná. Ale častejšie sa používa lokálna terapia.

Tak sme sa to naučili Existujú dva typy elektrického prúdu: jednosmerný a striedavý, nazývajú sa aj ac a dc, takže ak poviete jednu z týchto skratiek, určite vám bude rozumieť. Okrem toho označenie jednosmerného a striedavého prúdu v diagramoch vyzerá ako (-) a (~), čo uľahčuje ich rozpoznanie. Teraz si pri opravách elektrospotrebičov nepochybne poviete, že používajú striedavé napätie a na otázku, aký prúd je v batériách, odpoviete, že konštantný.