DIY inverterek 12 220V 3000W. Nagyfeszültség és így tovább. Rádióáramkörök kezdőknek önálló összeszereléshez

12-220 V-os inverterekre van szükség a berendezések táplálásához, ha nem lehetséges a háztartási hálózat ellátása. A készülék sajátossága, hogy 12 V egyenfeszültséget lehet vele 220 V váltófeszültséggé alakítani. Néhány évtizeddel ezelőtt ez még szinte elképzelhetetlennek tűnt, de ma, amikor hatalmas elembázis van, nem nehéz ilyen átalakítót készíteni.

Inverteres teljesítmény

Utazás közben használhatja a 12-220-as autóinvertert. Bármilyen háztartási gép használható terepi körülmények között is. De a megengedett maximális terhelés kicsi - néhány száz watt. A legerősebb eszközök lehetővé teszik 2-3 kW teljesítményű terhelés csatlakoztatását, de az akkumulátor gyorsan lemerül. Terheléstípusok áramfelvétel szerint:

1. Reaktív - részben fogyasztja az áramforrásból kapott energiát.
2. Aktív - az energiát maximálisan fogyasztják.

Ha pontosan tudja, milyen terhelést fog csatlakoztatni az inverterhez, akkor a maximális teljesítmény kiszámítása nem lesz nehéz. Tegyük fel, hogy maximum 300 watt teljesítményű terhelést tervez csatlakoztatni a készülékhez. Maga az inverter teljesítményének körülbelül 25% -kal nagyobbnak kell lennie - egy ilyen tartalék elég. Ezért az igények teljes kielégítéséhez 375 W teljesítményű inverterre van szüksége. De ilyet akciósan nem találsz. Ezért olyan eszközt kell választania, amelynek teljesítménye 400 W - a legközelebbi érték.

Hol használhatók ezek az eszközök?

A 12-220 V-os feszültséginverterek legegyszerűbb típusa a számítástechnikában használt szünetmentes tápegység. De van egy nagy hátrányuk - alacsony fogyasztás, az akkumulátor nem tart sokáig. És ha a készüléket a mindennapi életben egy mini-erőművel (akár szélerőművel is) együtt használják, akkor a stabil teljesítmény garantált. Az inverterek jellemzően a következő kivitelben találhatók:

1. Biztonsági riasztók.
2. Fűtési kazánok.
3. Szivattyútelepek.
4. Számítógépes szerverek és egyéb rendszerek.

Más szavakkal, ott használják őket, ahol állandó 220 voltos tápfeszültségre van szükség. A háztartási feszültségstabilizátorok nem mások, mint az inverterek. Csak bennük történik a váltakozó feszültség állandóvá alakítása, stabilizálása, ami után ismét 220 V-ra emelkedik. Sőt, elektromos félvezető kapcsolók és PWM modulátor segítségével szinte ideális szinuszos kialakítás érhető el.

A kialakítás jellemzői

A 12-220 voltos invertereket meglehetősen széles körben használják. Az átlagos autósok energiaforrásként használják őket hosszú utakon. Egyszerűen bekapcsolhatja az elektromos borotvát, a hajszárítót, a TV-t, és még a vízforralót is felforralhatja. Igaz, az akkumulátor gyorsan lemerül. Ezért jobb, ha eszközöket használnak az alapvető készülékek és a világítás táplálására.

A legegyszerűbb házi 12-220 V-os inverterek több teljesítménytranzisztorból és egy multivibrátorból is elkészíthetők. A készülék erős fagyban is üzemeltethető. De meleg időjárás esetén további hűtést kell biztosítani, különben a tranzisztorok meghibásodnak. A félvezető teljesítménytranzisztorok hűtéséhez egy személyi számítógép egyszerű hűtőjét csak egy radiátorra kell felszerelni.

A legegyszerűbb házi inverter

Szinte minden kereskedelemben kapható inverter nagyfrekvenciás árammal működik. A klasszikus áramkörök, amelyek transzformátor alapúak, teljesen feledésbe merültek, impulzusos kialakításokra cserélték őket.

Egy K561TM2 mikroáramkör alapján, amely két D-flip-flopból áll, lehetséges a legegyszerűbb master útvonal elkészítése egy inverter számára. Az áramkör egy mesteroszcillátorból áll, melynek szerepét a DD1 tölti be, valamint a DD1.2 triggerre készült frekvenciaosztóból.

Az olyan teljesítménytranzisztorokat, mint a KT827 vagy KT819, a feszültség átalakítására használják. Az IRFZ44 típusú térhatású tranzisztorok nagyon jó eredményeket mutatnak. Master generátor segítségével szinuszos képződik, amely a szerkezet normál működéséhez szükséges.

Az inverter jellemzői

Az 50 Hz-es áramkör létrehozásához szekunder tekercset és elektrolit kondenzátorokat, valamint vele párhuzamosan kapcsolt terhelőelemet kell használni. Ha nincs terhelés a kimenetre csatlakoztatva, az áramkör nem működik. Amint bármely fogyasztót csatlakoztat, az inverter elkezdi átalakítani a 12 voltos feszültséget 220 V-ra.

A kimeneti szinusz messze nem ideális. Ez egy ilyen rendszer óriási hátránya. A teljesítmény növeléséhez drágább és hatékonyabb típusú tranzisztorokat kell használni. Jegyezze fel a kimenetre csatlakoztatott elektrolit kondenzátort. Minimális 250 V feszültségre kell tervezni. Jobb lesz, ha ez az érték nagyobb, mint 300 V.

Modern alkatrészekre épülő eszközök

Az ilyen áramkörök használhatók háztartási készülékek, fénycsövek stb. táplálására. A kialakításban a KT819GM ​​típusú teljesítménytranzisztorok nagy felületű radiátorra vannak szerelve a hűtés javítása érdekében. Az áramkör a KR121EU1 logikai elemen alapuló mesteroszcillátort tartalmaz, a fent tárgyalt esethez hasonlóan, és az IRL2505 térhatású tranzisztorok is jól működnek.

A KR12116U1 mikroáramkör kiválasztása nem volt véletlen - a tápkapcsolók kétcsatornás beállításával rendelkezik. Ezért ideális az egyszerű kialakításokhoz. A fő oszcillátor által generált frekvencia az áramkörben használt passzív elemektől függ. A generátortól érkező jel segítségével a félvezetőket kinyitják és lezárják.

Ha a tranzisztorok csatornái nyitva vannak, ellenállásuk csak 0,008 Ohm - ez nagyon kevés. Ezért kis teljesítményű tranzisztorok használhatók. Például, ha a kimenetre 100 W teljesítményű transzformátort szerelnek be, akkor normál üzemmódban körülbelül 104 A áram folyik át a tranzisztorokon. Impulzus üzemmódban a csúcsérték 350-360 Amper lehet.

Kész táblák inverterek összeszereléséhez

Akciósan kész modulokat találhat. Ezek olyan táblák, amelyekre fel vannak szerelve:

1. Transzformátor.
2. Félvezető tápkapcsolók.
3. Radiátor.
4. Passzív elemek.
5. Maradékáram-védőberendezések, biztosítékok.

Egy ilyen 12-220 inverter tiszta szinuszhullámot produkál a kimeneten, mivel modern üzemben gyártják.A kész blokkok költsége meglehetősen magas. A legkisebb teljesítményű nem kevesebb, mint 300-350 rubel, és ez a nagykereskedelmi ár. Minél nagyobb a készülék teljesítménye, annál magasabb a költsége.

Az ilyen eszközök használata előtt azonban meg kell találnia a megfelelő házat. A táblát úgy kell felszerelni, hogy a belső tér jól lehűljön. Célszerű további kényszerhűtést végezni egy személyi számítógép hűtőjével. A 12-220 invertert, melynek diagramja fent látható, szintén megbízható házba kell szerelni. A lényeg az, hogy véletlenül ne érintse meg a nagyfeszültségű kivezetéseket.

Második élet a szünetmentes tápegységnek!

Ha van egy „extra” szünetmentes tápod, amelynek akkumulátora teljesen lemerült, akkor is újraélesztheted. Ehhez néhány apró változtatást kell végrehajtania:

1. Távolítsa el a régi akkumulátort.
2. Forrasztson új vezetékeket a 12 voltos akkumulátorhoz való csatlakozáshoz.
3. A vezetékek szélein szerelje fel az autó akkumulátorához való csatlakozáshoz szükséges kapcsokat. Ha a készüléket autóban használják, akkor a szivargyújtóról is táplálható. De nem kívánatos ezt megtenni - a készülék nagy teljesítménye a vezetékek túlzott melegítését okozza.

A háztartási készülékek szünetmentes tápegységhez való csatlakoztatásához aljzatokat kell készítenie. A legegyszerűbb, ha egy régi túlfeszültség-védőből és egy dugós vezetékdarabból készítünk hordozót, amiben benne lesz az összes berendezés.

Szünetmentes tápegységen alapuló tervezési jellemzők

Egy jó, 55 Ah kapacitású akkumulátorral egy ilyen kialakítás akár egy napig is képes fenntartani a normál hőmérsékletet egy inkubátorban 100 tojás számára. Bármely gazda tudja, milyen veszélyes a hipotermia az inkubátorok számára. Igaz, egy ilyen eszköz teljesítménye kicsi, a légkondicionáló vagy a hűtőszekrény nem fog megfelelően működni.

Ennek a kialakításnak az egyik hátránya, hogy a szabványos áramkör nem tudja teljesen feltölteni az autó akkumulátorát. Ezért, ha az akkumulátor teljesen lemerült, fel kell tölteni egy normál eszközről, amely 5-6 Ampernél nagyobb áramot termel.

Házi készítésű erős inverter

A 12 V 220 3000 W-os inverter saját kezű készítéséhez szüksége lesz az elektrotechnikai alapismeretekre és a szerelési ismeretekre. Több konkrét elemet kell készítenie. Az egyik egy impulzus transzformátor. Segítségével a feszültség 12-ről 220 V-ra nő. Ezenkívül több drága elemet is be kell szereznie. Az alábbiakban felsoroljuk őket:

1. PWM modulátor. Félvezető kapcsolók működéséhez szükséges. Segítségével beállítják a teljes áramkör működési frekvenciáját. Meg kell jegyezni, hogy a tápkapcsolók kapcsolási gyakorisága másodpercenként több tízezerszer.
2. A teljesítménykapcsolóként működő félvezető tranzisztorok nemcsak a jel erősítését, hanem a kapcsolást is lehetővé teszik. Nyílnak és zárnak, és PWM modulátorral párosítva szinte tiszta szinuszhullámot hoznak létre.
3. Alumínium radiátorok nagy felülettel. Minél nagyobb a készülék teljesítménye, annál nagyobb a szükséges radiátorfelület.
4. Fóliaanyag, amelyre minden elem fel van szerelve. Kívánság szerint természetesen falra szerelhető, de túl sok helyet foglal el. Néhány perc alatt elkészíthet egy ilyen házi készítésű 12-220 invertert saját kezével, de nem lesz biztonságos a használata, ha nem tesz intézkedéseket.
5. Passzív elemek - ellenállások, kondenzátorok.
6. Csatlakozó vezetékek.

Egy készülék gyártása során több elektromágneses relé is szükséges lehet a kapcsoláshoz. Egyébként eldöntheti, hogy a tápkapcsolók helyett megengedett az egyszerű elektromágneses relék használata. Csak egy dolog van - a kapcsolási sebesség nagyon magas (40-60 ezer művelet másodpercenként). Ezért az elektromechanikus eszközök nem tudnak megbirkózni ezzel a feladattal.

Kész inverterek

Ha nem szeretne saját kezűleg 12V 220 3000W-os invertert készíteni, akkor kész terméket vásárolhat gyönyörű tokban, sok csatlakozóval az eszközök csatlakoztatásához. De az ár túl magas. A legolcsóbbat, amelynek teljesítménye alig éri el az 50 W-ot, 800-1000 rubelért vásárolhatja meg. És elég lesz egy laptop akkumulátorát tölteni, vagy több LED-es világítólámpát táplálni. Ilyen eszközhöz már nem lehet elektromos hajszárítót vagy hajsütővasat csatlakoztatni.

A nagyobb teljesítményű készülékeknek (2000 W felett) ennek megfelelő ára van. A legolcsóbb 12-220 V-os inverter 3000-5000 rubelbe kerül. De minden a gyártótól függ. A jól ismert cégek által gyártott kiváló minőségű, többfunkciós eszközök több mint 20 000 rubelbe kerülhetnek. Éppen ezért az elektrotechnikában többé-kevésbé jártas emberek inkább saját kezűleg készítenek 12-220 invertert. Szerencsére a gyártáshoz szükséges elemek megtalálhatók a személyi számítógép legegyszerűbb tápegységében.

A TL494 12-220-as inverterének vázlata

Ez az inverter egy kész nagyfrekvenciás lecsökkentő transzformátort használ a számítógép tápegységéből, de a mi átalakítónkban éppen ellenkezőleg, egy emelő transzformátor lesz. Ez a transzformátor AT és ATX-ről is átvehető. Az ilyen transzformátorok általában csak méretükben különböznek egymástól, és a tűk helye megegyezik. Meghibásodott tápot (vagy transzformátort) bármelyik számítógépszervizben kereshet.

Ha nem talál ilyen transzformátort, megpróbálhatja kézzel feltekerni (ha van türelme). Itt van a transzformátor, amelyet az én verziómban használtam:

A tranzisztorokat radiátorra kell helyezni, különben túlmelegedhetnek és meghibásodhatnak.

Alumínium radiátort használtam egy félvezető szovjet tévéből. Ez a radiátor nem igazán passzolt a tranzisztorok méretéhez, de nem volt más lehetőségem.

Ennek az inverternek az összes nagyfeszültségű kivezetését is célszerű szigetelni, és jobb mindent egy házba szerelni, mert ha ezt nem teszik meg, akkor véletlenül rövidzárlat léphet fel, vagy egyszerűen megérintheti a nagyfeszültségű kivezetést, ami nagyon kellemetlen lesz.

Légy óvatos! Az áramkör kimenete nagyfeszültségű, és nagyon komoly ütést okozhat.

Laptop tápegységről tokot használtam. Méretében nagyon jól illeszkedik.

És persze az inverter működés közben:

Sok sikert mindenkinek, Kirill.

Egy elektromos eszköz otthoni hálózatához való csatlakoztatásához elegendő egy túlfeszültség-védő vagy szünetmentes tápegység. Ezek az eszközök megvédik a berendezést a túlfeszültségtől. De mi a teendő, ha erős feszültségesés van a hálózatban, vagy ha az elektromos hálózat magasabb vagy alacsonyabb feszültség alkalmazását igényli. Ilyen helyzetekben összeállíthat egy házi készítésű elektromos áram átalakítót 12 V-ról 220 V-ra. Ehhez meg kell értenie az eszköz működésének alapelveit.

Az átalakító olyan eszköz, amely növelheti vagy csökkentheti egy elektromos áramkör feszültségét. Így módosíthatja az áramköri feszültséget 220 V-ról 380 V-ra, és fordítva. Tekintsük az átalakító 12V-ról 220V-ra való felépítésének elvét.

Ezek az eszközök funkcionális céljuktól függően több osztályra/típusra oszthatók:

• Egyenirányítók. A váltakozó áram egyenárammá alakításának elvén működnek.
• Inverterek. Fordított sorrendben működnek, az egyenáramot váltakozó árammá alakítják.
• Frekvenciaváltók. Megváltoztatják az áramkörben lévő áram frekvenciakarakterisztikáját.
• Feszültség átalakítók. Változtassa fel vagy le a feszültséget. Ezek közé tartozik:
  • Kapcsoló tápegységek.
  • Szünetmentes tápegységek (UPS).
  • Feszültség transzformátorok.

Ezenkívül az összes eszközt két csoportra osztják - a vezérlési elv szerint:

1. Kezelve.
2. Irányíthatatlan.

Közös sémák

A feszültség egyik szintről a másikra történő átalakításához impulzus-átalakítókat használnak telepített induktív energiatároló eszközökkel. Ez alapján háromféle konverziós sémát különböztetünk meg:

• Invertálás.
• Emelés.
• Leminősítések.

A következő áramkörök mindegyike elektromos alkatrészeket használ:

1. Fő kapcsolóelem.
2. Tápegység.
3. A terhelési ellenállással párhuzamosan csatlakoztatott szűrőkondenzátor.
4. Induktív energiatároló (fojtó, induktor).
5. Dióda a blokkoláshoz.

Ezen elemek egy bizonyos sorrendben történő kombinálása lehetővé teszi a fenti sémák bármelyikének felépítését.

Egyszerű impulzus átalakító

A legalapvetőbb átalakítót egy régi számítógépes rendszeregység felesleges részeiből lehet összeállítani. Ennek az áramkörnek egy jelentős hátránya, hogy a 220 V-os kimeneti feszültség szinuszos alakjában messze nem ideális, frekvenciája pedig meghaladja a szabványos 50 Hz-et. Nem ajánlott érzékeny elektronikát csatlakoztatni egy ilyen eszközhöz.

Ez a séma egy érdekes műszaki megoldást alkalmaz. A kapcsolóüzemű tápegységekkel (például laptop) rendelkező berendezések konverterhez történő csatlakoztatásához simító kondenzátorokkal ellátott egyenirányítókat használnak az eszköz kimenetén. Az egyetlen negatívum, hogy az adapter csak akkor működik, ha az aljzat kimeneti feszültségének polaritása megegyezik az adapterbe épített egyenirányító feszültségével.

Egyszerű energiafogyasztók esetén a csatlakozás közvetlenül a TR1 transzformátor kimenetére történhet. Tekintsük ennek a rendszernek a fő összetevőit:

• R1 ellenállás és C2 kondenzátor - állítsa be az átalakító működési frekvenciáját.
• PWM vezérlő TL494. Az egész séma alapja.
• A Q1 és Q2 teljesítménytranzisztorokat a nagyobb hatékonyság érdekében használják. Alumínium radiátorokra helyezve.
• Az IRFZ44 tranzisztorok helyettesíthetők hasonló jellemzőkkel rendelkező IRFZ46 vagy IRFZ48 tranzisztorokra.
• A D1 és D2 diódák FR107, FR207 diódákkal is helyettesíthetők.

Ha az áramkör egy közös radiátor használatát foglalja magában, akkor a tranzisztorokat szigetelő távtartókon keresztül kell beépíteni. A séma szerint a kimeneti fojtótekercs egy ferritgyűrűre van feltekerve a fojtóból, amelyet szintén eltávolítanak a számítógép tápegységéből. Az elsődleges tekercs 0,6 mm-es huzalból készül. 10 fordulattal kell rendelkeznie egy csappal a közepétől. A tetejére egy 80 menetből álló szekunder tekercs van feltekerve. A kimeneti transzformátor a szükségtelen szünetmentes tápegységről is eltávolítható.

A séma nagyon egyszerű. Helyes összeszerelés esetén azonnal működésbe lép, és nem igényel finomhangolást. Akár 2,5 A-es áramot is tud majd szolgáltatni a terhelésnek, de az optimális működési mód 1,5 A-nál nem nagyobb áram lesz - ez pedig több mint 300 W teljesítmény.

ÉRDEKES: Egy boltban egy hasonló konverter 3-4 ezer rubel körül mozog.

Átalakító áramkör AC kimenettel

Ezt a rendszert a Szovjetunió rádióamatőrei is ismerik. Ez azonban nem teszi hatástalanná. Éppen ellenkezőleg, nagyon jól bevált, és fő előnye a stabil váltakozó áram fogadása 220 V feszültséggel és 50 Hz frekvenciával.

A K561TM2 mikroáramkör, amely egy kettős típusú D-trigger, oszcillációs generátorként működik. Ez az elem helyettesíthető egy külföldi analóg CD4013-mal.

Magának az átalakítónak két, KT827A bipoláris tranzisztorra épített tápkarja van. Egy jelentős hátrányuk van az új térhatású tranzisztorokhoz képest - ezek az alkatrészek nyitott állapotban nagyon felforrósodnak, ami a nagy ellenállási értékeknek köszönhető. Az átalakító alacsony frekvencián működik, ezért erős acélmagot használnak a transzformátorban.

Ez az áramkör egy régi TC-180 hálózati transzformátort használ. Más egyszerű PWM-áramkörökön alapuló inverterekhez hasonlóan jelentősen eltérő szinuszos feszültség hullámformát állít elő. Ezt a hátrányt azonban némileg enyhíti a transzformátor tekercseinek és a C7 kimeneti kondenzátor magas induktivitása.

FONTOS: A transzformátor néha érezhető zümmögést produkálhat működés közben. Ez az áramkör problémáját jelzi.

Egyszerű tranzisztoros inverter

Ez a séma nem sokban különbözik a fent bemutatottaktól. A fő különbség a bipoláris tranzisztorokra épített téglalap alakú impulzusgenerátor használata.

Ennek az áramkörnek a fő előnye az, hogy az átalakító még nagyon alacsony akkumulátor töltöttség mellett is működőképes marad. Ebben az esetben a bemeneti feszültség tartománya 3,5 és 18 V között lehet. De vannak hátrányai is egy ilyen inverternek. Mivel az áramkörnek nincs stabilizátora a kimeneten, feszültségesés lehetséges, például amikor az akkumulátor lemerül. Mivel ez az áramkör is kisfrekvenciás, egy transzformátort választanak hozzá, hasonlóan a K561TM2 mikroáramkör alapján az inverterbe szerelthez.

Fejlesztések az inverter áramkörökben

A fenti diagramok nem hasonlíthatók össze a gyári termékekkel. Egyszerűek és rosszul működnek. Jellemzőik javítása érdekében meglehetősen egyszerű módosításokat végezhet, amelyek növelik az eszköz teljesítményét.

FIGYELEM: Bármilyen elektromos és elektronikus szerelést leválasztott áramforrással végezzen. Az áramkör ellenőrzése előtt ellenőrizze az összes bemenetet és kimenetet multiméterrel - ez elkerüli a kellemetlen következményeket.

Megnövelt teljesítmény

A fent tárgyalt áramkörök ugyanazon az elven alapulnak - a transzformátor primer tekercsét egy kulcselemen (kar kimeneti tranzisztoron) keresztül csatlakoztatják. A fő oszcillátor frekvenciája és munkaciklusa által meghatározott ideig az áramforrás bemenetére csatlakozik. Ebben az esetben mágneses térimpulzusokat generálnak, közös módú impulzusokat gerjesztenek a transzformátor szekunder tekercsében, amelynek feszültsége megegyezik a primer tekercs feszültségével, megszorozva a tekercsekben lévő fordulatok számának arányával.

Ennek megfelelően az áram áthalad a kimeneti tranzisztoron. Ebben az esetben ez egyenlő a terhelési áram és a fordulatok fordított arányának szorzatával (transzformációs arány). Kiderült, hogy az a maximális áram, amelyet a tranzisztor képes átengedni önmagán, meghatározza az átalakító maximális teljesítményét.

A kimeneti teljesítmény növelésére két módszert alkalmaznak:

• Erősebb tranzisztor beszerelése.
• Több kis teljesítményű tranzisztor párhuzamos csatlakoztatása egy karban.

Házi készítésű átalakító esetén célszerű a második módszert használni, mivel ez lehetővé teszi az eszköz működőképességének fenntartását, ha az egyik tranzisztor meghibásodik. Ezenkívül az ilyen tranzisztorok kevesebb pénzbe kerülnek.

Belső túlterhelés elleni védelem hiányában ez a módszer jelentősen megnöveli az átalakító túlélőképességét. Csökkenti a belső alkatrészek teljes felmelegedését is, ha azonos terhelés mellett működnek.

Automatikus kikapcsolás, ha az akkumulátor lemerült

Ezeknek a rendszereknek van egy jelentős hátránya. Nem biztosítanak olyan alkatrészt, amely kritikus feszültségesés esetén automatikusan kikapcsolná az átalakítót. De ennek a problémának a megoldása meglehetősen egyszerű. Megszakítóként elegendő egy normál autórelét beszerelni.

A relének saját kritikus feszültsége van, amelyen az érintkezők záródnak. Az R1 ellenállás ellenállásának kiválasztásával, amely a relé tekercselés ellenállásának körülbelül 10% -a, az érintkező megszakításának pillanata beállítható. Ez a lehetőség a diagramon látható.

Ez a lehetőség meglehetősen primitív. A működés stabilizálása érdekében az átalakítót egy egyszerű vezérlőáramkörrel egészítik ki, amely sokkal jobban és pontosabban tartja fenn a leállási küszöböt. A válaszküszöb beállítását ebben az esetben az R3 ellenállás kiválasztásával számítjuk ki.

Inverter hiba észlelése

A fent leírt áramköröknek gyakran két konkrét hibája van:

1. Nincs feszültség a transzformátor kimenetén.
2. Alacsony feszültség a transzformátor kimenetén.

Nézzük meg a hibák diagnosztizálásának módjait:

• Az átalakító összes karjának meghibásodása vagy a PWM generátor meghibásodása. A meghibásodást dióda segítségével ellenőrizheti. Egy működő PWM hullámzást fog mutatni a diódán, ha a tranzisztorok kapujához csatlakozik. A transzformátor tekercsének épségét is érdemes „szakadásra” ellenőrizni vezérlőjel jelenlétében.
• Az erős feszültségesés a fő jele annak, hogy az egyik erőkar leállt. Meghibásodást találni nem nehéz. A meghibásodott tranzisztornak hideg hűtőbordája lesz. A javításhoz ki kell cserélni az inverter kulcsát.

Következtetés

Az átalakítót otthon elkészíteni nem nehéz. A lényeg az, hogy kövesse a csatlakozási sorrendet és helyesen válassza ki az alkatrészeket. A legjobb, ha egy átalakítót szerelünk össze beépített védelmi mechanizmusokkal, amelyek megvédik a készüléket, amikor az akkumulátor feszültsége csökken.

A blogger Aka Kasyan csatornájának anyagait használták fel. Részletesen bemutatjuk egy egyszerű, 12–220 voltos feszültséginverter áramkörét és összeszerelését a rendelkezésre álló alkatrészekkel együtt. Az erős jó áramkörök még haladó rádióamatőrök számára is nehézkesek, kezdőknek pedig elérhetetlenek. Ezért fontolóra vették az inverter tervezésének egy változatát egy nem működő számítógépes tápegység részeiből. A sémát egyszerűnek választottuk, hogy mindenki megismételhesse. Konfigurációt nem igényelnek, PWM vezérlőre épülő opciók nincsenek, ami bonyolítaná a feladatot és megnehezítené a konfigurációt.

A legjobb, ha rádióelektronikai alkatrészeket vásárol ebben a kínai üzletben.

Az oktatóvideó a bejegyzés alján található.

Az áramkör csak tájékoztató jellegű, nincs stabilizálása, így a kimeneti feszültség eltér a deklarált 220 V-tól. Ezenkívül nincs védelem, és a kimenet egyenáramú. Ez azt jelenti, hogy AC motorok és hálózati transzformátorok nem csatlakoztathatók ehhez a kimenethez. Csatlakoztatható forrasztópáka, kis izzólámpák és gazdaságos lámpák, de háztartási célokra még mindig nem ajánlott ilyen áramkört használni.

Donorként egy nem működő számítógép tápegység.

A 220 voltos feszültségnövelő átalakító áramköre lent található.

A blokkból szüksége lesz: teljesítmény-impulzus transzformátorra, kondenzátorra, csoportstabilizáló fojtótekercsre és még néhány alkatrészre, amelyeket alább tárgyalunk. Ezen alkatrészek eltávolításához el kell választani a táblát a háztól. Ezt könnyű megtenni. A transzformátor kiforrasztásához forrasztópákát és kiforrasztószivattyút használunk. Ki kell forrasztani a radiátort, amelyen a fő teljesítménytranzisztorok találhatók, szigetelő tömítésekre és alátétekre van szükség.

A számítógép tápegységéből eltávolított elemeken kívül további két, 2 watt vagy 1 watt teljesítményű ellenállásra van szüksége, 270-470 ohm ellenállással. Szüksége van még két UV 5408-as diódára, bármilyen ultragyors, legalább 1 amper áramerősséggel, 400 voltos vagy nagyobb feszültséggel, 2 zener-dióda 5,1-6,8 voltos stabilizációs feszültséggel, lehetőleg 1,2 watt. N-csatornás téreffektus tranzisztorok Rf840 vagy erősebb Rf460 vagy 250 az Rfp vonalból. Ez az áramkör 18 amperes 600 voltos, 18N60 típusú tranzisztorokat tartalmaz.

A következő elem a fojtószelep. A csoportstabilizáló fojtótekercsen több független tekercs található, ezek feltekerhetők, vagy a vezetékek levághatók, így egyetlen teljesítménytekercs marad. Ha a fojtót a semmiből tekerik, akkor a tekercs 1,2-1,5 milliméteres huzalból áll, és 7-15 fordulatot tartalmaz.

Transzformátor. Van egy szekunder kimeneti tekercs, 2 érintkező hozzájuk és egy elsődleges. Jegyezze fel a csapot és a két jobb oldali érintkezőt. Két névjegyre van szüksége a bal oldalon (a videó tükrözve volt). Jelet teszünk melléjük, a tranzisztorok tápcsatlakozói ezekhez az érintkezőkhöz vannak kötve. Ezután az 1 mikrofarad kondenzátorunkat párhuzamosan csatlakoztatjuk a transzformátor azonos érintkezőjéhez.

Áramkör telepítés

A tranzisztorok a hűtőbordára vannak felszerelve. A videóban mindent csuklós rögzítéssel szereltek össze az egyszerűség kedvéért. A tranzisztorok középső kapcsait meg kell hajlítanunk, és a transzformátor két jobb oldali kivezetéséhez kell csatlakoztatnunk.

A beépített kapcsolási rajz így néz ki.

Most egy kis teljesítményű izzólámpát kell csatlakoztatnia a kimeneti tekercshez, és áramot kell adnia az áramkör működőképességének ellenőrzéséhez. Ki kell forrasztania két elektrolit kondenzátort a számítógép tápegységéből. Ezen kondenzátorok és diódák alapján szimmetrikus feszültségszorzót készítünk, ill.

Mivel a transzformátor szekunder tekercsének kimeneti feszültsége hozzávetőlegesen 100 volt, ezt meg kell emelni. Ebből a célból a szorzó 2-szeresére növeli a feszültséget.

A kondenzátorokon kívül két gyors működésű diódára van szükség. Ebben a verzióban UF 5408, de bármilyen 400-600 gyűrűs diódát használhat 2-3 amper feletti áramerősséggel.

Egy kisméretű, körülbelül 60 watt teljesítményű izzólámpa teljes hőfokon ég, az elemek kis teljesítményűek, de ez nem zavarja a munkafolyamatot.

Összegzésképpen elmondhatjuk, hogy ez az egyszerű inverter áramkör a tápfeszültségek széles tartományában működik 12 voltig. 6 V-on kezd működni, így 220 voltos kimenetet ad. Az egyszerűség és a hozzáférhetőség a rendszer fő előnyei. Jobb, ha 15-20 amperes biztosítékon keresztül táplálja az áramot. Figyelembe kell venni, hogy a szorzókondenzátorokon nagy feszültség marad. Ezért a készülék leválasztása után feltétlenül töltse ki a szorzót 40 wattos izzólámpa.

Az áramkörben ellenállások is vannak húzva, a kondenzátort ezek az ellenállások söntölik. Ezek az ellenállások ebben a projektben nincsenek telepítve, de mindenképpen ajánlott használni őket.

A tranzisztorok olyan feszültségeken használhatók, amelyek nem olyan magasak, mint a fent jelzett. Sokkal alacsonyabb feszültségre korlátozhatja magát, például 40-55 V, például az irfz44n megfelelő, a fő feltétel az, hogy tartsák az áramot és a lehető legkisebb csatornaellenállással rendelkezzenek, ez határozza meg az áramkör felmelegedését és terhelés alatti megereszkedését . Más szóval, minél kisebb a térhatású tranzisztor csatorna ellenállása, annál több O Több teljesítmény érhető el a tranzisztorok kisebb fűtésével.

A 12V/220V-os inverter elengedhetetlen dolog egy háztartásban. Néha egyszerűen szükséges: például a hálózat eltűnt, a telefon lemerült, és hús van a hűtőszekrényben. A kereslet határozza meg a kínálatot: az 1 kW-os vagy nagyobb kész modellekért, amelyekről bármilyen elektromos készüléket táplálhat, valahol 150 dollártól kell fizetnie. Talán több mint 300 dollár. A feszültségátalakító saját kezű készítése azonban korunkban bárki számára elérhető, aki tudja, hogyan kell forrasztani: a kész alkatrészkészletből való összeszerelés három-négyszer kevesebbe fog kerülni + egy kis munka és fém hulladékból. Ha van töltője autóakkumulátorokhoz, általában 300-500 rubelt költhet. Ha pedig alapvető rádióamatőr ismeretekkel is rendelkezel, akkor a rejtekben való turkálás után simán lehet 500-1200 W-ra 12V DC/220V AC 50Hz invertert készíteni. Tekintsük a lehetséges lehetőségeket.

Opciók: Globális

Egy 12-220 V-os feszültségátalakító 1000 W-ig vagy annál nagyobb teljesítményig általában önállóan készíthető a következő módokon (a költségek növekedésének sorrendjében):

1. Helyezzen egy kész egységet az Avito, Ebay vagy AliExpress hűtőbordájával ellátott tokba. Keresse meg az "inverter 220" vagy "inverter 12/220" kifejezést; azonnal hozzáadhatja a szükséges teljesítményt. Ez kb. ugyanennek a gyárinak a fele. Nincs szükség elektromos ismeretekre, de - lásd alább;
2. Szerelje össze ugyanazt a készletből: nyomtatott áramkör + „szétszórt” alkatrészek. Ott megvásárolható, de a kéréshez hozzá van adva a barkácsolás, ami önálló összeszerelést jelent. Az ár még mindig kb. 1,5-szer alacsonyabb. Rádióelektronikai alapismeretek szükségesek: forrasztási, multiméterhasználati készség, aktív elemek kivezetéseinek vezetékezésének (kivezetéseinek) ismerete vagy felkutatási képesség, poláris alkatrészek (diódák, elektrolitkondenzátorok) beépítésének szabályai. az áramkörben és annak meghatározásának képessége, hogy milyen áramerősségre és milyen keresztmetszetű vezetékekre van szükség;
3. Illessze a számítógép szünetmentes tápegységét (UPS, UPS) az inverterhez. Normál akkumulátor nélkül működő, használt UPS-t 300-500 rubelért találhatunk. Nincs szükség készségekre – egyszerűen csak csatlakoztassa az autó akkumulátorát az UPS-hez. De külön kell töltenie, lásd alább;
4. Válasszon egy átalakítási módszert, egy diagramot (lásd alább) az igényeinek és az alkatrészek rendelkezésre állásának megfelelően, számolja ki és szerelje össze teljesen saját maga. Lehet, hogy teljesen ingyenes, de az alapvető elektronikai ismeretek mellett szüksége lesz néhány speciális mérőműszer használatára (lásd alább) és egyszerű mérnöki számítások elvégzésére is.

Kész modulból

Összeszerelési módok a bekezdések szerint. Az 1 és a 2 valójában nem ilyen egyszerű. A kész gyári inverterek házai hűtőbordaként is szolgálnak a belső erős tranzisztoros kapcsolókhoz. Ha „félkész terméket” vagy „lazát” vesz, akkor nem lesz nekik ház: figyelembe véve az elektronika, a kézi munka és a színesfémek jelenlegi költségeit, az árkülönbséget pontosan a hiánya magyarázza. a második és esetleg a harmadik. Vagyis magának kell radiátort készítenie az erős kulcsokhoz, vagy keresnie kell egy kész alumíniumot. Vastagságának a kulcsok felszerelési helyén legalább 4 mm-nek kell lennie, az egyes kulcsok területe pedig legalább 50 négyzetméter. lásd a kimenő teljesítmény minden kW-ját; 12 V-os számítógépes ventilátor-hűtőről fújással 110-130 mA – 30 négyzetméterről. cm*kW*kulcs.

Kész 12/220 V-os feszültséginverter modulok

Például egy készletben (modulban) 2 kulcs van (láthatók, kilógnak a táblából, lásd balra az ábrán); a radiátoron lévő kulcsokkal ellátott modulok (az ábrán jobb oldalon) drágábbak, és bizonyos, általában nem túl nagy teljesítményre tervezték. Hűtő nincs, a szükséges teljesítmény 1,5 kW. Ez azt jelenti, hogy 150 négyzetméteres radiátorra van szüksége. lásd Ezen kívül a kulcsokhoz beszerelő készletek is találhatók: szigetelő hővezető tömítések és szerelvények rögzítőcsavarokhoz - szigetelő poharak és alátétek. Ha a modul hővédelemmel rendelkezik (a billentyűk között lesz valami más darab – hőérzékelő), akkor egy kis hőpasztával ragasszuk a radiátorra. Vezetékek - természetesen lásd alább.

A UPS-től

A 12V DC/220V AC 50Hz inverter, amelyhez a megengedett teljesítményhatáron belül tetszőleges eszköz csatlakoztatható, számítógépes UPS-ből készül, egészen egyszerűen: a szabványos vezetékeket az „az ön” akkumulátorához hosszúkásra cseréljük, az autó akkumulátorának kapcsokkal. terminálok. A vezeték keresztmetszetét a megengedett 20-25 A/sq áramsűrűség alapján számítják ki. mm, lásd még alább. De a nem szabványos akkumulátor miatt problémák merülhetnek fel - vele, és drágább és szükségesebb, mint egy konverter.

Az UPS ólom-savas akkumulátorokat is használ. Ma ez az egyetlen széles körben elérhető másodlagos vegyi áramforrás, amely képes rendszeresen nagy áramokat (extra áramokat) leadni anélkül, hogy 10-15 töltési-kisütési ciklus alatt teljesen „megölne”. A repülésben ezüst-cink akkumulátorokat használnak, amelyek még nagyobb teljesítményűek, de iszonyatosan drágák, nem kaphatók széles körben, élettartamuk pedig a mindennapi viszonylatban elenyésző - kb. 150 ciklus.

A savas akkumulátorok kisülését egyértelműen a bankon lévő feszültség figyeli, és az UPS vezérlő nem engedi, hogy az „idegen” akkumulátort mértéktelenül lemerítsék. De a szabványos UPS akkumulátorokban az elektrolit gél, míg az autó akkumulátorokban folyékony. A töltési módok mindkét esetben jelentősen eltérnek: a gélen nem vezethető át ugyanaz az áram, mint folyadékon, folyékony elektrolitban pedig túl alacsony töltőáram esetén az ionok mobilitása alacsony lesz, és nem minden visszakerülnek a helyükre az elektródákban. Ennek eredményeként az UPS krónikusan alultölti az autó akkumulátorát, hamarosan szulfáttá válik és teljesen használhatatlanná válik. Ezért az UPS inverteréhez akkumulátortöltőre van szükség. Elkészítheted magad is, de az egy másik téma.

Akkumulátor és tápellátás

Az átalakító adott célra való alkalmassága az akkumulátortól is függ. A feszültségnövelő inverter nem vesz el energiát a fogyasztók számára az Univerzum „sötét anyagából”, a fekete lyukakból, a szent szellemből, vagy máshonnan csak úgy. Csak az akkumulátortól. És ebből veszi a fogyasztóknak szállított áramot, osztva magának az átalakító hatékonyságával.

Ha egy márkás inverter testén „6800 W” vagy ennél többet lát, higgyen a szemének. A modern elektronika lehetővé teszi, hogy egy cigarettásdoboz térfogatába még nagyobb teljesítményű készülékek férjenek bele. De tegyük fel, hogy 1000 W-os terhelési teljesítményre van szükségünk, és egy rendes 12 V 60 A/h-s autóakkumulátor áll rendelkezésünkre. Az inverter hatásfokának jellemző értéke 0,8. Ez azt jelenti, hogy kb. 100 A. Ilyen áramhoz 5 négyzetméter keresztmetszetű vezetékekre is szükség van. mm (lásd fent), de itt nem ez a fő dolog.

Az autórajongók tudják: ha 20 percig járatja az önindítót, vegyen új akkumulátort. Igaz, az új gépeknél időkorlátok vannak a működésére, így talán nem is tudják. Azt pedig biztosan nem mindenki tudja, hogy egy autó indítója, ha egyszer felpörög, kb. 75 A (indításkor 0,1-0,2 másodpercen belül - 600 A-ig). A legegyszerűbb számítás - és kiderül, hogy ha az inverterben nincs olyan automata berendezés, amely korlátozza az akkumulátor lemerülését, akkor a miénk 15 perc alatt teljesen lemerül. Tehát a meglévő akkumulátor képességeit figyelembe véve válassza ki vagy tervezze meg átalakítóját.

Megjegyzés: ez a számítógépes UPS-eken alapuló 12/220 V-os konverterek óriási előnyét jelenti – vezérlőjük nem engedi teljesen lemerülni az akkumulátort.

A savas akkumulátorok élettartama nem csökken észrevehetően, ha 2 órás árammal (12 A 60 A/h esetén 24 A, 120 A/h esetén 24 A és 210 A/h esetén 42 A) kisütjük őket. Az átalakítási hatásfok figyelembevételével ez a megengedett hosszú távú terhelési teljesítményt kb. 120 W, 230 W és 400 W. 10 percig. terhelés (például elektromos szerszám meghajtásához) 2,5-szeresére növelhető, de ezután az ABC-nek legalább 20 percig pihennie kell.

Összességében az eredmény nem teljesen rossz. A hagyományos háztartási elektromos szerszámok közül csak a daráló képes 1000-1300 W teljesítményre. A többi általában 400 W-ig, a csavarhúzók pedig 250 W-ig terjednek. A 12 V 60 A/h akkumulátorról készült hűtőszekrény inverteren keresztül 1,5-5 órán keresztül működik; elég ahhoz, hogy megtegye a szükséges intézkedéseket. Ezért van értelme 1 kW-os átalakítót készíteni egy 60 A/h-s akkumulátorhoz.

Mi lesz a kimenet?

Az eszköz súlyának és méretének csökkentése érdekében – ritka kivételektől eltekintve (lásd alább) – a feszültségátalakítók több száz Hz-ről egységre és több tíz kHz-re emelt frekvencián működnek. Egyetlen fogyasztó sem fogadja el az ilyen frekvenciájú áramot, és az energiaveszteség a hagyományos vezetékeknél óriási lesz. Ezért a 12-200 inverterek a következő kimeneti feszültséghez készülnek. típusok:

• Állandó egyenirányított 220 V (220 V AC). Alkalmas telefontöltők táplálására, a legtöbb tápegység (PS) táblagépekhez, izzólámpákhoz, fluoreszkáló házvezetőkhöz és LED-lámpákhoz. 150-250 W teljesítményükkel tökéletesek a kézi elektromos szerszámokhoz: az általuk fogyasztott egyenáram kissé csökken, a nyomaték pedig nő. Nem alkalmas TV-k, számítógépek, laptopok, mikrohullámú sütők stb. kapcsolóüzemű tápegységeinek (UPS) kezelésére. 40-50 W-nál nagyobb teljesítménnyel: ezeken szükségszerűen az ún. indítóegység, amelynek normál működéséhez a hálózati feszültségnek időszakonként nullán kell haladnia. Alkalmatlan és veszélyes a vas- és váltakozó áramú villanymotorokon transzformátorral ellátott eszközökhöz: álló elektromos szerszámok, hűtőszekrények, légkondicionálók, a legtöbb Hi-Fi audio, konyhai robotgépek, egyes porszívók, kávéfőzők, kávédarálók és mikrohullámú sütők (utóbbiaknál - forgómotoros asztal megléte miatt).
• Módosított szinuszhullám (lásd alább) - minden fogyasztó számára alkalmas, kivéve a Hi-Fi hangot UPS-sel, az egyéb 40-50 W-os UPS-sel rendelkező eszközöket (lásd fent), és gyakran a helyi biztonsági rendszereket, otthoni meteorológiai állomásokat stb. érzékeny analóg érzékelőkkel.
• Tiszta szinuszos - korlátozás nélkül alkalmas, kivéve a teljesítményt, bármilyen villamosenergia-fogyasztó számára.

Szinusz vagy pszeudozin?

A hatékonyság növelése érdekében a feszültségátalakítás nemcsak magasabb frekvenciákon történik, hanem heteropoláris impulzusokkal is. Nagyon sok fogyasztói eszközt azonban lehetetlen többpólusú téglalap alakú impulzussorozattal (az úgynevezett meanderrel) táplálni: a kanyargós frontokon a nagy túlfeszültségek még enyhén reaktív terhelés mellett is nagy energiaveszteségekhez vezetnek, és feszültséget okozhatnak. a fogyasztó meghibásodása. Ugyanakkor az átalakítót sem lehet szinuszos áramra tervezni - a hatásfok nem haladja meg a kb. 0.6.

Átalakítsa az egyenfeszültséget módosított és tiszta szinuszhullámmá

Csendes, de jelentős forradalom ebben az iparágban akkor következett be, amikor kifejezetten feszültséginverterekhez fejlesztettek ki mikroáramköröket, amelyek az ún. módosított szinuszos (az ábrán balra), bár helyesebb lenne pszeudo-, meta-, kvázi- stb. szinuszos. A módosított szinusz jelenlegi alakja lépcsőzetes, az impulzusfrontok megnyúltak (a katódsugár-oszcilloszkóp képernyőjén a meanderfrontok gyakran egyáltalán nem láthatók). Ennek köszönhetően a vason lévő transzformátorral vagy észrevehető reaktivitással (aszinkron villanymotorokkal) rendelkező fogyasztók „valóságosan” „értik” a pszeudozin hullámot, és úgy dolgoznak, mintha mi sem történt volna; A hardveres hálózati transzformátorral ellátott Hi-Fi hangot módosított szinuszhullámmal lehet táplálni. Ráadásul egy módosított szinuszost meglehetősen egyszerű módszerekkel ki lehet simítani „majdnem valódira”, a különbségek a tiszta szinuszostól az oszcilloszkópon szemmel alig észrevehetők; A „Pure Sine” típusú konverterek nem sokkal drágábbak, mint a hagyományosak, az ábra jobb oldalán.

Nem tanácsos azonban szeszélyes analóg komponensekkel és UPS-sel rendelkező eszközöket módosított szinuszhullámról futtatni. Ez utóbbiak rendkívül nemkívánatosak. A helyzet az, hogy a módosított szinusz középső platformja nem tiszta nulla feszültség. Az UPS módosított szinuszhullámról indító egysége nem működik tisztán, és előfordulhat, hogy a teljes UPS nem lép ki az indítási módból működési módba. A felhasználó ezt eleinte csúnya hibáknak látja, majd füst jön ki a készülékből, mint a viccben. Ezért az UPS-ben lévő eszközöket Pure Sine típusú inverterekről kell táplálni.

Az invertert mi magunk készítjük

Egyelőre tehát egyértelmű, hogy 220 V 50 Hz-es kimenetre a legjobb invertert készíteni, bár emlékezni fogunk az AC kimenetre is. Az első esetben a frekvencia szabályozásához frekvenciamérőre lesz szüksége: az áramellátó hálózat frekvenciájának ingadozásának normája 48-53 Hz. A váltakozó áramú villanymotorok különösen érzékenyek az eltéréseire: amikor a tápfeszültség frekvenciája eléri a tűréshatárt, felmelegszik és „elmegy” a névleges fordulatszámtól. Ez utóbbi nagyon veszélyes a hűtőszekrényekre és a klímaberendezésekre, a nyomáscsökkenés miatt helyrehozhatatlanul meghibásodhatnak. De nem kell vásárolnunk, bérelnünk vagy kölcsön kérnünk egy pontos és többfunkciós elektronikus frekvenciamérőt - nincs szükségünk a pontosságára. Vagy egy elektromechanikus rezonancia-frekvencia-mérő (1. poz. az ábrán), vagy bármely rendszer mutatója, poz. 2:

Az áramellátó hálózat frekvenciájának felügyeletére szolgáló eszközök

Mindkettő olcsó, az interneten és a nagyvárosokban elektromos szaküzletekben értékesítik. Egy régi rezonáns frekvenciamérőt a vaspiacon lehet találni, és egyik-másik az inverter beállítása után nagyon alkalmas a házban lévő hálózati frekvencia figyelésére - a mérő nem reagál a hálózatra való rákötésre.

50 Hz a számítógépről

A legtöbb esetben 220 V 50 Hz-es teljesítményre van szükség a nem különösebben erős fogyasztóknak, 250-350 W-ig. Akkor egy 12/220 V-os 50 Hz-es átalakító alapja egy régi számítógépből származó UPS lehet - persze ha valaki a kukában hever, vagy valaki olcsón eladja. A rakományra leadott teljesítmény kb. 0,7 a névleges UPS-től. Például, ha a testére „250W” van írva, akkor félelem nélkül csatlakoztathatók 150-170 W-ig terjedő eszközök. Többre van szüksége - először egy izzólámpán kell tesztelnie. 2 órán át tartott – hosszú ideig képes ilyen teljesítményt leadni. Hogyan készítsünk 12V DC/220V AC 50Hz invertert számítógépes tápegységről, lásd az alábbi videót.

Videó: egy egyszerű 12-220 konverter számítógép tápegységről

Kulcsok

Tegyük fel, hogy nincs számítógépes UPS, vagy több áramra van szüksége. Ekkor válik fontossá a kulcselemek kiválasztása: nagy áramot kell kapcsolniuk minimális kapcsolási veszteséggel, megbízhatónak és megfizethetőnek kell lenniük. Ebben a tekintetben a bipoláris tranzisztorok és tirisztorok magabiztosan a múlté válnak ezen az alkalmazási területen.

Az inverter üzletág második forradalma az erős térhatású tranzisztorok („tértranzisztorok”), az ún. függőleges szerkezet. Forradalmasították azonban a kis teljesítményű készülékek áramellátásának teljes technológiáját: egyre nehezebb vason lévő transzformátort találni a háztartási gépekben.

A feszültségátalakítók nagy teljesítményű terepi eszközei közül a legjobbak az insulated gate induced channel (MOSFET), pl. IFR3205, az ábrán balra:

Teljesítménytranzisztorok feszültségátalakítókhoz

Az elhanyagolható kapcsolási teljesítmény miatt az ilyen tranzisztorokon egy DC kimenetű inverter hatásfoka elérheti a 0,95-öt, az AC 50 Hz-es kimenettel pedig a 0,85-0,87-et. A MOSFET analógjai beépített csatornával, pl. Az IFRZ44 alacsonyabb hatékonyságot ad, de sokkal olcsóbbak. Az egyik vagy a másik pár lehetővé teszi, hogy a terhelésben lévő teljesítményt kb. 600 W; mindkettő gond nélkül párhuzamba állítható (az ábrán jobb oldalon), ami lehetővé teszi akár 3 kW teljesítményű inverterek építését.

Megjegyzés: a beépített csatornával rendelkező kapcsolók kapcsolási teljesítményvesztesége jelentősen reaktív terhelésen (például aszinkron villanymotornál) kapcsolónként elérheti az 1,5 W-ot. Az indukált csatornával rendelkező billentyűk mentesek ettől a hátránytól.

TL494

A harmadik elem, amely lehetővé tette a feszültségátalakítók jelenlegi állapotba hozását, a speciális TL494 mikroáramkör és analógjai. Mindegyik impulzusszélesség-modulációs (PWM) vezérlő, amely módosított szinuszos jelet generál a kimeneteken. A kimenetek többpólusúak, ami lehetővé teszi a kulcspárok vezérlését. A referencia konverziós frekvenciát egyetlen RC áramkör állítja be, melynek paraméterei tág határok között változtathatók.

Mikor elég egy állandó munka?

A 220 V-os DC fogyasztók köre korlátozott, de nem csak vészhelyzetekben van szükségük autonóm tápegységre. Például, ha elektromos szerszámokkal dolgozik az úton vagy a saját telephelyének távoli sarkában. Vagy mindig jelen van mondjuk a ház bejáratának, folyosójának, helyi területének vészvilágításánál napelemről, amely napközben tölti az akkumulátort. A harmadik tipikus eset a telefon töltése útközben a szivargyújtóról. Itt a kimeneti teljesítményre nagyon kevés szükség van, így az invertert mindössze 1 tranzisztorral lehet elkészíteni a relaxációs generátor áramkörének megfelelően, lásd a következőt. Videoklip.

Videó: Boost konverter egy tranzisztoron

Már 2-3 LED-es izzó táplálásához több áramra van szükség. Amikor megpróbálják „megszorítani”, a blokkoló generátorok hatékonysága meredeken csökken, és külön időzítő elemekkel vagy teljes belső induktív visszacsatolással rendelkező áramkörökre kell váltani, ezek a leggazdaságosabbak és a legkevesebb alkatrészt tartalmazzák. Az első esetben egy kapcsoló kapcsolásához a transzformátor egyik tekercsének önindukciós EMF-jét időzítő áramkörrel együtt használják. A másodikban a frekvencia-beállító elem maga a fokozó transzformátor saját időállandója miatt; értékét elsősorban az önindukció jelensége határozza meg. Ezért mindkét invertert néha önindukciós átalakítónak nevezik. Hatékonyságuk általában nem haladja meg a 0,6-0,65 értéket, de először is az áramkör egyszerű, és nem igényel beállítást. Másodszor, a kimeneti feszültség inkább trapéz alakú, mint négyszöghullám; Az „igényes” fogyasztók módosított szinuszhullámként „értik”. Hátránya: az ilyen átalakítókban a terepi kapcsolók gyakorlatilag nem alkalmazhatók, mert gyakran meghibásodnak a primer tekercs feszültséglökései miatt a kapcsolás során.

Példa egy külső időzítő elemekkel rendelkező áramkörre a poz. 1 kép:

Egyszerű feszültségátalakítók áramkörei 12-200 V

Kis teljesítményű feszültségátalakító transzformátorának helytelenül kiválasztott mágneses magja

A terv készítője nem tudott 11 W-nál többet kipréselni belőle, de láthatóan összekeverte a ferritet a karbonilvassal. Mindenesetre a páncélozott (pohár) mágneses áramkör a saját fényképén (lásd a jobb oldali ábrát) semmiképpen sem ferrit. Inkább úgy néz ki, mint egy régi karbonil, amely kívülről idővel oxidálódik, lásd az ábrát. jobb oldalon. Ennek az inverternek a transzformátorát jobb egy 0,7-1,2 négyzetméteres ferrit keresztmetszetű ferritgyűrűre tekercselni. cm. Ekkor az elsődleges tekercsben 7 menet 0,6-0,8 mm rézátmérőjű huzal, a szekunder tekercsben pedig 57-58 menet 0,3-0,32 mm átmérőjű huzal legyen. Ez a duplázással történő egyengetésre szolgál, lásd alább. „Tiszta” 220 V-hoz - 230-235 huzalfordulat 0,2-0,25. Ebben az esetben, ha a KT814-et KT818-ra cseréljük, ez az inverter 25-30 W teljesítményt ad le, ami 3-4 LED lámpához elegendő. A KT814 KT626-ra cserélésekor a terhelési teljesítmény kb. 15 W, de a hatásfok megnő. A kulcsos radiátor mindkét esetben 50 négyzetméteres. cm.

A poz. A 2. ábra a 12-220 „antediluvian” átalakító diagramját mutatja külön visszacsatoló tekercsekkel. Nem olyan archaikus. Először is, a terhelés alatti kimeneti feszültség trapéz alakú, lekerekített törésekkel és tüskék nélkül. Még egy módosított szinuszhullámnál is jobb. Másodszor, ez az átalakító az áramkör módosítása nélkül tervezhető akár 300-350 W teljesítményre és 50 Hz frekvenciára, akkor nincs szükség egyenirányítóra, csak a VT1 és VT2 fűtőtestekre kell telepítenie 250 kW-tól. . lásd mindegyik. Harmadszor pedig védi az akkumulátort: ​​túlterheléskor leesik az átalakítási frekvencia, csökken a kimeneti teljesítmény, ha pedig még jobban terheljük, akkor leáll a generálás. Vagyis az akkumulátor túlzott lemerülésének elkerülése érdekében nincs szükség automatizálásra.

Az inverter kiszámításának eljárása az ábrán látható pásztázásban látható:

A kulcsfontosságú mennyiségek az átalakítási frekvencia és a mágneses áramkör működési indukciója. Az átalakítási frekvencia a rendelkezésre álló mag anyaga és a szükséges teljesítmény alapján kerül kiválasztásra:

A ferritnek ezt a „mindenevőségét” az magyarázza, hogy hiszterézishurkja téglalap alakú, és a munkaindukció megegyezik a telítési indukcióval. Az acél mágneses magokban az indukció számított értékeinek a tipikus értékekhez viszonyított csökkenését a nem szinuszos áramok kapcsolási veszteségeinek meredek növekedése okozza. Ezért a régi 270 W-os „koporsós” TV táptranszformátorának magjából ebben az 50 Hz-es konverterben legfeljebb 100-120 W eltávolítható. De – hal nélkül a halban rák van.

Megjegyzés: ha szándékosan túlméretezett keresztmetszetű acél mágneses magja van, ne préseljen ki belőle áramot! Legyen jobb az indukció - az átalakító hatékonysága nő, és a kimeneti feszültség alakja javul.

Egyenesítés

Jobb, ha ezeknek az invertereknek a kimeneti feszültségét párhuzamos feszültségduplázással rendelkező áramkörrel egyenirányítják (3. tétel az ábrán diagramokkal): az ehhez tartozó alkatrészek olcsóbbak lesznek, és a nem szinuszos áram teljesítményvesztesége kisebb lesz, mint egy hídban. A kondenzátorokat „teljesítménynek” kell venni, nagy meddőteljesítményre tervezve (PE vagy W). Ha „hangos” betűket ír be ezek nélkül, előfordulhat, hogy egyszerűen felrobbannak.

50 Hz? Ez nagyon egyszerű!

Egy egyszerű 50 Hz-es inverter (a fenti ábrán 4. tétel diagramokkal) érdekes kialakítás. A szabványos teljesítménytranszformátorok bizonyos típusainál a belső időállandó közel 10 ms, azaz. fél periódus 50 Hz. Az időzítő ellenállásokkal történő beállításával, amelyek a kapcsoló vezérlőáramának korlátozójaként is működnek, azonnal simított 50 Hz-es négyszöghullámot kaphat a kimeneten, bonyolult formáló áramkörök nélkül. TP, TPP, TN transzformátorok 50-120 W-ra alkalmasak, de nem akármilyen. Előfordulhat, hogy módosítania kell az ellenállás értékeit és/vagy 1-22 nF-os kondenzátorokat kell velük párhuzamosan csatlakoztatni. Ha az átalakítási frekvencia még mindig messze van az 50 Hz-től, akkor hiába kell szétszedni és visszatekerni a transzformátort: ​​a ferromágneses ragasztóval ragasztott mágneses áramkör felbolyhosodik, a transzformátor paraméterei erősen romlanak.

Ez az inverter egy hétvégi dacha átalakító. Ugyanazok miatt nem meríti le az autó akkumulátorát, mint az előző. De elég egy verandás házat LED-lámpákkal és TV-vel vagy egy kútban vibrációs szivattyúval megvilágítani. A beállított inverter átalakítási frekvenciája, amikor a terhelési áram 0-ról maximumra változik, nem haladja meg az áramellátó hálózatok műszaki normáit.

Az eredeti transzformátor tekercsei így vannak elvezetve. A tipikus teljesítménytranszformátorokban páros számú szekunder tekercs van 12 vagy 6 V-hoz. Ezek közül kettőt „félre tesznek”, a többit pedig párhuzamosan, azonos számú tekercsből álló csoportokba forrasztják. Ezután a csoportokat sorba kötjük, így 2 db 12 V-os féltekercset kapunk, ez egy kisfeszültségű (primer) tekercs lesz, középponttal. A fennmaradó kisfeszültségű tekercsek közül egy sorba van kötve a 220 V-os hálózati tekercseléssel, ez lesz a fellépő tekercs. Adalékanyagra azért van szükség, mert... A bipoláris kompozit tranzisztorokból készült kapcsolók feszültségesése a transzformátorban bekövetkező veszteségekkel együtt elérheti a 2,5-3 V-ot, és a kimeneti feszültséget alulbecsülik. A további tekercselés normalizálja.

DC a chipről

A leírt konverterek hatásfoka nem haladja meg a 0,8-at, és a frekvencia a terhelési áramtól függően észrevehetően változik. A maximális terhelési teljesítmény nem éri el a 400 W-ot, tehát ideje elgondolkodni a modern áramköri megoldásokon.

Egy egyszerű konverter áramköre 12 V DC/220 V DC 500-600 W teljesítményre az ábrán látható:

Átalakító áramkör 12-220 V DC 1000 W

Fő célja a kézi elektromos kéziszerszámok meghajtása. Az ilyen terhelés nem igényli a betáplált feszültség minőségét, így a kulcsokat olcsóbban veszik; Alkalmas még az IFRZ46, 48. A transzformátor ferritre tekercselt 2-2,5 négyzetméter keresztmetszetű. cm; A számítógépes UPS-ből származó táptranszformátor mag megfelelő. Elsődleges tekercs - 5-6 tekercshuzal kötegének 2x5 menete, amelyek rézátmérője 0,7-0,8 mm (lásd alább); másodlagos - 80 fordulat ugyanannak a vezetéknek. Nincs szükség beállításra, de nincs az akkumulátor lemerülésének felügyelete, ezért működés közben multimétert kell rögzíteni a terminálokhoz, és ne felejtse el megnézni (ugyanez vonatkozik az összes többi házi feszültséginverterre). Ha a feszültség 10,8 V-ra csökken (cellánként 1,8 V) - állj, kapcsold ki! 1,75 V-ra esett le cellánként (10,5 V a teljes akkumulátorra) - ez már szulfatálás!

Hogyan kell feltekerni egy transzformátort egy gyűrűre

Az inverter minőségi jellemzőit, különösen a hatásfokát, meglehetősen erősen befolyásolja a transzformátor szórt mezője. A csökkentésének alapvető megoldása régóta ismert: a mágneses kört energiával „pumpáló” primer tekercset közel helyezik el; a másodlagosak felette erejük szerint csökkenő sorrendben. De a technológia olyan dolog, hogy bizonyos tervek elméleti alapelveit néha ki kell fordítani. Murphy egyik törvénye szerint kb. tehát: ha a hardver mégsem akar úgy működni, ahogy kellene, próbálja meg az ellenkezőjét csinálni benne. Ez teljes mértékben vonatkozik a ferritgyűrűs mágneses magon lévő nagyfrekvenciás transzformátorokra, amelyek tekercselése viszonylag vastag, merev huzalból készült. Tekerje fel a feszültségátalakító transzformátort egy ferritgyűrűre, így:

• A mágneses áramkör szigetelt, és egy tekercses inga segítségével egy másodlagos emelőtekercset tekercselnek rá, a lehető legszorosabban lefektetve a meneteket, poz. 1 az ábrán:

Feszültségátalakító transzformátor tekercselése ferritgyűrűre

• Szorosan tekerje be a másodlagos részt szalaggal, 2. poz.
• Készítsen elő 2 egyforma vezetékköteget a primer tekercshez: tekerje fel a kisfeszültségű tekercs felének menetszámát egy vékony, használhatatlan huzallal, vegye le, mérje meg a hosszt, vágja le tartalékkal a szükséges számú tekercs huzalszakaszt és szerelje össze kötegekbe.
• Ezenkívül a szekunder tekercs szigetelve van, amíg viszonylag sima felületet nem kapunk.
• Tekerje fel az „elsődleges”-t 2 köteggel egyszerre, a kötegek vezetékeit ragasztószalaggal elrendezve és a fordulatokat egyenletesen elosztva a magon, poz. 3.
• Hívja a kötegek végeit, és kösse össze az egyik elejét a másik végével, ez lesz a tekercs középpontja.

Megjegyzés: az elektromos kapcsolási rajzokon a tekercsek kezdetét, ha szükséges, egy pont jelzi.

50 Hz simított

A PWM vezérlő módosított szinuszhulláma nem az egyetlen módja annak, hogy az inverter kimenetén 50 Hz-et kapjunk, amely bármilyen háztartási áramfogyasztó csatlakoztatására alkalmas, és ezt sem ártana „kisimítani”. Közülük a legegyszerűbb a jó öreg vastranszformátor, amely elektromos tehetetlenségének köszönhetően jól „vasal”. Igaz, egyre nehezebb 500 W-nál nagyobb névleges mágneses magot találni. Az ilyen leválasztó transzformátort az inverter kisfeszültségű kimenetére kapcsolják, és terhelést kapcsolnak a fellépő tekercsére. Mellesleg, a legtöbb számítógépes UPS-t ennek a séma szerint építik, tehát nagyon alkalmasak erre a célra. Ha saját kezűleg tekercseled fel a transzformátort, akkor a teljesítményhez hasonlóan számítják ki, de nyomkövetéssel. jellemzők:

• A munkaindukció kezdetben meghatározott értékét elosztjuk 1,1-gyel, és minden további számításnál alkalmazzuk. Erre azért van szükség, hogy figyelembe vegyük az ún. nem szinuszos feszültség alaktényező Kf; szinuszos Kf=1 esetén.
• A fellépő tekercset először 220 V-os hálózati tekercsként számítják ki adott teljesítményhez (vagy a mágneses áramkör paraméterei és az üzemi indukció értéke határozza meg). Ezután a talált fordulatok számát megszorozzuk 1,08-tal 150 W-ig, 1,05-tel 150-400 W-ig és 1,02-vel 400-1300 W-ig.
• A kisfeszültségű tekercs fele szekunder feszültségként 14,5 V bipoláris kapcsolóknál vagy beépített csatornás, 13,2 V indukált csatornás kapcsolóknál számít.

A 12-200 V-os 50 Hz-es szigetelőtranszformátoros átalakítók áramköri megoldásaira példák az ábrán:

Feszültségátalakító áramkörök 12-220 V 50 Hz, 500-1000 W

A bal oldalon a billentyűket az úgynevezett master oszcillátor vezérli. „puha” multivibrátor, már az eltömődött frontokon és a simított töréseken is kanyarulatot generál, így nincs szükség további simítási intézkedésekre. A lágy multivibrátor frekvenciájának instabilitása nagyobb, mint a hagyományosé, ezért beállításához P potenciométerre van szükség. A KT827 gombjaival akár 200 W-os teljesítményt is eltávolíthat (200 négyzetcm-es radiátorok nélkül fúj). A KP904 régi ócska vagy IRFZ44 gombjai lehetővé teszik a teljesítmény 350 W-ra való növelését; az egyesek IRF3205-ön 600 W-ig, a párosok pedig 1000 W-ig.

A 12-220 V 50 Hz-es inverter a TL494-en lévő master oszcillátorral (az ábrán jobb oldalon) minden elképzelhető üzemi körülmény között szilárdan tartja a frekvenciát. A pseudosinusoid hatékonyabb kisimítására az úgynevezett jelenséget alkalmazzák. közömbös rezonancia, amelyben az áramok és feszültségek fázisviszonyai az oszcillációs körben megegyeznek az akut rezonanciával, de amplitúdójuk nem nő észrevehetően. Technikailag ez egyszerűen megoldható: a fokozó tekercsre egy simító kondenzátort csatlakoztatunk, melynek kapacitásértékét a terhelés alatti áram (nem feszültség!) legjobb alakja szerint választjuk meg. Az áram alakjának szabályozására a terhelőáramkörre a névleges érték 0,03-0,1 teljesítményével 0,1-0,5 ohmos ellenállást csatlakoztatunk, amelyhez zárt bemenetű oszcilloszkóp van csatlakoztatva. A simító kapacitás nem csökkenti az inverter hatásfokát, de nem lehet kisfrekvenciás oszcilloszkópokat szimuláló számítógépes programokkal konfigurálni, mert az általuk használt hangkártya bemenete nem 220x1,4 = 310 V amplitúdóra van tervezve! A kulcsok és a hatáskörök ugyanazok, mint korábban. ügy.

Egy fejlettebb 12-200 V 50 Hz-es átalakító áramkör látható az ábrán:

Továbbfejlesztett átalakító áramköre 12-200 V 50 Hz

Összetett összetett kulcsokat használ. A kimeneti feszültség minőségének javítására azt a tényt használja fel, hogy a sík epitaxiális bipoláris tranzisztorok emittere sokkal erősebben van adalékolva, mint az alap és a kollektor. Amikor a TL494 zárópotenciált alkalmaz például a VT3 alapjára, a kollektoráram leáll, de az emitter tértöltés reszorpciója miatt lelassítja a T1 zárását és az önindukciós emf feszültséglökéseket. Tr-t az L1 és R11C5 áramkörök veszik fel; jobban „billentik” a frontokat. Az inverter kimenő teljesítményét a Tr összteljesítmény határozza meg, de legfeljebb 600 W, mert Ebben az áramkörben nem lehet párosított erős kapcsolót használni - a MOSFET tranzisztorok kaputöltésének értékének szórása meglehetősen jelentős, és a kapcsolók kapcsolása homályos lesz, ezért a kimeneti feszültség alakja még rosszabb is lehet.

Az L1 fojtó 5-6 menetes, 2,4 mm átmérőjű huzal rézre, egy 8-10 m átmérőjű, 30-40 mm hosszúságú, 3,5-4 mm osztásközű ferritrúdra tekerve. A fojtószelep mágneses áramkörét nem szabad rövidre zárni! Az áramkör beállítása meglehetősen fáradságos feladat, és sok tapasztalatot igényel: az L1, R11 és C5 kiválasztása a terhelés alatti kimeneti áram legjobb alakja szerint történik, mint az előzőnél. ügy. De az ebből az átalakítóból táplált Hi-Fi továbbra is „hifi” marad a legigényesebbek számára
y pletyka.

Lehetséges transzformátor nélkül?

Már a nagy teljesítményű 50 Hz-es transzformátor tekercselő vezetéke is elég fillérbe fog kerülni. A „koporsós” transzformátorokból összesen 270 W-ig nagyjából elérhetőek a mágneses magok, de inverterben ebből 120-150 W-nál többet nem lehet kipréselni, és a hatásfoka legfeljebb 0,7 lesz, mert A „koporsós” mágneses magokat vastag szalagra tekercseljük, amelyekben az örvényáram-veszteségek nagyok a tekercseken lévő nem szinuszos feszültségnél. Egy vékony szalagból készült SL mágneses mag megtalálása, amely 0,7 Tesla indukció mellett több mint 350 W leadására képes, általában problémás, drága lesz, és az egész konverter hatalmas és teherbíró lesz. Az UPS transzformátorokat nem hosszú távú üzemmódban való gyakori működésre tervezték - felmelegednek és az inverterekben lévő mágneses áramköreik elég gyorsan lebomlanak - a mágneses tulajdonságok nagymértékben romlanak, az átalakító teljesítménye csökken. Van kiút?

Igen, és ezt a megoldást gyakran használják a márkás átalakítókban. Ez egy elektromos híd, amely 400 V-os letörési feszültséggel és 5 A-nél nagyobb leeresztőárammal rendelkező, nagyfeszültségű erőtér-tranzisztorok kapcsolóiból áll. Alkalmas a számítógépes UPS-ek primer áramköreiből és a régi hulladékból - KP904, stb.

A hidat állandó 220 V DC táplálja egy egyszerű 12-220 inverter egyenirányítással. A híd karjai párban, keresztben, váltakozva nyílnak, és a híd átlójában foglalt terhelésben lévő áram irányt változtat; Az összes kulcs vezérlőáramköre galvanikusan le van választva. Az ipari kivitelben a billentyűket speciális eszközök vezérlik. IC optocsatoló leválasztással, de amatőr körülmények között mindkettő cserélhető egy további kis teljesítményű, 12 V DC - 12 V 50 Hz inverterrel, amelyet egy hardveren lévő kis transzformátor táplál, lásd az ábrát. A mágneses magot a kínai piac kis teljesítményű transzformátorából lehet venni. Elektromos tehetetlensége miatt a kimeneti feszültség minősége még a módosított szinuszhullámnál is jobb.

Áramkör 220 V 50 Hz vételére feszültségátalakítóról erős transzformátor nélkül a hardveren