كيف يعمل العاكس؟

بعد أن حصلت على محول العاكس، من الأفضل أن تعرف كيف يعمل العاكس. كما نعلم جميعًا، هناك العديد من المنتجات الإلكترونية التي تستخدم 110 فولت أو 220 فولت تيار متردد من خلال مزود طاقة بالتبديل أو بعض دوائر المقوم الأخرى لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، وعملية العكس هي تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، وهي عملية عكسية لعملية تحويل المقوم، لذلك سُمي العاكس بهذا الاسم. توفر لنا المحولات العديد من التسهيلات في حياتنا، مثل الشواء في الهواء الطلق، الإضاءة الخارجية، ثلاجات السيارات، وغيرها، والتي تستخدم جميعها بتحويل طاقة التيار المستمر في البطاريات إلى طاقة تيار متردد عبر المحولات. هنا، أود أن أقدم المبدأ الأساسي لعمل محول الطاقة.

مبدأ العمل

كما ترى، هذه صورة مكافئة نموذجية لـمحولات الطاقة. في الشكل، تشكل أربعة مفاتيح من S1 إلى S4 ذراعين جسر، حيث يشترك S1 و S2 في نفس ذراع الجسر، و S3 و S4 يشتركان في ذراع الجسر الآخر. عندما يكون S1 و S4 متصلين، و S2 و S3 مفصولين، يمكن الحصول على Uo = Ud على مقاومة الحمل الخاصة بهم. وعلى العكس، عندما يكون S2 و S3 متصلين، و S1 و S4 مفصولين، يمكن الحصول على Uo = -Ud على مقاومة الحمل. من خلال التشغيل المستمر للمفاتيح بهذه الطريقة، يمكن الحصول على موجة تيار متردد على الحمل، مما يكمل عملية تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، كما هو موضح في الشكل التالي.

يجب أن تعرف أن المفاتيح على نفس ذراع الجسر لا يمكن توصيلها في نفس الوقت، لتجنب حدوث دائرة قصر في مصدر الطاقة، ويمكن تغيير تردد التيار المتردد عن طريق تغيير تردد التبديل. بشكل عام، المفاتيح الأربعة في الشكل أعلاه هي نماذج مثالية لأجهزة التبديل شبه الموصلة المختلفة، وتشمل أجهزة التبديل الشائعة في المحولات الثايرستورات، الترانزستورات ذات التأثير الميداني والترانزستور ثنائي القطب المعزول البوابة (IGBT). على سبيل المثال، الشكل التالي هو دائرة تبديل تتكون من ترانزستور تأثير ميداني.

كما ترى في الصورة، يتكون جهاز التبديل في الدائرة من ترانزستور تأثير ميداني من نوع N وقناة P لتعزيز تأثير المجال، مما يشكل خرج دفع وسحب. عندما يكون إشارة القيادة منخفضة المستوى L، يكون الترانزستور من نوع قناة P، وعندما تكون إشارة الإدخال عالية المستوى H، يكون الترانزستور من نوع قناة N. يمكن لهذا التوصيل المتناوب تجنب خطر دائرة القصر الناتجة عن التوصيل المتزامن لمفتاحين من نفس ذراع الجسر. عملية العمل هي كما يلي: ترانزستورات تأثير المجال TR3 و TR4 من نفس ذراع الجسر، و TR5 و TR6 من ذراع الجسر الآخر. يتم إغلاق التوصيل لأربعة مفاتيح يتم التحكم بها بإشارات نبضية لإنتاج إشارات متناوبة، تُطبق على اللف المنخفض الجهد للمحول، وسيتم تحريض تيار متردد عالي الجهد على اللف العالي الجهد للمحول، لإكمال عملية العكس من التيار المستمر إلى التيار المتردد.

الخلاصة

الآن، لقد عرفت المبدأ الأساسي لعمل المحولات. في التطبيق العملي، يكون استخدام المحولات أكثر تعقيدًا بكثير. المحول الشمسي يتكون بالكامل من الدائرة الرئيسية، دائرة التحكم، دائرة القيادة ومصدر الطاقة المساعد.

• الدائرة الرئيسية
  تشمل الدائرة الرئيسية دوائر التبديل المختلفة لإكمال عملية العكس، وتتكون بشكل رئيسي من مصدر طاقة التيار المستمر (مكثف)، المخزن المؤقت، دائرة جسر التبديل، المرشح والمحولة، لإكمال معالجة مستوى الطاقة.
• دائرة القيادة
  تقوم بقيادة وضمان التبديل الموثوق تشغيل/إيقاف للترانزستورات ذات التأثير الميداني وأجهزة التبديل الأخرى وفقًا لإشارة التبديل من لوحة التحكم.
• دائرة التحكم
  تجمع التغذية الراجعة من الدائرة الرئيسية، وتنفذ خوارزمية التحكم واستراتيجية الحماية وتحصل على إشارة التبديل.
• الدائرة المساعدة
  مصدر الطاقة المساعد ودائرة شريحة التحكم وشريحة القيادة.

باختصار، العاكس هو جهاز يحول طاقة التيار المستمر إلى طاقة التيار المتردد.