12 ila 220 volt arasında bir voltaj dönüştürücü kullanımının, modern günlük yaşamda kullanılan bazı düşük voltajlı ağlar tarafından belirlenen bir gereklilik olduğunu söylemek muhtemelen anlamsız olacaktır. Ve bu sadece aydınlatma değil. Elbette en kolay seçenek böyle bir cihazı satın almaktır. Ancak birçok acemi elektrikçi bunun mümkün olup olmadığını merak ediyor ve eğer öyleyse, kendi ellerinizle 12 ila 200 volt arasında bir dönüştürücü nasıl yapılır? Bu konuya bakalım ve cihaz devresini modern bir eleman tabanına göre açıklayalım. Doğru, şema minimum sayıda bileşen ve parça ile en basit olanı olacaktır.
Geleneksel araba akülerinin kullanımına dayanan planların uzun süredir var olduğu gerçeğiyle başlayalım. İlk olarak, 12V şarj almanız gereken saha koşulları söz konusu olduğunda bu kullanışlıdır. İkincisi, dönüştürücünün cihazı oldukça basittir. Yüksek güçlü transistörleri kontrol eden bir jeneratöre dayanmaktadır. Bunlar da dedikleri gibi devrenin çıkışına monte edilen transformatörü "sallarlar".
Ancak bu cihazın bir sorunu vardı. Güçlü transistörleri kontrol etmek için, orta ve düşük güçlü transistörleri içeren sözde bir kademenin bir araya getirilmesi gerekiyordu. Yani, cihazın boyutu yalnızca kademe nedeniyle değil, arttı. Tüm bu yapıyı soğutmak için oldukça etkileyici bir radyatörün kurulması gerekiyordu.
Şimdi işler nasıl
Modern eleman tabanı, bugün yukarıda açıklanan tasarımın en aza indirgenmesini mümkün kılmaktadır.
- Bunu yapmak için öncelikle büyük jeneratörü KR1211EU1 markasının özel bir mikro devresiyle değiştirmeniz gerekecek. Lütfen bu mikro devrenin yurt içinde üretildiğini, yabancı analogları bulamayacağınızı unutmayın.
- Güç anahtarları yerine IRL2505 transistörlerini kullanmak en iyisidir, güçlüdürler ve araba elektrik devrelerinde kullanılırlar. Bu arada dirençleri 0,008 Ohm'dur ve bu mekanik kontaklarla karşılaştırılamaz.
Bağlantı şeması
12 220 voltaj dönüştürücüsünü kendi ellerinizle monte etmek için bir şema:
Prensip olarak devre oldukça basittir, bu nedenle montajı zor olmayacaktır. Ancak bazı nüanslara dikkat çekmek istiyorum.
KR1211EU1 devresinin iki çıkışı vardır: doğrudan (şekilde "4" konumuyla gösterilmiştir) ve ters ("6" konumuyla gösterilmiştir). Bu iki çıkıştaki sinyal güç anahtarlarını kontrol etmek için yeterlidir. Aynı zamanda, anahtarların kendisi de yalnızca yüksek düzeyde bir dürtü etkisi altında açılıyor. Dönüştürücü çalışırken, mikro devre ile güç anahtarları arasında düşük bir seviye veya uzmanların dediği gibi bir "duraklama" oluşur. Kısa sürelidir ancak her iki transistörün de kapalı konumda tutulması yeterlidir. Bu neden gerekli? Tek bir amaç var - her iki anahtarın aynı anda açık olması durumunda ortaya çıkan sözde geçiş akımının görünümünü dışlamak.
Şimdi planın kendisinde birkaç pozisyon var.
- Zincir R1-C1 – jeneratörün frekansını kendisi ayarlar. R2-C2 zinciri başlangıç elemanıdır.
- Transformatör “T1” ve iki IRL2505 transistörü (şemada VT1 ve VT2 olarak belirtilmiştir) bir itme-çekme çıkış aşaması oluşturur. Transistörlerin direnci ihmal edilebilir düzeyde olduğundan, ağdaki akım yüksek olsa bile anahtarlar açıkken neredeyse hiç güç kaybı olmaz. Bu nedenle, gücü 200 watt parametresini aşmayan bu tip bir dönüştürücüye radyatör monte edilemez.
- Bu durumda transistörler kendi içinden 104 A'ya kadar sabit bir akım ve 360 A'ya kadar bir darbe akımı geçirebilirler. Bu da dönüştürücüde 1000 watt gücünde bir transformatör kullanılmasına olanak tanır. Yani 220 volt ağ voltajıyla 400 W'lık bir yükü kaldırabilirsiniz.
Aslında, bu tip bir 12-220 dönüştürücüye iki adet 12 volt bobini olan herhangi bir transformatörün monte edilebileceği ortaya çıktı. Ancak bu durumda, cihazın gücünün tüketici ağın gücüne oranını hesaba katmanız gerekecek, bu oran 2,5 olmalıdır. Yani dönüştürücünün toplamda tüketicilerin gücünden 2,5 kat daha yüksek bir güce sahip olması gerekir.
Detaylı analiz
Devre, A1 çipine güç sağlayan bir dengeleyici içerir. Bir zincirden oluşur: R3-VD1-C3, 8-10 volt stabilizasyon göstergesine sahip benzer herhangi bir cihaz zener diyot (VD1) olarak kullanılabilir.
Lütfen C4 ve C5 kapasitörlerinin paralel olarak kurulduğunu unutmayın. Diyagramda gösterilenle aynı kapasitede bulamazsanız, 4700 uF kapasiteli benzerleriyle (tercihen ithal) değiştirebilirsiniz.
Kondansatör C6, çıkıştaki yüksek frekanslı darbeleri baskılayan bir elemandır. Bu amaçla yerli üretim K 73-17 markasının veya benzer bir yabancı markanın kullanılması en doğrusudur.
Ve son bir öneri veya nüans. 400 W tüketimli 12 voltluk bir ağ 40 A akım üreteceğinden, kullanılan tellerin kesitini hesaplamak gerekecektir. Bu özellikle aküyü ve dönüştürücüyü bağlayan kablo için geçerlidir. Kablo uzunluğunun minimumda tutulması gerektiğini lütfen unutmayın.
Gördüğünüz gibi kendi elinizle 12 volttan 220V'a dönüştürücü yapmak çok zor değil. Devre basittir, parça sayısını en aza indirir, bu da cihazın bir bütün olarak maliyetini azaltır. Üstelik işi daha verimli.
220'den 12 volta kadar invertörler farklı şekil ve boyutlarda üretilmektedir. Transformatörlü ve darbeli tipleri bulunmaktadır. Transformatör dönüştürücü 220 ila 12 volt Tasarım, adından da anlaşılacağı gibi, düşürücü transformatör.
Dönüştürücü çeşitleri ve tasarımları
Transformatör iki ana bölümden oluşan bir üründür:
- elektrikli çelikten monte edilmiş bir çekirdek;
- iletken malzemenin dönüşleri şeklinde yapılan sargılar.
Çalışması, kapalı bir iletken devrede elektromotor kuvvetin ortaya çıkmasına dayanmaktadır. Alternatif akım birincil sargıdan aktığında, alternatif manyetik akı çizgileri oluşur. Bu çizgiler çekirdeğe ve üzerinde elektromotor kuvvetin ortaya çıktığı tüm sargılara nüfuz eder. Sekonder sargı yük altında olduğunda bu kuvvetin etkisi altında akım akmaya başlar.
Potansiyel farkın değeri, birincil sargının ve ikincil sargının dönüş sayısının oranı ile belirlenecektir. Böylece bu oranı değiştirerek istediğiniz değeri elde edebilirsiniz.
Gerilim değerini azaltmak için sekonder sargıdaki sarım sayısı azaltılır. Yukarıdakilerin yalnızca birincil sargıya AC uygulandığında çalıştığını belirtmekte fayda var. Doğru akım kullanıldığında, EMF'yi tetiklemeyen ve enerji aktarılmayan sabit bir manyetik akı oluşturulur.
220'den 12 volta kadar transformatörsüz dönüştürücü
Bu tür güç cihazlarına anahtarlamalı güç cihazları denir. Böyle bir cihazın ana kısmı genellikle özel bir mikro devredir (darbe genişliği modülatörü).
220 voltun 12 volta çevrilmesi aşağıdaki şekilde gerçekleşir. Doğrultucu devresine şebeke voltajı verilir ve ardından nominal değeri 300-400 volt olan bir kapasitans ile yumuşatılır. Daha sonra düzeltilen sinyal, transistörler kullanılarak gerekli görev döngüsüne sahip yüksek frekanslı dikdörtgen darbelere dönüştürülür. Darbe tipi dönüştürücü, ters çevirme devresinin kullanılması nedeniyle çıkışta sabit bir voltaj üretir. Bu durumda dönüşüm, hem çıkış devrelerinden galvanik izolasyonla hem de onsuz gerçekleşir.
İlk durumda, 110 kHz'e kadar yüksek frekanslı bir sinyal alan bir darbe transformatörü kullanılır.
Çekirdeğin imalatında ferromıknatıslar kullanılır, bu da ağırlık ve boyutta azalmaya yol açar. İkincisi, transformatör yerine alçak geçişli filtre kullanır.
Darbeli kaynakların avantajları aşağıdaki gibidir:
- hafif;
- Verimliliği arttırmak;
- ucuzluk;
- yerleşik korumanın varlığı.
Dezavantajları arasında işyerinde kullanılması gerçeği yer almaktadır. yüksek frekanslı darbeler cihazın kendisi parazit yaratır. Bu, ortadan kaldırılmasını gerektirir ve elektrik devrelerinde komplikasyonlara neden olur.
220 volttan 12 volt kendiniz nasıl yapılır
En kolay yol, torus transformatörüne dayalı bir analog cihaz yapmaktır. Bu cihazın kendiniz yapılması kolaydır. Bunu yapmak için, birincil sargısı 220 volt olan herhangi bir transformatöre ihtiyacınız olacaktır. İkincil sargı basit formüllere göre hesaplanır veya pratik olarak seçilir.
Seçim için ihtiyacınız olabilir:
- voltaj ölçüm cihazı;
- yalıtım bandı;
- kaleci bandı;
- bakır kablo;
- havya;
- sökme aleti (pense, tornavida, pense, bıçak vb.).
Her şeyden önce, dönüştürülen transformatörün hangi tarafında ikincil sargının bulunduğunu belirlemek gerekir. Erişim sağlamak için koruyucu tabakayı dikkatlice çıkarın. Bir test cihazı kullanarak terminallerdeki voltajı ölçün.
Düşük voltaj olması durumunda, bağlantı noktasını dikkatlice yalıtarak sargının her iki ucuna da bir tel lehimleyin. Bu teli kullanarak on dönüş yap ve voltajı tekrar ölçün. Gerilimin ne kadar arttığına bağlı olarak ek dönüş sayısını hesaplayın.
Gerilim gereken değeri aşarsa ters işlemler yapılır. On tur çözülür, voltaj ölçülür ve bunlardan kaçının çıkarılması gerektiği hesaplanır. Bundan sonra fazla tel kesilerek terminale lehimlenir.
Bir diyot köprüsü kullanıldığında, çıkış potansiyeli farkının, alternatif voltajın çarpımına ve 1,41 değerine eşit bir miktarda artacağına dikkat edilmelidir.
Transformatör dönüşümünün ana avantajı basitlik ve yüksek güvenilirliktir. Dezavantajı boyut ve ağırlıktır.
Darbe invertörlerinin kendi kendine montajı yalnızca iyi düzeyde eğitim ve elektronik bilgisi ile mümkündür. Yine de hazır KIT kitleri satın alabilirsiniz. Bu kit bir baskılı devre kartı ve elektronik bileşenler içerir. Set ayrıca şunları içerir: elektrik şeması Ve çizim elemanların ayrıntılı düzenlenmesi ile. Geriye kalan tek şey her şeyi dikkatlice çözmek.
Darbe teknolojisini kullanarak 12 ila 220 volt arasında bir dönüştürücü de yapabilirsiniz. Arabalarda kullanıldığında çok faydalıdır. Çarpıcı bir örnek, sabit ekipmanlardan yapılmış kesintisiz bir güç kaynağıdır.
!
AKA KASYAN, bu ev yapımı üründe evrensel bir düşürücü ve yükseltici voltaj dönüştürücü yapacak.
Yazar yakın zamanda bir lityum pil monte etti. Ve bugün bunu hangi amaçla yaptığının sırrını açıklayacak.
İşte yeni bir voltaj dönüştürücü, çalışma modu tek çevrimdir.
Dönüştürücü küçük boyutlara ve oldukça yüksek güce sahiptir.
Geleneksel dönüştürücüler iki şeyden birini yapar. Yalnızca girişe sağlanan voltajı artırır veya yalnızca azaltırlar.
Yazarın yaptığı versiyon hem artabilir hem de
ve giriş voltajını gerekli değere düşürün.
Yazarın, monte edilmiş ev yapımı ürünleri test ettiği çeşitli düzenlenmiş güç kaynakları vardır.
Pilleri şarj eder ve bunları çeşitli başka görevler için kullanır.
Çok uzun zaman önce taşınabilir bir güç kaynağı oluşturma fikri ortaya çıktı.
Sorunun açıklaması şuydu: Cihaz her türlü taşınabilir cihazı şarj edebilmelidir.
Sıradan akıllı telefonlardan ve tabletlerden dizüstü bilgisayarlara ve video kameralara kadar ve hatta yazarın favori TS-100 havyasına güç sağlamakla başa çıktı.
Doğal olarak, evrensel şarj cihazlarını güç adaptörleriyle kolayca kullanabilirsiniz.
Ama hepsi 220V ile çalışıyor
Yazarın durumunda ihtiyaç duyulan şey, çeşitli çıkış voltajlarına sahip taşınabilir bir kaynaktı.
Ancak yazar bunların hiçbirini satılık olarak bulamadı.
Bu cihazların besleme voltajları çok geniş bir aralığa sahiptir.
Örneğin, akıllı telefonların yalnızca 5 V'a, dizüstü bilgisayarların 18'e, hatta bazılarının 24 V'a ihtiyacı vardır.
Yazar tarafından üretilen pil, 14,8 V çıkış voltajı için tasarlanmıştır.
Bu nedenle başlangıç gerilimini hem artırabilen hem de azaltabilen bir dönüştürücüye ihtiyaç vardır.
Diyagramda belirtilen bileşenlerin bazı değerlerinin kartta kurulu olanlardan farklı olduğunu lütfen unutmayın.
Bunlar kapasitörler.
Diyagram referans değerlerini gösterir ve yazar kendi problemlerini çözmek için tahtayı yapmıştır.
İlk olarak kompaktlık ilgimi çekti.
İkincisi, yazarın güç dönüştürücüsü, 3 Amperlik bir çıkış akımını kolayca oluşturmanıza olanak tanır.
AKA KASYAN Daha fazlasına gerek yok.
Bunun nedeni, kullanılan depolama kapasitörlerinin kapasitesinin küçük olması, ancak devrenin 5 A'ya kadar çıkış akımı sağlayabilmesidir.
Bu nedenle program evrenseldir. Parametreler, kapasitörlerin kapasitansına, indüktörün parametrelerine, diyot doğrultucunun parametrelerine ve alan anahtarının özelliklerine bağlıdır.
Plan hakkında birkaç söz söyleyelim. UC3843 PWM kontrol cihazını temel alan tek çevrimli bir dönüştürücüdür.
Aküden gelen voltaj, mikro devrenin standart güç kaynağından biraz daha yüksek olduğundan, PWM kontrol cihazına güç sağlamak için devreye 12V 7812 stabilizatör eklendi.
Bu stabilizatör yukarıdaki diyagramda gösterilmemiştir.
Toplantı. Kartın montaj tarafına takılan jumperlar hakkında.
Bu jumper'lardan dört tane var ve ikisi güçlü. Çapları en az bir milimetre olmalıdır!
Transformatör veya daha doğrusu bobin, toz demirden yapılmış sarı bir halka üzerine sarılmıştır.
Bu tür halkalar bilgisayar güç kaynaklarının çıkış filtrelerinde bulunabilir.
Kullanılan çekirdeğin boyutları.
Dış çap 23,29 mm.
İç çap 13,59 mm.
Kalınlık 10,33 mm.
Büyük olasılıkla yalıtım sargısının kalınlığı 0,3 mm'dir.
Jikle iki eşit sargıdan oluşur.
Her iki sargı da 1,2 mm çapında bakır tel ile sarılmıştır.
Yazar, 1,5-2,0 mm gibi biraz daha büyük çaplı tel kullanılmasını önerir.
Sargıda on dönüş vardır, her iki tel de aynı yönde aynı anda sarılır.
Gaz kelebeğini takmadan önce atlama tellerini naylon bantla kapatın.
Devrenin işlevselliği indüktörün doğru kurulumunda yatmaktadır.
Sargı terminallerini doğru şekilde lehimlemek gerekir.
Gaz kelebeğini fotoğrafta gösterildiği gibi takmanız yeterlidir.
Güç N-kanallı alan etkili transistör, hemen hemen her düşük voltajlı transistör işini görecektir.
Transistör akımı 30a'dan düşük değil.
Yazar bir IRFZ44N transistörü kullandı.
Çıkış doğrultucusu, TO220 paketindeki bir YG805C çift diyottur.
Schottky diyotlarının kullanılması önemlidir çünkü bağlantı noktasında kayıpları ve ısınmayı etkileyen minimum voltaj düşüşü (0,3V'ye karşı 0,7) verirler. Ayrıca kötü şöhretli bilgisayar güç kaynaklarında da kolayca bulunabilirler.
Bloklarda çıkış redresöründe bulunurlar.
Bir durumda, yazarın devresinde geçen akımı arttırmak için paralel bağlanan iki diyot vardır.
Dönüştürücü stabilize edilmiştir ve geri bildirim vardır.
Çıkış voltajı direnç R3 tarafından ayarlanır
Kullanım kolaylığı için harici bir değişken dirençle değiştirilebilir.
Dönüştürücü ayrıca kısa devre korumasıyla donatılmıştır. Direnç R10 akım sensörü olarak kullanılır.
Bu düşük dirençli bir şönttür ve direnci ne kadar yüksek olursa, koruma tepkisi akımı da o kadar düşük olur. Rayların yan tarafına bir SMD seçeneği takılıdır.
Kısa devre koruması gerekmiyorsa, bu üniteyi hariç tutarız.
Daha fazla koruma. Devrenin girişinde 10A sigorta bulunmaktadır.
Bu arada, akü kontrol panosunda zaten kısa devre koruması kurulu.
Devrede kullanılan kapasitörlerin iç direnci düşük olması oldukça arzu edilir.
Dengeleyici, alan etkili transistör ve diyot doğrultucu, alüminyum radyatöre bükülmüş bir plaka şeklinde bağlanmıştır.
Plastik burçlar ve ısı ileten yalıtım pedleri kullanarak transistör ve stabilizatör alt tabakalarını radyatörden izole ettiğinizden emin olun. Termal macunu unutmayın. Ve devreye takılan diyotun zaten yalıtımlı bir mahfazası var.
Bundan daha basit bir invertör devresi görmedim. Tekrarlamak için minimum parçaya ihtiyacınız olacak - en fazla 10 parça. 220 volt çıkış voltajı elde etmek için bir adet 1,5 volt AA pile ihtiyacımız var.
220 voltluk bir ağa bağlanmanın mümkün olmadığı durumlarda invertörlere ihtiyaç vardır. İnvertörler iki türe ayrılır: Bazıları 50 Hz frekanslı sinüzoidal çıkış voltajına sahiptir ve hemen hemen her yüke güç sağlamak için uygundur. Diğer değiştirilmiş olanlar yaklaşık 500-10000 Hz gibi yüksek bir çıkış frekansına sahiptir ve her zaman sinüzoidal bir dalga biçimine sahip değildir.
50 Hz'lik sinüs dalgası frekansına sahip invertörler pahalıdır çünkü 50 Hz'lik sinüs dalgası darbesi oluşturmak için büyük bir transformatör veya simülasyon elektroniği ünitesine ihtiyaç vardır.
Yapacağımız en basit invertör ikinci gruba aittir. Ayrıca telefon şarj cihazı, enerji tasarruflu ampul - floresan veya LED gibi çeşitli anahtarlama güç kaynaklarına güç sağlamak için uygundur.
Gerekli Bileşenler
Trafo 220V – 6V. Eski bir kayıt cihazından, alıcıdan vb. yırtabilirsiniz. veya buradan satın alın -AA pil kutusu - 1 -
Anahtar - 1 -
Baskılı devre kartı - 1 -
BC547 transistörü (KT3102, KT315'in yerli analogu) - 1 -
BD140 Radyatörlü Transistör (KT814, KT816'nın yerli analogu) – 1 -
Kondansatör 0,1 µF – 1-
30 kOhm direnç - 1 -
Aletler:
Havya yoksa, buradan alın -
Şema
İnvertörü bir diyagramla tanımaya başlayalım. Bu, kompozit bir transistöre dayanan sıradan bir multivibratördür. Sonuç, çıkışında yükseltici bir transformatör bulunan bir jeneratördür.Bir diyagram oluşturalım. Tahta birçok delikle prototip oluşturuyor. Parçaları yerleştirip şemaya göre jumperlarla lehimliyoruz.
İş kontrol ediliyor
Devrenin tüm bileşenleri iyi çalışır durumdaysa ve devre hatasız bir şekilde monte edilmişse, invertör hemen çalışmaya başlar ve ayar gerektirmez.
İnvertör çıkışına enerji tasarruflu bir lamba bağlarız. Pili takın ve anahtarı kapatın. Işık açıldı.
Elbette parlaklığı, elektrik şebekesine bağlı olduğundan daha düşüktür, ancak 1,5 voltluk bir elemanla çalışması gerçeği bir devrimdir!
Doğal olarak her yerde olduğu gibi burada da enerjinin korunumu yasası geçerlidir. Buna dayanarak, akü devresindeki akımın ampul devresinden birkaç kat daha yüksek olacağı anlaşılmaktadır. Genel olarak pilin alkalin olması gerekir, o zaman biraz daha uzun süre çalışma şansı vardır.
İnvertörü kurarken ve onunla çalışırken özellikle dikkatli olun, 220 voltluk voltaj hayati tehlike oluşturur. Ve inanın bana, 1,5 voltluk bir pil, bir kişiye yıkıcı bir elektrik şoku vermeye ve hatta kalp durmasına neden olmaya yeterlidir. Bildiğiniz gibi, bunu yapmak için, bu invertörün oldukça yetenekli olduğu bir kişiden yaklaşık 100 mA'yı geçirmek yeterlidir.
12V/220V invertör evde gerekli bir şeydir. Bazen bu sadece gerekli: örneğin ağ kayboldu, telefon kapandı ve buzdolabında et var. Talep arzı belirler: Herhangi bir elektrikli cihaza güç sağlayabileceğiniz 1 kW veya daha fazla hazır modeller için 150 $'dan başlayan bir ödeme yapmanız gerekecektir. Muhtemelen 300 doların üzerinde. Bununla birlikte, zamanımızda kendi elleriyle bir voltaj dönüştürücü yapmak, nasıl lehimleneceğini bilen herkes için erişilebilirdir: onu hazır bir bileşen setinden monte etmek, üç ila dört kat daha ucuza + biraz iş ve hurda çöpünden metale mal olacaktır. Araba aküsü için şarj cihazınız varsa genellikle 300-500 ruble harcayabilirsiniz. Ve aynı zamanda temel amatör radyo becerileriniz varsa, zulayı karıştırdıktan sonra, 500-1200 W için 12V DC/220V AC 50Hz'lik bir invertörü boşuna yapmak oldukça mümkündür. Olası seçenekleri ele alalım.
Seçenekler: Küresel
1000 W veya daha fazlasına kadar bir yüke güç sağlamak için 12-220 V'luk bir voltaj dönüştürücü, genellikle bağımsız olarak aşağıdaki şekillerde yapılabilir (maliyetleri artırma sırasına göre):
- Avito, Ebay veya AliExpress'ten gelen soğutuculu bir kasaya hazır bir ünite yerleştirin. "İnvertör 220" veya "inverter 12/220" ifadesini arayın; gerekli gücü hemen ekleyebilirsiniz. Yaklaşık maliyeti olacak. Aynı fabrika fiyatının yarısı kadar. Elektrik becerisi gerektirmez, ancak aşağıya bakın;
- Kittekinin aynısını birleştirin: baskılı devre kartı + "dağınık" bileşenler. Oradan satın alınabilir, ancak talebe DIY eklenir, bu da kendi kendine montaj anlamına gelir. Fiyat hala yaklaşık. 1,5 kat daha düşük. Radyo elektroniğinde temel beceriler gereklidir: lehimleme yeteneği, multimetre kullanma, aktif elemanların terminallerinin kablolaması (pin çıkışları) bilgisi veya bunları arama yeteneği, kutup bileşenlerini (diyotlar, elektrolitik kapasitörler) dahil etme kuralları devrede ve hangi akımın ve hangi kesitteki tellerin gerekli olduğunu belirleme yeteneği;
- Bir bilgisayarın kesintisiz güç kaynağını (UPS, UPS) invertöre uyarlayın. 300-500 ruble için standart aküsü olmayan çalışan bir kullanılmış UPS bulunabilir. Herhangi bir beceriye ihtiyacınız yok; sadece arabanın aküsünü UPS'e bağlamanız yeterli. Ancak ayrıca şarj etmeniz gerekecek, ayrıca aşağıya bakın;
- İhtiyaçlarınıza ve parçaların bulunabilirliğine göre bir dönüşüm yöntemi, bir şema (aşağıya bakın) seçin, tamamen kendiniz hesaplayın ve monte edin. Tamamen ücretsiz olabilir, ancak temel elektronik becerilerin yanı sıra bazı özel ölçüm araçlarını kullanma (ayrıca aşağıya bakın) ve basit mühendislik hesaplamaları yapma becerisine de ihtiyacınız olacak.
Bitmiş bir modülden
Paragraflara göre montaj yöntemleri. 1 ve 2 aslında o kadar basit değil. Hazır fabrika invertörlerinin muhafazaları aynı zamanda içerideki güçlü transistör anahtarları için soğutucu görevi de görür. Bir "yarı mamul" veya "gevşek" alırsanız, o zaman onlar için konut olmayacaktır: elektroniklerin, el emeğinin ve demir dışı metallerin mevcut maliyeti göz önüne alındığında, fiyatlardaki fark tam olarak yokluğuyla açıklanmaktadır. ikincisi ve muhtemelen üçüncüsü. Yani, güçlü anahtarlar için kendiniz bir radyatör yapmanız veya hazır bir alüminyum aramanız gerekecek. Anahtarların takılacağı yerdeki kalınlığı en az 4 mm, her anahtarın alanı ise en az 50 m2 olmalıdır. güç çıkışının her kW'ı için bkz.; 12 V bilgisayar fan soğutucusundan 110-130 mA üfleme ile - 30 m2'den. cm*kW*anahtarı.
Hazır 12/220 V gerilim invertör modülleri
Örneğin, bir sette (modülde) 2 anahtar vardır (görülebilirler, tahtadan dışarı çıkarlar, şekilde sol tarafa bakın); Radyatördeki tuşların bulunduğu modüller (şeklin sağında) daha pahalıdır ve genellikle çok yüksek olmayan belirli bir güç için tasarlanmıştır. Soğutucu yok, gereken güç 1,5 kW. Bu, 150 metrekarelik bir radyatöre ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Buna ek olarak, anahtarlar için kurulum kitleri de mevcuttur: yalıtımlı ısı ileten contalar ve montaj vidaları için bağlantı parçaları - yalıtım kapları ve pullar. Modülde termal koruma varsa (tuşların arasında başka bir parça çıkacak - termal sensör), o zaman onu radyatöre yapıştırmak için biraz termal macun sürün. Teller - elbette aşağıya bakın.
UPS'ten
İzin verilen güç sınırı dahilinde herhangi bir cihazı bağlayabileceğiniz 12V DC/220V AC 50Hz invertör, bir bilgisayar UPS'sinden oldukça basit bir şekilde yapılmıştır: "sizin" akünüze giden standart kablolar, araç aküsü için kelepçeli uzun kablolarla değiştirilir. terminaller. Kablo kesiti, 20-25 A/m2'lik izin verilen akım yoğunluğuna göre hesaplanır. mm, ayrıca aşağıya bakın. Ancak standart olmayan bir pil nedeniyle sorunlar ortaya çıkabilir ve dönüştürücüden daha pahalı ve daha gereklidir.
UPS ayrıca kurşun-asit aküleri de kullanır. Bu, bugün 10-15 şarj-deşarj döngüsünde tamamen "ölmeden" düzenli olarak büyük akımlar (ekstra akımlar) sağlayabilen, yaygın olarak bulunabilen tek ikincil kimyasal güç kaynağıdır. Havacılıkta, daha da güçlü olan gümüş-çinko piller kullanılır, ancak bunlar çok pahalıdır, yaygın olarak bulunmaz ve hizmet ömürleri günlük standartlara göre ihmal edilebilir - yaklaşık. 150 döngü.
Asit akülerin deşarjı, bankadaki voltaj tarafından açıkça izlenir ve UPS kontrolörü, "yabancı" akünün aşırı deşarj olmasına izin vermeyecektir. Ancak standart UPS akülerinde elektrolit jel, araba akülerinde ise sıvıdır. Her iki durumda da şarj modları önemli ölçüde farklıdır: aynı akımlar jelden bir sıvıdan geçtiği gibi geçemez ve bir sıvı elektrolitte, eğer şarj akımı çok düşükse, iyonların hareketliliği düşük olacaktır ve hepsi de geçerli olmayacaktır. elektrotlardaki yerlerine döneceklerdir. Sonuç olarak UPS, araç aküsünü kronik olarak yetersiz şarj edecek, kısa sürede sülfatlanacak ve tamamen kullanılamaz hale gelecektir. Bu nedenle UPS üzerinde bulunan invertör için akü şarj cihazına ihtiyaç duyulmaktadır. Kendin de yapabilirsin ama bu başka bir konu.
Pil ve güç
Dönüştürücünün belirli bir amaca uygunluğu aynı zamanda aküye de bağlıdır. Bir yükseltme voltajı invertörü, tüketiciler için Evrenin "karanlık maddesinden", kara deliklerden, kutsal ruhtan veya buna benzer herhangi bir yerden enerji almaz. Sadece bataryadan. Ve bundan tüketicilere sağlanan gücü, dönüştürücünün verimliliğine bölerek alacak.
Markalı bir invertörün gövdesinde “6800W” veya daha fazlasını görürseniz gözlerinize inanın. Modern elektronikler, bir sigara paketinin hacmine daha da güçlü cihazların sığmasını mümkün kılmaktadır. Ancak diyelim ki 1000 W'lık bir yük gücüne ihtiyacımız var ve elimizde normal bir 12 V 60 A/h araç aküsü var. İnverter verimliliğinin tipik değeri 0,8'dir. Bu, yaklaşık olarak süreceği anlamına gelir. 100 A. Böyle bir akım için 5 metrekare kesitli tellere de ihtiyaç vardır. mm (yukarıya bakın), ancak buradaki asıl mesele bu değil.
Araba meraklıları şunu biliyor: Marş motorunu 20 dakika çalıştırırsanız yeni bir akü satın alın. Doğru, yeni makinelerin çalışması için zaman sınırlamaları var, bu yüzden belki de bilmiyorlar. Ve elbette herkes, bir arabanın marş motorunun bir kez çalıştırıldığında yaklaşık olarak bir akım aldığını bilmiyor. 75 A (başlangıçta 0,1-0,2 saniye içinde - 600 A'ya kadar). En basit hesaplama - ve invertörün akü deşarjını sınırlayan otomatik ekipmanı yoksa, bizimkinin 15 dakika içinde tamamen tükeneceği ortaya çıktı. Bu nedenle dönüştürücünüzü mevcut pilin özelliklerini dikkate alarak seçin veya tasarlayın.
Not: Bu, bilgisayar UPS'lerini temel alan 12/220 V dönüştürücülerin büyük bir avantajı anlamına gelir - denetleyicileri akünün tamamen bitmesine izin vermez.
Asit akülerin ömrü, 2 saatlik akımla (60 A/h için 12 A, 120 A/h için 24 A ve 210 A/h için 42 A) boşaltıldığında fark edilir derecede azalmaz. Dönüştürme verimliliği dikkate alındığında bu, yaklaşık olarak izin verilen uzun vadeli yük gücünü verir. Sırasıyla 120 W, 230 W ve 400 W. 10 dakika boyunca. yük (örneğin, elektrikli bir alete güç vermek için), 2,5 kat artırılabilir, ancak bundan sonra ABC'nin en az 20 dakika dinlenmesi gerekir.
Genel olarak sonuç tamamen kötü değil. Sıradan ev tipi elektrikli aletlerden yalnızca öğütücü 1000-1300 W alabilir. Geri kalanı, kural olarak, 400 W'a ve tornavidalar 250 W'a kadardır. 12 V 60 A/h aküden oluşan bir buzdolabı, invertör aracılığıyla 1,5-5 saat çalışacaktır; gerekli önlemlerin alınması yeterlidir. Bu nedenle 60 A/h'lik bir akü için 1 kW'lık bir dönüştürücü yapmak mantıklıdır.
Çıktı ne olacak?
Nadir istisnalar dışında (aşağıya bakın), cihazın ağırlığını ve boyutunu azaltmak için voltaj dönüştürücüler, yüzlerce Hz'den birimlere ve onlarca kHz'e kadar artan frekanslarda çalışır. Hiçbir tüketici bu frekanstaki bir akımı kabul etmeyecektir ve geleneksel kablolamadaki enerji kaybı çok büyük olacaktır. Bu nedenle, 12-200 invertörleri aşağıdaki çıkış voltajı için üretilmiştir. türleri:
- Sabit doğrultmalı 220 V (220V AC). Telefon şarj cihazlarına, tabletler için çoğu güç kaynağına (PS), akkor lambalara, floresan temizlikçilere ve LED lambalara güç sağlamak için uygundur. 150-250 W gücüyle elde taşınan elektrikli aletler için mükemmeldirler: tükettikleri DC gücü biraz azalır ve tork artar. TV'lerin, bilgisayarların, dizüstü bilgisayarların, mikrodalga fırınların vb. güç kaynaklarının (UPS) değiştirilmesi için uygun değildir. 40-50 W'tan fazla güce sahip: bunların mutlaka sözde olması gerekir. normal çalışması için şebeke voltajının periyodik olarak sıfırdan geçmesi gereken bir başlatma ünitesi. Demir ve AC elektrik motorlarında güç transformatörleri olan cihazlar için uygun değildir ve tehlikelidir: sabit elektrikli aletler, buzdolapları, klimalar, çoğu Hi-Fi ses sistemi, mutfak robotları, bazı elektrikli süpürgeler, kahve makineleri, kahve öğütücüler ve mikrodalga fırınlar (ikincisi için - dönme motor tablasının varlığı nedeniyle).
- Modifiye sinüs dalgası (aşağıya bakın) - UPS'li Hi-Fi ses, 40-50 W UPS'li diğer cihazlar (yukarıya bakın) ve genellikle yerel güvenlik sistemleri, ev hava durumu istasyonları vb. hariç tüm tüketiciler için uygundur. hassas analog sensörlerle.
- Saf sinüzoidal - herhangi bir elektrik tüketicisi için güç dışında herhangi bir kısıtlama olmaksızın uygundur.
Sinüs mü yoksa psödosin mi?
Verimliliği artırmak için voltaj dönüşümü yalnızca yüksek frekanslarda değil aynı zamanda heteropolar darbelerle de gerçekleştirilir. Bununla birlikte, çok sayıda tüketici cihazına bir dizi çok kutuplu dikdörtgen darbe (kıvrımlı olarak adlandırılan) ile güç sağlamak imkansızdır: hafif reaktif bir yük ile kıvrımlı cephelerdeki büyük dalgalanmalar bile büyük enerji kayıplarına yol açacaktır ve enerji kaybına neden olabilir. tüketicinin arızası. Bununla birlikte, dönüştürücüyü sinüsodal akım için tasarlamak da imkansızdır - verimlilik yakl. 0.6.
DC voltajını değiştirilmiş ve saf sinüs dalgasına dönüştürün
Bu sektörde sessiz ama önemli bir devrim, özellikle voltaj invertörleri için mikro devreler geliştirildiğinde sözde meydana geldi. değiştirilmiş bir sinüzoid (şeklin solunda), ancak buna sözde-, meta-, yarı- vb. demek daha doğru olacaktır. sinüzoid. Modifiye edilmiş sinüzoidin mevcut şekli kademelidir ve darbe cepheleri uzatılır (kıvrımlı cepheler genellikle bir katot ışınlı osiloskopun ekranında hiç görünmez). Bu sayede demir veya gözle görülür reaktiviteye sahip transformatörlere (asenkron elektrik motorları) sahip tüketiciler, sözde sinüs dalgasını "gerçek" olarak "anlıyor" ve hiçbir şey olmamış gibi çalışıyor; Donanım üzerinde bir ağ transformatörü bulunan Hi-Fi ses, değiştirilmiş bir sinüs dalgasıyla çalıştırılabilir. Ek olarak, değiştirilmiş bir sinüzoid, oldukça basit yollarla "neredeyse gerçek" olana kadar düzeltilebilir, bir osiloskoptaki saf olandan farklar gözle zar zor fark edilir; "Saf Sinüs" tipi dönüştürücüler, Şekil 2'de sağda geleneksel olanlardan çok daha pahalı değildir.
Bununla birlikte, kaprisli analog bileşenlere ve UPS'ye sahip cihazların değiştirilmiş bir sinüs dalgasından çalıştırılması tavsiye edilmez. İkincisi son derece istenmeyen bir durumdur. Gerçek şu ki, değiştirilmiş sinüzoidin orta platformu saf bir sıfır voltaj değildir. Değiştirilmiş sinüs dalgasına sahip UPS başlatma ünitesi net bir şekilde çalışmıyor ve UPS'nin tamamı başlatma modundan çalışma moduna geçemeyebilir. Kullanıcı bunu ilk başta çirkin bir aksaklık olarak görüyor, ardından şakadaki gibi cihazdan duman çıkıyor. Bu nedenle UPS'teki cihazların Pure Sine invertörlerden beslenmesi gerekir.
İnvertörü kendimiz yapıyoruz
Bu nedenle, şimdilik 220 V 50 Hz çıkış için bir invertör yapmanın en iyisi olduğu açıktır, ancak AC çıkışını da hatırlayacağız. İlk durumda, frekansı kontrol etmek için bir frekans ölçere ihtiyacınız olacaktır: güç kaynağı ağının frekansındaki dalgalanmalar için norm 48-53 Hz'dir. AC elektrik motorları özellikle sapmalara karşı hassastır: besleme voltajının frekansı tolerans sınırlarına ulaştığında ısınırlar ve nominal hızdan "uzaklaşırlar". İkincisi, buzdolapları ve klimalar için çok tehlikelidir, basınçsızlaştırma nedeniyle onarılamaz şekilde arızalanabilirler. Ancak doğru ve çok işlevli bir elektronik frekans ölçer satın almamıza, kiralamamıza veya borç istememize gerek yok; onun doğruluğuna ihtiyacımız yok. Ya bir elektromekanik rezonans frekans ölçer (şekilde konum 1) ya da herhangi bir sistemin işaretçisi, konum. 2:
Güç kaynağı ağının frekansını izlemek için cihazlar
Her ikisi de ucuzdur, internette ve büyük şehirlerde özel elektrik mağazalarında satılmaktadır. Demir pazarında eski bir rezonans frekans ölçer bulunabilir ve invertörü kurduktan sonra biri veya diğeri evdeki ağ frekansını izlemek için çok uygundur - sayaç bunları ağa bağlamaya yanıt vermez.
Bilgisayardan 50 Hz
Çoğu durumda, özellikle güçlü olmayan tüketiciler için 250-350 W'a kadar 220 V 50 Hz güce ihtiyaç duyulur. O zaman 12/220 V 50 Hz'lik bir dönüştürücünün temeli eski bir bilgisayardan bir UPS olabilir - eğer biri çöpte duruyorsa veya biri onu ucuza satıyorsa. Yüke iletilen güç yaklaşık olacaktır. Nominal UPS'den 0,7. Örneğin gövdesinde “250W” yazıyorsa 150-170 W'a kadar olan cihazlar korkmadan bağlanabilir. Daha fazlasına ihtiyacınız var; önce onu bir sürü akkor lamba üzerinde test etmelisiniz. 2 saat sürdü; bu kadar gücü uzun süre sağlayabilir. Bilgisayar güç kaynağından 12V DC/220V AC 50Hz invertör nasıl yapılır, aşağıdaki videoya bakın.
Video: bilgisayar güç kaynağından basit bir 12-220 dönüştürücü
Anahtarlar
Diyelim ki bilgisayar UPS'si yok veya daha fazla güce ihtiyacınız var. O zaman anahtar elemanların seçimi önem kazanır: Yüksek akımları minimum anahtarlama kaybıyla anahtarlamalı, güvenilir ve uygun fiyatlı olmalıdır. Bu bağlamda, bipolar transistörler ve tristörler bu uygulama alanında güvenle geçmişte kaldı.
İnverter işindeki ikinci devrim, güçlü alan etkili transistörlerin (“alan transistörleri”) ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. dikey yapı. Bununla birlikte, düşük güçlü cihazlar için tüm güç kaynağı teknolojisinde devrim yarattılar: ev aletlerinde demir üzerinde bir transformatör bulmak giderek zorlaşıyor.
Gerilim dönüştürücüler için yüksek güçlü alan cihazlarının en iyileri yalıtımlı geçit kaynaklı kanaldır (MOSFET), örn. IFR3205, şekilde solda:
Gerilim dönüştürücüler için güç transistörleri
İhmal edilebilir anahtarlama gücü nedeniyle, bu tür transistörlerde DC çıkışlı bir invertörün verimliliği 0,95'e ve AC 50 Hz çıkışlı 0,85-0,87'ye ulaşabilir. Dahili kanallı MOSFET analogları, ör. IFRZ44 daha düşük verimlilik sağlar ancak çok daha ucuzdur. Bir veya diğerinin bir çifti, yükteki gücü yakl. 600W; her ikisi de sorunsuz bir şekilde paralelleştirilebilir (şeklin sağında), bu da 3 kW'a kadar güce sahip invertörlerin oluşturulmasını mümkün kılar.
Not: Önemli ölçüde reaktif bir yükte (örneğin, asenkron bir elektrik motoru) çalışırken yerleşik kanallı anahtarların anahtarlama gücü kaybı, anahtar başına 1,5 W'a ulaşabilir. İndüklenmiş kanala sahip tuşlar bu dezavantajdan muaftır.
494 TL
Gerilim dönüştürücüleri mevcut durumuna getirmeyi mümkün kılan üçüncü unsur, özel TL494 mikro devresi ve analoglarıdır. Hepsi, çıkışlarda değiştirilmiş bir sinüs dalgası sinyali üreten bir darbe genişlik modülasyonu (PWM) denetleyicisidir. Çıkışlar çok kutupludur, bu da tuş çiftlerini kontrol etmenizi sağlar. Referans dönüşüm frekansı, parametreleri geniş sınırlar içerisinde değiştirilebilen tek bir RC devresi tarafından ayarlanır.
Kalıcı bir iş ne zaman yeterlidir?
220 V DC tüketicilerinin çemberi sınırlıdır, ancak yalnızca acil durumlarda değil, özerk bir güç kaynağına ihtiyaç duyanlar da onlardır. Örneğin, yolda veya kendi şantiyenizin uzak köşesinde elektrikli aletlerle çalışırken. Veya gün içinde pili şarj eden bir güneş pilinden, örneğin evin girişinin, koridorun, koridorun, yerel alanın acil aydınlatmasında her zaman mevcuttur. Üçüncü tipik durum, telefonunuzu hareket halindeyken çakmaktan şarj etmektir. Burada çıkış gücüne çok az ihtiyaç duyulur, dolayısıyla invertör gevşeme jeneratörü devresine göre sadece 1 transistörle yapılabilir, sonraki bölüme bakın. video klip.
Video: bir transistördeki dönüştürücüyü artırın
Zaten 2-3 LED ampulü çalıştırmak için daha fazla güce ihtiyacınız var. Onu "sıkıştırmaya" çalışırken, jeneratörleri engellemenin verimliliği keskin bir şekilde düşer ve ayrı zamanlama elemanlarına veya tam dahili endüktif geri bildirime sahip devrelere geçmeniz gerekir; bunlar en ekonomik olanlardır ve en az sayıda bileşen içerirler. İlk durumda, bir anahtarı değiştirmek için, transformatör sargılarından birinin kendi kendine endüksiyonlu EMF'si bir zamanlama devresiyle birlikte kullanılır. İkincisinde frekans ayar elemanı, kendi zaman sabiti nedeniyle yükseltici transformatörün kendisidir; değeri öncelikle kendi kendine indüksiyon olgusu tarafından belirlenir. Bu nedenle, her iki invertöre de bazen kendi kendine endüksiyonlu dönüştürücüler denir. Verimlilikleri kural olarak 0,6-0,65'ten yüksek değildir, ancak öncelikle devre basittir ve ayar gerektirmez. İkincisi, çıkış voltajı kare dalgadan daha trapezoidaldir; "Talepkar" tüketiciler bunu değiştirilmiş bir sinüs dalgası olarak "anlıyor". Dezavantaj: Bu tür dönüştürücülerdeki alan anahtarları pratik olarak uygulanamaz çünkü anahtarlama sırasında birincil sargıdaki voltaj dalgalanmaları nedeniyle sıklıkla başarısız olur.
Harici zamanlama elemanlarına sahip bir devre örneği konum 2'de verilmiştir. 1 resim:
Basit voltaj dönüştürücülerin devreleri 12-200 V
Düşük güçlü bir voltaj dönüştürücünün transformatörünün yanlış seçilmiş manyetik çekirdeği
Tasarımın yazarı bundan 11 W'tan fazlasını çıkaramadı, ancak görünüşe göre ferriti karbonil demirle karıştırdı. Her durumda, kendi fotoğrafındaki zırhlı (kap) manyetik devre (sağdaki şekle bakınız) hiçbir şekilde ferrit değildir. Daha çok zamanla dışarıdan oksitlenen eski bir karbonile benziyor, bkz. sağda. Bu invertör için transformatörü, ferrit kesit alanı 0,7-1,2 metrekare olan bir ferrit halkası üzerine sarmak daha iyidir. cm Daha sonra birincil sargı, bakır çapı 0,6-0,8 mm olan 7 tur tel içermeli ve ikincil sargı, 57-58 tur 0,3-0,32 mm tel içermelidir. Bu, ikiye katlamayla düzleştirme içindir, aşağıya bakın. “Saf” 220 V - 230-235 tur tel için 0,2-0,25. Bu durumda, KT814'ü KT818 ile değiştirirken, bu invertör, 3-4 LED lamba için yeterli olan 25-30 W'a kadar güç sağlayacaktır. KT814'ü KT626 ile değiştirirken yük gücü yakl. 15 W, ancak verimlilik artacaktır. Her iki durumda da anahtar radyatör 50 metrekaredir. santimetre.
Poz. Şekil 2, ayrı geri besleme sargılarına sahip "tufan öncesi" dönüştürücünün (12-220) bir diyagramını göstermektedir. O kadar da eski değil. İlk olarak, yük altındaki çıkış voltajı yuvarlak kırılmalara sahip yamuk şeklindedir ve ani yükselmeler yoktur. Değiştirilmiş sinüs dalgasından bile daha iyidir. İkincisi, bu dönüştürücü devrede herhangi bir değişiklik yapılmadan 300-350 W'a kadar güç ve 50 Hz frekans için tasarlanabilir, o zaman doğrultucuya gerek yoktur, sadece 250 kW'tan itibaren radyatörlere VT1 ve VT2 kurmanız yeterlidir. . her birini gör. Üçüncüsü, pili korur: aşırı yüklendiğinde dönüşüm frekansı düşer, çıkış gücü azalır ve daha da fazla yüklerseniz üretim durur. Yani pilin aşırı deşarjını önlemek için herhangi bir otomasyona gerek yoktur.
Bu invertörü hesaplama prosedürü, Şekil 1'deki taramada verilmiştir:
İçindeki anahtar büyüklükler, dönüşüm frekansı ve manyetik devredeki çalışma indüksiyonudur. Dönüşüm frekansı, mevcut çekirdeğin malzemesine ve gerekli güce göre seçilir:
Ferritin bu "her yerde bulunabilmesi", histerezis döngüsünün dikdörtgen olması ve çalışma indüksiyonunun doyma indüksiyonuna eşit olmasıyla açıklanmaktadır. Çelik manyetik çekirdeklerde hesaplanan indüksiyon değerlerinin tipik olanlara göre azalması, sinüzoidal olmayan akımların anahtarlama kayıplarının arttıkça keskin bir şekilde artmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle eski 270 W "tabut" TV'nin güç transformatörünün çekirdeğinden bu 50 Hz dönüştürücüde 100-120 W'tan fazlasını çıkarmak mümkün olmayacaktır. Ama balık olmazsa balıkta kanser olur.
Not: Eğer kasıtlı olarak büyük boyutlu bir kesite sahip çelik bir manyetik çekirdeğiniz varsa, bunun gücünü sıkıştırmayın! İndüksiyonun daha iyi olmasına izin verin - dönüştürücünün verimliliği artacak ve çıkış voltajının şekli iyileşecektir.
Doğrultma
Bu invertörlerin çıkış voltajını paralel voltaj ikiye katlamalı bir devre kullanarak düzeltmek daha iyidir (şemalarla şekildeki öğe 3): bunun için bileşenler daha az maliyetli olacak ve sinüzoidal olmayan bir akımdaki güç kayıpları daha az olacaktır. bir köprüde. Kondansatörler, yüksek reaktif güç için tasarlanmış (PE veya W olarak belirlenmiş) “güç” olarak alınmalıdır. Bu harfler olmadan "sağlam" olanları koyarsanız patlayabilirler.
50Hz'mi? Çok basit!
Basit bir 50 Hz invertör (yukarıdaki şemadaki 4. öğe) ilginç bir tasarımdır. Bazı standart güç transformatörü tipleri için içsel zaman sabiti 10 ms'ye yakındır; 50 Hz'lik yarım periyot. Bunu aynı zamanda anahtar kontrol akımının sınırlayıcıları olarak da görev yapacak zamanlama dirençleri ile ayarlayarak, karmaşık devre oluşumu olmadan çıkışta hemen yumuşatılmış 50 Hz'lik bir kare dalga elde edebilirsiniz. 50-120 W için transformatörler TP, TPP, TN uygundur, ancak her türlü değildir. Direnç değerlerini değiştirmeniz ve/veya 1-22 nF kapasitörleri paralel bağlamanız gerekebilir. Dönüşüm frekansı hala 50 Hz'den uzaksa, transformatörü söküp geri sarmanın faydası yoktur: ferromanyetik tutkalla yapıştırılmış manyetik devre kabaracak ve transformatörün parametreleri keskin bir şekilde bozulacaktır.
Bu invertör bir hafta sonu yazlık dönüştürücüsüdür. Öncekiyle aynı nedenlerden dolayı arabanın aküsünü boşaltmayacaktır. Ancak verandalı bir evi LED lambalar ve TV ile veya kuyudaki titreşim pompasıyla aydınlatmak yeterlidir. Yük akımı 0'dan maksimuma değiştiğinde ayarlanan invertörün dönüşüm frekansı, güç kaynağı ağları için teknik normların ötesine geçmez.
Orijinal transformatörün sargıları bu şekilde yönlendirilmiştir. Tipik güç transformatörlerinde, 12 veya 6 V için çift sayıda sekonder sargı vardır. Bunlardan ikisi "bir kenara ayrılır" ve geri kalanı, her birinde eşit sayıda sargı içeren gruplar halinde paralel olarak lehimlenir. Daha sonra gruplar seri olarak bağlanır, böylece her biri 12 V'luk 2 yarım sargı elde edersiniz, bu orta noktalı düşük voltajlı (birincil) sargı olacaktır. Kalan alçak gerilim sargılarından biri 220 V ana sargıya seri olarak bağlanır; bu, yükseltici sargı olacaktır. Bir katkı maddesine ihtiyaç vardır çünkü... Bipolar kompozit transistörlerden yapılmış anahtarlar arasındaki voltaj düşüşü, transformatördeki kayıplarla birlikte 2,5-3 V'a ulaşabilir ve çıkış voltajı hafife alınacaktır. İlave sarım onu normale getirecektir.
Çipten gelen DC
Açıklanan dönüştürücülerin verimliliği 0,8'i geçmez ve yük akımına bağlı olarak frekans gözle görülür şekilde değişir. Maksimum yük gücü 400 W'tan azdır, bu nedenle modern devre çözümlerini düşünmenin zamanı geldi.
500-600 W için 12 V DC/220 V DC basit bir dönüştürücünün devresi şekilde gösterilmektedir:
Dönüştürücü devresi 12-220 V DC 1000 W
Ana amacı elde taşınan elektrikli aletlere güç sağlamaktır. Böyle bir yük, sağlanan voltajın kalitesini gerektirmez, bu nedenle anahtarlar daha ucuza alınır; IFRZ46, 48 de uygundur Transformatör, 2-2,5 metrekare kesitli ferrit üzerine sarılır. santimetre; Bir bilgisayar UPS'inden gelen bir güç transformatörü çekirdeği uygundur. Birincil sargı - bakır çapı 0,7-0,8 mm olan 5-6 sargı telinden oluşan bir demetten 2x5 tur (aşağıya bakın); ikincil - aynı telin 80 dönüşü. Ayarlamaya gerek yoktur, ancak akü deşarjının izlenmesi yoktur, bu nedenle çalışma sırasında terminallerine bir multimetre takmanız ve ona bakmayı unutmayın (aynısı diğer tüm ev yapımı voltaj invertörleri için de geçerlidir). Voltaj 10,8 V'a (hücre başına 1,8 V) düşerse - durun, kapatın! Hücre başına 1,75 V'a düştü (bataryanın tamamı için 10,5 V) - bu zaten sülfatlama!
Bir halkaya transformatör nasıl sarılır
İnvertörün kalite özellikleri, özellikle de verimliliği, transformatörünün kaçak alanından oldukça güçlü bir şekilde etkilenir. Bunu azaltmanın temel çözümü uzun zamandır biliniyor: manyetik devreyi enerjiyle "pompalayan" birincil sargı, ona yakın yerleştirilir; güçlerine göre azalan sırada onun üstünde ikincil olanlar. Ancak teknoloji öyle bir şey ki, belirli tasarımlarda teorik ilkelerin bazen ters yüz edilmesi gerekiyor. Murphy yasalarından biri yakl. yani: eğer donanım hala olması gerektiği gibi çalışmak istemiyorsa, tam tersini yapmayı deneyin. Bu tamamen, nispeten kalın sert telden yapılmış sargılara sahip ferrit halkalı manyetik çekirdek üzerindeki yüksek frekanslı transformatör için geçerlidir. Gerilim dönüştürücü transformatörünü aşağıdaki gibi bir ferrit halkasına sarın:
- Manyetik devre yalıtılmıştır ve bir sarma mekiği kullanılarak, üzerine ikincil bir yükseltici sargı sarılır ve dönüşler mümkün olduğu kadar sıkı bir şekilde döşenir, konum. Şekil 1'de:
Bir voltaj dönüştürücü transformatörünün ferrit halkasına sarılması
- İkincil parçayı bantla sıkıca sarın, konum 2.
- Birincil sargı için 2 özdeş kablo demeti hazırlayın: alçak gerilim sargısının yarısının dönüş sayısını ince, kullanılamaz bir tel ile sarın, çıkarın, uzunluğu ölçün, gerekli sayıda sargı teli parçasını yedek olarak kesin ve bunları birleştirin. demetler halinde.
- Ek olarak, ikincil sargı nispeten düz bir yüzey elde edilene kadar yalıtılır.
- “Birincil” i aynı anda 2 demet ile sarın, demetlerin tellerini bantla düzenleyin ve dönüşleri çekirdek üzerine eşit olarak dağıtın, konum. 3.
- Demetlerin uçlarını çağırın ve birinin başlangıcını diğerinin ucuna bağlayın, bu sarımın orta noktası olacaktır.
Not: Elektrik devre şemalarında, sargıların başlangıçları, eğer uygunsa, bir nokta ile gösterilir.
50 Hz yumuşatılmış
Evdeki elektrik tüketicilerini bağlamak için uygun olan invertör çıkışında 50 Hz elde etmenin tek yolu, PWM kontrol cihazından gelen değiştirilmiş bir sinüs dalgası değildir ve bunu "düzleştirmenin" de zararı olmaz. Bunların en basiti eski güzel demir transformatördür, elektriksel ataletinden dolayı iyi “ütüler”. Doğru, 500 W'ın üzerinde bir manyetik çekirdek bulmak giderek zorlaşıyor. Böyle bir izolasyon transformatörü, invertörün düşük voltaj çıkışına açılır ve yükseltici sargısına bir yük bağlanır. Bu arada, çoğu bilgisayar UPS'si bu şemaya göre üretilmiştir, dolayısıyla bu amaç için oldukça uygundurlar. Transformatörü kendiniz sararsanız, güç olana benzer şekilde ancak bir iz bırakarak hesaplanır. özellikler:
- Çalışma indüksiyonunun başlangıçta belirlenen değeri 1,1'e bölünür ve sonraki tüm hesaplamalara uygulanır. Sözdeyi hesaba katmak için bu gereklidir. sinüzoidal olmayan voltaj şekil faktörü Kf; sinüzoid için Kf=1.
- Yükseltme sargısı ilk önce belirli bir güç için 220 V ana sargı olarak hesaplanır (veya manyetik devrenin parametreleri ve çalışma indüksiyonunun değeri ile belirlenir). Daha sonra bulunan sarım sayısı 150 W'a kadar güçler için 1,08, 150-400 W güçler için 1,05 ve 400-1300 W güçler için 1,02 ile çarpılır.
- Düşük voltaj sargısının yarısı, iki kutuplu anahtarlar veya yerleşik kanal için 14,5 V ve indüklenmiş kanala sahip anahtarlar için 13,2 V sekonder voltaj olarak hesaplanır.
İzolasyon transformatörlü 12-200 V 50 Hz dönüştürücüler için devre çözüm örnekleri şekilde gösterilmiştir:
Gerilim dönüştürücü devreleri 500-1000 W için 12-220 V 50 Hz
Soldaki tuşlar ana osilatör adı verilen bir cihaz tarafından kontrol ediliyor. "Yumuşak" bir multivibratör, tıkalı cephelerde ve düzleştirilmiş kırıklarda zaten bir kıvrım oluşturur, dolayısıyla herhangi bir ek yumuşatma önlemine gerek yoktur. Yumuşak bir multivibratörün frekansının dengesizliği normal olandan daha yüksektir, bu nedenle onu ayarlamak için bir potansiyometre P'ye ihtiyacınız vardır. KT827'deki tuşlarla, 200 W'a kadar gücü kaldırabilirsiniz (200 metrekarelik radyatörler olmadan. cm) üfleme). Eski önemsiz veya IRFZ44'ten KP904'teki anahtarlar, onu 350 W'a çıkarmanıza olanak tanır; IRF3205'te 600 W'a kadar tekli ve 1000 W'a kadar eşleştirilmiş.
TL494 üzerinde ana osilatöre sahip 12-220 V 50 Hz'lik bir invertör (şekilde sağda), akla gelebilecek tüm çalışma koşullarında frekansı sıkı bir şekilde korur. Bir psödosinüzoidi daha etkili bir şekilde düzeltmek için sözde fenomen kullanılır. salınım devresindeki akım ve gerilimlerin faz ilişkilerinin akut rezonansla aynı olduğu, ancak genliklerinin gözle görülür şekilde artmadığı kayıtsız rezonans. Teknik olarak bu durum basit bir şekilde çözülebilir: Güçlendirme sargısına, kapasitans değeri yük altında akımın (gerilim değil!) en iyi şekline göre seçilen bir yumuşatma kapasitörü bağlanır. Akımın şeklini kontrol etmek için, kapalı girişli bir osiloskopun bağlandığı nominal değerin 0,03-0,1 gücünde yük devresine 0,1-0,5 Ohm'luk bir direnç bağlanır. Düzleştirme kapasitansı invertörün verimliliğini azaltmaz, ancak bunu yapılandırmak için düşük frekanslı osiloskopları simüle etmek için bilgisayar programlarını kullanamazsınız, çünkü kullandıkları ses kartının girişi 220x1,4 = 310 V genliğe göre tasarlanmamıştır! Anahtarlar ve güçler öncekiyle aynı. dava.
Daha gelişmiş bir 12-200 V 50 Hz dönüştürücü devresi Şekil 2'de gösterilmektedir:
Geliştirilmiş bir dönüştürücünün devresi 12-200 V 50 Hz
Karmaşık bileşik anahtarlar kullanır. Çıkış voltajının kalitesini iyileştirmek için düzlemsel epitaksiyel bipolar transistörlerin vericisinin taban ve toplayıcıdan çok daha fazla katkılanması gerçeğinden yararlanılır. TL494, örneğin VT3'ün tabanına bir kapanma potansiyeli uyguladığında, kolektör akımı duracaktır, ancak yayıcı alan yükünün emilmesi nedeniyle, T1'in kapanmasını ve kendi kendine indüksiyon emk'sinden gelen voltaj dalgalanmalarını yavaşlatacaktır. Tr, L1 ve R11C5 devreleri tarafından emilecektir; cepheleri daha fazla “eğiyecekler”. İnverterin çıkış gücü toplam güç Tr tarafından belirlenir, ancak 600 W'tan fazla değildir, çünkü Bu devrede eşleştirilmiş güçlü anahtarların kullanılması imkansızdır - MOSFET transistörlerinin geçit yükünün değerindeki dağılım oldukça önemlidir ve anahtarların anahtarlanması belirsiz olacaktır, bu nedenle çıkış voltajının şekli daha da kötüleşebilir.
L1 bobini, 8-10 m çapında ve 30-40 mm uzunluğunda, 3,5-4 mm adımlı bir ferrit çubuk parçası üzerine sarılmış, bakır üzerinde 2,4 mm çapında 5-6 turlu bir teldir. Gaz kelebeği manyetik devresine kısa devre yapılmamalıdır! Bir devre kurmak oldukça zahmetli bir iştir ve çok fazla deneyim gerektirir: öncekinde olduğu gibi yük altında çıkış akımının en iyi şekline göre L1, R11 ve C5'i seçmeniz gerekir. dava. Ancak bu dönüştürücüden güç alan Hi-Fi, en zorlu kullanıcılar için bile "hi-fi" olmaya devam ediyor
söylenti.
Transformatör olmadan mümkün mü?
Zaten güçlü bir 50 Hz transformatörün sarım teli oldukça pahalıya mal olacak. Toplamda 270 W'a kadar "tabut" transformatörlerin manyetik çekirdekleri aşağı yukarı mevcuttur, ancak bir invertörde bundan 120-150 W'tan fazlasını sıkıştıramazsınız ve verimlilik en iyi ihtimalle 0,7 olacaktır çünkü "Tabut" manyetik çekirdekleri kalın bir banttan sarılır; sargılardaki sinüzoidal olmayan voltajda girdap akımı kayıpları büyüktür. 0,7 Tesla'lık bir endüksiyonla 350 W'ın üzerinde güç sağlama kapasitesine sahip, ince bir şeritten yapılmış bir SL manyetik çekirdeği bulmak genellikle sorunludur, pahalı olacaktır ve dönüştürücünün tamamı çok büyük ve ağır olacaktır. UPS transformatörleri, uzun süreli modda sık çalışma için tasarlanmamıştır - ısınırlar ve invertörlerdeki manyetik devreleri oldukça hızlı bir şekilde bozulur - manyetik özellikler büyük ölçüde bozulur, dönüştürücünün gücü düşer. Bir çıkış yolu var mı?
Evet ve bu çözüm genellikle markalı dönüştürücülerde kullanılır. Bu, 400 V arıza voltajına ve 5 A'dan fazla drenaj akımına sahip yüksek voltajlı alan etkili transistörlerdeki anahtarlardan yapılmış bir elektrik köprüsüdür. Bilgisayar UPS'lerinin birincil devrelerinden ve eski çöplerden - KP904 uygundur. vesaire.
Köprü, düzeltmeli basit bir 12-220 invertörden sabit 220 V DC ile çalıştırılır. Köprünün kolları çiftler halinde, çapraz olarak, dönüşümlü olarak açılır ve köprünün köşegenine dahil edilen yükteki akım yön değiştirir; Tüm tuşların kontrol devreleri galvanik olarak ayrılmıştır. Endüstriyel tasarımlarda tuşlar özel cihazlarla kontrol edilir. Optokuplör izolasyonlu IC, ancak amatör koşullarda her ikisi de, donanım üzerindeki küçük bir transformatörle çalıştırılan, 12 V DC - 12 V 50 Hz ek düşük güçlü bir invertörle değiştirilebilir, bkz. Bunun için manyetik çekirdek, Çin pazarındaki düşük güçlü bir güç transformatöründen alınabilir. Elektriksel ataletinden dolayı çıkış voltajının kalitesi değiştirilmiş sinüs dalgasından bile daha iyidir.
Donanımda güçlü bir transformatör olmadan voltaj dönüştürücüden 220 V 50 Hz almak için devre
