DIY-Wechselrichter 12 220V 3000W. Hochspannung und mehr. Funkschaltungen für Einsteiger zum Selbstaufbau

Für die Stromversorgung von Geräten werden 12-220-Volt-Wechselrichter benötigt, wenn die Versorgung eines Haushaltsnetzes nicht möglich ist. Die Besonderheit des Geräts besteht darin, dass mit ihm eine Gleichspannung von 12 V in eine Wechselspannung von 220 V umgewandelt werden kann. Noch vor wenigen Jahrzehnten schien dies fast undenkbar, heute, wo es eine riesige Elementbasis gibt, ist dies der Fall Es wird nicht schwierig sein, einen solchen Konverter herzustellen.

Wechselrichterleistung

Sie können auf Reisen einen 12-220-Auto-Wechselrichter verwenden. Jedes Haushaltsgerät kann auch unter Feldbedingungen funktionieren. Die maximal zulässige Belastung ist jedoch gering und beträgt einige hundert Watt. Mit den leistungsstärksten Geräten können Sie eine Last mit einer Leistung von 2-3 kW anschließen, die Batterie ist jedoch schnell leer. Lastarten nach Stromverbrauch:

1. Reaktiv – verbraucht teilweise Energie, die von der Stromquelle empfangen wird.
2. Aktiv – Energie wird maximal verbraucht.

Wenn Sie genau wissen, welche Last Sie an den Wechselrichter anschließen, ist die Berechnung der maximalen Leistung kein Problem. Nehmen wir an, Sie planen, eine Last mit einer maximalen Leistung von 300 Watt an das Gerät anzuschließen. Die Leistung des Wechselrichters selbst sollte etwa 25 % höher sein – eine solche Reserve reicht völlig aus. Um den Bedarf vollständig zu decken, benötigen Sie daher einen Wechselrichter mit einer Leistung von 375 W. Aber Sie werden so etwas nicht im Angebot finden. Daher müssen Sie ein Gerät mit einer Leistung von 400 W wählen – dem Wert, der dem Wert am nächsten kommt.

Wo können diese Geräte eingesetzt werden?

Der einfachste Typ eines 12-220-Volt-Spannungswechselrichters ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die in der Computertechnik verwendet wird. Sie haben jedoch einen großen Nachteil: Der Stromverbrauch ist gering und der Akku hält nicht lange. Und wenn das Gerät im Alltag in Verbindung mit einem Minikraftwerk (auch einem Windkraftwerk) genutzt wird, ist eine stabile Stromversorgung garantiert. Typischerweise sind Wechselrichter in folgenden Ausführungen zu finden:

1. Sicherheitsalarme.
2. Heizkessel.
3. Pumpstationen.
4. Computerserver und andere Systeme.

Mit anderen Worten: Sie werden dort eingesetzt, wo eine konstante Versorgung mit 220 Volt erforderlich ist. Haushaltsspannungsstabilisatoren sind nichts anderes als Wechselrichter. Erst in ihnen wird die Wechselspannung auf eine konstante Spannung umgewandelt, stabilisiert und steigt anschließend wieder auf 220 Volt an. Darüber hinaus ist es mit Hilfe elektrischer Halbleiterschalter und eines PWM-Modulators möglich, eine nahezu ideale Sinuskurve zu erreichen.

Merkmale des Designs

Wechselrichter 12-220 Volt sind weit verbreitet. Normale Autofahrer nutzen sie auf langen Fahrten als Stromquelle. Sie können einfach einen Elektrorasierer, einen Haartrockner oder einen Fernseher einschalten und sogar einen Wasserkocher zum Kochen bringen. Es stimmt, der Akku wird schnell leer. Daher ist es besser, Geräte zur Stromversorgung wichtiger Geräte und Beleuchtung zu verwenden.

Die einfachsten hausgemachten 12-220-V-Wechselrichter können aus mehreren Leistungstransistoren und einem Multivibrator hergestellt werden. Das Gerät kann auch bei starkem Frost betrieben werden. Bei heißem Wetter ist jedoch eine zusätzliche Kühlung erforderlich, da sonst die Transistoren ausfallen. Ein einfacher Kühler eines Personalcomputers muss lediglich auf einem Kühler installiert werden, um Halbleiter-Leistungstransistoren zu kühlen.

Der einfachste hausgemachte Wechselrichter

Fast alle handelsüblichen Wechselrichter arbeiten mit hochfrequentem Strom. Klassische Schaltungen, die auf der Basis von Transformatoren hergestellt wurden, geraten völlig in Vergessenheit, sie wurden durch Impulskonstruktionen ersetzt.

Basierend auf einer K561TM2-Mikroschaltung, bestehend aus zwei D-Flip-Flops, ist es möglich, den einfachsten Masterpfad für einen Wechselrichter zu erstellen. Die Schaltung besteht aus einem Hauptoszillator, dessen Rolle DD1 übernimmt, sowie einem Frequenzteiler, der auf dem Trigger DD1.2 basiert.

Zur Spannungswandlung werden Leistungstransistoren wie KT827 oder KT819 verwendet. Feldeffekttransistoren vom Typ IRFZ44 zeigen sehr gute Ergebnisse. Mit Hilfe eines Mastergenerators wird eine Sinuskurve erzeugt, die für den normalen Betrieb der Struktur notwendig ist.

Merkmale des Wechselrichters

Um einen 50-Hz-Stromkreis zu erhalten, müssen eine Sekundärwicklung und parallel dazu geschaltete Elektrolytkondensatoren und ein Lastelement verwendet werden. Wenn am Ausgang keine Last angeschlossen ist, funktioniert die Schaltung nicht. Sobald Sie einen beliebigen Verbraucher anschließen, beginnt der Wechselrichter, die Spannung von 12 auf 220 Volt umzuwandeln.

Die Ausgangssinuskurve ist alles andere als ideal. Dies ist ein großer Nachteil eines solchen Systems. Um eine Leistungssteigerung zu erzielen, ist der Einsatz teurerer und effizienterer Transistortypen erforderlich. Beachten Sie den Elektrolytkondensator, der an den Ausgang angeschlossen ist. Es sollte für eine Mindestspannung von 250 V ausgelegt sein. Besser ist es, wenn dieser Wert höher als 300 V ist.

Geräte auf Basis moderner Komponenten

Solche Schaltkreise können zur Stromversorgung von Haushaltsgeräten, Leuchtstofflampen usw. verwendet werden. Bei der Konstruktion werden Leistungstransistoren vom Typ KT819GM ​​​​großflächig auf einem Kühler montiert, um die Kühlung zu verbessern. Die Schaltung enthält einen Master-Oszillator, der auf dem logischen Element KR121EU1 basiert, analog zum oben diskutierten Fall, und auch Feldeffekttransistoren IRL2505 funktionieren gut.

Die Wahl der Mikroschaltung KR12116U1 war kein Zufall – sie verfügt über eine zweikanalige Einstellung der Leistungsschalter. Daher ist es ideal für einfache Designs. Die Frequenz, die der Master-Oszillator erzeugt, hängt von den in der Schaltung verwendeten passiven Elementen ab. Über ein Signal des Generators werden die Halbleiter geöffnet und verriegelt.

Wenn die Kanäle in den Transistoren geöffnet sind, beträgt ihr Widerstand nur 0,008 Ohm – das ist sehr wenig. Daher können Transistoren mit geringer Leistung verwendet werden. Wenn am Ausgang beispielsweise ein Transformator mit einer Leistung von 100 W installiert ist, fließt im Normalmodus ein Strom von etwa 104 A durch die Transistoren. Im Impulsmodus kann der Spitzenwert 350-360 Ampere betragen.

Fertige Platinen zur Montage von Wechselrichtern

Im Angebot finden Sie fertige Module. Es handelt sich um Platinen, auf denen Folgendes installiert ist:

1. Transformator.
2. Halbleiter-Leistungsschalter.
3. Kühler.
4. Passive Elemente.
5. Fehlerstromschutzschalter, Sicherungen.

Ein solcher Wechselrichter 12 bis 220 erzeugt am Ausgang eine reine Sinuswelle, da er in einer modernen Anlage hergestellt wird. Die Kosten für vorgefertigte Blöcke sind recht hoch. Das Gerät mit der niedrigsten Leistung kostet nicht weniger als 300–350 Rubel, und das ist der Großhandelspreis. Je höher die Leistung des Geräts ist, desto höher sind seine Kosten.

Doch bevor man solche Geräte nutzen kann, muss man ein passendes Gehäuse finden. Die Platine muss so montiert werden, dass der Innenraum gut gekühlt wird. Es empfiehlt sich, eine zusätzliche Zwangskühlung mit einem Kühler eines PCs durchzuführen. Der 12-220-Wechselrichter, dessen Diagramm oben dargestellt ist, muss ebenfalls in einem zuverlässigen Gehäuse montiert werden. Die Hauptsache ist, die Hochspannungsklemmen nicht versehentlich zu berühren.

Ein zweites Leben für unterbrechungsfreie Stromversorgung!

Wenn Sie eine „zusätzliche“ unterbrechungsfreie Stromversorgung haben, deren Batterie völlig leer ist, können Sie sie trotzdem wiederbeleben. Dazu müssen Sie einige kleine Änderungen vornehmen:

1. Entfernen Sie die alte Batterie.
2. Löten Sie neue Drähte, um sie an die 12-Volt-Batterie anzuschließen.
3. Installieren Sie an den Kanten der Drähte Klemmen zum Anschluss an die Autobatterie. Wenn das Gerät im Auto verwendet wird, kann es über den Zigarettenanzünder mit Strom versorgt werden. Dies ist jedoch unerwünscht – die hohe Leistung des Geräts führt zu einer übermäßigen Erwärmung der Drähte.

Um Haushaltsgeräte an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung anzuschließen, müssen Steckdosen hergestellt werden. Am einfachsten ist es, aus einem alten Überspannungsschutz und einem Stück Draht mit Stecker einen Träger zu basteln, der die gesamte Ausrüstung enthält.

Designmerkmale basierend auf unterbrechungsfreier Stromversorgung

Mit einer guten Batterie mit einer Kapazität von 55 Ah kann eine solche Konstruktion in einem Brutkasten für beispielsweise 100 Eier bis zu einem Tag lang die normale Temperatur aufrechterhalten. Jeder Landwirt weiß, wie gefährlich Unterkühlung für Brutkästen ist. Die Leistung eines solchen Geräts ist zwar gering, die Klimaanlage oder der Kühlschrank können dann nicht richtig funktionieren.

Ein Nachteil dieses Designs besteht darin, dass die Standardschaltung eine Autobatterie nicht vollständig aufladen kann. Wenn der Akku vollständig entladen ist, muss er daher mit einem normalen Gerät aufgeladen werden, das einen Strom von mehr als 5-6 Ampere erzeugt.

Selbstgebauter leistungsstarker Wechselrichter

Um einen 12 V 220 3000 W Wechselrichter mit eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie Kenntnisse der Grundlagen der Elektrotechnik und Installationsfähigkeiten. Sie müssen mehrere spezifische Elemente erstellen. Einer davon ist ein Impulstransformator. Mit seiner Hilfe wird die Spannung von 12 auf 220 Volt erhöht. Sie müssen auch mehrere teure Elemente erwerben. Sie sind unten aufgeführt:

1. PWM-Modulator. Notwendig für den Betrieb von Halbleiterschaltern. Mit seiner Hilfe wird die Betriebsfrequenz der gesamten Schaltung eingestellt. Dabei ist zu beachten, dass die Schaltfrequenz von Leistungsschaltern mehrere zehntausend Mal pro Sekunde beträgt.
2. Als Leistungsschalter fungierende Halbleitertransistoren ermöglichen nicht nur die Verstärkung des Signals, sondern auch das Schalten. Sie öffnen und schließen und erzeugen in Kombination mit einem PWM-Modulator eine nahezu reine Sinuswelle.
3. Aluminiumheizkörper mit großer Oberfläche. Je höher die Leistung des Geräts ist, desto größer ist die benötigte Strahlerfläche.
4. Folienmaterial, auf dem alle Elemente montiert sind. Auf Wunsch können Sie natürlich auch eine Wandmontage durchführen, diese nimmt jedoch zu viel Platz ein. Sie können einen solchen hausgemachten 12-220-Wechselrichter in wenigen Minuten mit Ihren eigenen Händen herstellen, aber die Verwendung ist unsicher, wenn Sie keine Maßnahmen ergreifen.
5. Passive Elemente – Widerstände, Kondensatoren.
6. Verbindungsdrähte.

Bei der Herstellung eines Gerätes können auch mehrere elektromagnetische Relais zum Schalten erforderlich sein. Übrigens können Sie entscheiden, dass anstelle von Leistungsschaltern die Verwendung einfacher elektromagnetischer Relais zulässig ist. Es gibt nur eines: Die Schaltgeschwindigkeit ist sehr hoch (40-60.000 Vorgänge pro Sekunde). Daher können elektromechanische Geräte diese Aufgabe nicht bewältigen.

Fertige Wechselrichter

Wenn Sie einen 12-V-220-3000-W-Wechselrichter nicht selbst herstellen möchten, können Sie ein fertiges Produkt in einem schönen Gehäuse mit vielen Anschlüssen zum Anschließen von Geräten erwerben. Aber der Preis ist zu hoch. Das günstigste Gerät, dessen Leistung kaum 50 W erreicht, können Sie für 800-1000 Rubel kaufen. Und es reicht aus, um einen Laptop-Akku aufzuladen oder mehrere LED-Beleuchtungslampen mit Strom zu versorgen. Ein elektrischer Haartrockner oder Lockenstab kann an ein solches Gerät nicht mehr angeschlossen werden.

Leistungsstärkere Geräte (über 2000 W) haben einen entsprechenden Preis. Der günstigste 12-220-V-Wechselrichter kostet 3000-5000 Rubel. Aber es hängt alles vom Hersteller ab. Hochwertige Multifunktionsgeräte namhafter Hersteller können über 20.000 Rubel kosten. Aus diesem Grund bauen Menschen, die sich mehr oder weniger mit Elektrotechnik auskennen, lieber einen 12-220-Wechselrichter mit eigenen Händen. Glücklicherweise finden sich die Elemente zur Herstellung im einfachsten Netzteil eines Personalcomputers.

Schematische Darstellung des 12-220-Wechselrichters auf TL494

Dieser Wechselrichter verwendet einen vorgefertigten Hochfrequenz-Abwärtstransformator aus der Stromversorgung des Computers, in unserem Konverter wird er jedoch im Gegenteil zu einem Aufwärtstransformator. Dieser Transformator kann sowohl von AT als auch von ATX übernommen werden. Typischerweise unterscheiden sich solche Transformatoren nur in der Größe und ihre Pin-Positionen sind gleich. Sie können in jeder Computer-Reparaturwerkstatt nach einem defekten Netzteil (oder einem Transformator) suchen.

Wenn Sie keinen solchen Transformator finden, können Sie versuchen, ihn manuell aufzuziehen (wenn Sie Geduld haben). Hier ist der Transformator, den ich in meiner Version verwendet habe:

Transistoren müssen auf einem Heizkörper platziert werden, sonst kann es zu Überhitzung und Ausfall kommen.

Ich habe einen Aluminiumkühler eines sowjetischen Halbleiterfernsehers verwendet. Dieser Kühler passte nicht ganz zur Größe der Transistoren, aber ich hatte keine andere Möglichkeit.

Es ist außerdem ratsam, alle Hochspannungsklemmen dieses Wechselrichters zu isolieren und besser alles in einem Gehäuse zusammenzubauen, da sonst versehentlich ein Kurzschluss auftreten kann oder Sie einfach die Hochspannungsklemme berühren können, was zu einem Kurzschluss führt wird sehr unangenehm sein.

Seid vorsichtig! Der Ausgang des Schaltkreises steht unter Hochspannung und kann einen sehr schweren Stromschlag verursachen.

Ich habe eine Hülle aus einem Laptop-Netzteil verwendet. Von der Größe her passt es sehr gut.

Und natürlich der Wechselrichter im Einsatz:

Viel Glück an alle, Kirill.

Um ein elektrisches Gerät an Ihr Heimnetzwerk anzuschließen, reicht ein Überspannungsschutz oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheit aus. Diese Geräte schützen Geräte vor Spannungsspitzen. Was aber tun, wenn im Netz ein starker Spannungsabfall auftritt oder das Stromnetz die Verwendung einer höheren oder niedrigeren Spannung erfordert? Für solche Situationen können Sie einen selbstgebauten Stromwandler von 12 V auf 220 V zusammenbauen. Dazu müssen Sie die Grundprinzipien der Funktionsweise dieses Geräts verstehen.

Ein Konverter ist ein Gerät, das die Spannung eines Stromkreises erhöhen oder verringern kann. Auf diese Weise können Sie die Stromkreisspannung von 220 V auf 380 V ändern und umgekehrt. Betrachten wir das Prinzip des Aufbaus eines Wandlers von 12 V auf 220 V.

Diese Geräte können je nach Funktionszweck in mehrere Klassen/Typen eingeteilt werden:

• Gleichrichter. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom.
• Wechselrichter. Sie arbeiten in umgekehrter Reihenfolge und wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um.
• Frequenzumrichter. Sie verändern die Frequenzcharakteristik des Stroms im Stromkreis.
• Spannungswandler. Ändern Sie die Spannung nach oben oder unten. Unter ihnen sind:
  • Schaltnetzteile.
  • Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV).
  • Spannungswandler.

Außerdem werden alle Geräte in zwei Gruppen eingeteilt – nach dem Steuerungsprinzip:

1. Gelang es.
2. Unkontrollierbar.

Gemeinsame Schemata

Um die Spannung von einem Niveau in ein anderes umzuwandeln, werden Pulsumrichter mit eingebauten induktiven Energiespeichern eingesetzt. Darauf aufbauend werden drei Arten von Konvertierungsschemata unterschieden:

• Invertieren.
• Erziehen.
• Downgrades.

Alle folgenden Schaltkreise verwenden elektrische Komponenten:

1. Hauptschaltkomponente.
2. Stromversorgung.
3. Ein Filterkondensator, der parallel zum Lastwiderstand geschaltet ist.
4. Induktiver Energiespeicher (Drossel, Induktor).
5. Diode zum Blockieren.

Durch die Kombination dieser Elemente in einer bestimmten Reihenfolge können Sie jedes der oben genannten Schemata erstellen.

Einfacher Impulswandler

Der einfachste Konverter kann aus unnötigen Teilen einer alten Computersystemeinheit zusammengebaut werden. Ein wesentlicher Nachteil dieser Schaltung besteht darin, dass die 220-V-Ausgangsspannung in ihrer Sinuswellenform alles andere als ideal ist und eine Frequenz aufweist, die über den standardmäßigen 50 Hz liegt. Es wird nicht empfohlen, empfindliche Elektronik an ein solches Gerät anzuschließen.

Dieses Schema verwendet eine interessante technische Lösung. Um Geräte mit Schaltnetzteilen (z. B. einen Laptop) an den Konverter anzuschließen, werden am Ausgang des Geräts Gleichrichter mit Glättungskondensatoren verwendet. Das einzig Negative ist, dass der Adapter nur funktioniert, wenn die Polarität der Ausgangsspannung der Steckdose mit der Spannung des im Adapter eingebauten Gleichrichters übereinstimmt.

Für einfache Energieverbraucher kann der Anschluss direkt am Ausgang des Transformators TR1 erfolgen. Betrachten wir die Hauptkomponenten dieses Schemas:

• Widerstand R1 und Kondensator C2 – stellen die Betriebsfrequenz des Wandlers ein.
• PWM-Controller TL494. Die Grundlage des gesamten Schemas.
• Für einen höheren Wirkungsgrad werden Leistungsfeldeffekttransistoren Q1 und Q2 verwendet. Auf Aluminiumheizkörpern platziert.
• IRFZ44-Transistoren können durch IRFZ46 oder IRFZ48 mit ähnlichen Eigenschaften ersetzt werden.
• Die Dioden D1 und D2 können auch durch FR107, FR207 ersetzt werden.

Wenn in der Schaltung ein gemeinsamer Strahler verwendet wird, müssen die Transistoren durch isolierende Abstandshalter installiert werden. Gemäß dem Schema wird die Ausgangsdrossel auf einen Ferritring der Drossel gewickelt, der auch von der Stromversorgung des Computers entfernt wird. Die Primärwicklung besteht aus 0,6 mm Draht. Es sollte 10 Umdrehungen mit einem Tipp von der Mitte haben. Darauf ist eine Sekundärwicklung bestehend aus 80 Windungen gewickelt. Der Ausgangstransformator kann auch von einer unnötigen USV entfernt werden.

Das Schema ist sehr einfach. Bei korrekter Montage funktioniert es sofort und erfordert keine Feinabstimmung. Es kann der Last einen Strom von bis zu 2,5 A zuführen, der optimale Betriebsmodus ist jedoch ein Strom von nicht mehr als 1,5 A – und das sind mehr als 300 W Leistung.

INTERESSANT: In einem Geschäft kostet ein ähnlicher Konverter etwa 3-4.000 Rubel.

Wandlerschaltung mit Wechselstromausgang

Dieses Schema ist auch Funkamateuren der UdSSR bekannt. Dies macht es jedoch nicht unwirksam. Im Gegenteil, es hat sich sehr gut bewährt und sein Hauptvorteil ist der Empfang von stabilem Wechselstrom mit einer Spannung von 220 V und einer Frequenz von 50 Hz.

Die Mikroschaltung K561TM2, ein Dual-D-Trigger, fungiert als Schwingungsgenerator. Dieses Element kann durch ein ausländisches Analogon CD4013 ersetzt werden.

Der Konverter selbst verfügt über zwei Leistungsarme, die auf Bipolartransistoren vom Typ KT827A basieren. Sie haben im Vergleich zu neuen Feldeffekttransistoren einen wesentlichen Nachteil: Diese Bauteile werden im geöffneten Zustand sehr heiß, was auf die hohen Widerstandswerte zurückzuführen ist. Der Konverter arbeitet mit niedriger Frequenz, daher kommt im Transformator ein leistungsstarker Stahlkern zum Einsatz.

Diese Schaltung verwendet einen alten TC-180-Netzwerktransformator. Wie andere Wechselrichter, die auf einfachen PWM-Schaltungen basieren, erzeugt er eine deutlich andere sinusförmige Spannungswellenform. Dieser Nachteil wird jedoch durch die hohe Induktivität der Transformatorwicklungen und des Ausgangskondensators C7 leicht gemildert.

WICHTIG: Manchmal kann der Transformator während des Betriebs ein merkliches Brummen erzeugen. Dies weist auf ein Problem mit der Schaltung hin.

Einfacher Transistorwechselrichter

Dieses Schema unterscheidet sich nicht wesentlich von den oben dargestellten. Der Hauptunterschied besteht in der Verwendung eines Rechteckimpulsgenerators, der auf Bipolartransistoren basiert.

Der Hauptvorteil dieser Schaltung besteht darin, dass der Wandler auch bei sehr schwacher Batterie betriebsbereit bleibt. In diesem Fall kann der Eingangsspannungsbereich zwischen 3,5 und 18 V liegen. Es gibt aber auch Nachteile eines solchen Wechselrichters. Da die Schaltung über keinen Stabilisator am Ausgang verfügt, sind Spannungseinbrüche, beispielsweise bei entladener Batterie, möglich. Da es sich bei dieser Schaltung ebenfalls um eine Niederfrequenzschaltung handelt, wird dafür ein Transformator ausgewählt, ähnlich dem, der im Wechselrichter auf Basis der Mikroschaltung K561TM2 verbaut ist.

Verbesserungen an Wechselrichterschaltungen

Die obigen Diagramme sind nicht mit Werksprodukten vergleichbar. Sie sind einfach und wenig funktional. Um ihre Eigenschaften zu verbessern, können Sie auf relativ einfache Modifikationen zurückgreifen, die die Leistung des Geräts steigern.

ACHTUNG: Jegliche elektrische und elektronische Installation wird bei ausgeschalteter Stromquelle durchgeführt. Bevor Sie die Schaltung überprüfen, testen Sie alle Ein- und Ausgänge mit einem Multimeter – so vermeiden Sie unangenehme Folgen.

Erhöhte Leistungsabgabe

Die oben besprochenen Schaltungen basieren auf dem gleichen Prinzip – die Primärwicklung des Transformators ist über eine Schlüsselkomponente (Arm-Ausgangstransistor) verbunden. Es wird für eine Zeit, die durch die Frequenz und das Tastverhältnis des Master-Oszillators festgelegt wird, an den Eingang der Stromquelle angeschlossen. Dabei werden Magnetfeldimpulse erzeugt, die Gleichtaktimpulse in der Sekundärwicklung des Transformators mit einer Spannung anregen, die der Spannung in der Primärwicklung multipliziert mit dem Verhältnis der Windungszahlen in den Wicklungen entspricht.

Dementsprechend fließt Strom durch den Ausgangstransistor. In diesem Fall ist es gleich dem Laststrom multipliziert mit dem umgekehrten Windungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis). Es stellt sich heraus, dass der maximale Strom, den der Transistor durch sich selbst leiten kann, die maximale Leistung des Wandlers bestimmt.

Zur Steigerung der Ausgangsleistung kommen zwei Methoden zum Einsatz:

• Einbau eines leistungsstärkeren Transistors.
• Verwendung der Parallelschaltung mehrerer Low-Power-Transistoren in einem Arm.

Für einen selbstgebauten Konverter ist es vorzuziehen, die zweite Methode zu verwenden, da Sie damit die Funktionalität des Geräts aufrechterhalten können, wenn einer der Transistoren ausfällt. Außerdem kosten solche Transistoren weniger Geld.

Ohne internen Überlastschutz erhöht diese Methode die Überlebensfähigkeit des Wandlers erheblich. Außerdem wird die Gesamterwärmung interner Komponenten bei Betrieb mit gleicher Last reduziert.

Automatische Abschaltung bei niedrigem Batteriestand

Diese Schemata haben einen wesentlichen Nachteil. Sie verfügen nicht über eine Komponente, die den Wandler im Falle eines kritischen Spannungsabfalls automatisch abschalten kann. Die Lösung dieses Problems ist jedoch ganz einfach. Es reicht aus, ein normales Autorelais als Leistungsschalter einzubauen.

Das Relais hat eine eigene kritische Spannung, bei der seine Kontakte schließen. Durch die Auswahl des Widerstandswerts des Widerstands R1, der etwa 10 % des Widerstandswerts der Relaiswicklung beträgt, wird der Zeitpunkt der Kontaktunterbrechung eingestellt. Diese Option wird im Diagramm veranschaulicht.

Diese Option ist ziemlich primitiv. Um den Betrieb zu stabilisieren, wird der Wandler durch einen einfachen Regelkreis ergänzt, der die Abschaltschwelle wesentlich besser und genauer einhält. Die Einstellung der Ansprechschwelle wird in diesem Fall durch Auswahl des Widerstands R3 berechnet.

Erkennung von Wechselrichterfehlern

Die oben beschriebenen Schaltungen weisen häufig zwei spezifische Mängel auf:

1. Keine Spannung am Transformatorausgang.
2. Unterspannung am Transformatorausgang.

Sehen wir uns Möglichkeiten zur Diagnose dieser Fehler an:

• Ausfall aller Arme des Umrichters oder Ausfall des PWM-Generators. Sie können den Ausfall mit einer Diode überprüfen. Eine funktionierende PWM zeigt Welligkeit an der Diode, wenn sie an die Gates der Transistoren angeschlossen wird. Es lohnt sich auch, bei Vorhandensein eines Steuersignals die Integrität der Transformatorwicklung „auf Unterbrechung“ zu überprüfen.
• Ein starker Spannungsabfall ist das Hauptzeichen dafür, dass ein Antriebsarm nicht mehr funktioniert. Eine Panne zu finden ist nicht schwer. Ein ausgefallener Transistor hat einen kalten Kühlkörper. Zur Reparatur müssen Sie den Wechselrichterschlüssel austauschen.

Abschluss

Einen Konverter zu Hause herzustellen ist nicht schwierig. Die Hauptsache ist, die Reihenfolge der Anschlüsse einzuhalten und die Komponenten richtig auszuwählen. Am besten bauen Sie einen Konverter mit eingebauten Schutzmechanismen zusammen, der das Gerät schützt, wenn die Batteriespannung abfällt.

Es wurden Materialien vom Kanal des Bloggers Aka Kasyan verwendet. Im Detail wird die Schaltung und der Aufbau eines einfachen Spannungsaufwärtswandlers von 12 auf 220 Volt mit den verfügbaren Komponenten gezeigt. Leistungsstarke, gute Schaltungen sind selbst für fortgeschrittene Funkamateure schwierig und für Anfänger unerreichbar. Daher wurde eine Variante des Aufbaus eines Wechselrichters aus Teilen eines nicht funktionierenden Computernetzteils in Betracht gezogen. Das Schema wurde einfach gewählt, damit jeder es wiederholen kann. Sie erfordern keine Konfiguration, es gibt keine Optionen, die auf einem PWM-Controller basieren, was die Aufgabe erschweren und die Konfiguration erschweren würde.

Radioelektronische Ersatzteile kauft man am besten in diesem chinesischen Laden.

Ein Video-Tutorial finden Sie am Ende des Beitrags.

Die Schaltung dient nur zu Informationszwecken; sie verfügt nicht über eine Stabilisierung, daher weicht die Ausgangsspannung von den angegebenen 220 Volt ab. Es verfügt außerdem über keinen Schutz und der Ausgang ist Gleichstrom. Das bedeutet, dass an diesem Ausgang keine Wechselstrommotoren und Netztransformatoren angeschlossen werden können. Sie können einen Lötkolben, kleine Glühlampen und Sparlampen anschließen, es wird jedoch immer noch nicht dringend empfohlen, einen solchen Stromkreis für Haushaltszwecke zu verwenden.

Als Spender ein nicht funktionierendes Computer-Netzteil.

Die 220-Volt-Aufwärtswandlerschaltung ist unten dargestellt.

Für den Block benötigen Sie: einen Leistungsimpulstransformator, einen Kondensator, eine Gruppenstabilisierungsdrossel und einige weitere Komponenten, die im Folgenden besprochen werden. Um diese Komponenten zu entfernen, müssen Sie die Platine vom Gehäuse trennen. Dies ist einfach zu bewerkstelligen. Zum Entlöten des Transformators verwenden wir einen Lötkolben und eine Entlötpumpe. Der Kühler, auf dem sich die Hauptleistungstransistoren befinden, muss abgelötet werden; dafür werden Isolierdichtungen und Unterlegscheiben benötigt.

Zusätzlich zu den aus dem Computernetzteil entfernten Elementen benötigen Sie zusätzlich zwei Widerstände mit einer Leistung von 2 Watt oder 1 Watt, mit einem Widerstand von 270 bis 470 Ohm. Sie benötigen außerdem zwei UV 5408-Dioden, Sie können jede ultraschnelle verwenden, mit einem Strom von mindestens 1 Ampere, einer Spannung von 400 Volt oder höher, 2 Zenerdioden mit einer Stabilisierungsspannung von 5,1 bis 6,8 Volt, vorzugsweise 1,2 Watt. N-Kanal-Feldeffekttransistoren Rf840 oder leistungsfähigere Rf460 oder 250 aus der Rfp-Reihe. Diese Schaltung enthält 18-Ampere-600-Volt-Transistoren vom Typ 18N60.

Das nächste Element ist der Gashebel. Es gibt mehrere unabhängige Wicklungen an der Gruppenstabilisierungsdrossel; sie können gewickelt werden oder die Drähte können abgeschnitten werden, so dass eine Leistungswicklung übrig bleibt. Wenn die Drossel von Grund auf gewickelt wird, besteht die Wicklung aus einem Draht von 1,2 bis 1,5 Millimetern und enthält 7 bis 15 Windungen.

Transformator. Es gibt eine sekundäre Ausgangswicklung, 2 Kontakte dafür und einen primären. Beachten Sie den Wasserhahn und die beiden rechten Kontakte. Sie benötigen zwei Kontakte auf der linken Seite (das Video wurde gespiegelt). Wir setzen eine Markierung daneben; die Leistungsanschlüsse der Transistoren sind mit diesen Kontakten verbunden. Als nächstes schließen wir unseren 1-Mikrofarad-Kondensator parallel an denselben Kontakt des Transformators an.

Schaltungsinstallation

Auf dem Kühlkörper sind Transistoren verbaut. Im Video ist zur Vereinfachung alles mit einer Scharniermontage zusammengebaut. Wir müssen die mittleren Anschlüsse der Transistoren biegen und sie mit den beiden rechten Anschlüssen des Transformators verbinden.

Der montierte Schaltplan sieht so aus.

Jetzt müssen Sie eine Glühlampe mit geringer Leistung an die Ausgangswicklung anschließen und Strom anlegen, um die Funktionalität des Schaltkreises zu überprüfen. Sie müssen zwei Elektrolytkondensatoren vom Netzteil des Computers ablöten. Basierend auf diesen Kondensatoren und Dioden erstellen wir einen symmetrischen Spannungsvervielfacher, oder.

Da die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung des Transformators etwa 100 Volt beträgt, muss sie erhöht werden. Zu diesem Zweck erhöht der Multiplikator die Spannung um das 2-fache.

Zusätzlich zu den Kondensatoren werden zwei schnelle Dioden benötigt. In dieser Version UF 5408, Sie können jedoch beliebige Dioden für 400-600 Ringe mit einem Strom über 2-3 Ampere verwenden.

Eine kleine Glühlampe mit einer Leistung von etwa 60 Watt brennt mit voller Hitze, die Batterien sind leistungsschwach, was den Arbeitsablauf jedoch nicht beeinträchtigt.

Zusammenfassend können wir sagen, dass diese einfache Wechselrichterschaltung in einem weiten Bereich von Versorgungsspannungen bis zu 12 Volt funktioniert. Der Betrieb beginnt bei 6 Volt, was eine Ausgangsspannung von 220 Volt ergibt. Einfachheit und Zugänglichkeit sind die Hauptvorteile des Systems. Es ist besser, die Stromversorgung über eine 15-20-Ampere-Sicherung vorzunehmen. Es muss berücksichtigt werden, dass an den Vervielfacherkondensatoren eine hohe Spannung verbleibt. Daher nach dem Trennen des Geräts Stellen Sie sicher, dass Sie den Multiplikator entladen 40-Watt-Glühbirne.

In den Stromkreis sind auch Widerstände eingebunden; der Kondensator wird durch diese Widerstände überbrückt. Diese Widerstände sind in diesem Projekt nicht verbaut, es wird aber auf jeden Fall empfohlen, sie zu verwenden.

Transistoren können bei Spannungen verwendet werden, die nicht so hoch sind wie oben angegeben. Sie können sich auf eine viel niedrigere Spannung beschränken, zum Beispiel 40-55 V, zum Beispiel ist irfz44n geeignet, die Hauptbedingung ist, dass sie den Strom halten und einen möglichst geringen Kanalwiderstand haben, dies bestimmt die Erwärmung des Stromkreises und den Durchhang unter Last . Mit anderen Worten: Je niedriger der Widerstand des Feldeffekttransistorkanals, desto mehr Ö Bei geringerer Erwärmung der Transistoren kann mehr Leistung erzielt werden.

Ein 12V/220V-Wechselrichter ist in einem Haushalt unverzichtbar. Manchmal ist es einfach notwendig: Das Netz ist zum Beispiel weg, das Telefon ist kaputt und im Kühlschrank liegt Fleisch. Die Nachfrage bestimmt das Angebot: Für fertige Modelle ab 1 kW, mit denen Sie beliebige Elektrogeräte betreiben können, müssen Sie ab 150 US-Dollar bezahlen. Möglicherweise über 300 $. Allerdings ist die Herstellung eines Spannungswandlers mit eigenen Händen heutzutage für jeden zugänglich, der löten kann: Der Zusammenbau aus einem vorgefertigten Komponentensatz kostet drei- bis viermal weniger + ein wenig Arbeit und Metall aus Schrott. Wenn Sie ein Ladegerät für Autobatterien haben, können Sie in der Regel 300-500 Rubel ausgeben. Und wenn Sie auch über Grundkenntnisse im Amateurfunk verfügen, ist es nach dem Durchwühlen des Vorrats durchaus möglich, einen 12V DC/220V AC 50Hz Wechselrichter für 500-1200 W umsonst zu bauen. Betrachten wir die möglichen Optionen.

Optionen: Global

Ein 12-220-V-Spannungswandler zur Versorgung einer Last von bis zu 1000 W oder mehr kann im Allgemeinen auf folgende Weise unabhängig hergestellt werden (in der Reihenfolge steigender Kosten):

1. Platzieren Sie ein fertiges Gerät in einem Gehäuse mit einem Kühlkörper von Avito, Ebay oder AliExpress. Suchen Sie nach „Wechselrichter 220“ oder „Wechselrichter 12/220“; Sie können sofort die benötigte Leistung hinzufügen. Es wird ca. kosten. die Hälfte des Preises des gleichen Fabrikmodells. Keine Elektrokenntnisse erforderlich, aber – siehe unten;
2. Bauen Sie dasselbe aus dem Bausatz zusammen: Leiterplatte + „verstreute“ Komponenten. Es kann dort gekauft werden, allerdings kommt zur Anfrage noch diy hinzu, was Selbstmontage bedeutet. Preis noch ca. 1,5-mal niedriger. Grundkenntnisse in der Funkelektronik sind erforderlich: Kenntnisse im Löten, Umgang mit einem Multimeter, Kenntnisse über die Beschaltung (Pinbelegung) der Anschlüsse aktiver Elemente oder die Fähigkeit, diese zu suchen, die Regeln für die Einbindung polarer Bauteile (Dioden, Elektrolytkondensatoren) im Stromkreis und die Möglichkeit zu bestimmen, welcher Strom und welcher Leitungsquerschnitt benötigt werden;
3. Passen Sie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des Computers (USV, USV) an den Wechselrichter an. Eine funktionierende gebrauchte USV ohne Standardbatterie ist für 300-500 Rubel zu finden. Sie benötigen keine Vorkenntnisse – Sie schließen einfach die Autobatterie an die USV an. Sie müssen es aber separat berechnen, siehe auch unten;
4. Wählen Sie eine Umrechnungsmethode, ein Diagramm (siehe unten) entsprechend Ihren Bedürfnissen und der Verfügbarkeit von Teilen, berechnen und montieren Sie vollständig selbst. Es mag völlig kostenlos sein, aber zusätzlich zu grundlegenden elektronischen Kenntnissen benötigen Sie die Fähigkeit, einige spezielle Messgeräte (siehe auch unten) zu verwenden und einfache technische Berechnungen durchzuführen.

Von einem fertigen Modul

Montagemethoden gemäß den Absätzen. 1 und 2 sind eigentlich nicht so einfach. Die Gehäuse vorgefertigter Werkswechselrichter dienen gleichzeitig als Kühlkörper für leistungsstarke Transistorschalter im Inneren. Wenn Sie ein „Halbzeug“ oder „loses Produkt“ nehmen, gibt es dafür keine Unterbringung: Angesichts der aktuellen Kosten für Elektronik, Handarbeit und Nichteisenmetalle erklärt sich der Preisunterschied gerade durch das Fehlen von der zweite und möglicherweise der dritte. Das heißt, Sie müssen selbst einen Kühler für leistungsstarke Tasten herstellen oder nach einem fertigen Aluminiumkühler suchen. Seine Dicke am Einbauort der Schlüssel sollte mindestens 4 mm betragen und die Fläche pro Schlüssel sollte mindestens 50 Quadratmeter betragen. siehe für jede kW Leistung; mit Anblasen von einem 12-V-Computerlüfter-Kühler 110-130 mA – ab 30 qm. cm*kW*Taste.

Fertig konfektionierte 12/220-V-Spannungswechselrichtermodule

Zum Beispiel gibt es in einem Set (Modul) 2 Schlüssel (sie sind zu sehen, sie ragen aus der Platine heraus, siehe links in der Abbildung); Module mit Tasten am Kühler (rechts in der Abbildung) sind teurer und für eine bestimmte, meist nicht sehr hohe Leistung ausgelegt. Es gibt keinen Kühler, die benötigte Leistung beträgt 1,5 kW. Das bedeutet, dass Sie einen Heizkörper von 150 Quadratmetern benötigen. vgl. Darüber hinaus gibt es auch Einbausätze für Schlüssel: isolierende wärmeleitende Dichtungen und Beschläge für Befestigungsschrauben – Isolierbecher und Unterlegscheiben. Wenn das Modul über einen Wärmeschutz verfügt (zwischen den Tasten ragt ein anderes Teil heraus – ein Wärmesensor), dann kleben Sie es mit etwas Wärmeleitpaste auf den Kühler. Drähte - natürlich, siehe unten.

Von UPS

Der 12V DC/220V AC 50Hz Wechselrichter, an den Sie alle Geräte innerhalb der zulässigen Leistungsgrenze anschließen können, wird ganz einfach aus einer Computer-USV hergestellt: Die Standardkabel zu „Ihrer“ Batterie werden durch lange Kabel mit Klemmen für die Autobatterie ersetzt Terminals. Der Leitungsquerschnitt wird auf Basis der zulässigen Stromdichte von 20-25 A/qm berechnet. mm, siehe auch unten. Aufgrund einer nicht standardmäßigen Batterie kann es jedoch zu Problemen kommen – und sie ist teurer und notwendiger als ein Konverter.

UPS verwendet auch Blei-Säure-Batterien. Dies ist heute die einzige allgemein verfügbare sekundäre chemische Stromquelle, die regelmäßig große Ströme (zusätzliche Ströme) liefern kann, ohne in 10–15 Lade-Entlade-Zyklen vollständig „abgetötet“ zu werden. In der Luftfahrt kommen Silber-Zink-Batterien zum Einsatz, die zwar noch leistungsstärker sind, dafür aber ungeheuer teuer, nicht flächendeckend verfügbar und ihre Lebensdauer im Alltagsmaßstab vernachlässigbar gering ist – ca. 150 Zyklen.

Die Entladung von Säurebatterien wird anhand der Spannung an der Bank eindeutig überwacht, und der USV-Controller lässt keine übermäßige Entladung der „fremden“ Batterie zu. Aber in Standard-USV-Batterien ist der Elektrolyt ein Gel, während er in Autobatterien flüssig ist. Die Lademodi unterscheiden sich in beiden Fällen erheblich: Durch das Gel können nicht die gleichen Ströme wie durch eine Flüssigkeit geleitet werden, und in einem flüssigen Elektrolyten ist die Beweglichkeit der Ionen bei zu niedrigem Ladestrom gering und nicht vollständig Sie kehren an ihren Platz in den Elektroden zurück. Dies führt dazu, dass die USV die Autobatterie chronisch unterlädt; sie wird bald sulfatiert und völlig unbrauchbar. Daher ist für den Wechselrichter der USV ein Batterieladegerät erforderlich. Man kann es selbst machen, aber das ist ein anderes Thema.

Batterie und Strom

Die Eignung des Konverters für einen bestimmten Zweck hängt auch von der Batterie ab. Ein Boost-Spannungswechselrichter entnimmt seinen Verbrauchern keine Energie aus der „dunklen Materie“ des Universums, aus Schwarzen Löchern, dem Heiligen Geist oder sonst wo. Nur aus der Batterie. Und daraus entnimmt er die den Verbrauchern zugeführte Leistung, dividiert durch den Wirkungsgrad des Wandlers selbst.

Wenn Sie auf dem Gehäuse eines Markenwechselrichters „6800 W“ oder mehr sehen, trauen Sie Ihren Augen. Moderne Elektronik ermöglicht es, noch leistungsstärkere Geräte in das Volumen einer Zigarettenschachtel unterzubringen. Nehmen wir jedoch an, wir benötigen eine Ladeleistung von 1000 W und verfügen über eine normale 12-V-Autobatterie mit 60 A/h. Der typische Wert des Wechselrichterwirkungsgrads beträgt 0,8. Das bedeutet, dass es ca. dauern wird. 100 A. Für einen solchen Strom werden auch Drähte mit einem Querschnitt von 5 Quadratmetern benötigt. mm (siehe oben), aber das ist hier nicht die Hauptsache.

Autoliebhaber wissen: Wenn Sie den Anlasser 20 Minuten lang laufen lassen, kaufen Sie eine neue Batterie. Es stimmt, dass der Betrieb neuer Maschinen zeitlich begrenzt ist, also wissen sie es vielleicht nicht. Und sicherlich weiß nicht jeder, dass der Anlasser eines Autos, wenn er einmal angelaufen ist, einen Strom von ca. 75 A (innerhalb von 0,1–0,2 s beim Start – bis zu 600 A). Die einfachste Rechnung – und es stellt sich heraus, dass unser Wechselrichter in 15 Minuten vollständig entladen ist, wenn der Wechselrichter nicht über eine automatische Vorrichtung verfügt, die die Batterieentladung begrenzt. Wählen oder entwerfen Sie Ihren Konverter daher unter Berücksichtigung der Fähigkeiten der vorhandenen Batterie.

Hinweis: Dies impliziert einen großen Vorteil von 12/220-V-Konvertern auf Basis von Computer-USVs – ihre Steuerung lässt nicht zu, dass die Batterie vollständig entladen wird.

Die Lebensdauer von Säurebatterien verringert sich nicht merklich, wenn sie mit einem 2-Stunden-Strom (12 A für 60 A/h, 24 A für 120 A/h und 42 A für 210 A/h) entladen werden. Unter Berücksichtigung des Wandlungswirkungsgrades ergibt sich eine zulässige Dauerlastleistung von ca. 120 W, 230 W bzw. 400 W. Für 10 Min. Belastung (z. B. zum Antrieb eines Elektrowerkzeugs) kann um das 2,5-fache erhöht werden, danach muss das ABC jedoch mindestens 20 Minuten ruhen.

Insgesamt ist das Ergebnis nicht ganz schlecht. Von gewöhnlichen Elektrowerkzeugen für den Haushalt kann nur die Schleifmaschine 1000–1300 W aufnehmen. Der Rest kostet in der Regel bis zu 400 W, Schraubendreher bis zu 250 W. Ein Kühlschrank mit einer 12-V-60-A/h-Batterie läuft über einen Wechselrichter 1,5 bis 5 Stunden lang. völlig ausreichend, um die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen. Daher ist es sinnvoll, einen 1-kW-Wandler für eine 60-A/h-Batterie zu bauen.

Was wird die Ausgabe sein?

Um das Gewicht und die Größe des Geräts zu reduzieren, arbeiten Spannungswandler mit seltenen Ausnahmen (siehe unten) mit erhöhten Frequenzen von Hunderten von Hz bis hin zu mehreren zehn kHz. Kein Verbraucher wird einen Strom dieser Frequenz akzeptieren, und der Energieverlust in der herkömmlichen Verkabelung wird enorm sein. Daher sind die Wechselrichter 12-200 für die folgende Ausgangsspannung ausgelegt. Typen:

• Konstante gleichgerichtete 220 V (220 V AC). Geeignet für die Stromversorgung von Telefonladegeräten, den meisten Netzteilen (PS) für Tablets, Glühlampen, Leuchtstofflampen und LED-Lampen. Mit einer Leistung von 150-250 W eignen sie sich perfekt für handgeführte Elektrowerkzeuge: Die Gleichstromaufnahme wird leicht reduziert und das Drehmoment erhöht. Nicht geeignet für Schaltnetzteile (USV) von Fernsehern, Computern, Laptops, Mikrowellenherden usw. mit einer Leistung von mehr als 40-50 W: Diese verfügen unbedingt über das sogenannte. eine Starteinheit, für deren normalen Betrieb die Netzspannung periodisch durch Null gehen muss. Ungeeignet und gefährlich für Geräte mit Leistungstransformatoren auf Eisen- und Wechselstrom-Elektromotoren: stationäre Elektrowerkzeuge, Kühlschränke, Klimaanlagen, die meisten Hi-Fi-Audiogeräte, Küchenmaschinen, einige Staubsauger, Kaffeemaschinen, Kaffeemühlen und Mikrowellenherde (für letztere – aufgrund des Vorhandenseins eines Rotationsmotortisches).
• Modifizierte Sinuswelle (siehe unten) – geeignet für alle Verbraucher, außer Hi-Fi-Audio mit USV, anderen Geräten mit USV von 40–50 W (siehe oben) und häufig lokalen Sicherheitssystemen, Heimwetterstationen usw. mit empfindlichen analogen Sensoren.
• Rein sinusförmig – ohne Einschränkungen, außer Strom, für jeden Stromverbraucher geeignet.

Sinus oder Pseudosinus?

Um die Effizienz zu steigern, wird die Spannungswandlung nicht nur bei höheren Frequenzen, sondern auch mit heteropolaren Pulsen durchgeführt. Es ist jedoch unmöglich, sehr viele Verbrauchergeräte mit einer Folge mehrpoliger Rechteckimpulse (dem sogenannten Mäander) zu versorgen: Große Überspannungen an den Mäanderfronten führen bereits bei geringfügiger Blindlast zu großen Energieverlusten und können zu a führen Fehlfunktion des Verbrauchers. Allerdings ist es auch nicht möglich, den Wandler für sinusförmigen Strom auszulegen – der Wirkungsgrad wird ca. nicht überschreiten. 0,6.

Wandeln Sie Gleichspannung in eine modifizierte und reine Sinuswelle um

Eine stille, aber bedeutende Revolution in dieser Branche kam es, als Mikroschaltungen speziell für Spannungswechselrichter entwickelt wurden, die sogenannten. eine modifizierte Sinuskurve (links in der Abbildung), obwohl es richtiger wäre, sie Pseudo-, Meta-, Quasi- usw. zu nennen. Sinusoid. Die aktuelle Form der modifizierten Sinuskurve ist gestuft und die Impulsfronten sind verlängert (die Mäanderfronten sind auf dem Bildschirm eines Kathodenstrahloszilloskops oft überhaupt nicht sichtbar). Dadurch „verstehen“ Verbraucher mit Transformatoren auf Eisen oder spürbarer Reaktivität (asynchrone Elektromotoren) die Pseudosinuswelle „als real“ und arbeiten, als wäre nichts passiert; Hi-Fi-Audio mit einem Netzwerktransformator auf Hardware kann mit einer modifizierten Sinuswelle betrieben werden. Darüber hinaus kann eine modifizierte Sinuskurve auf recht einfache Weise zu einer „fast echten“ geglättet werden, die Unterschiede zu einer reinen auf einem Oszilloskop sind mit dem bloßen Auge kaum erkennbar; Konverter vom Typ „Pure Sine“ sind nicht viel teurer als herkömmliche, rechts in Abb.

Allerdings ist es nicht ratsam, Geräte mit kapriziösen Analogkomponenten und USV mit einer modifizierten Sinuswelle zu betreiben. Letztere sind äußerst unerwünscht. Tatsache ist, dass die mittlere Plattform der modifizierten Sinuskurve keine reine Nullspannung ist. Die USV-Starteinheit mit modifizierter Sinuswelle funktioniert nicht einwandfrei und die gesamte USV wechselt möglicherweise nicht aus dem Startmodus in den Betriebsmodus. Der Benutzer sieht dies zunächst als hässliche Pannen, und dann kommt, wie im Witz, Rauch aus dem Gerät. Daher müssen die Geräte in der USV von reinen Sinus-Wechselrichtern mit Strom versorgt werden.

Wir stellen den Wechselrichter selbst her

Daher ist es vorerst klar, dass es am besten ist, einen Wechselrichter für einen Ausgang von 220 V und 50 Hz herzustellen, obwohl wir uns auch an den Wechselstromausgang erinnern werden. Im ersten Fall benötigen Sie zur Kontrolle der Frequenz einen Frequenzmesser: Die Norm für Schwankungen der Frequenz des Stromversorgungsnetzes liegt bei 48-53 Hz. Wechselstrom-Elektromotoren reagieren besonders empfindlich auf Abweichungen: Wenn die Frequenz der Versorgungsspannung die Toleranzgrenzen erreicht, erhitzen sie sich und „entfernen“ sich von der Nenndrehzahl. Letzteres ist für Kühlschränke und Klimaanlagen sehr gefährlich, sie können durch Druckverlust irreparabel ausfallen. Aber wir müssen keinen genauen und multifunktionalen elektronischen Frequenzmesser kaufen, mieten oder um einen Kredit betteln – wir brauchen seine Genauigkeit nicht. Entweder ein elektromechanischer Resonanzfrequenzmesser (Pos. 1 in der Abbildung) oder ein Zeiger eines beliebigen Systems, Pos. 2:

Geräte zur Überwachung der Frequenz des Stromversorgungsnetzes

Beide sind preiswert, werden im Internet und in Großstädten in Elektrofachgeschäften verkauft. Auf dem Eisenmarkt findet man einen alten Resonanzfrequenzmesser, und der eine oder andere eignet sich nach dem Einrichten des Wechselrichters sehr gut zur Überwachung der Netzfrequenz im Haus – der Zähler reagiert nicht auf den Anschluss an das Netz.

50 Hz vom Computer

In den meisten Fällen wird von nicht besonders leistungsstarken Verbrauchern 220 V 50 Hz Strom bis zu 250-350 W benötigt. Dann kann die Basis für einen 12/220 V 50 Hz Konverter eine USV aus einem alten Computer sein – wenn natürlich eine im Müll herumliegt oder jemand sie billig verkauft. Die an die Last abgegebene Leistung beträgt ca. 0,7 von der Nenn-USV. Wenn beispielsweise „250 W“ auf dem Gehäuse steht, können Geräte mit bis zu 150–170 W bedenkenlos angeschlossen werden. Sie brauchen mehr – Sie müssen es zuerst an einer Ladung Glühlampen testen. Es hat 2 Stunden gedauert – es kann eine solche Leistung über einen langen Zeitraum liefern. Wie man aus einem Computer-Netzteil einen 12-V-DC/220-V-AC-50-Hz-Wechselrichter herstellt, sehen Sie im Video unten.

Video: ein einfacher 12-220-Konverter aus einem Computer-Netzteil

Schlüssel

Nehmen wir an, es gibt keine Computer-USV oder Sie benötigen mehr Strom. Dann kommt es auf die Wahl der Schlüsselelemente an: Sie müssen hohe Ströme mit minimalen Schaltverlusten schalten, zuverlässig und erschwinglich sein. Insofern gehören Bipolartransistoren und Thyristoren in diesem Anwendungsbereich mit Sicherheit der Vergangenheit an.

Die zweite Revolution im Wechselrichtergeschäft ist mit dem Aufkommen leistungsstarker Feldeffekttransistoren („Feldtransistoren“), den sogenannten, verbunden. vertikale Struktur. Sie haben jedoch die gesamte Technologie der Stromversorgung von Geräten mit geringem Stromverbrauch revolutioniert: Es wird immer schwieriger, in Haushaltsgeräten einen Transformator auf Eisen zu finden.

Die besten Hochleistungs-Feldgeräte für Spannungswandler sind MOSFETs (Insulated Gate Induced Channel), z. IFR3205, links in der Abbildung:

Leistungstransistoren für Spannungswandler

Aufgrund der vernachlässigbaren Schaltleistung kann der Wirkungsgrad eines Wechselrichters mit Gleichstromausgang an solchen Transistoren 0,95 und bei einem Wechselstrom-50-Hz-Ausgang 0,85-0,87 erreichen. Analoge MOSFETs mit integriertem Kanal, z.B. IFRZ44 bieten einen geringeren Wirkungsgrad, sind aber viel billiger. Mit einem Paar von dem einen oder anderen können Sie die Leistung der Last auf ca. 600 W; beide können problemlos parallel geschaltet werden (rechts in der Abbildung), was den Bau von Wechselrichtern mit einer Leistung von bis zu 3 kW ermöglicht.

Hinweis: Der Schaltleistungsverlust von Schaltern mit eingebautem Kanal kann beim Betrieb an einer stark reaktiven Last (z. B. einem asynchronen Elektromotor) 1,5 W pro Schalter erreichen. Schlüssel mit einem induzierten Kanal haben diesen Nachteil nicht.

TL494

Das dritte Element, das es ermöglichte, Spannungswandler in ihren aktuellen Zustand zu versetzen, ist die spezielle Mikroschaltung TL494 und ihre Analoga. Bei allen handelt es sich um einen Pulsweitenmodulations-Controller (PWM), der an den Ausgängen ein modifiziertes Sinuswellensignal erzeugt. Die Ausgänge sind multipolar, was die Ansteuerung von Tastenpaaren ermöglicht. Die Referenzwandlungsfrequenz wird durch eine einzige RC-Schaltung eingestellt, deren Parameter in weiten Grenzen geändert werden können.

Wann reicht eine Festanstellung?

Der Kreis der 220-V-DC-Verbraucher ist begrenzt, doch sie sind es, die nicht nur in Notsituationen eine autarke Stromversorgung benötigen. Zum Beispiel beim Arbeiten mit Elektrowerkzeugen unterwegs oder in der hintersten Ecke des eigenen Geländes. Oder es ist immer vorhanden, beispielsweise bei der Notbeleuchtung des Hauseingangs, Flurs, Flurs, Nahbereichs aus einer Solarbatterie, die den Akku tagsüber auflädt. Der dritte typische Fall ist das Aufladen Ihres Telefons unterwegs über den Zigarettenanzünder. Hier wird nur sehr wenig Ausgangsleistung benötigt, so dass der Wechselrichter entsprechend der Entspannungsgeneratorschaltung mit nur 1 Transistor hergestellt werden kann, siehe weiter unten. Videoclip.

Video: Aufwärtswandler an einem Transistor

Bereits für den Betrieb von 2-3 LED-Glühbirnen benötigen Sie mehr Strom. Beim Versuch, es zu „quetschen“, sinkt die Effizienz von Blockiergeneratoren stark und man muss auf Schaltungen mit separaten Zeitgliedern oder vollständiger interner induktiver Rückkopplung umsteigen; sie sind am wirtschaftlichsten und enthalten die geringste Anzahl an Komponenten. Im ersten Fall wird zum Schalten eines Schalters die Selbstinduktions-EMK einer der Transformatorwicklungen zusammen mit einer Zeitschaltung verwendet. Im zweiten Fall ist das frequenzeinstellende Element aufgrund seiner eigenen Zeitkonstante der Aufwärtstransformator selbst; sein Wert wird hauptsächlich durch das Phänomen der Selbstinduktion bestimmt. Daher werden beide Wechselrichter manchmal als Selbstinduktionswandler bezeichnet. Ihr Wirkungsgrad liegt in der Regel nicht über 0,6-0,65, aber erstens ist die Schaltung einfach und erfordert keine Anpassung. Zweitens ist die Ausgangsspannung eher trapezförmig als rechteckig; „anspruchsvolle“ Verbraucher „verstehen“ es als eine modifizierte Sinuswelle. Nachteil: Feldschalter in solchen Umrichtern sind praktisch nicht anwendbar, weil fallen häufig aufgrund von Spannungsspitzen an der Primärwicklung beim Schalten aus.

Ein Beispiel für eine Schaltung mit externen Zeitgliedern ist in Pos. angegeben. 1 Bild:

Schaltungen einfacher Spannungswandler 12-200 V

Falsch ausgewählter Magnetkern des Transformators eines Spannungswandlers mit geringer Leistung

Der Autor des Entwurfs konnte nicht mehr als 11 W daraus herausholen, aber offenbar verwechselte er Ferrit mit Carbonyleisen. Auf jeden Fall ist der gepanzerte (Becher-)Magnetkreis auf seinem eigenen Foto (siehe Abbildung rechts) keineswegs Ferrit. Es sieht eher wie ein altes Carbonyl aus, das mit der Zeit außen oxidiert ist, siehe Abb. rechts. Es ist besser, den Transformator für diesen Wechselrichter auf einen Ferritring mit einer Ferritquerschnittsfläche von 0,7 bis 1,2 Quadratmetern zu wickeln. cm. Die Primärwicklung sollte dann 7 Drahtwindungen mit einem Kupferdurchmesser von 0,6–0,8 mm enthalten, und die Sekundärwicklung sollte 57–58 Drahtwindungen von 0,3–0,32 mm enthalten. Dies gilt für das Richten mit Verdopplung, siehe unten. Für „reine“ 220 V - 230-235 Drahtwindungen 0,2-0,25. In diesem Fall liefert dieser Wechselrichter beim Ersetzen von KT814 durch KT818 eine Leistung von bis zu 25–30 W, was für 3–4 LED-Lampen ausreicht. Beim Ersetzen von KT814 durch KT626 beträgt die Lastleistung ca. 15 W, aber die Effizienz wird steigen. In beiden Fällen ist der Schlüsselheizkörper ab 50 Quadratmeter groß. cm.

Am Pos. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm des „antidiluvianischen“ Wandlers 12-220 mit separaten Rückkopplungswicklungen. Es ist nicht so archaisch. Erstens ist die Ausgangsspannung unter Last trapezförmig mit abgerundeten Brüchen und ohne Spitzen. Es ist sogar besser als eine modifizierte Sinuswelle. Zweitens kann dieser Konverter ohne Änderungen in der Schaltung für eine Leistung von bis zu 300-350 W und eine Frequenz von 50 Hz ausgelegt werden, dann ist kein Gleichrichter erforderlich, Sie müssen lediglich VT1 und VT2 an Heizkörpern ab 250 kW installieren . siehe jeweils. Drittens schont es den Akku: Bei Überlastung sinkt die Wandlungsfrequenz, die Ausgangsleistung nimmt ab, und wenn man ihn noch stärker belastet, stoppt die Erzeugung. Das heißt, um eine Tiefentladung der Batterie zu vermeiden, ist keine Automatisierung erforderlich.

Die Vorgehensweise zur Berechnung dieses Wechselrichters ist im Scan in Abb. dargestellt:

Die entscheidenden Größen dabei sind die Wandlungsfrequenz und die Arbeitsinduktion im Magnetkreis. Die Wandlungsfrequenz wird basierend auf dem Material des verfügbaren Kerns und der erforderlichen Leistung ausgewählt:

Diese „Allesfresser“ von Ferrit erklärt sich aus der Tatsache, dass seine Hystereseschleife rechteckig ist und die Arbeitsinduktion gleich der Sättigungsinduktion ist. Der Rückgang der berechneten Induktionswerte in Magnetkernen aus Stahl im Vergleich zu typischen Werten wird durch einen starken Anstieg der Schaltverluste nichtsinusförmiger Ströme mit zunehmendem Anstieg verursacht. Daher können aus dem Kern des Leistungstransformators des alten 270-W-„Sarg“-Fernsehers in diesem 50-Hz-Konverter nicht mehr als 100-120 W entfernt werden. Aber – ohne Fisch gibt es Krebs im Fisch.

Hinweis: Wenn Sie einen Magnetkern aus Stahl mit bewusst überdimensioniertem Querschnitt haben, drücken Sie keine Energie aus ihm heraus! Lassen Sie die Induktion besser sein – der Wirkungsgrad des Wandlers erhöht sich und die Form der Ausgangsspannung verbessert sich.

Richten

Es ist besser, die Ausgangsspannung dieser Wechselrichter mithilfe einer Schaltung mit paralleler Spannungsverdopplung (Punkt 3 in der Abbildung mit Diagrammen) gleichzurichten: Die Komponenten dafür kosten weniger und die Leistungsverluste bei einem nicht sinusförmigen Strom sind geringer als in einer Brücke. Kondensatoren sollten „Leistungskondensatoren“ sein, die für eine hohe Blindleistung (bezeichnet als PE oder W) ausgelegt sind. Wenn Sie „gesunde“ Wörter ohne diese Buchstaben einfügen, können sie einfach explodieren.

50 Hz? Es ist sehr einfach!

Ein einfacher 50-Hz-Wechselrichter (Element 4 in der Abbildung oben mit Diagrammen) ist ein interessantes Design. Bei einigen Typen von Standard-Leistungstransformatoren liegt die intrinsische Zeitkonstante nahe bei 10 ms, d. h. eine halbe Periode von 50 Hz. Durch die Anpassung mit Zeitwiderständen, die auch als Begrenzer des Schaltersteuerstroms fungieren, können Sie am Ausgang sofort eine geglättete 50-Hz-Rechteckwelle ohne komplexe Formationsschaltungen erhalten. Geeignet sind Transformatoren TP, TPP, TN für 50-120 W, aber nicht irgendeine. Möglicherweise müssen Sie die Widerstandswerte ändern und/oder 1-22 nF-Kondensatoren parallel dazu schalten. Liegt die Wandlungsfrequenz noch weit von 50 Hz entfernt, ist eine Demontage und Neuwicklung des Transformators sinnlos: Der mit ferromagnetischem Kleber verklebte Magnetkreis fusselt auf und die Parameter des Transformators verschlechtern sich stark.

Dieser Wechselrichter ist ein Wochenend-Datscha-Konverter. Aus den gleichen Gründen wie beim vorherigen wird die Autobatterie nicht entladen. Es reicht aber aus, ein Haus mit Veranda mit LED-Lampen und einem Fernseher oder einer Vibrationspumpe in einem Brunnen zu beleuchten. Die Wandlungsfrequenz des eingestellten Wechselrichters beim Wechsel des Laststroms von 0 auf Maximum überschreitet nicht die technischen Normen für Stromversorgungsnetze.

Die Wicklungen des Originaltransformators sind so verlegt. In typischen Leistungstransformatoren gibt es eine gerade Anzahl von Sekundärwicklungen für 12 oder 6 V. Zwei davon werden „beiseite gelegt“, und der Rest ist parallel in Gruppen mit jeweils gleicher Anzahl von Wicklungen verlötet. Als nächstes werden die Gruppen in Reihe geschaltet, sodass Sie zwei Halbwicklungen mit jeweils 12 V erhalten. Dies ist eine Niederspannungswicklung (Primärwicklung) mit einem Mittelpunkt. Von den verbleibenden Niederspannungswicklungen ist eine in Reihe mit der 220-V-Netzwicklung geschaltet; dies ist die Aufwärtswicklung. Ein Zusatzstoff wird benötigt, weil... Der Spannungsabfall an Schaltern aus bipolaren Verbundtransistoren kann zusammen mit den Verlusten im Transformator 2,5–3 V erreichen und die Ausgangsspannung wird unterschätzt. Durch zusätzliches Aufwickeln wird es wieder normal.

Gleichstrom vom Chip

Der Wirkungsgrad der beschriebenen Wandler überschreitet 0,8 nicht und die Frequenz variiert je nach Laststrom merklich. Die maximale Lastleistung beträgt weniger als 400 W, daher ist es an der Zeit, über moderne Schaltungslösungen nachzudenken.

Die Schaltung eines einfachen Wandlers 12 V DC/220 V DC für 500-600 W ist in der Abbildung dargestellt:

Wandlerschaltung 12-220 V DC 1000 W

Sein Hauptzweck ist der Antrieb handgeführter Elektrowerkzeuge. Eine solche Belastung stellt keine Anforderungen an die Qualität der zugeführten Spannung, daher werden die Tasten günstiger genommen; Geeignet sind auch IFRZ46, 48. Der Transformator ist auf Ferrit mit einem Querschnitt von 2-2,5 Quadratmetern gewickelt. cm; Geeignet ist ein Leistungstransformatorkern einer Computer-USV. Primärwicklung - 2x5 Windungen eines Bündels von 5-6 Wicklungsdrähten mit einem Kupferdurchmesser von 0,7-0,8 mm (siehe unten); sekundär - 80 Windungen desselben Drahtes. Es ist keine Einstellung erforderlich, es erfolgt jedoch keine Überwachung der Batterieentladung. Daher müssen Sie während des Betriebs ein Multimeter an die Anschlüsse anschließen und nicht vergessen, darauf zu schauen (dasselbe gilt für alle anderen selbstgebauten Spannungswechselrichter). Sinkt die Spannung auf 10,8 V (1,8 V pro Zelle) – Stopp, Ausschalten! Sie sank auf 1,75 V pro Zelle (10,5 V für die gesamte Batterie) – das ist bereits Sulfatierung!

So wickeln Sie einen Transformator auf einen Ring

Die Qualitätsmerkmale des Wechselrichters, insbesondere sein Wirkungsgrad, werden ganz stark vom Streufeld seines Transformators beeinflusst. Die grundlegende Lösung zur Reduzierung ist seit langem bekannt: Die Primärwicklung, die den Magnetkreis mit Energie „pumpt“, ist in deren Nähe platziert; die sekundären darüber in absteigender Reihenfolge ihrer Stärke. Aber Technologie ist so eine Sache, dass theoretische Prinzipien in bestimmten Designs manchmal auf den Kopf gestellt werden müssen. Eines von Murphys Gesetzen besagt ca. Also: Wenn die Hardware immer noch nicht so funktionieren möchte, wie sie sollte, versuchen Sie es mit dem Gegenteil. Dies gilt in vollem Umfang für einen Hochfrequenztransformator auf einem Ferritring-Magnetkern mit Wicklungen aus relativ dickem starrem Draht. Wickeln Sie den Spannungswandlertransformator wie folgt auf einen Ferritring:

• Der Magnetkreis wird isoliert und mit einem Wickelschiffchen wird eine sekundäre Aufwärtswicklung darauf gewickelt, wobei die Windungen möglichst eng aneinander gelegt werden, Pos. 1 in Abb.:

Wickeln eines Spannungswandlertransformators auf einen Ferritring

• Sekundärteil mit Klebeband fest umwickeln, Pos. 2.
• Bereiten Sie 2 identische Kabelbäume für die Primärwicklung vor: Wickeln Sie die Windungszahl der halben Niederspannungswicklung mit einem dünnen, unbrauchbaren Draht um, entfernen Sie ihn, messen Sie die Länge, schneiden Sie die erforderliche Anzahl von Wicklungsdrahtsegmenten mit Reserve ab und montieren Sie sie in Bündel.
• Zusätzlich wird die Sekundärwicklung isoliert, bis eine relativ ebene Oberfläche entsteht.
• Wickeln Sie die „Primärwicklung“ mit 2 Bündeln gleichzeitig, ordnen Sie die Drähte der Bündel mit Klebeband an und verteilen Sie die Windungen gleichmäßig über den Kern, Pos. 3.
• Benennen Sie die Enden der Bündel und verbinden Sie den Anfang des einen mit dem Ende des anderen. Dies ist der Mittelpunkt der Wicklung.

Hinweis: Auf elektrischen Schaltplänen sind die Wicklungsanfänge ggf. durch einen Punkt gekennzeichnet.

50 Hz geglättet

Eine modifizierte Sinuswelle von einem PWM-Controller ist nicht die einzige Möglichkeit, am Wechselrichterausgang 50 Hz zu erhalten, die für den Anschluss beliebiger Haushaltsstromverbraucher geeignet sind, und es würde nicht schaden, diese auch zu „glätten“. Der einfachste davon ist der gute alte Eisentransformator; er „bügelt“ aufgrund seiner elektrischen Trägheit gut. Zwar wird es immer schwieriger, einen Magnetkern mit einer Leistung von mehr als 500 W zu finden. Ein solcher Trenntransformator wird an den Niederspannungsausgang des Wechselrichters geschaltet und an seine Aufwärtswicklung eine Last angeschlossen. Übrigens sind die meisten Computer-USVs nach diesem Schema aufgebaut und daher für diesen Zweck durchaus geeignet. Wenn Sie den Transformator selbst aufwickeln, wird er ähnlich wie der Leistungstransformator berechnet, jedoch mit einer Spur. Merkmale:

• Der zunächst ermittelte Wert der Arbeitsinduktion wird durch 1,1 dividiert und in allen weiteren Berechnungen verwendet. Dies ist notwendig, um dem sogenannten Rechnung zu tragen. nicht-sinusförmiger Spannungsformfaktor Kf; für eine Sinuskurve Kf=1.
• Die Aufwärtswicklung wird zunächst als 220-V-Netzwicklung für eine bestimmte Leistung berechnet (oder durch die Parameter des Magnetkreises und den Wert der Arbeitsinduktion bestimmt). Anschließend wird die ermittelte Windungszahl für Leistungen bis 150 W mit 1,08, für Leistungen von 150–400 W mit 1,05 und für Leistungen von 400–1300 W mit 1,02 multipliziert.
• Die Hälfte der Niederspannungswicklung wird als Sekundärspannung von 14,5 V für bipolare Schalter oder mit eingebautem Kanal und 13,2 V für Schalter mit induziertem Kanal berechnet.

Beispiele für Schaltungslösungen für 12-200 V 50 Hz-Umrichter mit Trenntransformator sind in der Abbildung dargestellt:

Spannungswandlerschaltungen 12-220 V 50 Hz für 500-1000 W

Auf der linken Seite werden die Tasten vom sogenannten Master-Oszillator gesteuert. Als „weicher“ Multivibrator erzeugt er bereits bei blockierten Fronten und geglätteten Brüchen einen Mäander, so dass keine zusätzlichen Glättungsmaßnahmen erforderlich sind. Die Instabilität der Frequenz eines Soft-Multivibrators ist höher als die eines normalen, daher benötigen Sie zum Einstellen ein Potentiometer P. Mit Tasten am KT827 können Sie die Leistung bis zu 200 W (Heizkörper ab 200 cm² ohne) abschalten Blasen). Mit Schlüsseln für KP904 aus altem Schrott oder IRFZ44 können Sie die Leistung auf 350 W erhöhen. einzeln auf IRF3205 bis zu 600 W und gepaart auf ihnen bis zu 1000 W.

Ein Wechselrichter 12-220 V 50 Hz mit Master-Oszillator auf TL494 (rechts in der Abbildung) hält die Frequenz unter allen erdenklichen Betriebsbedingungen stabil. Um ein Pseudosinusoid effektiver zu glätten, wird das sogenannte Phänomen genutzt. indifferente Resonanz, bei der die Phasenbeziehungen von Strömen und Spannungen im Schwingkreis die gleichen wie bei akuter Resonanz werden, ihre Amplituden jedoch nicht merklich ansteigen. Technisch lässt sich das einfach lösen: An die Boost-Wicklung wird ein Glättungskondensator angeschlossen, dessen Kapazitätswert entsprechend der besten Form des Stroms (nicht der Spannung!) unter Last gewählt wird. Zur Steuerung der Stromform wird an den Lastkreis ein 0,1-0,5 Ohm Widerstand mit einer Leistung von 0,03-0,1 des Nennwertes angeschlossen, an den ein Oszilloskop mit geschlossenem Eingang angeschlossen wird. Die Glättungskapazität verringert nicht die Effizienz des Wechselrichters, Sie können ihn jedoch nicht mit Computerprogrammen zur Simulation von Niederfrequenzoszilloskopen konfigurieren, weil Der Eingang der verwendeten Soundkarte ist nicht für eine Amplitude von 220x1,4 = 310 V ausgelegt! Die Schlüssel und Befugnisse sind die gleichen wie zuvor. Fall.

Eine fortschrittlichere 12-200-V-50-Hz-Wandlerschaltung ist in Abb. dargestellt:

Schaltung eines verbesserten Wandlers 12-200 V 50 Hz

Es verwendet komplexe zusammengesetzte Schlüssel. Zur Verbesserung der Qualität der Ausgangsspannung nutzt es die Tatsache, dass der Emitter planarer Epitaxie-Bipolartransistoren deutlich stärker dotiert ist als Basis und Kollektor. Wenn TL494 beispielsweise ein Schließpotential an die Basis von VT3 anlegt, stoppt sein Kollektorstrom, aber aufgrund der Resorption der Emitterraumladung verlangsamt er das Schließen von T1 und Spannungsstöße durch die Selbstinduktions-EMK Tr wird von den Kreisen L1 und R11C5 absorbiert; sie werden die Fronten stärker „schief“ bringen. Die Ausgangsleistung des Wechselrichters wird durch die Gesamtleistung Tr bestimmt, jedoch nicht mehr als 600 W, weil Es ist unmöglich, in dieser Schaltung gepaarte leistungsstarke Schalter zu verwenden – die Streuung im Wert der Gate-Ladung von MOSFET-Transistoren ist ziemlich groß und das Schalten der Schalter wird unklar sein, weshalb sich die Form der Ausgangsspannung sogar verschlechtern kann.

Die Drossel L1 besteht aus 5–6 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 2,4 mm auf Kupfer, die auf ein Stück Ferritstab mit einem Durchmesser von 8–10 m und einer Länge von 30–40 mm mit einer Steigung von 3,5–4 mm gewickelt sind. Der Drosselmagnetkreis darf nicht kurzgeschlossen werden! Der Aufbau einer Schaltung ist eine ziemlich mühsame Aufgabe und erfordert viel Erfahrung: Sie müssen L1, R11 und C5 entsprechend der besten Form des Ausgangsstroms unter Last auswählen, wie im vorherigen. Fall. Aber Hi-Fi, das von diesem Konverter gespeist wird, bleibt „Hi-Fi“ für die anspruchsvollsten
y Gerücht.

Geht das ohne Transformator?

Bereits der Wickeldraht für einen leistungsstarken 50-Hz-Transformator kostet einen hübschen Cent. Magnetkerne von „Sarg“-Transformatoren mit einer Gesamtleistung von bis zu 270 W sind mehr oder weniger verfügbar, aber in einem Wechselrichter kann man daraus nicht mehr als 120–150 W herausquetschen, und der Wirkungsgrad beträgt bestenfalls 0,7, weil „Sarg“-Magnetkerne werden aus einem dicken Band gewickelt, wobei die Wirbelstromverluste bei nicht sinusförmiger Spannung an den Wicklungen groß sind. Einen SL-Magnetkern aus einem dünnen Streifen zu finden, der mehr als 350 W bei einer Induktion von 0,7 Tesla liefern kann, ist im Allgemeinen problematisch, er wird teuer sein und der gesamte Konverter wird riesig und schwer zu tragen sein. USV-Transformatoren sind nicht für den häufigen Betrieb im Langzeitbetrieb ausgelegt – sie erhitzen sich und ihre Magnetkreise in Wechselrichtern verschlechtern sich recht schnell – die magnetischen Eigenschaften verschlechtern sich stark, die Leistung des Wandlers sinkt. Gibt es einen Ausweg?

Ja, und diese Lösung wird häufig in Markenkonvertern verwendet. Dies ist eine elektrische Brücke aus Schaltern an Hochspannungs-Feldeffekttransistoren mit einer Durchbruchspannung von 400 V und einem Drainstrom von mehr als 5 A. Geeignet für die Primärkreise von Computer-USVs und für Altmüll - KP904. usw.

Die Brücke wird von einem einfachen 12-220-Wechselrichter mit Gleichrichtung mit einer konstanten 220-V-Gleichspannung versorgt. Die Arme der Brücke öffnen sich paarweise, kreuzweise und abwechselnd, und der Strom in der Last, die in der Diagonale der Brücke eingeschlossen ist, ändert die Richtung; Die Steuerstromkreise aller Tasten sind galvanisch getrennt. Bei Industriedesigns werden die Tasten durch spezielle Geräte gesteuert. IC mit Optokoppler-Isolierung, aber unter Amateurbedingungen können beide durch einen zusätzlichen Wechselrichter mit geringer Leistung 12 V DC - 12 V 50 Hz ersetzt werden, der von einem kleinen Transformator auf der Hardware gespeist wird, siehe Abb. Der Magnetkern dafür kann einem auf dem chinesischen Markt erhältlichen Leistungstransformator mit geringer Leistung entnommen werden. Aufgrund seiner elektrischen Trägheit ist die Qualität der Ausgangsspannung sogar besser als bei einer modifizierten Sinuswelle.

Schaltung zum Empfang von 220 V 50 Hz von einem Spannungswandler ohne leistungsstarken Transformator auf der Hardware