Měniče

Základní dělení je na:

Usměrňovače

Používají se například ve zdrojích stejnosměrného napájení elektronických výrobků ze střídavé elektrické sítě. Mohou být řízené i neřízené.

Střídače

Používají se pro změnu stejnosměrného napětí na střídavé, například pro připojení fotovoltaických panelů do elektrické sítě nebo u zálohovacích zdrojů k počítačům (UPS) a také jako součást spínaných zdrojů.

Pulzní měniče

Používají se pro změnu velikosti stejnosměrného napětí, nebo pro řízení výkonu stejnosměrných zařízení, či řízení otáček stejnosměrných motorů.

Frekvenční měniče

Používají se pro změnu frekvence střídavého napájení například u řízení otáček střídavých asynchronních elektromotorů.

Střídače

Simulace obvodu střídače

Střídač mění stejnosměrné napětí napájecího zdroje na střídavé. Princip je znázorněn na obrázku. Při sepnutí spínačů T1 a T4 teče proud zátěží R jedním směrem, po sepnutí T2 a T3 opačným směrem. Řídící elektronika musí zajistit bezpečné spínání tranzistorů, aby v žádném případě nedošlo k sepnutí například T1 a T3 zároveň, protože tím by došlo ke zkratu zdroje a zničení obou tranzistorů.

Pulzní měniče

Mění stejnosměrné napětí zdroje na stejnosměrné napětí jiné hodnoty (vyšší i nižší). Nejčastěji se používají ve spínaných zdrojích nebo na řízení otáček ss motorů tzv. pulsně šířkovou modulací (PWM).

Řízení otáček motoru

Simulace obvodu pulzního řízení motoru

Řídící obvod cyklicky zapíná a vypíná napájení motoru. Rekuperační dioda uzavírá obvod v době kdy je spínač vypnut a může tak protékat proud tvořený energií akumulovanou v indukčnostech motoru.
Střední hodnotu napětí na motoru (a tím jeho otáčky) regulujeme poměrem doby zapnutí t_z a doby vypnutí t_v a lze ji určit ze vztahu:

Zvyšující měnič

Simulace obvodu zvyšujícího měniče

Dokud je spínač (spínací tranzistor) sepnut, prochází proud cívkou a cívka akumuluje energii. Jakmile se spínač vypne, energie akumulovaná v cívce působí jako další zdroj, jehož napětí se přičte k napětí zdroje a kondenzátor se přes diodu nabíjí na toto zvýšené napětí. Jakmile se spínač zase sepne, nabitý kondenzátor dál předává energii do zátěže, zatímco cívka znovu akumuluje energii ze zdroje. Dioda zamezuje vybíjení kondenzátoru při sepnutém spínači.

Pokud by nebyl zapojený kondenzátor, napěťová špička naindukovaná v cívce by jen krátkodobě zvýšila napětí na zátěži (jak ukazuje průběh vpravo) a po dobu sepnutí spínače by na zátěži bylo nulové napětí.

Snižující měnič

Simulace obvodu snižujícího měniče

Dokud je spínač sepnut, prochází proud cívkou do zátěže, cívka akumuluje energii, kondenzátor se nabíjí. Jakmile se spínač vypne, cívka naakumulovanou energii předává a udržuje proud zátěží, obvod se uzavírá přes diodu, kondenzátor se vybíjí.

Pokud by nebyl zapojený kondenzátor, zátěž by byla napájená pouze po dobu sepnutí spínače (jak ukazuje průběh vpravo) a po tuto dobu by na zátěži bylo vyšší napětí (napětí zdroje snížené o úbytek na cívce a na spínači).

Invertující měnič

Simulace obvodu invertujícího měniče

Dokud je spínač sepnut, prochází proud pouze cívkou, která akumuluje energii. Závěrně pólovaná dioda nepropustí proud dále do zátěže. V okamžiku vypnutí spínače se v cívce indukuje napětí opačného směru, cívka se chová jako zdroj, nabíjí kondenzátor a zároveň napájí zátěž přes propustně polarizovanou diodu. Nabitý kondenzátor pak udržuje proud zátěží i v době, kdy cívka už vyčerpala naakumulovanou energii nebo když je napájena ze zdroje.

Pokud by nebyl zapojený kondenzátor, na zátěži by byly pouze záporné napěťové špičky naindukované na cívce (jak ukazuje průběh vpravo) a většinu času by byla zátěž bez napětí.