Joonisel fig. 4,7-4,9 on üsna lihtsad ahelad, mida kasutatakse sageli stroboskoopilise või väikese võimsusega luminofoorlambi toiteks konstruktsioonides, kus parameetritele pole kõrgeid nõudeid ja peamine on madal hind.
Sellised seadmed võivad leida palju muid kasutusviise, näiteks elektrišokiseadme esmase võimendusmuundurina. Need võimaldavad teil saada 400 V või rohkem pinget konstantsest pingest 3 ... 15 V.
Lihtsaima muunduri saab teostada ühetoimelise vooluahela järgi. Selle tööpõhimõte põhineb induktiivsuse omadusel koguda energiat, kui vool läbib mähise (kui võti on avatud), ja kui võti on suletud, kantakse see üle sekundaarmähise kaudu koormusele. See vooluahela töörežiim on varustatud sekundaarmähise kaasamise asjakohase sõnastusega. Kuna muundur töötab kõrgendatud sagedusel, on trafo konstruktsioon väikese suurusega.
Joonisel fig. 4.7 on näidatud ühel võimsal universaaltransistoril 2N3055 (kodumaised analoogid KT819GM, KT8150A) valmistatud muunduri skeem. Sobivad ka teised võimsad n-p-n transistorid lubatud pingega Uke> 80 V ja voolutugevusega Ik> 2 A. Diood VD1 kaitseb transistori emitter-baasliidet suure pöördpinge mõju eest. See diood peab olema kiire, näiteks 1N4007 või KD247 seeriast. 1N4S4S dioodi saab asendada kahe järjestikku ühendatud KD257D dioodiga.
Riis. 4.7. Konverteri ahel stroboskoopilise lambi toiteks
Ahelas saate kasutada transistorit ja muud juhtivust. Peate muutma ainult toiteallika polaarsust ja lülitama sisse dioodi VD1.
Takisti R1 annab transistori tööpunkti soovitud asukoha ja selle väärtus tuleb valida. Takisti R2 piirab kondensaatori C3 laadimisel dioodi VD2 voolu.
Kondensaator C2 sobib igale mittepolaarsele (sellest sõltub muunduri töösagedus). Parem on valida sagedus vähemalt 10 ... 30 kHz. Ja kui vooluahel töötab strobolampiga, peab kondensaator C3 olema konstrueeritud pikaajaliseks tööks suurte, näiteks MBM-tüüpi voolulainetega, või võtta kaasaegsemad, mis on valmistatud polüstüreenkile baasil. K78-17, K71-7 jne.
Trafo T1 valmistamiseks sobib soomustatud magnetahel BZO. Kerimine toimub PEL-traadiga. Mähised 1 ja 2 sisaldavad kumbki 18 keerdu traati läbimõõduga 0,51 mm (mähise 1 saab teha peenema traadiga - 0,13 mm), 3 - 350 keerdu traati 0,13 mm (sekundaarmähise keerdude arv sõltub vajalik pinge).
Kui vooluahel peab töötama pikka aega, tuleb transistor VT1 paigaldada radiaatorile.
Joonisel fig. 4.8 on eelmise variant. See on mõeldud väikese suurusega kaasaskantava luminofoorlambi toiteks 8 AA patareist).
Riis. 4.8. Kaasaskantava luminofoorlambi toiteskeem
Trafol T1 on järgmised mähiseandmed: mähis 1 - 15 pööret 0,14 mm läbimõõduga traadiga, 2 - 20 pööret (0,51 mm), 3 - 350 pööret (0,14 mm). Magnetahela võib võtta samamoodi nagu ülaltoodud vooluringi puhul või värvitelerites kasutatavatest impulsstrafodest.
Ühetsüklilise muunduri saab teha ka väljaklahvil, nagu on näidatud joonisel fig. 4.9.
Riis. 4.9. FET-muundur
Takistite jagaja R1-R2 annab sellise tööpunkti algpositsiooni transistoride väljundkarakteristikul, kus toimub isegenereerimine.
Kuna kõik ülaltoodud ahelad töötavad suhteliselt väikese vooluga, siis tavaliselt ei satu trafo südamik küllastuspiirkonda ja südamike vahele ei ole vaja pilu teha.
Konverteri parima jõudluse saab saavutada kasutades
Kodumasinate ühendamiseks auto pardaelektrisüsteemi on vaja inverterit, mis suudab pinget tõsta 12 V pealt 220 V peale. Neid on poelettidel küllaldaselt saadaval, kuid nende hind ei ole julgustav. Neil, kes on elektrotehnikaga veidi kursis, on võimalik 12-220-voldine pingemuundur oma kätega kokku panna. Analüüsime kahte lihtsat skeemi.
Konverterid ja nende tüübid
12-220 V muundureid on kolme tüüpi.Esimene on 12 V-st 220 V. Sellised inverterid on autojuhtide seas populaarsed: nende kaudu saab ühendada standardseid seadmeid - telereid, tolmuimejaid jne. Elektriohutuse tagamiseks on pöördmuundamine - 220 V-lt 12-le - vajalik harva, tavaliselt ruumides, kus on rasked töötingimused (kõrge õhuniiskus). Näiteks leiliruumides, basseinides või vannitubades. Et mitte riskida, vähendatakse standardpinget 220 V vastavate seadmete abil 12-ni.
Kolmas võimalus on pigem kahel muunduril põhinev stabilisaator. Esiteks teisendatakse standardne 220 V pingeks 12 V, seejärel tagasi 220 V. See topeltkonversioon võimaldab teil saada väljundis ideaalse siinuslaine. Sellised seadmed on vajalikud enamiku elektrooniliselt juhitavate kodumasinate normaalseks tööks. Igal juhul on paigaldamise ajal tungivalt soovitatav seda toita läbi sellise muunduri - selle elektroonika on toiteallika kvaliteedi suhtes väga tundlik ja juhtpaneeli vahetamine maksab umbes poole boilerist.
Impulssmuundur 12-220V kuni 300W
See skeem on lihtne, osad on olemas, enamiku saab võtta arvuti toiteallikast või osta suvalisest elektroonikapoest. Skeemi eeliseks on teostamise lihtsus, miinuseks ebaideaalne siinuslaine väljundis ja sagedus kõrgem kui standardne 50 Hz. See tähendab, et selle muunduriga ei saa ühendada toiteallikat nõudvaid seadmeid. Otse väljundisse saab ühendada mitte eriti tundlikke seadmeid - hõõglambid, triikraud, jootekolb, laadimine telefonist jne.
Esitatud ahel toodab tavarežiimis 1,5 A või tõmbab 300 W koormust maksimaalselt 2,5 A-ni, kuid selles režiimis soojenevad transistorid märgatavalt.
Ahel ehitati populaarsele PWM-kontrollerile TLT494. Radiaatoritele tuleb panna väljatransistorid Q1 Q2, eelistatavalt eraldi. Ühele radiaatorile paigaldamisel asetage transistoride alla isolatsioonitihend. IRFZ244 diagrammil näidatud asemel võite kasutada IRFZ46 või RFZ48, mis on omadustelt sarnased.
Selle 12 V kuni 220 V muunduri sagedus määratakse takisti R1 ja kondensaatori C2 abil. Hinnangud võivad diagrammil näidatust veidi erineda. Kui teil on arvuti jaoks vana mittetöötav toiteallikas ja sellel on töötav väljundtrafo, võite selle vooluahelasse panna. Kui trafo ei tööta, eemaldage sellelt ferriitrõngas ja kerige mähised 0,6 mm läbimõõduga vasktraadiga. Esiteks keritakse primaarmähis - 10 pööret juhtmega keskelt, seejärel peal - 80 pööret sekundaarmähist.
Nagu juba mainitud, saab selline 12-220 V pingemuundur töötada ainult voolukvaliteedi suhtes tundetu koormusega. Nõudlikumate seadmete ühendamiseks on väljundisse paigaldatud alaldi, mille väljundis on pinge normilähedane (skeem allpool).
Diagramm näitab HER307 tüüpi kõrgsagedusdioode, kuid neid saab asendada FR207 või FR107 seeriaga. Võimsused on soovitav valida määratud väärtus.
Kiibi inverter
See 12-220 V pingemuundur on kokku pandud spetsiaalse KR1211EU1 mikroskeemi alusel. See on impulssgeneraator, mis võetakse väljunditest 6 ja 4. Impulssid on antifaasilised, nende vahel on väike ajavahe – et vältida mõlema klahvi samaaegset avanemist. Mikroskeemi toiteallikaks on 9,5 V pinge, mille seadistab parameetriline stabilisaator D814V zeneri dioodil.
Samuti on vooluringis kaks suurenenud võimsusega väljatransistorit - IRL2505 (VT1 ja VT2). Neil on väga madal avatud väljundkanali takistus - umbes 0,008 oomi, mis on võrreldav mehaanilise võtme takistusega. Lubatud alalisvool - kuni 104 A, impulss - kuni 360 A. Sellised omadused võimaldavad tõesti saada 220 V pinget kuni 400 W koormusel. Radiaatoritele on vaja paigaldada transistorid (võimsusega kuni 200 W, on võimalik ka ilma nendeta).
Impulsi sagedus sõltub takisti R1 ja kondensaatori C1 parameetritest, väljundisse on paigaldatud kondensaator C6 kõrgsageduskiirguse summutamiseks.
Parem on trafo valmis võtta. Ahelas lülitub see sisse vastupidi - madalpinge sekundaarmähis toimib primaarmähisena ja pinge eemaldatakse kõrgepinge sekundaarmähist.
Võimalikud asendused elemendibaasis:
- Skeemis märgitud Zeneri dioodi D814V saab asendada mis tahes dioodiga, mis toodab 8-10 V. Näiteks KS 182, KS 191, KS 210.
- Kui K50-35 tüüpi 1000 uF kondensaatoreid C4 ja C5 pole, võite võtta neli 5000 uF või 4700 uF kondensaatorit ja ühendada need paralleelselt,
- Imporditud kondensaatori C3 220m asemel võite panna mis tahes tüüpi kodumaise 100–500 mikrofaradi ja pingega vähemalt 10 V.
- Trafo - mis tahes võimsusega 10 W kuni 1000 W, kuid selle võimsus peab olema kavandatud koormusest vähemalt kaks korda suurem.
Trafo, transistoride ja 12 V allikaga ühendamise ahelate paigaldamisel on vaja kasutada suure läbilõikega juhtmeid - siin võib vool ulatuda kõrgete väärtusteni (võimsusega 400 W kuni 40 A ).
Puhas siinusinverteri väljund
Konverteriahelad on keerulised isegi kogenud raadioamatööride jaoks, nii et nende ise tegemine pole sugugi lihtne. Kõige lihtsama vooluringi näide on allpool.
Sel juhul on lihtsam sarnast muundurit valmisplaatidest kokku panna. Kuidas – vaata videost.
Järgmises videos näidatakse, kuidas puhta siinusega 220-voldine muundur kokku panna. Ainult sisendpinge ei ole 12 V, vaid 24 V.
Ja see video räägib lihtsalt sellest, kuidas saab sisendpinget muuta, kuid väljundis saada vajalikku 220 V.
Sellest artiklist leiate üksikasjalikud samm-sammult juhised 220 V 50 Hz vahelduvvoolu inverteri valmistamiseks 12 V autoakust. Selline seade on võimeline andma võimsust 150 kuni 300 W.
Selle seadme skeem on üsna lihtne..
See ahel töötab Push-Pull muundurite põhimõttel. Seadme südameks saab plaat CD-4047, mis töötab põhiostsillaatorina ning juhib ka võtmerežiimis töötavaid väljatransistore. Avatud saab olla ainult üks transistor, kui kaks transistorit on korraga lahti, siis tekib lühis, mille tagajärjel transistorid läbi põlevad, see võib juhtuda ka ebaõige juhtimise korral.
CD-4047 plaat ei ole mõeldud väljatransistoride ülitäpseks juhtimiseks, kuid saab selle ülesandega suurepäraselt hakkama. Samuti on seadme tööks vaja trafot vanast 250 või 300 W UPS-ist, millel on primaarmähis ja keskpunkti ühendus pluss toiteallikast.
Trafol on üsna palju sekundaarmähiseid, vaja kõik kraanid volt/oommeetriga mõõta ja leida 220V võrgumähis. Vajalikud juhtmed annavad suurima elektritakistuse, ligikaudu 17 oomi, saate eemaldada lisakihi.
Enne jootmise alustamist on soovitatav kõik uuesti üle kontrollida. Soovitatav on valida sama partii ja samade omadustega transistorid, juhtimisahela kondensaatoril on sageli väike leke ja kitsas tolerants. Sellised omadused määrab transistoride tester.
Kuna CD-4047 plaadil pole analooge, on see vajalik soetada, kuid vajadusel saab väljatransistorid vahetada n-kanaliliste vastu, mille pinge on 60V ja voolutugevus vähemalt 35A. Sobib IRFZ seeriast.
Samuti võib vooluahel töötada väljundis bipolaarsete transistorite abil, kuid tuleb märkida, et seadme võimsus väheneb palju vähem kui vooluringi, mis kasutab "välitöötajaid".
Paisutakistid peaksid olema 10-100 oomi, kuid eelistatud on 22-47 oomi takistid võimsusega 250 mW.
Sageli on juhtimisahel kokku pandud eranditult diagrammil näidatud elementidest, millel on täpsed seadistused 50 Hz jaoks.
Kui panete seadme õigesti kokku, töötab see esimestest sekunditest, kuid esmakordsel käivitamisel on oluline seda ohutult mängida. Selleks tuleb kaitsme (vt skeemi) asemel paigaldada takisti väärtusega 5-10 oomi või 12V pirn, et vältida transistoride plahvatust vigade tegemisel.
Kui seade on stabiilne, teeb trafo häält, kuid klahvid ei kuumene. Kui kõik töötab õigesti, tuleb takisti (pirn) eemaldada ja toide antakse kaitsme kaudu.
Keskmiselt tarbib inverter energiat, kui robot töötab tühikäigul 150–300 mA, olenevalt toiteallikast ja trafo tüübist.
Seejärel peate mõõtma väljundpinget, väljund peaks olema umbes 210-260 V, seda peetakse normaalseks indikaatoriks, kuna muunduril pole stabiliseerimist. Järgmiseks peate seadet kontrollima, ühendades koormuse all 60-vatise lambipirni ja lastes sellel töötada 10-15 sekundit, klahvid kuumenevad selle aja jooksul veidi, kuna neil pole jahutusradiaatoreid. Klahve tuleks soojendada ühtlaselt, ebaühtlase kütmise korral tuleb otsida, kus tehti vigu.
Varustame inverterit kaugjuhtimispuldi funktsiooniga
Peamine positiivne juhe tuleks ühendada trafo keskpunktiga, aga selleks, et seade tööle hakkaks, tuleb plaadile ühendada nõrkvoolupluss. See käivitab impulsigeneraatori.
Paar soovitust paigaldamiseks. Kõik on paigaldatud arvuti toiteallika korpusesse, transistorid tuleks paigaldada eraldi radiaatoritele.
Kui on paigaldatud ühine jahutusradiaator, eraldage transistori korpus jahutusradiaatorist kindlasti. Jahuti on ühendatud 12V siiniga.
Selle inverteri üheks oluliseks puuduseks on kaitse puudumine lühise eest ja kui see juhtub, põlevad kõik transistorid läbi. Selle vältimiseks on hädavajalik paigaldada väljundisse 1A kaitse.
Inverteri käivitamiseks kasutatakse väikese võimsusega nuppu, mille kaudu antakse plaadile pluss. Trafo siinid tuleks kinnitada otse transistoride jahutusradiaatorite külge.
Kui ühendate muunduri väljundiga energiaarvesti, näete sellel, et väljaminev sagedus ja pinge on lubatud vahemikus. Kui saate väärtuse, mis on suurem või väiksem kui 50 Hz, peate seda reguleerima mitme pöördega muutuva takisti abil, see on paigaldatud plaadile.
Inverter 12V / 220V on talus vajalik asi. Mõnikord on see lihtsalt vajalik: näiteks võrk on kadunud ja telefon on tühjenenud ja külmkapis on liha. Nõudlus määrab pakkumise: 1 kW või suuremate valmismudelite eest, millest saate toita mis tahes elektriseadmeid, peate maksma kuskil 150 dollarist. Võimalik, et üle 300 dollari. Ise-tegemise pingemuunduri valmistamine meie ajal on aga kättesaadav kõigile, kes oskavad jootmist: selle kokkupanemine valmis komponentide komplektist maksab kolm kuni neli korda odavamalt + natuke tööd ja metalli improviseeritud prügist. . Kui on autoakude (patareide) jaoks, võite üldiselt täita 300-500 rubla. Ja kui teil on ka elementaarsed amatöörraadiooskused, siis on varras tuhnides täiesti võimalik teha 12V DC / 220V AC 50Hz inverter 500-1200 W jaoks. Kaaluge võimalikke valikuid.
Valikud: globaalne
12-220 V pingemuundurit kuni 1000 W või suurema koormuse toiteks saab üldjuhul valmistada iseseisvalt järgmistel viisidel (kulude suurenemise järjekorras):
- Asetage valmis plokk Avito, Ebay või AliExpressi jahutusradiaatoriga korpusesse. Otsis "inverter 220" või "inverter 12/220"; saate kohe lisada vajaliku võimsuse. Maksab ca. poole sama tehase hinnast. Elektrioskusi ei nõuta, kuid - vt allpool;
- Pane komplektist sama kokku: trükkplaat + “hajutus” komponent. Sealt ostetakse, aga soovile on lisatud isetegemine, mis tähendab ise kokkupanemiseks. Hind ikka ca. 1,5 korda madalam. Vaja on raadioelektroonika põhioskusi: multimeetri kasutamine, aktiivelementide väljundite juhtmestiku (kontaktide) tundmine või nende otsimise oskus, polaarkomponentide (dioodid, elektrolüütkondensaatorid) ahelasse kaasamise reeglid ja võime määrata, millist voolu milliste sektsioonide juhtmeid on vaja;
- Kohandage inverteri jaoks arvuti katkematu toiteallikas (UPS, UPS). Hoolduskõlbliku kasutatud UPS-i ilma tavalise akuta saab 300-500 rubla eest. Oskusi pole vaja – autoaku ühendatakse lihtsalt UPS-iga. Kuid peate seda eraldi laadima, vt ka allpool;
- Valige oma vajadustele ja osade saadavusele vastav ümberehitusmeetod, diagramm (vt allpool), arvutage ja koostage täielikult ise. Võib-olla ilma asjata, kuid lisaks põhilistele elektroonilistele oskustele on teil vaja oskust kasutada mõnda spetsiaalset mõõteriista (vt ka allpool) ja teha lihtsaid tehnilisi arvutusi.
Valmis moodulist
Kokkupanekumeetodid vastavalt lõigetele. 1 ja 2 pole tegelikult nii lihtsad. Valmis tehaseinverterite korpused toimivad samaaegselt jahutusradiaatoritena võimsate transistorlülitite jaoks. Kui võtame "pooltoote" või "paigutaja", siis pole nende jaoks mingit põhjust: elektroonika, käsitsitöö ja värviliste metallide praeguste kulude juures on hindade erinevus seletatav just selle puudumisega. teine ja võib-olla ka kolmas. See tähendab, et peate võimsate võtmete jaoks ise radiaatori valmistama või otsima valmis alumiiniumist. Selle paksus võtmete paigaldamise kohas peaks olema alates 4 mm ja iga võtme pindala peaks olema alates 50 ruutmeetrist. vt väljundvõimsuse kW kohta; õhuvooluga arvuti ventilaator-jahutist 12 V 110-130 mA - alates 30 ruutmeetrit. cm*kw*võti.
Näiteks komplektis (moodulis) on 2 võtit (neid on näha, need paistavad tahvlist välja, vt joonisel vasakul); radiaatori klahvidega moodulid (joonisel paremal) on kallimad ja on mõeldud teatud, reeglina mitte väga suure võimsuse jaoks. Jahutit pole, vajaminev võimsus on 1,5 kW. Seega vajate radiaatorit alates 150 ruutmeetrist. vt Lisaks sellele võtmete paigalduskomplektid: isoleerivad soojust juhtivad tihendid ja kinnituskruvide tarvikud - isolatsioonitopsid ja seibid. Kui moodulil on termokaitse (klahvide vahele jääb mõni teine taht - termoandur), siis radiaatori külge kleepimiseks veidi termopastat. Juhtmed - loomulikult vt allpool.
UPS-ilt (UPS)
Inverter 12V DC/220 V AC 50 Hz, mille külge saab ühendada mis tahes seadmeid lubatud võimsuse piires, tehakse arvuti UPS-ist üsna lihtsalt: tavalised juhtmed “teie” aku juurde asendatakse pikkade, autoaku klambritega. terminalid. Juhtmete ristlõige arvutatakse lubatud voolutiheduse 20-25 A / ruutmeetri alusel. mm, vt ka allpool. Kuid mittestandardse aku tõttu võib probleeme tekkida - sellega, kuid see on kallim ja vajalikum kui muundur.
UPS kasutab ka pliiakusid. Tänapäeval on see ainuke laialdaselt kättesaadav sekundaarne keemiline toiteallikas, mis suudab regulaarselt anda suuri voolusid (lisavoolusid), ilma et see 10–15 laadimis-tühjenemistsükli jooksul täielikult "suruks". Lennunduses kasutatakse hõbe-tsink patareisid, mis on veelgi võimsamad, kuid need on kohutavalt kallid, neid ei kasutata laialdaselt ja nende ressurss on majapidamisstandardite järgi tühine - u. 150 tsüklit.
Happeakude tühjenemist jälgib selgelt pangas olev pinge ja UPS-i kontroller ei luba "võõrast" akut üle mõistuse tühjendada. Kuid tavalistes UPS-i akudes on elektrolüüt geel, autoakudes aga vedel. Mõlemal juhul on laengurežiimid oluliselt erinevad: selliseid voolusid ei saa läbi geeli läbida kui vedelikku ning liiga madala laadimisvooluga vedelas elektrolüüdis on ioonide liikuvus madal ja kõik need ei naase oma olekusse. kohad elektroodides. Selle tulemusena laeb UPS autoakut krooniliselt alalaadima, see sulfaatub peagi ja muutub täiesti kasutuskõlbmatuks. Seetõttu on UPS-i inverteri jaoks komplektis vaja akulaadijat. Saate seda ise teha, aga see on teine teema.
Aku ja toide
Akust oleneb ka muunduri sobivus konkreetseks otstarbeks. Pingeinverter ei võta tarbijatele energiat Universumi "tumeainest", mustadest aukudest, pühast vaimust ega kuskilt mujalt niisama. Ainult - akust. Ja sellest võtab ta tarbijatele antud võimsuse, mis on jagatud muunduri enda kasuteguriga.
Kui näete korpusel kaubamärgiga inverterit "6800 W" või rohkem, uskuge oma silmi. Kaasaegne elektroonika võimaldab sigaretipaki mahus paigutada veelgi võimsamaid seadmeid. Kuid oletame, et vajame 1000 W koormusvõimsust ja meie käsutuses on tavaline 12 V 60 A/h autoaku. Inverteri tüüpiline kasutegur on 0,8. Nii et akust võtab ta u. 100 A. Sellise voolu jaoks on vaja ka juhtmeid ristlõikega 5 ruutmeetrit. mm (vt eespool), kuid see pole siin peamine.
Autojuhid teavad: starter sõitis 20 minutit - ostke uus aku. Tõsi, uutes masinates on selle tööks ajapiirangud, nii et võib-olla nad ei tea. Ja mitte kõik ei tea kindlalt, et sõiduauto starter võtab lahti keeratuna voolu umbes. 75 A (0,1-0,2 s jooksul käivitamisel - kuni 600 A). Lihtsaim arvutus - ja selgub, et kui inverteris pole automaatikat, mis aku tühjenemist piirab, siis istub meie oma 15 minutiga täielikult maha. Seega valige või kujundage oma muundur, võttes arvesse saadaoleva aku võimalusi.
Märge: see tähendab arvuti UPS-idel põhinevate 12/220 V muundurite tohutut eelist - nende kontroller ei lase akul täielikult tühjeneda.
Happeakude ressurss ei vähene märgatavalt, kui neid tühjendada 2-tunnise vooluga (12 A 60 A/h, 24 A 120 A/h ja 42 A 210 A/h puhul). Võttes arvesse muundamise efektiivsust, annab see lubatud pideva koormusvõimsuse u. 120W, 230W ja 400W vastavalt. 10 min. koormust (näiteks elektritööriista toiteks), saab seda suurendada 2,5 korda, kuid pärast seda peab ABA puhkama vähemalt 20 minutit.
Üldiselt pole tulemus päris halb. Tavalisest majapidamises kasutatavast elektritööriistast võib ainult veski võtta 1000–1300 vatti. Ülejäänud maksavad reeglina kuni 400 W ja kruvikeerajad kuni 250 W. Külmik akust 12 V 60 A / h läbi inverteri töötab 1,5-5 tundi; piisavalt vajalike meetmete võtmiseks. Seetõttu on mõttekas teha 60 A / h aku jaoks 1 kW muundur.
Mis saab olema väljund?
Seadme kaalu ja mõõtmete vähendamiseks töötavad pingemuundurid, välja arvatud harvad erandid (vt allpool), kõrgendatud sagedustel sadadest Hz-dest kuni ühikuteni ja kümnete kHz-ni. Ükski tarbija ei võta selle sagedusega voolu vastu ja selle energiakadu tavalistes juhtmetes on tohutu. Seetõttu ehitatakse järgmiseks väljundpinge jaoks inverterid 12-200. tüübid:
- Pidev alaldi 220 V (220 V AC). Sobib telefonilaadijate, enamiku toiteplokkide (IP) tahvelarvutite, hõõglampide, luminofoorlampide ja LED-i toiteks. 150-250 W võimsuse jaoks sobivad need suurepäraselt käeshoitavate elektritööriistade jaoks: nende alalisvoolul tarbitav võimsus väheneb veidi ja pöördemoment suureneb. Ei sobi telerite, arvutite, sülearvutite, mikrolaineahjude jms toiteallikate (UPS) ümberlülitamiseks. võimsusega üle 40-50 W: sellises peab olema nn. käivitussõlm, mille normaalseks tööks peab võrgupinge perioodiliselt läbima nulli. Sobimatu ja ohtlik raud- ja vahelduvvoolumootorite jõutrafodega seadmetele: statsionaarsed elektritööriistad, külmikud, kliimaseadmed, enamik Hi-Fi heliseadmeid, köögikombainid, mõned tolmuimejad, kohvimasinad, kohviveskid ja mikrolaineahjud (viimaste puhul - pöörlemismootori laua olemasolu).
- Modifitseeritud siinuslaine (vt allpool) - sobib kõigile tarbijatele, välja arvatud UPS-iga Hi-Fi heli, muud UPS-iga seadmed alates 40-50 W (vt ülalt) ja sageli kohalikud turvasüsteemid, kodused ilmajaamad jne. tundlike analooganduritega.
- Puhas sinusoidne - sobib ilma piiranguteta, välja arvatud võimsus, igale elektritarbijale.
Siinus või pseudosiin?
Tõhususe suurendamiseks viiakse pinge muundamine läbi mitte ainult kõrgematel sagedustel, vaid ka mitmepolaarsete impulssidega. Siiski on võimatu toita paljusid tarbijaseadmeid bipolaarsete ristkülikukujuliste impulsside jadaga (nn meander): suured liigpinged meanderfrontidel vähemalt väikese reaktiivkoormusega põhjustavad suuri energiakadusid ja võivad põhjustada tarbija talitlushäireid. . Kuid siinusvoolu muundurit on samuti võimatu projekteerida - kasutegur ei ületa u. 0.6.
Vaikne, kuid oluline revolutsioon selles tööstusharus toimus siis, kui spetsiaalselt pingeinverterite jaoks töötati välja mikroskeemid, mis moodustasid nn. modifitseeritud sinusoid (joonisel vasakul), kuigi õigem oleks seda nimetada pseudo-, meta-, kvaasi- jne. sinusoid. Modifitseeritud sinusoidi praegune vorm on astmeline ja pulsifronte pingutatakse (meanderfronte pole katoodkiireostsilloskoobi ekraanil sageli näha). Tänu sellele saavad rauapõhiste trafode või märgatava reaktiivsusega (asünkroonsed elektrimootorid) tarbijad pseudosiinlainest "päris aru" ja töötavad nii, nagu poleks midagi juhtunud; Raua peal oleva võrgutrafoga Hi-Fi heli saab toita modifitseeritud siinuslaine abil. Lisaks saab modifitseeritud sinusoidi üsna lihtsatel viisidel tasandada “peaaegu tõeliseks”, erinevused puhtast ostsilloskoobist on vaevumärgatavad; "Puhas siinuse" tüüpi muundurid ei ole palju kallimad kui tavalised, paremal joonisel fig.
Siiski on ebasoovitav käivitada kapriissete analoogsõlmedega seadmeid ja UPS-i modifitseeritud sinusoidist. Viimane on väga ebasoovitav. Fakt on see, et modifitseeritud sinusoidi keskmine pindala ei ole puhas nullpinge. Modifitseeritud siinuslaine UPS-i käivitussõlm ei tööta selgelt ja kogu UPS ei pruugi käivitusrežiimist väljuda töötavasse. Kasutaja näeb seda algul koledate tõrgetena ja siis tuleb seadmest suitsu välja nagu naljaga pooleks. Seetõttu peavad UPS-i seadmed saama toite Pure Sine inverteritest.
Inverteri valmistame ise
Ehkki on selge, et kõige parem on teha inverter 220 V 50 Hz väljundi jaoks, kuigi me mäletame ka vahelduvvoolu väljundit. Esimesel juhul vajate sageduse juhtimiseks sagedusmõõturit: toitevõrgu sageduse kõikumise normid on 48-53 Hz. Vahelduvvoolu elektrimootorid on selle kõrvalekallete suhtes eriti tundlikud: kui toitepinge sagedus jõuab tolerantsi piiridesse, siis need kuumenevad ja “jätavad” nimikiiruse. Viimane on külmikute ja kliimaseadmete jaoks väga ohtlik, need võivad rõhu alandamise tõttu jäädavalt üles öelda. Kuid täpset ja multifunktsionaalset elektroonilist sagedusmõõturit pole vaja osta, rentida ega mõneks ajaks kerjama – me ei vaja selle täpsust. Kas elektromehaaniline resonantssagedusmõõtur (joonisel pos. 1) või mis tahes süsteemi osuti, pos. 2:
Mõlemad on odavad, neid müüakse Internetis ja suurtes linnades elektrikauplustes. Rauaturult leiab vana resonantssagedusmõõturi ja üht-teist sobib peale inverteri seadistamist väga hästi majas võrgusageduse juhtimiseks - arvesti ei reageeri nende võrku ühendamisele.
50 Hz arvutist
Enamasti on mitte väga võimsate tarbijate jaoks vaja 220 V 50 Hz võimsust, kuni 250-350 vatti. Siis võib 12/220 V 50 Hz muunduri aluseks olla vana arvuti UPS - kui see muidugi prügikastis lebab või keegi odavalt maha ei müü. Koormale antav võimsus on u. 0,7 nominaalsest UPS-ist. Näiteks kui selle korpusele ilmub “250W”, siis saab kartmatult ühendada kuni 150-170 W seadmeid. Vaja rohkem - kõigepealt peate kontrollima hõõglampide koormust. Peab vastu 2 tundi - see on võimeline andma sellist jõudu pikka aega. Kuidas teha arvuti toiteallikast 12V DC/220V AC 50Hz inverterit, vaata allolevast videost.
Video: lihtne 12-220 muundur arvuti toiteallikast
Võtmed
Oletame, et arvuti UPS-i pole või on vaja rohkem voolu. Siis muutub oluliseks võtmeelementide valik: need peavad lülitama suuri voolusid väikseimate lülituskadudega, olema töökindlad ja taskukohased. Sellega seoses on selles kasutusvaldkonnas bipolaarsed transistorid ja türistorid kindlasti saamas minevikku.
Teist revolutsiooni inverteriäris seostatakse võimsate väljatransistoride (“välitööliste”), nn. vertikaalne struktuur. Kuid nad pöörasid kogu väikese võimsusega seadmete toiteallika tehnika tagurpidi: rauast trafot on “kodumasinatest” üha raskem leida.
Pingemuundurite suure võimsusega väljamuunduritest parimad - isoleeritud värava ja indutseeritud kanal (MOSFET), nt. IFR3205, joonisel vasakul:
Tühise lülitusvõimsuse tõttu võib sellistel transistoridel alalisvoolu väljundiga muunduri kasutegur ulatuda 0,95-ni ja 50 Hz vahelduvvoolu väljundiga 0,85-0,87. Sisseehitatud kanaliga MOSFET analoogid, nt. IFRZ44, annavad madalama efektiivsuse, kuid on palju odavamad. Paar üht või teist võimaldab tuua võimsust koormusele kuni u. 600W; mõlemat saab probleemideta paralleelselt ühendada (joonisel paremal), mis võimaldab ehitada invertereid võimsusele kuni 3 kW.
Märge: sisseehitatud kanaliga lülitite lülituskadu võimsus oluliselt reaktiivkoormusel töötamisel (näiteks asünkroonne elektrimootor) võib ulatuda 1,5 W-ni lüliti kohta. Indutseeritud kanaliga klahvid on sellest puudusest vabad.
TL494
Kolmas element, mis võimaldas pingemuundurid praegusesse olekusse viia, on spetsiaalne TL494 mikroskeem ja selle analoogid. Kõik need on impulsi laiusmodulatsiooni (PWM) kontrollerid, mis genereerivad väljunditel modifitseeritud siinuslaine signaali. Väljundid on bipolaarsed, mis võimaldab juhtida klahvipaare. Etalonmuundamissageduse määrab üks RC-ahel, mille parameetreid saab muuta laias vahemikus.
Kui püsivusest piisab
220 V alalisvoolu tarbijate valik on piiratud, kuid nad vajavad autonoomset toiteallikat mitte ainult hädaolukordades. Näiteks kui töötate elektritööriistaga teel või oma saidi kaugemas nurgas. Või on see alati olemas, ütleme, maja sissepääsu, esiku, koridori, maja territooriumi turvavalgustuse juures päikesepatareist, mis laadib akut päeva jooksul. Kolmas tüüpiline juhtum on telefoni laadimine liikvel olles sigaretisüütajast. Siin on väljundvõimsust vaja väga vähe, et inverterit saaks teha ainult 1 transistoriga vastavalt relaksatsiooniostsillaatori ahelale, vt järgmist. videoklipp.
Video: ühe transistori võimendusmuundur
Juba 2-3 LED-pirni toiteks on vaja rohkem võimsust. Blokeerivate generaatorite efektiivsus, kui üritatakse seda "pigistada", langeb järsult ja peate lülituma eraldi ajastuselementidega või täieliku sisemise induktiivse tagasisidega ahelatele, need on kõige ökonoomsemad ja sisaldavad kõige vähem komponente. Esimesel juhul kasutatakse ühe võtme ümberlülitamiseks ühe trafo mähise iseinduktsiooni EMF-i koos ajastusahelaga. Teises on astmeline trafo ise oma ajakonstandi tõttu sageduse seadistuselement; selle väärtuse määrab peamiselt eneseinduktsiooni nähtus. Seetõttu nimetatakse neid ja teisi invertereid mõnikord iseinduktsioonmuunduriteks. Nende efektiivsus ei ole reeglina kõrgem kui 0,6–0,65, kuid esiteks on vooluahel lihtne ega vaja reguleerimist. Teiseks on väljundpinge pigem trapetsikujuline kui nelinurkne; "Nõudlikud" tarbijad "mõistvad" seda kui modifitseeritud siinuslainet. Puuduseks on see, et selliste muundurite väljaklahvid on praktiliselt rakendamatud, kuna sageli ebaõnnestuvad primaarmähise pinge tõusud lülitamise ajal.
Väliste ajastuselementidega vooluahela näide on toodud pos. 1 joonis:
Disaini autoril ei õnnestunud sellest rohkem kui 11 vatti välja pigistada, kuid ilmselt ajas ta ferriidi segi karbonüülrauaga. Igatahes pole tema enda fotol olev soomustatud (topsi) magnetahel (vt joonist paremal) sugugi ferriit. See näeb välja rohkem nagu vana karbonüül, mis on väljast aeg-ajalt oksüdeerunud, vt joon. paremal. Selle inverteri trafo on parem kerida ferriitrõngale, mille ferriidi ristlõikepindala on 0,7-1,2 ruutmeetrit. vt Primaarmähis peaks siis sisaldama 7 keerdu traati vase läbimõõduga 0,6-0,8 mm ja sekundaarmähises 57-58 keerdu traati 0,3-0,32 mm. See on kahekordistamisega sirgendamise all, vt allpool. "Puhase" 220 V all - 230-235 pööret traati 0,2-0,25. Sel juhul annab see inverter KT814 asendamisel KT818-ga võimsust kuni 25-30 W, millest piisab 3-4 LED-lambi jaoks. KT814 asendamisel KT626-ga on koormusvõimsus ca. 15 W, kuid kasutegur tõuseb. Mõlemal juhul on võtmeradiaator alates 50 ruutmeetrit. cm.
Pos. Joonisel 2 on kujutatud eraldi tagasisidemähistega "veevoolueelse" muunduri 12-220 skeem. See pole nii arhailine. Esiteks on koormuse all olev väljundpinge ümarate murdudega trapets ilma naeluta. See on isegi parem kui modifitseeritud siinuslaine. Teiseks saab seda muundurit teha ilma vooluringis muutmata võimsusega kuni 300–350 W ja sagedusega 50 Hz, siis pole alaldit vaja, peate lihtsalt panema VT1 ja VT2 radiaatoritele alates 250 ruutmeetrist. vaata iga. Kolmandaks säästab see akut: ülekoormamisel konversioonisagedus langeb, väljundvõimsus väheneb ja kui veel rohkem laadida, siis genereerimine ebaõnnestub. See tähendab, et aku ülelaadimise vältimiseks pole automatiseerimist vaja.
Selle inverteri arvutusprotseduur on toodud joonisel.
Peamised suurused selles on konversioonisagedus ja tööinduktsioon magnetahelas. Konversioonisagedus valitakse olemasoleva südamiku materjali ja vajaliku võimsuse põhjal:
| Tüüp Magnetiline südamik | Induktsiooni/konversiooni sagedus | |||
|---|---|---|---|---|
| Kuni 50 W | 50-100W | 100-200W | 200-350W | |
| "Toite" raud toitetrafodest paksusega 0,35-0,6 mm | 0,5T/(50-1000)Hz | 0,55T/(50-400)Hz | 0,6T/(50-150)Hz | 0,7T/(50-60)Hz |
| "Heli" triikraud väljundtrafodest UMZCH paksusega 0,2-0,25 mm | 0,4 T/(1000-3000)Hz | 0,35T/(1000-2000)Hz | - | - |
| "Signaaliraud" signaalitrafodest paksusega 0,06-0,15 mm (mitte permalloy!) | 0,3T/(2000-8000)Hz | 0,25T/(2000-5000)Hz | - | - |
| Ferriit | 0,15 T/(5-30) kHz | 0,15 T/(5-30) kHz | 0,15 T/(5-30) kHz | 0,15 T/(5-30) kHz |
Selline "kõigesööja" ferriit on seletatav asjaoluga, et selle hüstereesiahel on ristkülikukujuline ja tööinduktsioon on võrdne küllastusinduktsiooniga. Terasest magnetsüdamike induktsiooni tüüpiliste arvutatud väärtustega võrreldes on vähenemine põhjustatud mittesinusoidsete voolude lülituskadude järsust suurenemisest, kui see suureneb. Seetõttu ei saa selles 50 Hz muunduris vana 270 W "kirstu" teleri jõutrafo südamikust eemaldada rohkem kui 100-120 vatti. Aga - kalapuudusel ja vähikaladel.
Märge: kui on sihilikult liiga suure ristlõikega terasest magnetahel, ärge pigistage sealt voolu välja! Olgu parem, et induktsioon oleks väiksem - muunduri efektiivsus suureneb ja väljundpinge kuju paraneb.
sirgendamine
Parem on nende inverterite väljundpinge alaldada paralleelse pinge kahekordistamisega skeemi järgi (joonisel koos diagrammidega pos 3): selle komponendid on odavamad ja mittesinusoidse voolu võimsuskaod vähem kui sillas. Kondensaatorid tuleb võtta "võimsusega", mis on mõeldud suure reaktiivvõimsuse jaoks (tähistusega PE või W). Kui panete "heli" ilma nende tähtedeta, võivad need lihtsalt plahvatada.
50 Hz? See on väga lihtne!
Lihtne 50 Hz inverter (ülaloleval joonisel koos diagrammidega pos. 4) on huvitav disain. Teatud tüüpi tüüpiliste jõutrafode oma ajakonstant on 10 ms lähedal, st. poolperiood 50 Hz. Korrigeerides seda ajaseadistustakistitega, mis piiravad samaaegselt klahvide juhtimisvoolu, saate väljundis koheselt silutud 50 Hz meanderi ilma keeruliste moodustamisskeemideta. Sobivad trafod TP, CCI, TN võimsusega 50-120 W, kuid mitte kõik. Võimalik, et peate muutma takisti väärtusi ja / või ühendama nendega paralleelselt 1-22 nF kondensaatorid. Kui konversioonisagedus on endiselt kaugel 50 Hz, on trafo lahtivõtmine ja tagasikerimine mõttetu: ferromagnetilise liimiga liimitud magnetsüdamik läheb kohevaks ja trafo parameetrid halvenevad järsult.
See inverter on riigi nädalavahetuse muundur. Ta ei maanda autoakut samadel põhjustel, mis eelmine. Kuid piisab, kui maja valgustada LED-lampidega veranda ja teleriga või kaevus oleva vibratsioonipumbaga. Väljakujunenud inverteri muundussagedus, kui koormusvool muutub 0-st maksimumini, ei ületa toitevõrkude tehnilist standardit.
Algse trafo mähised on aretatud järgmiselt. Tüüpilistes jõutrafodes on paarisarv sekundaarmähiseid 12 või 6 V jaoks. Kaks neist on "viivitatud" ja ülejäänud on joodetud paralleelselt võrdse arvu mähistega rühmadesse. Järgmisena ühendatakse rühmad järjestikku nii, et saadakse 2 poolmähist, millest igaüks on 12 V, see on madalpinge (primaar) mähis keskpunktiga. Ülejäänud madalpingemähistest on üks ühendatud 220 V võrguga järjestikku, see on astmeline mähis. Lisandit sellele on vaja, sest. bipolaarsete komposiittransistoride klahvide pingelang koos selle kadudega trafos võib ulatuda 2,5–3 V-ni ja väljundpinget alahinnatakse. Täiendav mähis viib selle normaalseks.
DC kiibist
Kirjeldatud muundurite efektiivsus ei ületa 0,8 ja sagedus, sõltuvalt koormusvoolust, ujub märgatavalt. Maksimaalne koormusvõimsus jääb alla 400 W, seega on aeg mõelda kaasaegsetele vooluringilahendustele.
Lihtsa muunduri skeem 12 V DC / 220 V DC 500-600 W jaoks on näidatud joonisel:
Selle põhieesmärk on elektriliste käeshoitavate tööriistade toide. Selline koormus ei nõua sisendpinge kvaliteeti, seetõttu võetakse võtmed odavamalt; Sobivad ka IFRZ46, 48. Trafo on keritud ferriidile ristlõikega 2-2,5 ruutmeetrit. cm; sobib toitetrafo südamik arvuti UPS-ist. Esmane mähis - 2x5 pööret 5-6 mähisjuhtmest koosneva kimbu vase läbimõõduga 0,7-0,8 mm (vt allpool); sekundaarne - sama traadi 80 pööret. Paigaldamine pole vajalik, kuid aku tühjenemise üle pole kontrolli, nii et töötamise ajal peate selle klemmidele kinnitama multimeetri ja ärge unustage seda vaadata (sama kehtib ka kõigi teiste kodus valmistatud pingeinverterite kohta) . Kui pinge langeb 10,8 V-ni (1,8 V purgi kohta) - seisake, lülitage välja! See langes 1,75 V-ni elemendi kohta (10,5 V kogu aku kohta) - see on juba sulfatsioon!
Kuidas trafot rõngale kerida
Inverteri kvaliteediomadusi, eriti selle efektiivsust, mõjutab üsna tugevalt selle trafo hajuv väli. Selle vähendamise põhimõtteline lahendus on juba ammu teada: primaarmähis, mis "pumpab" magnetahelat energiaga, asetatakse selle lähedale; teisejärgulised selle kohal nende võimsuse kahanevas järjekorras. Aga tehnoloogia on selline asi, et vahel tuleb konkreetsete kujunduste teoreetilised põhimõtted pahupidi keerata. Üks Murphy seadustest ütleb u. niisiis: kui rauatükk, noh, see ikka ei taha nii, nagu peaks, proovige sellega teha vastupidist. See kehtib täielikult kõrgsagedustrafo kohta, mis põhineb ferriidist rõngakujulisel magnetsüdamikul, mille mähised on valmistatud suhteliselt paksust jäigast traadist. Pingemuunduri trafo mähitakse ferriitrõngale järgmiselt:
- Magnetahel on isoleeritud ja mähise süstiku abil keritakse sellele sekundaarne astmeline mähis, asetades pöörded võimalikult tihedalt, pos. 1 joonisel:
- Kinnitage "teine" tihedalt kleeplindiga, pos 2.
- Valmistage primaarmähise jaoks ette 2 identset juhtmekimbust: kerige poole madalpingemähise keerdude arv õhukese kasutuskõlbmatu juhtmega, eemaldage see, mõõtke pikkus, lõigake varuga maha vajalik arv mähise juhtmesegmente ja pange kokku. need kimpudeks.
- Lisaks isoleeritakse sekundaarmähis, kuni saadakse suhteliselt tasane pind.
- Nad kerivad “esmase” korraga 2 kimpu, paigutades kimpude juhtmed lindiga ja jaotades pöörded ühtlaselt üle südamiku, pos. 3.
- Kimpude otsad kutsutakse kokku ja ühe algus on ühendatud teise otsaga, sellest saab mähise keskpunkt.
Märge: elektriskeemidel on mähiste algus, kui see on oluline, tähistatud punktiga.
50 Hz sujuv
PWM-kontrolleri modifitseeritud siinuslaine pole ainuke võimalus saada inverteri väljundis 50 Hz, mis sobib iga kodumajapidamise elektritarbija ühendamiseks ja isegi see ei teeks paha seda "siluda". Lihtsaim neist on vana hea raudtrafo, mis tänu oma elektrilisele inertsile “löökib” hästi. Tõsi, enam kui 500 W jaoks magnetahela leidmine muutub järjest keerulisemaks. Selline eraldustrafo lülitatakse sisse inverteri madalpinge väljundisse ja selle astmemähisega ühendatakse koormus. Muide, enamik arvuti-UPS-e on ehitatud selle skeemi järgi, nii et need on selleks otstarbeks üsna sobivad. Kui trafot ise kerida, siis arvutatakse see sarnaselt võimsusega, kuid jäljega. Funktsioonid:
- Tööinduktsiooni algselt määratud väärtus jagatakse 1,1-ga ja seda kasutatakse kõigis edasistes arvutustes. Seega on vaja arvestada nn. mittesinusoidse pinge vormitegur Kf; sinusoidi puhul Kf \u003d 1.
- Astmemähis arvutatakse esmalt 220 V võrgumähisena antud võimsuse jaoks (või määratakse magnetahela parameetrite ja tööinduktsiooni väärtuse järgi). Seejärel korrutatakse selle leitud pöörete arv 1,08-ga võimsuste kuni 150 W korral, 1,05-ga võimsuste 150-400 W korral ja 1,02-ga võimsuste 400-1300 W korral.
- Pool madalpingemähisest arvutatakse sekundaarseks 14,5 V pinge korral bipolaarsete lülitite või sisseehitatud kanaliga ja 13,2 V indutseeritud kanaliga lülitite puhul.
Isolatsioonitrafoga 12-200 V 50 Hz muundurite ahelalahenduste näited on toodud joonisel:
Vasakpoolsel juhib klahve peaostsillaator nn. "pehme" multivibraator tekitab juba risustunud esiosades ja silutud pausides looklemist, nii et täiendavaid silumismeetmeid pole vaja. Pehme multivibraatori sageduse ebastabiilsus on tavalisest kõrgem, seega on selle reguleerimiseks vaja potentsiomeetrit P. KT827 klahvidega saate eemaldada võimsust kuni 200 W (radiaatorid - alates 200 ruutcm ilma õhuvooluta). KP904 vanast prügikastist või IRFZ44 klahvid võimaldavad teil seda suurendada 350 W-ni; üksikud IRF3205-l kuni 600 W ja nendega seotud kuni 1000 W.
Inverter 12-220 V 50 Hz koos peageneraatoriga TL494-l (joonisel paremal) hoiab sagedusrauda kõigis mõeldamatutes kujuteldamatutes töötingimustes. Pseudosinusoidi tõhusamaks silumiseks kasutatakse nn fenomeni. ükskõikne resonants, mille puhul voolude ja pingete faasisuhted võnkeahelas muutuvad samadeks kui ägeda resonantsi korral, kuid nende amplituudid märgatavalt ei suurene. Tehniliselt lahendatakse see lihtsalt: astmemähisega ühendatakse silumiskondensaator, mille mahtuvuse väärtus valitakse koormuse all parima vooluvormi (mitte pinge!) järgi. Voolukuju juhtimiseks on koormusahelasse lisatud 0,1-0,5 oomi takisti võimsusega 0,03-0,1 nimivõimsusest, millele on ühendatud suletud sisendiga ostsilloskoop. Silumismahtuvus ei vähenda inverteri efektiivsust, kuid häälestamiseks ei saa kasutada ostsilloskoobi madalsageduslikke simulatsiooniarvutiprogramme, kuna. nende kasutatava helikaardi sisend ei ole mõeldud 220x1,4 = 310 V amplituudi jaoks! Võtmed ja volitused on samad, mis varem. juhtum.
Täiustatud muunduri ahel 12-200 V 50 Hz on näidatud joonisel.
See kasutab keerulisi liitklahve. Väljundpinge kvaliteedi parandamiseks kasutab see asjaolu, et tasapinnaliste epitaksiaalsete bipolaarsete transistoride emitter on palju tugevamalt legeeritud kui alus ja kollektor. Kui TL494 rakendab sulgemispotentsiaali näiteks VT3 alusele, siis selle kollektori vool peatub, kuid emitteri ruumilaengu neeldumise tõttu aeglustab see T1 blokeerimist ja iseinduktsiooni EMF-i pinge hüppeid. Tr neelavad ahelad L1 ja R11C5; nad "kallutavad" esikülgi rohkem. Inverteri väljundvõimsuse määrab üldvõimsus Tr, kuid mitte rohkem kui 600 W, sest selles vooluringis on võimatu kasutada paaris võimsaid lüliteid - MOSFET-transistoride paislaengu levik on üsna märkimisväärne ja võtmete lülitamine on hägune, mis võib isegi halvendada väljundpinge kuju.
Induktiivpool L1 on 5-6 keerdu traati läbimõõduga 2,4 mm või rohkem üle vase, mis on keritud ferriitvarda tükile, mille läbimõõt on 8-10 m ja pikkus 30-40 mm sammuga 3,5-4 mm. Drosselklapi magnetahel ei tohi olla suletud! Ahela loomine on üsna vaevarikas ülesanne ja nõuab märkimisväärset kogemust: peate valima L1, R11 ja C5 vastavalt koormuse all oleva väljundvoolu parimale kujule, nagu ka eelmises. juhtum. Teisest küljest jääb selle muunduri jõul töötav Hi-Fi ka kõige nõudlikumatele kõrvadele "Hi-Fi".
Kas ilma trafota on võimalik?
Juba mähise traat võimsale 50 Hz trafole maksab päris kopika. Enam-vähem magnetlülitused on saadaval “kirstu” trafodest kokku kuni 270 W, kuid inverteris ei saa sellest rohkem kui 120-150 W välja pigistada ja kasutegur jääb heal juhul 0,7, sest. "Kirstu" magnetahelad on keritud paksust lindist, mille pöörisvoolukaod on mähiste mittesinusoidse pinge korral suured. Üldiselt on problemaatiline leida õhukesest lindilt SL-magnetahelat, mis suudab 0,7 T induktsiooniga anda rohkem kui 350 W, see maksab palju ja kogu muundur osutub tohutuks ja väljakannatamatuks. UPS-i trafod ei ole mõeldud sagedaseks pidevaks tööks - need kuumenevad ja nende magnetahelad inverterites lagunevad üsna pea - magnetilised omadused halvenevad oluliselt, muunduri võimsus langeb. Kas on väljapääs?
Jah, ja sellist lahendust kasutatakse sageli patenteeritud muundurites. See on elektrisild kõrgepinge jõuväljatransistoride klahvidest, mille läbilöögipinge on 400 V ja tühjendusvool üle 5 A. Sobib arvuti UPSide primaarahelatest ja vanast prügist - KP904 jne. .
Silla toiteallikaks on konstantne 220 V alalisvool lihtsast 12-220 inverterist koos alaldiga. Silla harud avanevad paarikaupa risti vaheldumisi ning silla diagonaalis sisalduva koormuse vool muudab suunda; kõigi klahvide juhtahelad on galvaaniliselt isoleeritud. Tööstuskonstruktsioonides juhitakse võtmeid spetsiaalselt IC-d optroni lahtisidumisega, kuid amatöörtingimustes saab mõlemad asendada täiendava väikese võimsusega inverteriga 12 V DC - 12 V 50 Hz, mis töötab väikesel raudtrafol, vt joon. Selle magnetahela saab võtta Hiina turu väikese võimsusega toitetrafost. Tänu oma elektrilisele inertsile on väljundpinge kvaliteet isegi parem kui modifitseeritud siinuslainel.
Elektriseadme ühendamiseks koduvõrku piisab ühest liigpingekaitsest või katkematust toiteallikast. Need seadmed säästavad seadmeid voolupingete eest. Aga mida teha, kui võrgus on pinge tugev või kui elektrivõrk hõlmab kõrgema või madalama pinge kasutamist. Selliste olukordade jaoks saate kokku panna kodus valmistatud elektrivoolu muunduri 12 V kuni 220 V. Selleks peate mõistma selle seadme tööpõhimõtteid.
Konverter on seade, mis võib suurendada või vähendada elektriahela pinget. Nii saate muuta vooluahela pinget 220 V-lt 380 V-le ja vastupidi. Mõelge 12V-lt 220V-le muunduri ehitamise põhimõttele.
Need seadmed võib sõltuvalt nende funktsionaalsest eesmärgist jagada mitmeks klassiks/tüübiks:
- Alaldid. Need töötavad vahelduvvoolu alalisvooluks muutmise põhimõttel.
- Inverterid. Need töötavad vastupidises järjekorras, muutes alalisvoolu vahelduvvooluks.
- Sagedusmuundurid. Muutke vooluahela sageduskarakteristikuid.
- Pingemuundurid. Muutke pinget üles või alla. Nende hulgas eristatakse:
- Lülitavad toiteallikad.
- Katkematud toiteallikad (UPS).
- Pingetrafod.
Samuti on kõik seadmed jagatud kahte rühma - vastavalt juhtimispõhimõttele:
- Hallatud.
- Haldamata.
Ühised skeemid
Ühe taseme pinge teisendamiseks kasutatakse impulssmuundureid koos paigaldatud induktiivsete energiasalvestusseadmetega. Selle põhjal on kolme tüüpi konversiooniskeeme:
- Inverteerimine.
- Kasvav.
- Langetamine.
Kõik ülaltoodud ahelad kasutavad elektrilisi komponente:
- Peamine lülituskomponent.
- Toiteallikas.
- Filtri kondensaator, mis on ühendatud paralleelselt koormustakistusega.
- Induktiivne energiasalvesti (drossel, induktiivpool).
- Diood blokeerimiseks.
Nende elementide kombineerimine teatud järjestuses võimaldab teil luua mis tahes ülaltoodud skeemidest.
Lihtne impulssmuundur
Kõige elementaarsema muunduri saab kokku panna vana arvutisüsteemiüksuse mittevajalikest osadest. Selle vooluahela oluliseks puuduseks on see, et väljundpinge 220 V pole sinusoidi kujul kaugeltki ideaalne, selle sagedus ületab standardset 50 Hz. Sellise seadmega ei ole soovitatav ühendada tundlikku elektroonikat.
Selles skeemis rakendatakse huvitavat tehnilist lahendust. Lülitustoiteallikaga seadmete (näiteks sülearvuti) ühendamiseks muunduriga kasutage seadme väljundis tasanduskondensaatoritega alaldeid. Ainus negatiivne on see, et adapter töötab ainult siis, kui pistikupesa väljundpinge polaarsus ühtib adapteri sisseehitatud alaldi pingega.
Lihtsate elektritarbijate puhul saab ühenduse teha otse trafo TR1 väljundiga. Mõelge selle vooluringi põhikomponentidele:
- Takisti R1 ja kondensaator C2 - määrake muunduri sagedus.
- PWM kontroller TL494. Kogu skeemi alus.
- Suurema efektiivsuse saavutamiseks kasutatakse võimsus-FET-e Q1 ja Q2. Paigaldatud alumiiniumradiaatoritele.
- Transistorid IRFZ44 saab asendada sarnaste omadustega IRFZ46 või IRFZ48.
- Dioodid D1 ja D2 saab asendada ka FR107, FR207 vastu.
Kui vooluahel eeldab ühe ühise radiaatori kasutamist, on vaja transistorid paigaldada isoleerivate tihendite kaudu. Skeemi järgi on väljundinduktor keritud induktiivpoolist ferriitrõngale, mis eemaldatakse ka arvuti toiteallikast. Primaarmähis on valmistatud 0,6 mm traadist. Sellel peaks olema 10 pööret kraaniga keskelt. Selle peale on keritud sekundaarmähis, mis koosneb 80 pöördest. Väljundtrafo saab eemaldada ka kasutamata UPS-ilt.
Ahel on väga lihtne. Korralikul kokkupanemisel hakkab kohe tööle, ei vaja peenhäälestust. See suudab anda koormusele voolu kuni 2,5 A, kuid optimaalne töörežiim on vool, mis ei ületa 1,5 A - ja see on üle 300 W võimsusega.
HUVITAV: Poes maksab selline muundur umbes 3-4 tuhat rubla.
Vahelduvvoolu väljundiga muunduri ahel
Seda skeemi teavad ka NSV Liidu raadioamatöörid. See aga ei muuda seda ebatõhusaks. Vastupidi, see on end väga hästi tõestanud ja selle peamine pluss on stabiilse vahelduvvoolu saamine pingega 220 V ja sagedusega 50 Hz.
K561TM2 kiip, mis on kahe tüüpi D-triger, toimib võnkegeneraatorina. Selle elemendi saab asendada välismaise vastega CD4013.
Konverteril endal on kaks toiteõla, mis on ehitatud KT827A bipolaarsetele transistoridele. Võrreldes uute väljatransistoridega on neil üks oluline puudus – need komponendid lähevad avatud olekus väga kuumaks, mis on tingitud kõrgetest takistusväärtustest. Muundur töötab madala sagedusega, nii et trafo kasutab võimsat terassüdamikku.
See skeem kasutab vana TC-180 võrgutrafot. See, nagu ka teised lihtsatel PWM-ahelatel põhinevad inverterid, tekitab oluliselt erineva siinuspinge lainekuju. Kuid seda puudust silub veidi trafo mähiste ja väljundkondensaatori C7 suur induktiivsus.
TÄHTIS: Mõnikord võib trafo töö ajal tekitada märgatavat suminat. See näitab riket vooluringis.
Lihtne transistor-inverter
See skeem ei erine palju ülaltoodust. Peamine erinevus on bipolaarsetele transistoridele ehitatud ristkülikukujulise impulsi generaatori kasutamine.
Selle skeemi peamine eelis seisneb muunduri võimes jääda tööle isegi tugevalt istutatud aku korral. Sel juhul võib sisendpinge vahemik olla vahemikus 3,5 kuni 18 V. Kuid sellisel inverteril on ka puudusi. Kuna vooluringis pole väljundstabilisaatorit, on pingelangused võimalikud näiteks aku tühjenemisel. Kuna see ahel on ka madalsageduslik, valitakse selle jaoks trafo, mis on sarnane K561TM2 kiibil põhinevasse inverterisse paigaldatud trafoga.
Inverteri vooluahela täiustused
Ülaltoodud skeeme ei saa võrrelda tehasetoodetega. Need on lihtsad ja halvasti funktsionaalsed. Nende omaduste parandamiseks võite kasutada üsna lihtsaid muudatusi, mis suurendavad seadme jõudlust.
TÄHELEPANU: Kõik elektri- ja elektroonikaseadmete paigaldustööd tehakse väljalülitatud toiteallikaga. Enne vooluringi kontrollimist helistage kõik sisendid ja väljundid multimeetriga - see väldib ebameeldivaid tagajärgi.
Väljundvõimsuse suurendamine
Eespool käsitletud ahelad põhinevad samal alusel - trafo primaarmähis on ühendatud võtmekomponendi (õla väljundtransistor) kaudu. See on ühendatud toiteallika sisendiga aja jooksul, mis on määratud põhiostsillaatori sageduse ja töötsükliga. Sel juhul genereeritakse magnetvälja impulsid, mis ergastavad trafo sekundaarmähises ühisrežiimi impulsse pingega, mis on võrdne primaarmähises oleva pingega, mis on korrutatud mähiste keerdude arvu suhtega.
Vastavalt sellele läbib vool väljundtransistori. Sel juhul võrdub see koormusvooluga, mis on korrutatud pöörete pöördsuhtega (teisendussuhe). Selgub, et maksimaalne vool, mida transistor suudab ise läbida, määrab muunduri maksimaalse võimsuse.
Väljundvõimsuse suurendamiseks kasutatakse kahte meetodit:
- Võimsama transistori paigaldamine.
- Mitme väikese võimsusega transistori paralleelühenduse kasutamine ühes õlas.
Koduse muunduri jaoks on eelistatav kasutada teist meetodit, kuna see võimaldab teil seadme töös hoida, kui üks transistoridest ebaõnnestub. Lisaks maksavad sellised transistorid vähem raha.
Sisemise ülekoormuskaitse puudumisel suurendab see meetod oluliselt muunduri vastupidavust. See vähendab ka sisemiste komponentide üldist kuumenemist sama koormusega töötamisel.
Automaatne väljalülitus, kui aku on tühi
Nendel skeemidel on üks oluline puudus. Need ei sisalda komponenti, mis suudaks kriitilise pingelanguse korral muunduri automaatselt välja lülitada. Kuid selle probleemi lahendamine on üsna lihtne. Piisab tavalise autotööstuse relee paigaldamisest kaitselülitiks.
Releel on oma kriitiline pinge, mille juures selle kontaktid sulguvad. Valides takisti R1 takistuse, mis on ligikaudu 10% relee mähise takistusest, reguleeritakse kontaktide katkemise hetk. See valik on näidatud diagrammil.
See valik on üsna primitiivne. Töö stabiliseerimiseks on muundurit täiendatud lihtsa juhtimisahelaga, mis hoiab väljalülitusläve palju paremini ja täpsemalt. Läve seadmine sel juhul arvutatakse, valides takisti R3.
Inverteri tõrketuvastus
Ülalkirjeldatud skeemidel on sageli kaks konkreetset defekti:
- Trafo väljundis puudub pinge.
- Madal pinge trafo väljundis.
Mõelge nende rikete diagnoosimise meetoditele:
- Kõikide muunduriõlgede rike või PWM-generaatori rike. Jaotust saate kontrollida dioodi abil. Töötav PWM näitab dioodil pulsatsiooni, kui see on ühendatud transistoride väravatega. Samuti tasub kontrollida trafo mähise terviklikkust "lahtiseks" juhtsignaali olemasolul.
- Tugev pingelangus on peamine märk sellest, et üks jõuõlg on lakanud töötamast. Kahju pole raske leida. Ebaõnnestunud transistoril on külm jahutusradiaator. Remondiks peate inverteri võtme välja vahetama.
Järeldus
Kodus muunduri valmistamine pole keeruline. Peaasi on jälgida ühenduste jada ja valida komponendid õigesti. Parim on kokku panna muundur, millel on sisseehitatud kaitsemehhanismid, mis kaitsevad seadet aku pingelanguse korral.
