DIY inverterid 12 220V 3000W. Kõrgepinge ja palju muud. Raadioahelad algajatele isemonteerimiseks

Seadmete toiteks on vaja 12-220 V invertereid, kui majapidamisvõrku pole võimalik varustada. Seadme eripära seisneb selles, et sellega saab 12 V alalispinge teisendada 220 V vahelduvpingeks. Veel paarkümmend aastat tagasi tundus see peaaegu mõeldamatu, kuid tänapäeval, mil on tohutult palju elemente, suudab see Sellise muunduri valmistamine pole keeruline.

Inverteri võimsus

Reisides saate kasutada 12-220 autoinverterit. Iga kodumasin võib töötada ka välitingimustes. Kuid maksimaalne lubatud koormus on väike - paarsada vatti. Kõige võimsamad seadmed võimaldavad ühendada koormuse võimsusega 2-3 kW, kuid aku saab kiiresti tühjaks. Koormuste tüübid voolutarbimise järgi:

1. Reaktiivne – tarbib osaliselt toiteallikast saadud energiat.
2. Aktiivne – energiat kulub maksimaalselt.

Kui teate täpselt, millise koormuse inverteriga ühendate, pole maksimaalse võimsuse arvutamine keeruline. Oletame, et plaanite seadmega ühendada koormuse maksimaalse võimsusega 300 vatti. Inverteri enda võimsus peaks olema umbes 25% suurem - selline reserv on täiesti piisav. Seetõttu on vajaduste täielikuks rahuldamiseks vaja 375 W võimsusega inverterit. Kuid te ei leia sellist müügil. Seetõttu peate valima seadme, mille võimsus on 400 W - väärtuselt lähim.

Kus saab neid seadmeid kasutada?

Lihtsaim 12-220 V pingeinverteri tüüp on arvutitehnoloogias kasutatav katkematu toiteallikas. Kuid neil on üks suur puudus - väike võimsus, aku ei kesta kaua. Ja kui seadet kasutatakse igapäevaelus koos minielektrijaamaga (isegi tuulejõul töötava), siis on stabiilne võimsus garanteeritud. Tavaliselt võib invertereid leida järgmiste konstruktsioonidega:

1. Turvasignalisatsioonid.
2. Küttekatlad.
3. Pumbajaamad.
4. Arvutiserverid ja muud süsteemid.

Teisisõnu kasutatakse neid seal, kus on vaja pidevat 220 V pinget. Kodumajapidamises kasutatavad pingestabilisaatorid pole midagi muud kui inverterid. Ainult neis muudetakse vahelduvpinge konstantseks, stabiliseeritakse, pärast mida tõuseb see uuesti 220 voltini. Veelgi enam, elektriliste pooljuhtlülitite ja PWM-modulaatori abil on võimalik saavutada peaaegu ideaalne sinusoid.

Disaini omadused

Üsna laialdaselt kasutatakse invertereid 12-220 V. Tavalised autojuhid kasutavad neid jõuallikana pikkadel reisidel. Saate lihtsalt sisse lülitada elektrilise pardli, fööni, televiisori, isegi keeta veekeetja. Tõsi, aku saab kiiresti tühjaks. Seetõttu on parem kasutada seadmeid oluliste seadmete ja valgustuse toiteks.

Lihtsamaid omatehtud 12-220 V invertereid saab valmistada mitmest jõutransistorist ja multivibraatorist. Seadet saab kasutada ka tugeva pakase korral. Kuid kuuma ilma jaoks on vaja pakkuda täiendavat jahutust, vastasel juhul transistorid ebaõnnestuvad. Pooljuhtjõutransistoride jahutamiseks tuleb radiaatorile paigaldada lihtne personaalarvuti jahuti.

Lihtsaim omatehtud inverter

Peaaegu kõik müügil olevad inverterid töötavad kõrgsagedusvooluga. Täiesti unustatud on klassikalised ahelad, mis tehti trafode baasil, need asendati impulsskonstruktsioonidega.

Ühe K561TM2 mikroskeemi baasil, mis koosneb kahest D-flip-flopist, on võimalik teha inverteri jaoks kõige lihtsam põhitee. Ahel koosneb peaostsillaatorist, mille rolli täidab DD1, samuti päästikule DD1.2 tehtud sagedusjagurist.

Pinge muundamiseks kasutatakse jõutransistore nagu KT827 või KT819. IRFZ44 tüüpi väljatransistorid näitavad väga häid tulemusi. Peageneraatori abil genereeritakse sinusoid, mis on vajalik konstruktsiooni normaalseks tööks.

Inverteri omadused

50 Hz ahela saamiseks on vaja kasutada sekundaarmähist ja elektrolüütkondensaatoreid ning sellega paralleelselt ühendatud koormuselementi. Kui väljundiga pole ühendatud koormust, siis vooluahel ei tööta. Niipea, kui ühendate mõne tarbija, hakkab muundur pinget 12-220 volti teisendama.

Väljundsinusoid pole kaugeltki ideaalne. See on sellise skeemi suur puudus. Võimsuse suurendamiseks on vaja kasutada kallimaid ja tõhusamaid transistore. Pange tähele elektrolüütkondensaatorit, mis on väljundiga ühendatud. See peaks olema konstrueeritud minimaalse pinge jaoks 250 V. Parem on, kui see väärtus on suurem kui 300 V.

Kaasaegsetel komponentidel põhinevad seadmed

Selliseid ahelaid saab kasutada kodumasinate, luminofoorlampide jne toiteks. Konstruktsioonis on KT819GM-tüüpi jõutransistorid paigaldatud suure pindalaga radiaatorile, et parandada jahutust. Ahel sisaldab põhiostsillaatorit, mis põhineb loogilisel elemendil KR121EU1, analoogia põhjal, nagu eespool käsitletud juhtumi puhul, ja hästi töötavad ka väljatransistorid IRL2505.

Mikroskeemi KR12116U1 valik ei olnud juhuslik - sellel on toitelülitite kahe kanaliga reguleerimine. Seetõttu sobib see ideaalselt lihtsate kujunduste jaoks. Peaostsillaatori tekitatav sagedus sõltub ahelas kasutatavatest passiivsetest elementidest. Kasutades generaatori signaali, pooljuhid avatakse ja lukustatakse.

Kui transistoride kanalid on avatud, on nende takistus ainult 0,008 oomi - seda on väga vähe. Seetõttu saab kasutada väikese võimsusega transistore. Näiteks kui väljundisse on paigaldatud trafo võimsusega 100 W, siis tavarežiimis läbib transistoride voolutugevus umbes 104 A. Impulssrežiimis võib tippväärtus olla 350-360 amprit.

Valmis lauad inverterite kokkupanekuks

Müügil leiate valmis mooduleid. Need on lauad, millele on paigaldatud:

1. Trafo.
2. Pooljuhtide toitelülitid.
3. Radiaator.
4. Passiivsed elemendid.
5. Jääkvooluseadmed, kaitsmed.

Selline inverter 12 kuni 220 tekitab väljundis puhta siinuslaine, kuna seda toodetakse kaasaegses tehases. Valmisplokkide maksumus on üsna kõrge. Väikseima võimsusega üks maksab vähemalt 300–350 rubla ja see on hulgimüügihind. Mida suurem on seadme võimsus, seda suurem on selle maksumus.

Kuid enne selliste seadmete kasutamist peate leidma sobiva korpuse. Plaat tuleb paigaldada nii, et siseruum oleks hästi jahutatud. Täiendavat sundjahutust on soovitav teha personaalarvuti jahuti abil. Inverter 12-220, mille skeem on näidatud ülal, tuleb samuti paigaldada usaldusväärsesse korpusesse. Peaasi, et kõrgepinge klemmid kogemata ei puudutaks.

Katkematu toiteallika teine ​​​​elu!

Kui teil on "ekstra" katkematu toiteallikas, mille aku on täiesti tühi, saate selle siiski elustada. Selleks peate tegema mõned väikesed muudatused:

1. Eemaldage vana aku.
2. 12-voldise akuga ühendamiseks jootke uued juhtmed.
3. Juhtmete servadesse paigaldage klemmid autoakuga ühendamiseks. Kui seadet kasutatakse autos, saab seda toita sigaretisüütajast. Kuid see on ebasoovitav - seadme suur võimsus põhjustab juhtmete liigset kuumenemist.

Kodumasinate ühendamiseks katkematu toiteallikaga peate tegema pistikupesad. Lihtsaim viis on teha kandur vanast liigpingekaitsest ja pistikuga juhtmejupist, mis sisaldab kogu varustust.

Katkematul toiteallikal põhinevad disainifunktsioonid

Hea 55 Ah mahutavusega akuga suudab selline konstruktsioon hoida inkubaatoris normaalset temperatuuri näiteks 100 muna jaoks kuni ööpäeva. Iga põllumees teab, kui ohtlik on hüpotermia inkubaatoritele. Tõsi, sellise seadme võimsus on väike, konditsioneer või külmkapp ei saa korralikult töötada.

Selle disaini üks puudus on see, et standardskeem ei suuda autoakut täielikult laadida. Seega, kui aku on täielikult tühjenenud, on vaja seda laadida tavalisest seadmest, mis toodab voolu rohkem kui 5-6 amprit.

Omatehtud võimas inverter

Oma kätega 12 V 220 3000 W inverteri valmistamiseks vajate teadmisi elektrotehnika põhitõdedest ja paigaldusoskustest. Peate tegema mitu konkreetset elementi. Üks neist on impulsstrafo. Selle abiga suurendatakse pinget 12-lt 220-le. Samuti peate soetama mitu kallist elementi. Need on loetletud allpool:

1. PWM modulaator. Vajalik pooljuhtlülitite tööks. Selle abiga seatakse kogu vooluahela töösagedus. Tuleb märkida, et toitelülitite lülitussagedus on mitukümmend tuhat korda sekundis.
2. Toitelülititena töötavad pooljuhttransistorid võimaldavad mitte ainult signaali võimendada, vaid ka lülitada. Need avanevad ja sulguvad ning PWM-modulaatoriga sidudes loovad peaaegu puhta siinuslaine.
3. Suure pinnaga alumiiniumradiaatorid. Mida suurem on seadme võimsus, seda suurem on radiaatori pindala.
4. Fooliummaterjal, millele on paigaldatud kõik elemendid. Soovi korral saate loomulikult teostada seinale paigaldamise, kuid see võtab liiga palju ruumi. Sellise omatehtud 12-220 inverteri saate mõne minutiga oma kätega valmistada, kuid kui te meetmeid ei võta, on selle kasutamine ohtlik.
5. Passiivsed elemendid - takistid, kondensaatorid.
6. Ühendusjuhtmed.

Seadme valmistamisel võib lülitamiseks vaja minna ka mitut elektromagnetreleed. Muide, võite otsustada, et toitelülitite asemel on lubatud kasutada lihtsaid elektromagnetreleed. On ainult üks asi - lülituskiirus on väga kõrge (40-60 tuhat toimingut sekundis). Seetõttu ei saa elektromehaanilised seadmed selle ülesandega toime.

Valmis inverterid

Kui te ei soovi oma kätega 12 V 220 3000 W inverterit valmistada, saate osta valmistoote ilusas korpuses, millel on palju seadmete ühendamiseks mõeldud pistikuid. Aga hind on liiga kõrge. Odavaima, mille võimsus ulatub vaevu 50 W-ni, saate osta 800-1000 rubla eest. Ja piisab sülearvuti aku laadimisest või mitme LED-valguslambi toitest. Sellise seadmega ei saa enam ühendada elektrilist fööni ega lokitangi.

Võimsamatel seadmetel (üle 2000 W) on vastav hind. Odavaim 12-220 V inverter maksab 3000-5000 rubla. Kuid kõik sõltub tootjast. Tuntud ettevõtete toodetud kvaliteetsed multifunktsionaalsed seadmed võivad maksta üle 20 000 rubla. Seetõttu eelistavad inimesed, kes on elektrotehnikaga enam-vähem kursis, teha 12-220 inverterit oma kätega. Õnneks leiab valmistamise elemendid kõige lihtsamast personaalarvuti toiteallikast.

TL494 inverteri 12-220 skemaatiline diagramm

See inverter kasutab arvuti toiteallikast saadud valmis kõrgsageduslikku alandavat trafot, kuid meie muunduris saab sellest vastupidi astmeline trafo. Seda trafot saab võtta nii AT-st kui ATX-st. Tavaliselt erinevad sellised trafod ainult suuruse poolest ja nende kontaktide asukohad on samad. Surnud toiteallikat (või selle trafot) saate otsida igast arvutiremonditöökojast.

Kui te sellist trafot ei leia, võite proovida seda käsitsi kerida (kui teil on kannatlikkust). Siin on trafo, mida oma versioonis kasutasin:

Transistorid tuleb asetada radiaatorile, vastasel juhul võivad need üle kuumeneda ja ebaõnnestuda.

Kasutasin Nõukogude pooljuhttelevisiooni alumiiniumradiaatorit. See radiaator ei vastanud transistoride suurusele, kuid mul polnud muud võimalust.

Samuti on soovitatav isoleerida kõik selle inverteri kõrgepinge klemmid ja parem on kõik korpusesse kokku panna, sest kui seda ei tehta, võib kogemata tekkida lühis või lihtsalt puudutada kõrgepinge klemmi, mis saab olema väga ebameeldiv.

Ole ettevaatlik! Ahela väljund on kõrgepinge ja võib põhjustada väga tõsise šoki.

Kasutasin sülearvuti toiteallika ümbrist. Suuruselt sobis väga hästi.

Ja muidugi inverter töös:

Edu kõigile, Kirill.

Elektriseadme ühendamiseks koduvõrku piisab ühest liigpingekaitsest või katkematu toiteplokist. Need seadmed kaitsevad seadmeid voolupingete eest. Aga mida teha, kui võrgus on tugev pingelangus või elektrivõrk nõuab kõrgema või madalama pinge kasutamist. Selliste olukordade jaoks saate kokku panna omatehtud elektrivoolu muunduri 12 V kuni 220 V. Selleks peate mõistma selle seadme tööpõhimõtteid.

Konverter on seade, mis võib suurendada või vähendada elektriahela pinget. Nii saad muuta vooluringi pinget 220V pealt 380V peale ja vastupidi. Vaatleme 12V-lt 220V-le muunduri ehitamise põhimõtet.

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. Need muudavad vooluahela sagedusomadusi.
• Pingemuundurid. Muutke pinget üles või alla. Nende hulgas on:
  • Lülitavad toiteallikad.
  • Katkematud toiteallikad (UPS).
  • Pingetrafod.

Samuti on kõik seadmed jagatud kahte rühma - vastavalt juhtimispõhimõttele:

1. Hallatud.
2. Kontrollimatu.

Ühised skeemid

Pinge muundamiseks ühelt tasemelt teisele kasutatakse impulssmuundureid, millel on paigaldatud induktiivsed energiasalvestusseadmed. Selle põhjal eristatakse kolme tüüpi konversiooniskeeme:

• Inverteerimine.
• Tõstmine.
• Alandab versiooni.

Kõik järgmised ahelad kasutavad elektrilisi komponente:

1. Peamine lülituskomponent.
2. Toiteallikas.
3. Filtri kondensaator, mis on ühendatud paralleelselt koormustakistusega.
4. Induktiivne energiasalvesti (drossel, induktiivpool).
5. Diood blokeerimiseks.

Nende elementide kombineerimine teatud järjestuses võimaldab teil luua mis tahes ülaltoodud skeemidest.

Lihtne impulsi muundur

Kõige elementaarsema muunduri saab kokku panna vana arvutisüsteemiüksuse mittevajalikest osadest. Selle vooluahela oluliseks puuduseks on see, et 220 V väljundpinge pole siinuslaine kuju poolest kaugeltki ideaalne ja selle sagedus ületab standardset 50 Hz. Sellise seadmega ei ole soovitatav ühendada tundlikku elektroonikat.

See skeem kasutab huvitavat tehnilist lahendust. Lülitustoiteallikatega seadmete (näiteks sülearvuti) ühendamiseks muunduriga kasutatakse seadme väljundis tasanduskondensaatoritega alaldeid. Ainus negatiivne on see, et adapter töötab ainult siis, kui pistikupesa väljundpinge polaarsus ühtib adapteri sisseehitatud alaldi pingega.

Lihtsate energiatarbijate jaoks saab ühenduse teha otse trafo TR1 väljundiga. Vaatleme selle skeemi põhikomponente:

• Takisti R1 ja kondensaator C2 - määrake muunduri töösagedus.
• PWM kontroller TL494. Kogu skeemi alus.
• Suurema efektiivsuse saavutamiseks kasutatakse jõuväljatransistore Q1 ja Q2. Paigaldatud alumiiniumradiaatoritele.
• IRFZ44 transistoreid saab asendada sarnaste omadustega IRFZ46 või IRFZ48-ga.
• Dioodid D1 ja D2 saab asendada ka FR107, FR207 vastu.

Kui vooluahel hõlmab ühe ühise radiaatori kasutamist, on vaja transistorid paigaldada isoleerivate vahetükkide kaudu. Vastavalt skeemile on väljunddrossel keritud drosselist 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 mittevajalikust UPS-ist.

Skeem on väga lihtne. Õigesti kokkupanduna hakkab see kohe tööle ega vaja peenhäälestamist. See suudab anda koormusele kuni 2,5 A voolu, kuid optimaalne töörežiim on vool kuni 1,5 A - ja see on üle 300 W võimsusega.

HUVITAV: Poes maksab sarnane 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 eelis on stabiilse vahelduvvoolu vastuvõtmine pingega 220 V ja sagedusega 50 Hz.

Mikroskeem K561TM2, mis on kahe tüüpi D-triger, toimib võnkegeneraatorina. Selle elemendi saab asendada välismaise analoogiga CD4013.

Konverteril endal on kaks toiteõla, mis on ehitatud KT827A bipolaarsetele transistoridele. Võrreldes uute väljatransistoridega on neil üks märkimisväärne puudus – need komponendid muutuvad avatuna väga kuumaks, mis on tingitud kõrgetest takistusväärtustest. Muundur töötab madala sagedusega, seega kasutatakse trafos võimsat terassüdamikku.

Selles vooluringis kasutatakse vana TC-180 võrgutrafot. See, nagu ka teised lihtsatel PWM-ahelatel põhinevad inverterid, tekitab oluliselt erineva siinuspinge lainekuju. Seda puudust aga leevendab veidi trafo mähiste ja väljundkondensaatori C7 kõrge induktiivsus.

TÄHTIS: Mõnikord võib trafo töö ajal tekitada märgatavat suminat. See näitab vooluringi probleemi.

Lihtne transistor-inverter

See skeem ei erine eriti ülaltoodust. Peamine erinevus on bipolaarsetele transistoridele ehitatud ristkülikukujulise impulsi generaatori kasutamine.

Selle vooluahela peamiseks eeliseks on muunduri võime jääda tööle ka väga tühja akuga. Sellisel juhul võib sisendpinge vahemik olla 3,5 kuni 18 V. Kuid sellisel inverteril on ka puudusi. Kuna vooluahelal ei ole väljundis stabilisaatorit, on pingelangused võimalikud näiteks aku tühjenemisel. Kuna see vooluahel on ka madalsageduslik, valitakse selle jaoks trafo, mis on sarnane K561TM2 mikroskeemil põhineva inverteriga.

Inverteri ahelate täiustused

Ülaltoodud diagramme ei saa võrrelda tehasetoodetega. Need on lihtsad ja halvasti funktsionaalsed. Nende omaduste parandamiseks võite kasutada üsna lihtsaid muudatusi, mis suurendavad seadme jõudlust.

TÄHELEPANU: Kõik elektrilised ja elektroonilised paigaldused tehakse lahti ühendatud toiteallikaga. Enne vooluahela kontrollimist testige kõiki sisendeid ja väljundeid multimeetriga - see väldib ebameeldivaid tagajärgi.

Suurenenud väljundvõimsus

Eespool käsitletud ahelad põhinevad samal põhimõttel - 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 impulsse, põnevaid ühismoodilisi impulsse trafo sekundaarmähises, mille pinge 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 harus.

Omatehtud muunduri jaoks on eelistatav kasutada teist meetodit, kuna see võimaldab teil säilitada seadme funktsionaalsust, 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 väljalülitamine, kui aku on tühi

Nendel skeemidel on üks oluline puudus. Need ei paku komponenti, mis suudaks kriitilise pingelanguse korral muunduri automaatselt välja lülitada. Kuid selle probleemi lahendamine on üsna lihtne. Piisab tavalise autorelee paigaldamisest kaitselülitiks.

Releel on oma kriitiline pinge, mille juures selle kontaktid sulguvad. Valides takisti R1 takistuse, mis on ligikaudu 10% relee mähise takistusest, reguleeritakse kontakti katkemise momenti. See valik on näidatud diagrammil.

See valik on üsna primitiivne. Töö stabiliseerimiseks on muundurit täiendatud lihtsa juhtimisahelaga, mis hoiab väljalülitusläve palju paremini ja täpsemalt. Reaktsiooniläve seadistus arvutatakse sel juhul, valides takisti R3.

Inverteri rikke tuvastamine

Ülalkirjeldatud vooluringidel on sageli kaks spetsiifilist defekti:

1. Trafo väljundis pole pinget.
2. Madal pinge trafo väljundis.

Vaatame nende vigade diagnoosimise viise:

• Konverteri kõigi harude rike või PWM-generaatori rike. Jaotust saate kontrollida dioodi abil. Töötav PWM näitab dioodil pulsatsiooni, kui see on ühendatud transistoride väravatega. Juhtsignaali juuresolekul tasub kontrollida ka trafo mähise terviklikkust “avamiseks”.
• Tugev pingelangus on peamine märk sellest, et üks jõuõlg on lakanud töötamast. Rikke leidmine pole keeruline. Ebaõnnestunud transistoril on külm jahutusradiaator. Parandamiseks peate vahetama inverteri võtme.

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, kui aku pinge langeb.

Kasutati blogija Aka Kasyani kanali materjale. Üksikasjalikult on näidatud lihtsa 12–220 V pingemuunduri vooluring ja koost koos saadaolevate komponentidega. Võimsad head vooluringid on keerulised isegi edasijõudnud raadioamatööridele ja algajatele kättesaamatud. Seetõttu kaaluti inverteri konstruktsiooni varianti mittetöötava arvuti toiteallika osadest. Skeem valiti lihtsaks, et kõik saaksid seda korrata. Need ei vaja konfigureerimist, puuduvad PWM-kontrolleril põhinevad valikud, mis muudaks ülesande keeruliseks ja muudaks seadistamise keeruliseks.

Raadioelektroonika varuosi on kõige parem osta sellest Hiina kauplusest.

Videoõpetus on postituse allosas.

Ahel on esitatud ainult informatiivsel eesmärgil, sellel ei ole stabiliseerimist, seega erineb väljundpinge deklareeritud 220 voltist. Samuti puudub sellel igasugune kaitse ja väljund on alalisvool. See tähendab, et selle väljundiga ei saa ühendada vahelduvvoolumootoreid ja võrgutrafosid. Võite ühendada jootekolbi, väikseid hõõglampe ja säästulampe, kuid sellist vooluahelat pole siiski väga soovitatav kasutada koduseks kasutamiseks.

Doonoriks mittetöötav arvuti toiteallikas.

Allpool on 220-voldine võimendusmuunduri ahel.

Plokist vajate: toiteimpulsstrafot, kondensaatorit, rühma stabiliseerimisdrosselit ja veel mõnda komponenti, mida käsitletakse allpool. Nende komponentide eemaldamiseks peate plaadi korpusest eraldama. Seda on lihtne teha. Trafo lahtijootmiseks kasutame jootekolvi ja lahtijootmispumpa. Radiaator, millel asuvad peamised jõutransistorid, on vaja lahti joota, nende jaoks on vaja isoleerivaid tihendeid ja seibe.

Lisaks arvuti toiteallikast eemaldatud elementidele on vaja veel kahte takistit võimsusega 2 vatti või 1 vatti, takistusega 270 kuni 470 oomi. Teil on vaja ka kahte UV 5408 dioodi, võite kasutada mis tahes ülikiireid, voolutugevusega vähemalt 1 amper, pingega 400 volti või rohkem, 2 zeneri dioodi stabiliseerimispingega 5,1–6,8 volti, eelistatavalt 1,2 vatti. N-kanaliga väljatransistorid Rf840 või võimsamad Rf460 või 250 Rfp liinilt. See vooluahel sisaldab 18 ampriseid 600 V transistore, tüüp 18N60.

Järgmine element on gaasihoob. Grupi stabiliseerimisdrossel on mitu sõltumatut mähist, neid saab kerida või juhtmed ära lõigata, jättes ühe toitemähise. Kui õhuklapp on nullist keritud, koosneb mähis 1,2–1,5-millimeetrisest traadist ja sisaldab 7–15 pööret.

Trafo. Seal on sekundaarne väljundmähis, nende jaoks 2 kontakti ja primaar. Pange tähele kraani ja kahte paremat kontakti. Vasakul on vaja kahte kontakti (video oli peegelpildis). Panime nende kõrvale märgi, transistoride toiteklemmid on nende kontaktidega ühendatud. Järgmisena ühendame oma 1 mikrofaradi kondensaatori paralleelselt trafo sama kontaktiga.

Vooluahela paigaldamine

Transistorid on paigaldatud jahutusradiaatorile. Videol on kõik lihtsuse huvides kokku pandud hingedega kinnitusega. Peame transistoride keskmised klemmid painutama ja ühendama need trafo kahe parema klemmiga.

Paigaldatud elektriskeem näeb välja selline.

Nüüd peate vooluahela funktsionaalsuse kontrollimiseks ühendama väikese võimsusega hõõglambi väljundmähisega ja rakendama toidet. Arvuti toiteallikast tuleb lahti joota kaks elektrolüütkondensaatorit. Nende kondensaatorite ja dioodide põhjal loome sümmeetrilise pingekordaja või.

Kuna trafo sekundaarmähise väljundpinge on ligikaudu 100 volti, tuleb seda tõsta. Sel eesmärgil suurendab kordaja pinget 2 korda.

Lisaks kondensaatoritele on vaja kahte kiiretoimelist dioodi. Selles versioonis UF 5408, kuid 400–600 rõnga jaoks võite kasutada mis tahes dioode, mille vool on üle 2–3 amprit.

Väike hõõglamp, mille võimsus on umbes 60 vatti, põleb täiskuumusega, akud on väikese võimsusega, kuid see ei sega tööprotsessi.

Kokkuvõtteks võib öelda, et see lihtne inverteriahel töötab laias vahemikus kuni 12 volti toitepingetel. See hakkab töötama 6 voltiga, andes väljundiks 220 volti. Skeemi peamised eelised on lihtsus ja juurdepääsetavus. Parem on varustada toidet 15-20-amprise kaitsme kaudu. Arvestada tuleb sellega, et kordisti kondensaatoritele jääb kõrgepinge. Seetõttu pärast seadme lahtiühendamist tühjendage kordaja kindlasti 40-vatine hõõglamp.

Ahelasse tõmmatakse ka takistid, nende takistitega on kondensaator šunteeritud. Antud projektis neid takisteid ei paigaldata, kuid kindlasti on soovitatav neid kasutada.

Transistore saab kasutada pingetel, mis ei ole nii kõrged, kui ülalpool näidatud. Võite piirduda palju madalama pingega, näiteks 40-55 V, sobib näiteks irfz44n, peamine tingimus on see, et need hoiavad voolu ja neil on minimaalne võimalik kanali takistus, see määrab ahela kuumenemise ja koormuse all langemise . Teisisõnu, mida väiksem on väljatransistori kanali takistus, seda rohkem O Transistoride väiksema kuumutamisega saab rohkem võimsust.

12V/220V inverter on majapidamises vajalik asi. Mõnikord on see lihtsalt vajalik: näiteks võrk on kadunud ja telefon on surnud 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. Pingemuunduri valmistamine oma kätega on meie ajal aga kättesaadav kõigile, kes jootmist oskavad: selle kokkupanemine valmis komponentide komplektist maksab kolm kuni neli korda vähem + natuke tööd ja vanaraua prügist metalli. Kui teil on autoakude laadija, saate üldiselt kulutada 300-500 rubla. Ja kui teil on ka elementaarsed amatöörraadiooskused, siis pärast varras tuhnimist on täiesti võimalik teha 12V DC/220V AC 50Hz inverter 500-1200 W jaoks. Vaatleme võimalikke valikuid.

Valikud: globaalne

12-220 V pingemuundurit kuni 1000 W või suurema koormuse toiteks saab üldjuhul valmistada iseseisvalt järgmistel viisidel (kulude suurenemise järjekorras):

1. Asetage valmis seade Avito, Ebay või AliExpressi jahutusradiaatoriga korpusesse. Otsige "inverter 220" või "inverter 12/220"; saate kohe lisada vajaliku võimsuse. See läheb maksma u. poole odavam kui sama tehase oma. Elektrioskusi pole vaja, kuid - vt allpool;
2. Pane komplektist kokku sama: trükkplaat + “hajutatud” komponendid. Seda saab sealt osta, kuid soovile on lisatud isetegemine, mis tähendab ise kokkupanemist. Hind ikka ca. 1,5 korda madalam. Vajalikud on raadioelektroonika algoskused: jootmise, multimeetri kasutamise oskus, aktiivelementide klemmide juhtmestiku (kontaktide) tundmine või nende otsimise oskus, polaarkomponentide (dioodid, elektrolüütkondensaatorid) kaasamise reeglid ahelas ja võime määrata, millist voolu ja millise ristlõikega juhtmeid on vaja;
3. Kohandage arvuti katkematu toiteallikas (UPS, UPS) inverteriga. Töötava kasutatud UPS-i ilma tavalise akuta saab 300-500 rubla eest. Teil pole vaja mingeid oskusi – ühendate lihtsalt autoaku UPS-iga. Kuid peate seda eraldi laadima, vt ka allpool;
4. Valige oma vajadustele ja osade saadavusele vastav ümberehitusmeetod, diagramm (vt allpool), arvutage ja pange täielikult ise kokku. See võib olla täiesti tasuta, kuid lisaks elementaarsetele 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 ka sees olevate võimsate transistorlülitite jahutusradiaatoritena. Kui võtate "pooltoote" või "lahti", siis pole neile eluaset: arvestades elektroonika, käsitsitöö ja värviliste metallide praegust maksumust, 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 vähemalt 4 mm ja iga võtme pindala peaks olema vähemalt 50 ruutmeetrit. vaata iga väljundvõimsuse kW kohta; puhumisega 12 V arvuti ventilaator-jahutist 110-130 mA – alates 30 ruutmeetrit. cm*kW*võti.

Valmis 12/220 V pingeinvertermoodulid

Näiteks komplektis (moodulis) on 2 võtit (neid on näha, need paistavad tahvli küljest välja, vt joonisel vasakul); radiaatori klahvidega moodulid (joonisel paremal) on kallimad ja mõeldud teatud, tavaliselt mitte väga suure võimsuse jaoks. Jahutit pole, vajaminev võimsus on 1,5 kW. See tähendab, et vajate 150 ruutmeetri suurust radiaatorit. vt Lisaks sellele on olemas ka võtmete paigalduskomplektid: isoleerivad soojust juhtivad tihendid ja kinnituskruvid kinnituskruvide jaoks - isoleertopsid ja seibid. Kui moodulil on termokaitse (klahvide vahele jääb mõni muu jupp - termoandur), siis radiaatori külge liimimiseks natuke termopastat. Juhtmed - loomulikult vt allpool.

UPS-ist

12V DC/220V AC 50Hz inverter, mille külge saab ühendada mis tahes seadmeid lubatud võimsuse piires, on tehtud arvuti UPS-ist üsna lihtsalt: "sinu" aku standardjuhtmed asendatakse pikkade, autoaku klambritega. terminalid. Traadi ristlõige arvutatakse lubatud voolutiheduse 20-25 A/sq alusel. mm, vt ka allpool. Kuid mittestandardse aku tõttu võivad tekkida probleemid - sellega ja see on kallim ja vajalikum kui muundur.

UPS kasutab ka pliiakusid. See on tänapäeval ainus 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-tsinkpatareisid, mis on veelgi võimsamad, kuid koletult kallid, ei ole laialdaselt kättesaadavad ja nende kasutusiga on igapäevaste standardite 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-akudes on elektrolüüt geel, autoakudes aga vedel. Laadimisrežiimid on mõlemal juhul oluliselt erinevad: geelist ei saa läbida samu voolusid kui vedelikku ning vedelas elektrolüüdis on liiga väikese laadimisvoolu korral ioonide liikuvus madal ja mitte kõik need naasevad oma kohtadele elektroodides. Selle tulemusena laeb UPS autoakut krooniliselt alalaadimiseks, see sulfaaditakse peagi ja muutub täiesti kasutuskõlbmatuks. Seetõttu on UPS-i inverteri jaoks vaja akulaadijat. Saate seda ise teha, aga see on teine ​​teema.

Aku ja toide

Akust oleneb ka muunduri sobivus konkreetseks otstarbeks. Võimenduspinge inverter ei võta tarbijate jaoks energiat universumi “tumeainest”, mustadest aukudest, pühast vaimust ega mujalt niisama. Ainult akust. Ja sellest võtab ta tarbijatele tarnitud võimsuse, jagatud muunduri enda efektiivsusega.

Kui näete kaubamärgiga inverteri korpusel "6800 W" või rohkem, uskuge oma silmi. Kaasaegne elektroonika võimaldab sigaretipaki mahusse mahutada veelgi võimsamaid seadmeid. Kuid oletame, et vajame 1000 W koormusvõimsust ja meie käsutuses on tavaline 12 V 60 A/h autoaku. Inverteri efektiivsuse tüüpiline väärtus on 0,8. See tähendab, et selleks kulub u. 100 A. Sellise voolu jaoks on vaja ka juhtmeid ristlõikega 5 ruutmeetrit. mm (vt ülal), kuid see pole siin peamine.

Autohuvilised teavad: kui käivitate starteriga 20 minutit, ostke uus aku. Tõsi, uutel masinatel on tööks ajapiirangud, nii et võib-olla nad ei tea. Ja kindlasti ei tea kõik, et auto starter võtab kord üles keeratuna voolu ca. 75 A (0,1-0,2 s jooksul käivitamisel - kuni 600 A). Lihtsaim arvutus - ja selgub, et kui inverteril pole aku tühjenemist piiravat automaatset seadet, siis meie oma saab 15 minutiga täielikult tühjaks. Seega valige või kujundage oma muundur, võttes arvesse olemasoleva aku võimalusi.

Märkus: see tähendab arvuti UPS-idel põhinevate 12/220 V muundurite tohutut eelist – nende kontroller ei lase akul täielikult tühjeneda.

Happeakude kasutusiga ei vähene märgatavalt, kui neid tühjendada 2-tunnise vooluga (60 A/h puhul 12 A, 120 A/h puhul 24 A ja 210 A/h puhul 42 A). Võttes arvesse muundamise efektiivsust, annab see lubatud pikaajaliseks koormusvõimsuseks ca. 120 W, 230 W ja 400 W vastavalt. 10 min. koormust (näiteks elektritööriista toiteks), saab seda suurendada 2,5 korda, kuid pärast seda peab ABC puhkama vähemalt 20 minutit.

Kokkuvõttes pole tulemus päris halb. Tavalistest majapidamises kasutatavatest elektritööriistadest võtab ainult veski 1000-1300 W. Ülejäänud maksavad reeglina kuni 400 W ja kruvikeerajad kuni 250 W. 12 V 60 A/h aku külmik töötab inverteri kaudu 1,5-5 tundi; piisavalt vajalike meetmete võtmiseks. Seetõttu on 60 A/h aku jaoks 1 kW muunduri tegemine mõttekas.

Mis saab olema väljund?

Seadme kaalu ja mõõtmete vähendamiseks, välja arvatud harvad erandid (vt allpool), töötavad pingemuundurid suurendatud sagedustel sadadest Hz-dest ühikuteni ja kümnete kHz-ni. Ükski tarbija ei aktsepteeri sellise sagedusega voolu ja selle energiakadu tavalistes juhtmetes on tohutu. Seetõttu on inverterid 12-200 ehitatud järgmise väljundpinge jaoks. tüübid:

• Pidev alaldi 220 V (220 V AC). Sobib telefonilaadijate, enamiku tahvelarvutite toiteallikate (PS), hõõglampide, fluorestseeruvate majahoidjate ja LED-lampide toiteks. Võimsusega 150-250 W sobivad need suurepäraselt käeshoitavate elektritööriistade jaoks: nende tarbitav alalisvool väheneb veidi ja pöördemoment suureneb. Ei sobi telerite, arvutite, sülearvutite, mikrolaineahjude jms toiteallikate (UPS) ümberlülitamiseks. võimsusega üle 40-50 W: nendel on tingimata nn. käivitusseade, mille normaalseks tööks peab võrgupinge perioodiliselt läbima nulli. Sobimatu ja ohtlik raud- ja vahelduvvoolu elektrimootorite jõutrafodega seadmetele: statsionaarsed elektritööriistad, külmikud, kliimaseadmed, enamik Hi-Fi heliseadmeid, köögikombainid, mõned tolmuimejad, kohvimasinad, kohviveskid ja mikrolaineahjud (viimaste jaoks - pöörlemismootori laua olemasolu tõttu).
• Modifitseeritud siinuslaine (vt allpool) - sobib kõigile tarbijatele, välja arvatud UPS-iga Hi-Fi-heli, muud UPS-iga seadmed 40-50 W (vt ülalt) ja sageli kohalikud turvasüsteemid, koduilmajaamad jne. tundlike analooganduritega.
• Puhas sinusoidne - sobib ilma piiranguteta, välja arvatud võimsus, kõigile elektritarbijatele.

Siinus või pseudosiin?

Tõhususe suurendamiseks viiakse pinge muundamine läbi mitte ainult kõrgematel sagedustel, vaid ka heteropolaarsete impulssidega. Siiski on võimatu toita väga paljusid tarbijaseadmeid mitmepolaarsete ristkülikukujuliste impulsside jadaga (nn meander): suured liigpinged meanderfrontidel isegi vähese reaktiivkoormusega põhjustavad suuri energiakadusid ja võivad põhjustada tarbija rike. Samas pole ka siinusvoolu jaoks konverterit võimalik projekteerida – kasutegur ei ületa ca. 0.6.

Teisendage alalispinge modifitseeritud ja puhtaks siinuslaineks

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 kuju on astmeline ja impulsi frondid on pikenenud (katoodkiireostsilloskoobi ekraanil pole meanderfrondid sageli üldse näha). Tänu sellele saavad rauast trafod või märgatava reaktsioonivõimega tarbijad (asünkroonsed elektrimootorid) pseudosiinlainest "tõeliselt aru" ja töötavad nii, nagu poleks midagi juhtunud; Riistvara võrgutrafoga Hi-Fi heli saab toita modifitseeritud siinuslainega. Lisaks saab modifitseeritud sinusoidi üsna lihtsatel viisidel tasandada “peaaegu päriseks”, erinevused puhtast ostsilloskoobist on silmaga vaevumärgatavad; "Pure Sine" tüüpi muundurid ei ole palju kallimad kui tavalised, joonisel fig.

Siiski ei ole soovitatav käivitada kapriissete analoogkomponentidega seadmeid ja UPS-i modifitseeritud siinuslainest. Viimased on äärmiselt ebasoovitavad. Fakt on see, et modifitseeritud sinusoidi keskmine platvorm ei ole puhas nullpinge. Modifitseeritud siinuslainest käivitatav UPS-i seade ei tööta selgelt ja kogu UPS ei pruugi käivitusrežiimist töörežiimi väljuda. Kasutaja näeb seda algul koledate tõrgetena ja siis tuleb seadmest suitsu välja, nagu naljas. Seetõttu peavad UPS-i seadmed saama toite Pure Sine tüüpi inverteritest.

Inverteri valmistame ise

Seega on praeguseks 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 kõikumiste norm on 48-53 Hz. Vahelduvvoolu elektrimootorid on selle kõrvalekallete suhtes eriti tundlikud: kui toitepinge sagedus jõuab tolerantsi piiridesse, siis need kuumenevad ja “lahkuvad” nimikiirusest. Viimane on külmikute ja kliimaseadmete jaoks väga ohtlik, need võivad rõhu alandamise tõttu pöördumatult üles öelda. Kuid me ei pea täpset ja multifunktsionaalset elektroonilist sagedusmõõtjat ostma, rentima ega laenu kerjama – me ei vaja selle täpsust. Kas elektromehaaniline resonantssagedusmõõtur (joonisel pos 1) või mis tahes süsteemi osuti, pos. 2:

Seadmed toitevõrgu sageduse jälgimiseks

Mõlemad on odavad, neid müüakse Internetis ja suurtes linnades elektriseadmete kauplustes. Rauaturult leiab vana resonantssagedusmõõturi ja üht-teist sobib peale inverteri seadistamist väga hästi majas võrgusageduse jälgimiseks - arvesti ei reageeri nende võrku ühendamisele.

50 Hz arvutist

Enamasti vajavad 220 V 50 Hz võimsust mitte eriti võimsad tarbijad, kuni 250-350 W. Siis saab 12/220 V 50 Hz muunduri aluseks olla vanast arvutist pärit UPS - kui muidugi prügikastis lebab või keegi odavalt müüb. Koormale antav võimsus on u. 0,7 hinnatud UPS-ist. Näiteks kui selle korpusele on kirjutatud “250W”, siis saab kartmatult ühendada kuni 150-170 W seadmeid. Teil on vaja rohkem - kõigepealt peate seda hõõglampide koormuse peal katsetama. See kestis 2 tundi - see suudab pikka aega sellist jõudu pakkuda. 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 vajate rohkem voolu. Siis muutub oluliseks võtmeelementide valik: need peavad lülitama suuri voolusid minimaalsete lülituskadudega, olema töökindlad ja taskukohased. Sellega seoses on bipolaarsed transistorid ja türistorid selles rakendusvaldkonnas enesekindlalt saamas minevikku.

Teist revolutsiooni inverteriäris seostatakse võimsate väljatransistoride (“väljatransistoride”), nn. vertikaalne struktuur. Kuid nad on muutnud kogu väikese võimsusega seadmete toiteallika tehnoloogiat: kodumasinatest on üha raskem leida trafot rauast.

Pingemuundurite suure võimsusega väljaseadmetest on parimad isoleeritud paisuga indutseeritud kanal (MOSFET), nt. IFR3205, joonisel vasakul:

Pingemuundurite jõutransistorid

Tühise lülitusvõimsuse tõttu võib sellistel transistoridel alalisvoolu väljundiga muunduri kasutegur ulatuda 0,95-ni ja AC 50 Hz väljundiga 0,85-0,87. Sisseehitatud kanaliga MOSFETi analoogid, nt. IFRZ44, annavad madalama efektiivsuse, kuid on palju odavamad. Paar üht või teist võimaldab viia võimsuse koormas ca. 600 W; mõlemad on probleemideta paralleelsed (joonisel paremal), mis võimaldab ehitada kuni 3 kW võimsusega invertereid.

Märkus: sisseehitatud kanaliga lülitite lülitusvõimsuse kadu oluliselt reaktiivkoormusel (näiteks asünkroonne elektrimootor) töötamisel 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 mitmepolaarsed, mis võimaldab juhtida klahvipaare. Etalonmuundamissagedus määratakse ühe RC-ahelaga, mille parameetreid saab muuta laiades piirides.

Millal piisab püsivast töökohast?

220 V alalisvoolu tarbijate ring on piiratud, kuid just nemad vajavad autonoomset toiteallikat mitte ainult hädaolukordades. Näiteks kui töötate elektritööriistadega teel või oma saidi kaugemas nurgas. Või on see alati olemas, näiteks maja sissepääsu, esiku, koridori, lokaalse piirkonna avariivalgustuse juures päikesepatareist, mis laadib akut päeva jooksul. Kolmas tüüpiline juhtum on telefoni laadimine liikvel olles sigaretisüütajast. Siin on väljundvõimsust vaja väga vähe, nii et inverteri saab teha ainult 1 transistoriga vastavalt lõõgastusgeneraatori ahelale, vt järgmist. videoklipp.

Video: võimendusmuundur ühel transistoril

Juba 2-3 LED-pirni toiteks vajate rohkem võimsust. Püüdes seda "pigistada", langeb blokeerimisgeneraatorite efektiivsus järsult ja peate lülituma eraldi ajastuselementide või täieliku sisemise induktiivse tagasisidega ahelatele, need on kõige ökonoomsemad ja sisaldavad kõige vähem komponente. Esimesel juhul kasutatakse ühe lüliti lülitamiseks ühe trafo mähise iseinduktsiooni EMF-i koos ajastusahelaga. Teises on sageduse seadistuselemendiks oma ajakonstandi tõttu astmeline trafo ise; selle väärtuse määrab eelkõige eneseinduktsiooni fenomen. Seetõttu nimetatakse mõlemat inverterit mõnikord iseinduktsioonmuunduriks. Nende efektiivsus ei ületa reeglina 0,6–0,65, kuid esiteks on vooluahel lihtne ega vaja reguleerimist. Teiseks on väljundpinge rohkem trapetsikujuline kui ruutlainekujuline; Nõudlikud tarbijad mõistavad seda kui modifitseeritud siinuslainet. Puudus: selliste muundurite väljalülitid on praktiliselt rakendamatud, kuna sageli ebaõnnestuvad primaarmähise pingetõusude tõttu lülitamise ajal.

Väliste ajastuselementidega vooluahela näide on toodud pos. 1 pilt:

Lihtsate pingemuundurite ahelad 12-200 V

Madala võimsusega pingemuunduri trafo magnetsüdamik on valesti valitud

Disaini autor ei suutnud sellest välja pigistada rohkem kui 11 W, kuid ilmselt ajas ta ferriidi segi karbonüülrauaga. Igal juhul pole tema enda fotol olev soomustatud (tassi) magnetahel (vt joonist paremal) mitte mingil juhul ferriit. See näeb välja rohkem nagu vana karbonüül, mis on väljast aja jooksul oksüdeerunud, vt joon. paremal. Selle inverteri trafo on parem kerida ferriitrõngale, mille ferriidi ristlõikepindala on 0,7–1,2 ruutmeetrit. cm.Primaarmähis peaks siis sisaldama 7 keerdu traati vase läbimõõduga 0,6-0,8 mm ja sekundaarmähis 57-58 keerdu traati 0,3-0,32 mm. See on mõeldud kahekordistamisega sirgendamiseks, vt allpool. "Puhta" 220 V jaoks - 230-235 traadi pööret 0,2-0,25. Sel juhul, kui KT814 asendada KT818-ga, annab see inverter 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 ruutmeetrist. cm.

Pos. Joonisel 2 on kujutatud veevoolueelse muunduri 12-220 skeem eraldi tagasisidemähistega. See pole nii arhailine. Esiteks on koormuse all olev väljundpinge trapetsikujuline, ümarate murdudega ja ilma naeluta. See on isegi parem kui modifitseeritud siinuslaine. Teiseks saab seda muundurit konstrueerida ilma vooluringis muutmata võimsusega kuni 300-350 W ja sagedusega 50 Hz, siis pole alaldit vaja, peate lihtsalt paigaldama VT1 ja VT2 radiaatoritele alates 250 kW. . vaata iga. Kolmandaks kaitseb see akut: ülekoormamisel konversioonisagedus langeb, väljundvõimsus väheneb ja veelgi rohkem laadides genereerimine peatub. See tähendab, et aku liigse tühjenemise vältimiseks pole automatiseerimist vaja.

Selle inverteri arvutamise protseduur on toodud joonisel.

Peamised suurused selles on konversioonisagedus ja tööinduktsioon magnetahelas. Konversioonisagedus valitakse olemasoleva südamiku materjali ja vajaliku võimsuse põhjal:

Ferriidi "kõigesöömine" on seletatav asjaoluga, et selle hüstereesiahel on ristkülikukujuline ja tööinduktsioon on võrdne küllastusinduktsiooniga. Terasest magnetsüdamike induktsiooni arvutatud väärtuste vähenemine võrreldes tüüpiliste väärtustega on tingitud mittesinusoidsete voolude lülituskadude järsust suurenemisest selle suurenemisel. Seetõttu on selle 50 Hz muunduri vana 270 W kirstu teleri toitetrafo südamikust võimalik eemaldada mitte rohkem kui 100–120 W. Aga – ilma kalata on kalas vähk.

Märkus: kui teil on terasest magnetsüdamik, mille ristlõige on sihilikult liiga suur, ärge pigistage sellest voolu välja! Olgu induktsioon parem - muunduri efektiivsus suureneb ja väljundpinge kuju paraneb.

Sirgendamine

Parem on nende inverterite väljundpinget alaldada paralleelse pinge kahekordistamisega vooluringiga (joonisel punkt 3 koos diagrammidega): selle komponendid maksavad vähem ja võimsuskaod mittesinusoidse voolu korral on väiksemad kui sillas. Kondensaatorid tuleks võtta "võimsusena", mis on mõeldud suure reaktiivvõimsuse jaoks (tähisega PE või W). Kui panete "heli" ilma nende tähtedeta, võivad need lihtsalt plahvatada.

50 Hz? See on väga lihtne!

Lihtne 50 Hz inverter (element 4 ülaloleval joonisel koos diagrammidega) on huvitav disain. Teatud tüüpi standardsete jõutrafode puhul on sisemine ajakonstant 10 ms lähedal, st. pool perioodi 50 Hz. Reguleerides seda ajastustakistitega, mis toimivad ka lüliti juhtvoolu piirajatena, saate koheselt saada väljundis tasandatud 50 Hz ruutlaine ilma keerukate moodustamisahelateta. Sobivad trafod TP, TPP, TN võimsusega 50-120 W, kuid mitte igasugused. Võimalik, et peate muutma takisti väärtusi ja/või ühendama nendega paralleelselt 1-22 nF kondensaatorid. Kui muundamissagedus on ikka veel kaugel 50 Hz, pole trafo lahtivõtmine ja tagasikerimine mõttetu: ferromagnetilise liimiga liimitud magnetahel läheb kohevaks ja trafo parameetrid halvenevad järsult.

See inverter on nädalavahetuse dacha muundur. See ei tühjenda auto akut samadel põhjustel nagu eelmine. Piisab aga verandaga maja valgustamisest LED-lampidega ja teleriga või kaevus oleva vibratsioonipumbaga. Reguleeritud inverteri muundamissagedus, kui koormusvool muutub 0-st maksimumini, ei ületa toitevõrkude tehnilisi norme.

Originaaltrafo mähised suunatakse nii. Tüüpilistes jõutrafodes on paarisarv sekundaarmähiseid 12 või 6 V jaoks. Kaks neist on "kõrvale pandud" ja ülejäänud joodetakse paralleelselt võrdse arvu mähistega rühmadesse. Järgmisena ühendatakse rühmad järjestikku, nii et saate 2 poolmähist, igaüks 12 V, see on madalpinge (primaar) mähis keskpunktiga. Ülejäänud madalpinge mähistest on üks ühendatud järjestikku 220 V võrgumähisega, see on astmeline mähis. Lisand on vajalik, sest... Bipolaarsetest komposiittransistoridest valmistatud lülitite pingelangus 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 varieerub märgatavalt sõltuvalt koormusvoolust. Maksimaalne koormusvõimsus on alla 400 W, seega on aeg mõelda kaasaegsetele vooluringilahendustele.

Lihtsa muunduri 12 V DC/220 V DC 500-600 W vooluring on näidatud joonisel:

Konverteri ahel 12-220 V DC 1000 W

Selle põhieesmärk on elektriliste käeshoitavate tööriistade toide. Selline koormus ei nõua tarnitava pinge kvaliteeti, seetõttu võetakse võtmed odavamalt; Sobivad ka IFRZ46, 48. Trafo on keritud ferriidile ristlõikega 2-2,5 ruutmeetrit. cm; Sobilik on arvuti UPS-i jõutrafo südamik. Esmane mähis - 2x5 pööret 5-6 mähisjuhtmest koosneva kimbu vase läbimõõduga 0,7-0,8 mm (vt allpool); sekundaarne - sama traadi 80 pööret. Reguleerimine pole vajalik, kuid aku tühjenemist ei jälgita, nii et töö ajal peate selle klemmidele kinnitama multimeetri ja ärge unustage seda vaadata (sama kehtib ka kõigi teiste omatehtud pingeinverterite kohta). Kui pinge langeb 10,8 V-ni (1,8 V elemendi 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. Põhiline lahendus selle vähendamiseks on ammu teada: selle lähedale asetatakse primaarmähis, mis “pumpab” magnetahelat energiaga; teisejärgulised selle kohal nende võimsuse kahanevas järjekorras. Tehnika on aga selline asi, et teoreetilised põhimõtted konkreetsete kujunduste puhul tuleb vahel pahupidi keerata. Üks Murphy seadustest ütleb u. seega: kui riistvara ikka ei taha nii nagu peaks, proovige sellega teha vastupidist. See kehtib täielikult ferriitrõnga magnetsüdamiku kõrgsagedustrafo kohta, mille mähised on valmistatud suhteliselt jämedast jäigast traadist. Kerige pingemuunduri trafo ferriitrõngale järgmiselt:

• Magnetahel on isoleeritud ja mähise süstiku abil keritakse sellele sekundaarne astmeline mähis, mis asetab pöörded võimalikult tihedalt, pos. 1 joonisel:

Pingemuunduri trafo kerimine ferriitrõngale

• Mähi sekundaarne osa tihedalt lindiga, pos 2.
• Valmistage primaarmähise jaoks ette 2 identset juhtmekimbust: kerige poole madalpingemähise keerdude arv õhukese kasutuskõlbmatu juhtmega, eemaldage see, mõõtke pikkus, lõigake varuga vajalik arv mähise juhtmesegmente ja pange need kokku. kimpudeks.
• Lisaks on sekundaarmähis isoleeritud, kuni saadakse suhteliselt tasane pind.
• Kerige “esmane” 2 kimpu korraga, asetades kimpude juhtmed teibiga ja jaotades pöörded ühtlaselt üle südamiku, pos. 3.
• Helistage kimpude otsad ja ühendage ühe algus teise otsaga, see on mähise keskpunkt.

Märkus: elektriskeemidel on mähiste algus, kui see on asjakohane, tähistatud punktiga.

50 Hz silutud

PWM-kontrolleri modifitseeritud siinuslaine ei ole ainuke võimalus saada inverteri väljundis 50 Hz, mis sobib iga kodumajapidamise elektritarbija ühendamiseks, ja seda ei teeks paha ka "silitada". Lihtsaim neist on vana hea raudtrafo, mis oma elektrilise inertsi tõttu “triigib” hästi. Tõsi, üle 500 W nimivõimsusega magnetsüdamiku leidmine on järjest keerulisem. 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:

• Algselt määratud tööinduktsiooni väärtus jagatakse 1,1-ga ja rakendatakse kõigis edasistes arvutustes. See on vajalik selleks, et arvestada nn. mittesinusoidne pinge kujutegur Kf; sinusoidi jaoks Kf=1.
• Astmemähis arvutatakse esmalt 220 V võrgumähisena antud võimsuse jaoks (või määratakse magnetahela parameetrite ja tööinduktsiooni väärtuse järgi). Seejärel korrutatakse 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 madalpinge mähisest arvutatakse sekundaarpingena 14,5 V 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:

Pingemuunduri ahelad 12-220 V 50 Hz 500-1000 W jaoks

Vasakpoolsel juhib klahve nn põhiostsillaator. “pehme” multivibraator tekitab juba ummistunud esiosades ja silutud murdudes looklemist, nii et täiendavaid silumismeetmeid pole vaja. Pehme multivibraatori sageduse ebastabiilsus on suurem kui tavalisel, nii et selle reguleerimiseks on vaja potentsiomeetrit P. KT827 klahvidega saate eemaldada võimsust kuni 200 W (radiaatorid alates 200 ruutcm ilma puhumine). Klahvid KP904-l vanast prügist või IRFZ44-st 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 põhiostsillaatoriga TL494-l (joonisel paremal) hoiab sagedust kindlalt kõigis mõeldavates töötingimustes. Pseudosinusoidi tõhusamaks silumiseks kasutatakse nn fenomeni. ükskõikne resonants, mille puhul voolude ja pingete faasisuhted võnkeahelas muutuvad samaks, mis ägeda resonantsi korral, kuid nende amplituudid ei suurene märgatavalt. Tehniliselt on see lahendatav lihtsalt: võimendusmähisesse on ühendatud silumiskondensaator, mille mahtuvuse väärtus valitakse koormuse all oleva voolu (mitte pinge!) parima kuju järgi. Voolu kuju reguleerimiseks ühendatakse koormusahelaga 0,1-0,5 oomi takisti võimsusel 0,03-0,1 nimiväärtusest, millele on ühendatud suletud sisendiga ostsilloskoop. Silumismahtuvus ei vähenda inverteri efektiivsust, kuid selle konfigureerimiseks ei saa kasutada madalsageduslike ostsilloskoopide simuleerimiseks mõeldud arvutiprogramme, kuna nende kasutatava helikaardi sisend ei ole mõeldud amplituudile 220x1,4 = 310 V! Võtmed ja volitused on samad, mis varem. juhtum.

Täpsem 12-200 V 50 Hz muunduri ahel on näidatud joonisel.

Täiustatud muunduri ahel 12-200 V 50 Hz

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 resorptsiooni tõttu aeglustab T1 sulgumist ja iseinduktsiooni emf-i pinge tõuse. 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 väärtuse hajumine on üsna märkimisväärne ja lülitite lülitamine jääb ebaselgeks, mistõttu võib väljundpinge kuju isegi halveneda.

Drossel L1 on 5-6 keerdu 2,4 mm läbimõõduga traati vasel, mis on keritud ferriitvarda tükile läbimõõduga 8-10 m ja pikkusega 30-40 mm sammuga 3,5-4 mm. Drosselklapi magnetahel ei tohi olla lühises! Ahela seadistamine on üsna vaevarikas ülesanne ja nõuab palju kogemusi: peate valima L1, R11 ja C5 vastavalt koormuse all oleva väljundvoolu parimale kujule, nagu ka eelmises. juhtum. Kuid sellelt muundurilt töötav Hi-Fi jääb kõige nõudlikumate jaoks "hi-fiks".
y kuulujutt.

Kas ilma trafota on võimalik?

Juba võimsa 50 Hz trafo mähisjuhe maksab päris kopika. “Kirstu” trafode magnetsüdamikud kokku kuni 270 W on enam-vähem olemas, kuid inverteris ei saa sellest rohkem kui 120-150 W välja pigistada ja kasutegur on heal juhul 0,7, sest “kirstu” magnetsüdamikud on keritud paksust lindist, mille pöörisvoolukaod on mähiste mittesinusoidse pinge korral suured. SL-magnetsüdamiku leidmine, mis on valmistatud õhukesest ribast, mis suudab anda 0,7 Tesla induktsiooniga rohkem kui 350 W võimsust, on üldiselt problemaatiline, see on kallis ja kogu muundur on tohutu ja raske. UPS-i trafod ei ole mõeldud sagedaseks tööks pikaajalises režiimis - need kuumenevad ja nende magnetahelad inverterites lagunevad üsna kiiresti - magnetilised omadused halvenevad suuresti, muunduri võimsus langeb. Kas on väljapääs?

Jah, ja seda lahendust kasutatakse sageli kaubamärgiga muundurites. See on elektrisild, mis on valmistatud kõrgepinge jõuväljatransistoride lülititest, mille läbilöögipinge on 400 V ja äravooluvool 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; Kõikide klahvide juhtahelad on galvaaniliselt eraldatud. Tööstusdisainilahenduste puhul juhitakse võtmeid spetsiaalsete seadmete abil. IC optroni isolatsiooniga, kuid amatöörtingimustes saab mõlemad asendada täiendava väikese võimsusega inverteriga 12 V DC - 12 V 50 Hz, mida toidab riistvara väike trafo, vt joon. Selle jaoks mõeldud magnetsüdamiku saab võtta Hiina turu väikese võimsusega toitetrafost. Tänu oma elektrilisele inertsile on väljundpinge kvaliteet isegi parem kui modifitseeritud siinuslainel.

Ahel pingemuundurilt 220 V 50 Hz vastuvõtmiseks ilma riistvara võimsa trafota