Máy biến điện áp. Điện áp cao và hơn thế nữa Bộ chuyển đổi điện áp ô tô tự chế 12-220V

Có lẽ sẽ không có ý nghĩa gì khi nói rằng việc sử dụng bộ chuyển đổi điện áp từ 12 đến 220 volt là một yêu cầu được xác định bởi một số mạng điện áp thấp được sử dụng trong cuộc sống hiện đại hàng ngày. Và nó không chỉ là ánh sáng. Tất nhiên, lựa chọn dễ dàng nhất là mua một thiết bị như vậy. Nhưng nhiều thợ điện mới vào nghề đang thắc mắc liệu điều đó có khả thi không, và nếu có thì làm thế nào để tự tay bạn tạo ra một bộ chuyển đổi từ 12 đến 200 volt? Hãy xem xét vấn đề này và mô tả mạch thiết bị dựa trên cơ sở phần tử hiện đại. Đúng, sơ đồ sẽ đơn giản nhất với số lượng thành phần và bộ phận tối thiểu.

Hãy bắt đầu với thực tế là từ lâu đã có những kế hoạch dựa trên việc sử dụng ắc quy ô tô thông thường. Thứ nhất, điều này thuận tiện khi nói đến điều kiện thực địa nơi bạn cần sạc 12V. Thứ hai, bản thân thiết bị của bộ chuyển đổi khá đơn giản. Nó dựa trên một máy phát điện điều khiển các bóng bán dẫn công suất cao. Ngược lại, như người ta nói, những người đó đã "làm rung chuyển" máy biến áp được lắp đặt ở đầu ra của mạch điện.

Nhưng thiết bị này có một vấn đề. Để điều khiển các bóng bán dẫn mạnh mẽ, cần phải lắp ráp cái gọi là tầng, bao gồm các bóng bán dẫn công suất trung bình và thấp. Đó là, bản thân thiết bị đã tăng kích thước và không chỉ do tầng. Để làm mát toàn bộ cấu trúc này, cần phải lắp đặt một bộ tản nhiệt khá ấn tượng.

Mọi việc bây giờ thế nào

Cơ sở phần tử hiện đại giúp ngày nay có thể đơn giản hóa thiết kế được mô tả ở trên ở mức tối thiểu.


  • Để làm được điều này, trước tiên bạn sẽ phải thay thế chiếc máy phát điện cồng kềnh bằng một vi mạch đặc biệt của thương hiệu KR1211EU1. Xin lưu ý rằng vi mạch này được sản xuất trong nước;
  • Thay vì sử dụng công tắc nguồn, tốt nhất nên sử dụng bóng bán dẫn IRL2505; chúng rất mạnh và được sử dụng trong các mạch điện ô tô. Nhân tiện, điện trở của chúng là 0,008 Ohm, không thể so sánh với các tiếp điểm cơ học.

Sơ đồ kết nối

Dưới đây là sơ đồ lắp ráp bộ chuyển đổi điện áp 12 220 bằng tay của chính bạn:

Về nguyên tắc, mạch điện khá đơn giản nên việc lắp ráp sẽ không khó. Nhưng tôi muốn thu hút sự chú ý đến một số sắc thái.

Mạch KR1211EU1 có hai đầu ra: trực tiếp (trong hình được biểu thị bằng vị trí “4”) và nghịch đảo (vị trí “6”). Tín hiệu ở hai đầu ra này đủ để điều khiển các công tắc nguồn. Đồng thời, bản thân các phím chỉ mở dưới tác động của xung lực cấp cao. Khi bộ chuyển đổi hoạt động, một mức điện áp thấp sẽ được hình thành giữa vi mạch và các công tắc nguồn, hay như các chuyên gia gọi là “tạm dừng”. Nó chỉ mang tính ngắn hạn, nhưng cũng đủ để giữ cả hai bóng bán dẫn ở vị trí đóng. Tại sao điều này là cần thiết? Chỉ có một mục tiêu - loại trừ sự xuất hiện của cái gọi là dòng điện chạy qua, xuất hiện nếu cả hai phím đều mở cùng một lúc.

Bây giờ có một số vị trí trên chính chương trình này.

  • Chuỗi R1-C1 – tự đặt tần số của máy phát. Chuỗi R2-C2 là phần tử khởi đầu.
  • Máy biến áp “T1” và hai bóng bán dẫn IRL2505 (trong sơ đồ chúng được chỉ định là VT1 và VT2) tạo ra giai đoạn đầu ra kéo đẩy. Vì điện trở của bóng bán dẫn không đáng kể nên thực tế không có hiện tượng tiêu tán điện năng khi công tắc mở, ngay cả khi dòng điện trong mạng cao. Do đó, không thể lắp đặt bộ tản nhiệt trong bộ chuyển đổi loại này, có công suất không vượt quá thông số 200 watt.
  • Trong trường hợp này, các bóng bán dẫn có thể truyền qua mình một dòng điện không đổi lên tới 104 A và dòng xung lên tới 360 A. Đổi lại, điều này cho phép sử dụng máy biến áp có công suất 1000 watt trong bộ chuyển đổi. Nghĩa là, với điện áp mạng 220 volt, bạn có thể loại bỏ tải 400 W.

Trên thực tế, hóa ra bất kỳ máy biến áp nào có hai cuộn dây 12 volt đều có thể được lắp đặt trong bộ chuyển đổi 12-220 loại này. Nhưng trong trường hợp này, bạn sẽ phải tính đến tỷ lệ công suất của chính thiết bị với công suất của mạng tiêu thụ; tỷ lệ này phải là 2,5. Nghĩa là, bộ chuyển đổi phải có tổng công suất cao hơn 2,5 lần so với công suất của người tiêu dùng.

Phân tích chi tiết

Mạch chứa bộ ổn định cấp nguồn cho chip A1. Nó bao gồm một chuỗi: R3-VD1-C3, trong khi bất kỳ thiết bị tương tự nào có chỉ báo ổn định 8-10 volt đều có thể được sử dụng làm diode zener (VD1).

Xin lưu ý rằng tụ C4 và C5 được lắp song song. Nếu bạn không tìm thấy chúng có cùng công suất như trong sơ đồ thì bạn có thể thay thế chúng bằng những cái tương tự (tốt nhất là nhập khẩu) có công suất 4700 uF.

Tụ điện C6 là phần tử có tác dụng triệt tiêu các xung tần số cao ở đầu ra. Tốt nhất nên sử dụng nhãn hiệu K 73-17 sản xuất trong nước hoặc nhãn hiệu nước ngoài tương tự cho mục đích này.

Và một khuyến nghị hoặc sắc thái cuối cùng. Vì mạng 12 volt có mức tiêu thụ 400 W sẽ tạo ra dòng điện 40 A nên cần phải tính toán tiết diện của dây được sử dụng. Điều này đặc biệt đúng đối với cáp kết nối pin và bộ chuyển đổi. Xin lưu ý rằng chiều dài dây phải được giữ ở mức tối thiểu.

Như bạn có thể thấy, việc tạo một bộ chuyển đổi từ 12 volt sang 220V bằng tay của chính bạn không khó lắm. Mạch rất đơn giản, nó giảm thiểu số lượng các bộ phận, giúp giảm giá thành của toàn bộ thiết bị. Cộng với công việc của nó là hiệu quả hơn.

Biến tần từ 220 đến 12 volt được sản xuất với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Có loại máy biến áp và xung. Bộ chuyển đổi biến áp 220 sang 12 volt Thiết kế, như tên cho thấy, dựa trên máy biến áp giảm áp.

Các loại bộ chuyển đổi và thiết kế của chúng

Máy biến áp là một sản phẩm gồm có hai bộ phận chính:

  • lõi được lắp ráp từ thép cách điện;
  • cuộn dây được chế tạo dưới dạng vòng dây bằng vật liệu dẫn điện.

Hoạt động của nó dựa trên sự xuất hiện của suất điện động trong một mạch dẫn kín. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp sẽ tạo thành các dòng từ thông xen kẽ. Những đường này xuyên qua lõi và tất cả các cuộn dây nơi xuất hiện suất điện động. Khi cuộn thứ cấp chịu tải, dòng điện bắt đầu chạy dưới tác dụng của lực này.

Giá trị của hiệu điện thế sẽ được xác định bằng tỷ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Do đó, bằng cách thay đổi tỷ lệ này, bạn có thể nhận được bất kỳ giá trị nào.

Để giảm giá trị điện áp, số vòng dây ở cuộn thứ cấp được làm nhỏ hơn. Điều đáng chú ý là cách trên chỉ có tác dụng khi cấp nguồn AC vào cuộn sơ cấp. Khi sử dụng dòng điện một chiều, một từ thông không đổi được tạo ra, không tạo ra EMF và năng lượng sẽ không được truyền đi.

Bộ chuyển đổi không biến áp từ 220 đến 12 volt

Các thiết bị nguồn như vậy được gọi là thiết bị nguồn chuyển mạch. Bộ phận chính của thiết bị như vậy thường là một vi mạch chuyên dụng (bộ điều biến độ rộng xung).

Việc đảo ngược điện áp 220 sang 12 volt xảy ra như sau. Điện áp nguồn được cung cấp cho mạch chỉnh lưu, sau đó được làm mịn bằng điện dung có giá trị danh định là 300-400 volt. Sau đó, tín hiệu đã chỉnh lưu được chuyển đổi bằng cách sử dụng bóng bán dẫn thành các xung hình chữ nhật tần số cao với chu kỳ nhiệm vụ yêu cầu. Bộ chuyển đổi dạng xung do sử dụng mạch đảo chiều nên tạo ra điện áp ổn định ở đầu ra. Trong trường hợp này, quá trình chuyển đổi xảy ra cả khi có cách ly điện từ các mạch đầu ra và không có nó.

Trong trường hợp đầu tiên, một máy biến áp xung được sử dụng để nhận tín hiệu tần số cao lên đến 110 kHz.

Nam châm sắt được sử dụng trong sản xuất lõi, giúp giảm trọng lượng và kích thước. Cái thứ hai sử dụng bộ lọc thông thấp thay vì máy biến áp.

Ưu điểm của nguồn xung như sau:

  1. trọng lượng nhẹ;
  2. hiệu quả được cải thiện;
  3. sự rẻ tiền;
  4. sự hiện diện của bảo vệ tích hợp.

Những bất lợi bao gồm thực tế là việc sử dụng trong công việc xung tần số cao, chính thiết bị sẽ tạo ra nhiễu. Điều này đòi hỏi phải loại bỏ và mang lại sự phức tạp cho các mạch điện.

Cách tự tạo ra điện áp 12 volt từ 220 volt

Cách dễ nhất là chế tạo một thiết bị tương tự dựa trên máy biến áp hình xuyến. Thiết bị này rất dễ dàng để tự làm. Để làm điều này, bạn sẽ cần bất kỳ máy biến áp nào có cuộn dây sơ cấp định mức 220 volt. Cuộn dây thứ cấp được tính toán theo công thức đơn giản hoặc được lựa chọn thực tế.

Để lựa chọn, bạn có thể cần:

  • thiết bị đo điện áp;
  • Băng cách điện;
  • băng giữ;
  • dây đồng;
  • hàn sắt;
  • dụng cụ tháo gỡ (kềm, tua vít, kìm, dao, v.v.).

Trước hết, cần xác định cuộn dây thứ cấp nằm ở phía nào của máy biến áp được chuyển đổi. Cẩn thận loại bỏ lớp bảo vệ để có được quyền truy cập. Sử dụng máy kiểm tra, đo điện áp ở các cực.

Trong trường hợp điện áp thấp hơn, hãy hàn dây vào hai đầu cuộn dây, cách điện cẩn thận điểm nối. Đang dùng dây này quay mười lượt và đo lại điện áp. Tùy thuộc vào mức độ điện áp đã tăng lên, hãy tính số vòng dây bổ sung.

Nếu điện áp vượt quá mức yêu cầu, các hành động ngược lại sẽ được thực hiện. Mười vòng được tháo ra, điện áp được đo và tính toán xem cần loại bỏ bao nhiêu vòng. Sau đó, phần dây thừa được cắt bỏ và hàn vào thiết bị đầu cuối.

Cần lưu ý rằng khi sử dụng cầu diode, hiệu điện thế đầu ra sẽ tăng một lượng bằng tích của điện áp xoay chiều và giá trị là 1,41.

Ưu điểm chính của việc chuyển đổi máy biến áp là tính đơn giản và độ tin cậy cao. Nhược điểm là kích thước và trọng lượng.

Việc tự lắp ráp bộ biến tần xung chỉ có thể thực hiện được khi có trình độ đào tạo và kiến ​​thức tốt về điện tử. Mặc dù bạn có thể mua bộ KIT làm sẵn. Bộ sản phẩm này chứa một bảng mạch in và các linh kiện điện tử. Bộ này cũng bao gồm sơ đồ mạch điện Và vẽ với sự sắp xếp chi tiết của các yếu tố. Tất cả những gì còn lại là cẩn thận hàn lại mọi thứ.

Sử dụng công nghệ xung, bạn cũng có thể tạo một bộ chuyển đổi từ 12 đến 220 volt. Điều này rất hữu ích khi sử dụng trên ô tô. Một ví dụ nổi bật là nguồn cung cấp điện liên tục được làm từ thiết bị cố định.

!
Trong sản phẩm tự chế này, AKA KASYAN sẽ chế tạo một bộ chuyển đổi điện áp tăng giảm và giảm áp đa năng.

Tác giả gần đây đã lắp ráp một pin lithium. Và hôm nay anh ấy sẽ tiết lộ bí mật về mục đích mà anh ấy làm ra nó.


Đây là một bộ chuyển đổi điện áp mới, chế độ hoạt động của nó là một chu kỳ.


Bộ chuyển đổi có kích thước nhỏ và công suất khá cao.


Bộ chuyển đổi thông thường thực hiện một trong hai điều. Chúng chỉ tăng hoặc chỉ giảm điện áp cung cấp cho đầu vào.
Phiên bản do tác giả làm có thể vừa tăng,


và giảm điện áp đầu vào đến giá trị yêu cầu.


Tác giả có nhiều nguồn điện được điều chỉnh khác nhau để thử nghiệm các sản phẩm tự chế đã lắp ráp.


Sạc pin và sử dụng pin cho nhiều công việc khác.


Cách đây không lâu, ý tưởng tạo ra nguồn điện di động đã xuất hiện.
Báo cáo vấn đề như sau: thiết bị có thể sạc được tất cả các loại thiết bị cầm tay.


Từ điện thoại thông minh và máy tính bảng thông thường đến máy tính xách tay và máy quay video, thậm chí còn có thể cung cấp năng lượng cho bàn ủi hàn TS-100 yêu thích của tác giả.


Đương nhiên, bạn có thể chỉ cần sử dụng bộ sạc phổ thông với bộ đổi nguồn.
Nhưng tất cả đều dùng điện 220V




Trong trường hợp của tác giả, thứ cần thiết là một nguồn di động có nhiều điện áp đầu ra khác nhau.


Nhưng tác giả không tìm thấy bất kỳ thứ nào trong số này để bán.

Điện áp cung cấp cho các thiết bị này có phạm vi rất rộng.
Ví dụ: điện thoại thông minh chỉ cần 5 V, máy tính xách tay là 18 V, một số thậm chí 24 V.
Pin do tác giả sản xuất được thiết kế cho điện áp đầu ra 14,8 V.
Vì vậy cần có một bộ chuyển đổi có khả năng vừa tăng vừa giảm điện áp ban đầu.


Xin lưu ý rằng một số giá trị của các thành phần được chỉ ra trên sơ đồ khác với các giá trị được cài đặt trên bo mạch.




Đây là những tụ điện.


Sơ đồ thể hiện các giá trị tham chiếu và tác giả lập bảng để giải quyết vấn đề của riêng mình.
Đầu tiên, tôi quan tâm đến sự nhỏ gọn.


Thứ hai, bộ chuyển đổi năng lượng của tác giả cho phép bạn dễ dàng tạo ra dòng điện đầu ra 3 Amps.


AKA KASYAN không cần gì hơn nữa.


Điều này là do dung lượng của các tụ điện lưu trữ được sử dụng nhỏ nhưng mạch có khả năng cung cấp dòng điện đầu ra lên tới 5 A.

Vì vậy, chương trình này là phổ quát. Các thông số phụ thuộc vào điện dung của tụ điện, thông số của cuộn cảm, bộ chỉnh lưu diode và đặc tính của chuyển mạch trường.






Hãy nói một vài lời về kế hoạch. Nó là bộ chuyển đổi một chu kỳ dựa trên bộ điều khiển UC3843.


Do điện áp từ pin cao hơn một chút so với nguồn điện tiêu chuẩn của vi mạch, nên bộ ổn định 12V 7812 đã được thêm vào mạch để cấp nguồn cho bộ điều khiểnPWM.


Bộ ổn định này không được chỉ định trong sơ đồ trên.
Cuộc họp. Về các jumper được cài đặt ở phía gắn của bảng.


Có bốn chiếc jumper này, và hai trong số đó là những chiếc có sức mạnh. Đường kính của chúng ít nhất phải là một milimet!
Máy biến áp, hay đúng hơn là cuộn cảm, được quấn trên một vòng màu vàng làm bằng bột sắt.




Những vòng như vậy có thể được tìm thấy trong bộ lọc đầu ra của bộ nguồn máy tính.
Kích thước của lõi được sử dụng.
Đường kính ngoài 23,29mm.


Đường kính trong 13,59mm.


Độ dày 10,33mm.


Nhiều khả năng độ dày của cuộn dây cách điện là 0,3mm.
Cuộn cảm gồm có hai cuộn dây bằng nhau.


Cả hai cuộn dây đều được quấn bằng dây đồng có đường kính 1,2 mm.
Tác giả khuyến cáo nên sử dụng dây có đường kính lớn hơn một chút, 1,5-2,0 mm.


Cuộn dây có mười vòng, cả hai dây được quấn cùng một lúc, cùng chiều.


Trước khi lắp van tiết lưu, hãy dán các nút nhảy bằng băng nylon.


Chức năng của mạch nằm ở việc lắp đặt đúng cuộn cảm.




Cần phải hàn các đầu dây quấn một cách chính xác.


Đơn giản chỉ cần cài đặt van tiết lưu như trong ảnh.








Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kênh N cấp nguồn, hầu như bất kỳ bóng bán dẫn điện áp thấp nào cũng sẽ làm được.


Dòng điện bán dẫn không thấp hơn 30A.


Tác giả đã sử dụng bóng bán dẫn IRFZ44N.


Bộ chỉnh lưu đầu ra là một diode kép YG805C trong gói TO220.




Điều quan trọng là sử dụng điốt Schottky vì chúng tạo ra mức sụt áp tối thiểu (0,3V so với 0,7) tại điểm nối, điều này ảnh hưởng đến tổn thất và sưởi ấm. Chúng cũng dễ dàng tìm thấy trong các bộ nguồn máy tính khét tiếng.


Trong các khối chúng được đặt trong bộ chỉnh lưu đầu ra.


Trong một trường hợp, có hai điốt trong mạch của tác giả được mắc song song để tăng dòng điện chạy qua.
Bộ chuyển đổi ổn định và có phản hồi.

Điện áp ra được đặt bởi điện trở R3


Nó có thể được thay thế bằng một biến trở bên ngoài để dễ vận hành.


Bộ chuyển đổi cũng được trang bị bảo vệ ngắn mạch. Điện trở R10 được dùng làm cảm biến dòng điện.


Đây là một shunt có điện trở thấp và điện trở của nó càng cao thì dòng phản ứng bảo vệ càng thấp. Một tùy chọn SMD được lắp đặt ở bên cạnh đường ray.


Nếu không cần bảo vệ ngắn mạch thì chúng tôi chỉ cần loại trừ thiết bị này.


Bảo vệ nhiều hơn. Có một cầu chì 10A ở đầu vào của mạch.


Nhân tiện, bảng điều khiển pin đã được lắp đặt tính năng chống đoản mạch.


Rất mong muốn sử dụng các tụ điện được sử dụng trong mạch có điện trở trong thấp.




Bộ ổn định, bóng bán dẫn hiệu ứng trường và bộ chỉnh lưu diode được gắn vào bộ tản nhiệt bằng nhôm dưới dạng một tấm uốn cong.




Đảm bảo cách ly chất nền bóng bán dẫn và chất ổn định khỏi bộ tản nhiệt bằng cách sử dụng ống lót nhựa và tấm cách nhiệt dẫn nhiệt. Đừng quên dán nhiệt. Và diode lắp trong mạch đã có vỏ cách điện rồi.

Tôi chưa bao giờ thấy mạch biến tần nào đơn giản hơn mạch này. Để lặp lại, bạn sẽ cần tối thiểu các phần - không quá 10 phần. Để có được điện áp đầu ra 220 volt, chúng ta cần một pin AA 1,5 volt.

Cần có bộ biến tần khi không thể kết nối với mạng 220 volt. Biến tần được chia thành hai loại: một số có điện áp đầu ra hình sin với tần số 50 Hz và phù hợp để cấp nguồn cho hầu hết mọi tải. Những cái được sửa đổi khác có tần số đầu ra cao, khoảng 500-10000 Hz và không phải lúc nào cũng có dạng sóng hình sin.
Bộ biến tần có tần số sóng hình sin 50 Hz rất đắt tiền vì cần có một máy biến áp lớn hoặc bộ phận điện tử mô phỏng để tạo ra xung sóng hình sin 50 Hz.
Biến tần đơn giản nhất mà chúng tôi sẽ chế tạo thuộc nhóm thứ hai. Và nó phù hợp để cấp nguồn cho nhiều nguồn điện chuyển mạch khác nhau, chẳng hạn như bộ sạc điện thoại, bóng đèn tiết kiệm năng lượng - đèn huỳnh quang hoặc đèn LED.

Thành phần bắt buộc

Máy biến áp 220V – 6V. Bạn có thể xé nó ra khỏi máy ghi âm, máy thu băng cũ, v.v. hoặc mua ở đây -
Vỏ pin AA - 1 -
Chuyển đổi - 1 -
Bảng mạch in - 1 -
Bóng bán dẫn BC547 (tương tự trong nước của KT3102, KT315) - 1 -
Transitor BD140 có bộ tản nhiệt (tương tự trong nước của KT814, KT816) – 1 -
Tụ điện 0,1 µF – 1-
Điện trở 30 kOhm - 1 -
Công cụ:
Mỏ hàn nếu chưa có thì mang vào đây -

Cơ chế

Hãy bắt đầu làm quen với biến tần bằng sơ đồ. Đây là một bộ dao động đa năng thông thường dựa trên một bóng bán dẫn tổng hợp. Kết quả là một máy phát điện ở đầu ra có một máy biến áp tăng áp.
Chúng ta hãy tập hợp một sơ đồ. Bảng là nguyên mẫu, có rất nhiều lỗ. Chúng tôi chèn các bộ phận và hàn chúng bằng jumper theo sơ đồ.

Kiểm tra công việc

Nếu tất cả các thành phần của mạch đều hoạt động tốt và mạch được lắp ráp không có lỗi thì biến tần sẽ bắt đầu hoạt động ngay lập tức và không cần điều chỉnh.



Chúng tôi kết nối đèn tiết kiệm năng lượng với đầu ra biến tần. Lắp pin và đóng công tắc. Ánh sáng đã bật sáng.


Tất nhiên, độ sáng của nó thấp hơn so với khi lấy nguồn từ nguồn điện lưới, nhưng việc nó hoạt động từ phần tử 1,5 volt là một bước đột phá!
Đương nhiên, như mọi nơi khác, định luật bảo toàn năng lượng được áp dụng ở đây. Dựa vào đó, dòng điện trong mạch pin sẽ cao hơn vài lần so với mạch bóng đèn. Nói chung, pin phải có tính kiềm thì mới có khả năng hoạt động được lâu hơn một chút.

Khi lắp đặt và làm việc với biến tần, hãy đặc biệt cẩn thận, điện áp 220 volt rất nguy hiểm đến tính mạng. Và, tin tôi đi, một cục pin 1,5 volt cũng đủ để khiến một người bị điện giật nghiêm trọng, thậm chí có thể gây ngừng tim. Như bạn đã biết, để làm được điều này, chỉ cần truyền khoảng 100 mA qua một người là đủ, điều mà bộ biến tần này hoàn toàn có khả năng thực hiện được.

Biến tần 12V/220V là vật dụng cần thiết trong mỗi gia đình. Đôi khi điều đó chỉ đơn giản là cần thiết: chẳng hạn như mạng bị mất, điện thoại hết pin và có thịt trong tủ lạnh. Nhu cầu quyết định nguồn cung: đối với các mẫu làm sẵn có công suất từ ​​1 kW trở lên, từ đó bạn có thể cung cấp năng lượng cho bất kỳ thiết bị điện nào, bạn sẽ phải trả khoảng từ 150 USD. Có thể hơn 300 đô la. Tuy nhiên, việc chế tạo một bộ chuyển đổi điện áp bằng tay của chính bạn trong thời đại chúng ta đều có thể thực hiện được đối với bất kỳ ai biết cách hàn: lắp ráp nó từ một bộ linh kiện làm sẵn sẽ tốn ít hơn ba đến bốn lần + một ít công việc và kim loại từ rác thải. Nếu bạn có bộ sạc pin ô tô, bạn thường có thể chi 300-500 rúp. Và nếu bạn cũng có các kỹ năng vô tuyến nghiệp dư cơ bản, thì sau khi lục lọi trong kho, bạn hoàn toàn có thể tạo ra một bộ biến tần 12V DC/220V AC 50Hz với công suất 500-1200 W mà không mất gì. Hãy xem xét các lựa chọn có thể.

Tùy chọn: Toàn cầu

Bộ chuyển đổi điện áp 12-220 V để cấp nguồn cho tải lên đến 1000 W trở lên thường có thể được chế tạo độc lập theo các cách sau (để tăng chi phí):

  1. Đặt thiết bị làm sẵn vào hộp có tản nhiệt từ Avito, Ebay hoặc AliExpress. Tìm kiếm “biến tần 220” hoặc “biến tần 12/220”; bạn có thể ngay lập tức thêm sức mạnh cần thiết. Nó sẽ có giá khoảng. một nửa giá của cùng một nhà máy. Không yêu cầu kỹ năng về điện, nhưng - xem bên dưới;
  2. Lắp ráp cùng một thứ từ bộ sản phẩm: bảng mạch in + các thành phần “rải rác”. Nó có thể được mua ở đó, nhưng yêu cầu tự làm được thêm vào, có nghĩa là tự lắp ráp. Giá vẫn còn khoảng. thấp hơn 1,5 lần. Cần có các kỹ năng cơ bản về điện tử vô tuyến: khả năng hàn, sử dụng đồng hồ vạn năng, kiến ​​thức về nối dây (sơ đồ chân) của các cực của các phần tử hoạt động hoặc khả năng tìm kiếm chúng, các quy tắc bao gồm các thành phần cực (điốt, tụ điện) trong mạch điện và khả năng xác định dòng điện và dây tiết diện nào là cần thiết;
  3. Thích ứng nguồn điện liên tục của máy tính (UPS, UPS) với biến tần. Bạn có thể tìm thấy một UPS đã qua sử dụng đang hoạt động không có pin tiêu chuẩn với giá 300-500 rúp. Bạn không cần bất kỳ kỹ năng nào - bạn chỉ cần kết nối ắc quy ô tô với UPS. Nhưng bạn sẽ phải sạc riêng, xem thêm bên dưới;
  4. Hãy chọn phương thức chuyển đổi, sơ đồ (xem bên dưới) phù hợp với nhu cầu và sự sẵn có của các bộ phận, tự mình tính toán và lắp ráp hoàn chỉnh. Nó có thể hoàn toàn miễn phí, nhưng ngoài các kỹ năng điện tử cơ bản, bạn sẽ cần khả năng sử dụng một số dụng cụ đo lường đặc biệt (xem thêm bên dưới) và thực hiện các phép tính kỹ thuật đơn giản.

Từ một mô-đun đã hoàn thành

Phương pháp lắp ráp theo đoạn văn. 1 và 2 thực sự không đơn giản như vậy. Vỏ của bộ biến tần sản xuất sẵn tại nhà máy cũng đóng vai trò là bộ tản nhiệt cho các công tắc bóng bán dẫn mạnh mẽ bên trong. Nếu bạn lấy “bán thành phẩm” hoặc “rời rạc”, thì sẽ không có nhà ở cho họ: với giá thành điện tử, lao động thủ công và kim loại màu hiện nay, sự khác biệt về giá được giải thích chính xác là do không có thứ hai và có thể là thứ ba. Nghĩa là, bạn sẽ phải tự mình chế tạo một bộ tản nhiệt cho các phím mạnh mẽ hoặc tìm một bộ tản nhiệt bằng nhôm làm sẵn. Độ dày của nó tại vị trí lắp phím phải ít nhất là 4 mm và diện tích cho mỗi phím phải ít nhất là 50 mét vuông. xem từng kW công suất đầu ra; với việc thổi từ quạt làm mát máy tính 12 V 110-130 mA – từ 30 mét vuông. phím cm*kW*.

Mô-đun biến tần điện áp 12/220 V làm sẵn

Ví dụ: có 2 phím trong một bộ (mô-đun) (bạn có thể nhìn thấy chúng, chúng nhô ra khỏi bảng, xem bên trái trong hình); các mô-đun có các phím trên bộ tản nhiệt (ở bên phải trong hình) đắt hơn và được thiết kế cho một công suất nhất định, thường không cao lắm. Không có bộ làm mát, công suất yêu cầu là 1,5 kW. Điều này có nghĩa là bạn cần một bộ tản nhiệt có diện tích 150 mét vuông. Ngoài ra, còn có bộ dụng cụ lắp đặt chìa khóa: miếng đệm dẫn nhiệt cách nhiệt và phụ kiện để lắp vít - cốc và vòng đệm cách nhiệt. Nếu mô-đun có bảo vệ nhiệt (sẽ có một số bộ phận khác nhô ra giữa các phím - cảm biến nhiệt), thì hãy bôi một ít keo tản nhiệt để dán nó vào bộ tản nhiệt. Dây điện - tất nhiên, xem bên dưới.

Từ UPS

Biến tần 12V DC/220V AC 50Hz, mà bạn có thể kết nối bất kỳ thiết bị nào trong giới hạn nguồn điện cho phép, được làm từ UPS máy tính khá đơn giản: dây tiêu chuẩn đến ắc quy “của bạn” được thay thế bằng dây dài có kẹp cho ắc quy ô tô thiết bị đầu cuối. Tiết diện dây được tính toán dựa trên mật độ dòng điện cho phép là 20-25 A/sq. mm, xem thêm bên dưới. Nhưng do pin không đạt tiêu chuẩn, các vấn đề có thể phát sinh - với nó, và nó đắt hơn và cần thiết hơn một bộ chuyển đổi.

UPS cũng sử dụng pin axit chì. Ngày nay, đây là nguồn năng lượng hóa học thứ cấp duy nhất được cung cấp rộng rãi có khả năng cung cấp dòng điện lớn (dòng bổ sung) thường xuyên mà không bị “tắt” hoàn toàn sau 10-15 chu kỳ sạc-phóng. Trong ngành hàng không, pin bạc-kẽm được sử dụng, loại pin này thậm chí còn mạnh hơn, nhưng chúng cực kỳ đắt, không được phổ biến rộng rãi và tuổi thọ sử dụng của chúng không đáng kể so với tiêu chuẩn hàng ngày - khoảng. 150 chu kỳ.

Việc xả pin axit được theo dõi rõ ràng bằng điện áp trên bộ sạc và bộ điều khiển UPS sẽ không cho phép xả pin “ngoại lai” vượt quá mức đo lường. Nhưng trong pin UPS tiêu chuẩn, chất điện phân là gel, trong khi ở pin ô tô là chất lỏng. Chế độ sạc trong cả hai trường hợp khác nhau đáng kể: dòng điện giống nhau không thể truyền qua gel như qua chất lỏng và trong chất điện phân lỏng, nếu dòng điện quá thấp, độ linh động của các ion sẽ thấp và không phải tất cả chúng sẽ trở lại vị trí của chúng trong các điện cực. Kết quả là UPS sẽ thường xuyên sạc quá mức ắc quy ô tô; nó sẽ sớm bị sunfat hóa và hoàn toàn không thể sử dụng được. Vì vậy, cần có bộ sạc ắc quy cho bộ biến tần trên UPS. Bạn có thể tự làm nó, nhưng đó là một chủ đề khác.

Pin và năng lượng

Sự phù hợp của bộ chuyển đổi cho một mục đích cụ thể cũng phụ thuộc vào pin. Bộ biến tần tăng điện áp không lấy năng lượng cho người tiêu dùng từ “vật chất tối” của Vũ trụ, lỗ đen, thánh linh hay bất cứ nơi nào khác tương tự. Chỉ từ pin. Và từ đó anh ta sẽ lấy nguồn điện cung cấp cho người tiêu dùng chia cho hiệu suất của chính bộ chuyển đổi.

Nếu bạn nhìn thấy “6800W” trở lên trên thân của một biến tần có thương hiệu, hãy tin vào mắt bạn. Các thiết bị điện tử hiện đại cho phép lắp những thiết bị mạnh hơn nữa vào thể tích của bao thuốc lá. Nhưng giả sử chúng ta cần công suất tải 1000 W và chúng ta có sẵn ắc quy ô tô 12 V 60 A/h thông thường. Giá trị điển hình của hiệu suất biến tần là 0,8. Điều này có nghĩa là sẽ mất khoảng. 100 A. Đối với dòng điện như vậy cũng cần có dây dẫn có tiết diện 5 mét vuông. mm (xem ở trên), nhưng đó không phải là điều chính ở đây.

Những người đam mê ô tô biết: nếu bạn khởi động máy trong 20 phút, hãy mua ắc quy mới. Đúng là máy mới có bộ phận giới hạn thời gian hoạt động nên có lẽ họ chưa biết. Và chắc chắn không phải ai cũng biết rằng bộ khởi động của ô tô du lịch, khi quay lên sẽ nhận được dòng điện khoảng. 75 A (trong vòng 0,1-0,2 giây khi khởi động - lên tới 600 A). Cách tính đơn giản nhất - và hóa ra là nếu biến tần không có thiết bị tự động hạn chế việc xả pin thì pin của chúng ta sẽ hết pin sau 15 phút. Vì vậy, hãy chọn hoặc thiết kế bộ chuyển đổi của bạn có tính đến khả năng của pin hiện có.

Lưu ý: điều này hàm ý lợi thế rất lớn của bộ chuyển đổi 12/220 V dựa trên UPS máy tính - bộ điều khiển của chúng sẽ không cho phép cạn kiệt pin hoàn toàn.

Tuổi thọ của pin axit không giảm đáng kể nếu chúng được xả với dòng điện 2 giờ (12 A cho 60 A/h, 24 A cho 120 A/h và 42 A cho 210 A/h). Có tính đến hiệu suất chuyển đổi, điều này mang lại công suất tải dài hạn cho phép xấp xỉ. 120 W, 230 W và 400 W tương ứng. Trong 10 phút. tải (ví dụ: để cấp nguồn cho dụng cụ điện), có thể tăng lên 2,5 lần, nhưng sau đó ABC phải nghỉ ít nhất 20 phút.

Nhìn chung, kết quả không hoàn toàn xấu. Trong số các dụng cụ điện gia dụng thông thường, chỉ có máy mài mới có công suất 1000-1300 W. Phần còn lại, theo quy định, có giá lên tới 400 W và tua vít lên tới 250 W. Tủ lạnh dùng pin 12 V 60 A/h sẽ hoạt động thông qua bộ biến tần trong 1,5-5 giờ; khá đủ để thực hiện các biện pháp cần thiết. Do đó, việc chế tạo bộ chuyển đổi 1 kW cho pin 60 A/h là hợp lý.

Đầu ra sẽ là gì?

Để giảm trọng lượng và kích thước của thiết bị, với một số trường hợp ngoại lệ hiếm gặp (xem bên dưới), bộ chuyển đổi điện áp hoạt động ở tần số tăng dần từ hàng trăm Hz đến đơn vị và hàng chục kHz. Sẽ không có người tiêu dùng nào chấp nhận dòng điện có tần số như vậy và tổn thất năng lượng của nó trong hệ thống dây điện thông thường sẽ rất lớn. Do đó, bộ biến tần 12-200 được chế tạo cho điện áp đầu ra sau. các loại:

  • Chỉnh lưu liên tục 220 V (220V AC). Thích hợp để cấp nguồn cho bộ sạc điện thoại, hầu hết các bộ nguồn (PS) cho máy tính bảng, đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang và đèn LED. Với công suất 150-250 W, chúng hoàn hảo cho các dụng cụ điện cầm tay: nguồn DC mà chúng tiêu thụ giảm nhẹ và mô-men xoắn tăng lên. Không thích hợp để chuyển đổi nguồn điện (UPS) của TV, máy tính, máy tính xách tay, lò vi sóng, v.v. với công suất trên 40-50 W: những cái này nhất thiết phải có cái gọi là. khối khởi động, để hoạt động bình thường trong đó điện áp nguồn định kỳ phải vượt qua điểm không. Không phù hợp và nguy hiểm cho các thiết bị có máy biến áp trên động cơ điện sắt và AC: dụng cụ điện cố định, tủ lạnh, máy điều hòa không khí, hầu hết âm thanh Hi-Fi, máy chế biến thực phẩm, một số máy hút bụi, máy pha cà phê, máy xay cà phê và lò vi sóng (đối với các thiết bị sau - do sự hiện diện của một bảng động cơ quay).
  • Sóng hình sin được sửa đổi (xem bên dưới) - phù hợp với mọi người tiêu dùng, ngoại trừ âm thanh Hi-Fi với UPS, các thiết bị khác có UPS từ 40-50 W (xem bên trên) và thường là hệ thống an ninh địa phương, trạm thời tiết tại nhà, v.v. với các cảm biến tương tự nhạy cảm.
  • Hình sin thuần túy - phù hợp không hạn chế, ngoại trừ nguồn điện, cho bất kỳ người tiêu dùng điện nào.

Sin hay pseudosine?

Để tăng hiệu quả, việc chuyển đổi điện áp không chỉ được thực hiện ở tần số cao hơn mà còn với các xung dị cực. Tuy nhiên, không thể cấp nguồn cho rất nhiều thiết bị tiêu dùng bằng một chuỗi các xung hình chữ nhật đa cực (còn gọi là xung uốn khúc): các xung điện lớn ở mặt trước uốn khúc thậm chí chỉ cần tải phản kháng nhẹ sẽ dẫn đến tổn thất năng lượng lớn và có thể gây ra hiện tượng chập chờn. sự cố của người tiêu dùng. Tuy nhiên, cũng không thể thiết kế bộ chuyển đổi cho dòng điện hình sin - hiệu suất sẽ không vượt quá khoảng. 0,6.

Chuyển đổi điện áp DC thành sóng hình sin biến đổi và thuần túy

Một cuộc cách mạng thầm lặng nhưng có ý nghĩa trong ngành này đã xảy ra khi các vi mạch được phát triển dành riêng cho bộ biến đổi điện áp, tạo thành cái gọi là. một hình sin biến đổi (ở bên trái trong hình), mặc dù sẽ đúng hơn nếu gọi nó là giả, meta-, gần đúng, v.v. hình sin. Hình dạng hiện tại của hình sin biến đổi là dạng bậc, và các mặt trước của xung bị kéo dài (các mặt trước uốn khúc thường không thể nhìn thấy được trên màn hình của máy hiện sóng tia âm cực). Nhờ đó, người tiêu dùng có máy biến áp trên sắt hoặc khả năng phản ứng đáng chú ý (động cơ điện không đồng bộ) “hiểu” sóng giả “như thật” và hoạt động như không có chuyện gì xảy ra; Âm thanh Hi-Fi có bộ chuyển đổi mạng trên phần cứng có thể được cấp nguồn bằng sóng hình sin đã được sửa đổi. Ngoài ra, một hình sin đã được sửa đổi có thể được làm mịn theo những cách khá đơn giản thành một hình sin "gần như thật", sự khác biệt so với hình sin thuần túy trên máy hiện sóng hầu như không thể nhận thấy bằng mắt; Bộ chuyển đổi loại “Pure Sine” không đắt hơn nhiều so với loại thông thường, ở bên phải trong Hình.

Tuy nhiên, không nên chạy các thiết bị có bộ phận tương tự thất thường và UPS từ sóng hình sin đã được sửa đổi. Sau này là cực kỳ không mong muốn. Thực tế là nền giữa của hình sin biến đổi không phải là điện áp bằng 0 thuần túy. Bộ khởi động UPS từ sóng hình sin đã sửa đổi không hoạt động rõ ràng và toàn bộ UPS có thể không thoát khỏi chế độ khởi động để chuyển sang chế độ vận hành. Người dùng lúc đầu coi đây là những trục trặc xấu xí, sau đó khói bốc ra từ thiết bị, như trong một trò đùa. Do đó, các thiết bị trong UPS phải được cấp nguồn từ bộ biến tần loại Pure Sine.

Chúng tôi tự làm biến tần

Vì vậy, hiện tại rõ ràng là tốt nhất nên tạo một bộ biến tần cho đầu ra 220 V 50 Hz, mặc dù chúng ta cũng sẽ nhớ về đầu ra AC. Trong trường hợp đầu tiên, để kiểm soát tần số, bạn sẽ cần một máy đo tần số: tiêu chuẩn cho sự dao động tần số của mạng lưới cấp điện là 48-53 Hz. Động cơ điện xoay chiều đặc biệt nhạy cảm với những sai lệch của nó: khi tần số của điện áp nguồn đạt đến giới hạn dung sai, chúng sẽ nóng lên và “đi xa” tốc độ định mức. Loại thứ hai rất nguy hiểm đối với tủ lạnh và máy điều hòa không khí; chúng có thể bị hỏng không thể sửa chữa được do giảm áp suất. Nhưng chúng ta không cần phải mua, thuê hoặc xin vay một chiếc máy đo tần số điện tử chính xác và đa chức năng - chúng ta không cần độ chính xác của nó. Máy đo tần số cộng hưởng điện cơ (vị trí 1 trong hình) hoặc con trỏ của bất kỳ hệ thống nào, vị trí. 2:

Thiết bị giám sát tần số của mạng lưới cung cấp điện

Cả hai đều không đắt, được bán trên Internet và ở các thành phố lớn trong các cửa hàng chuyên về điện. Một máy đo tần số cộng hưởng cũ có thể được tìm thấy ở chợ sắt, và cái này hay cái kia, sau khi thiết lập biến tần, rất phù hợp để theo dõi tần số mạng trong nhà - đồng hồ không phản hồi khi kết nối chúng với mạng.

50 Hz từ máy tính

Trong hầu hết các trường hợp, người tiêu dùng yêu cầu nguồn điện 220 V 50 Hz không quá mạnh, lên tới 250-350 W. Sau đó, cơ sở cho bộ chuyển đổi 12/220 V 50 Hz có thể là một UPS từ một máy tính cũ - tất nhiên, nếu một chiếc nằm trong thùng rác hoặc ai đó đang bán nó với giá rẻ. Công suất cung cấp cho tải sẽ vào khoảng. 0,7 so với UPS định mức. Ví dụ: nếu trên thân có ghi “250W”, thì bạn có thể kết nối các thiết bị có công suất lên tới 150-170 W mà không cần lo lắng. Bạn cần nhiều hơn - trước tiên bạn phải thử nó trên một lượng đèn sợi đốt. Nó kéo dài 2 giờ – nó có thể cung cấp năng lượng như vậy trong một thời gian dài. Cách tạo biến tần 12V DC/220V AC 50Hz từ nguồn điện máy tính, xem video bên dưới.

Video: bộ chuyển đổi 12-220 đơn giản từ nguồn điện máy tính

Phím

Giả sử không có UPS máy tính hoặc bạn cần thêm nguồn điện. Khi đó, việc lựa chọn các bộ phận chính trở nên quan trọng: chúng phải chuyển đổi dòng điện cao với tổn thất chuyển mạch tối thiểu, đáng tin cậy và giá cả phải chăng. Về vấn đề này, các bóng bán dẫn lưỡng cực và thyristor đang tự tin trở thành dĩ vãng trong lĩnh vực ứng dụng này.

Cuộc cách mạng thứ hai trong lĩnh vực kinh doanh biến tần gắn liền với sự ra đời của các bóng bán dẫn hiệu ứng trường mạnh mẽ (“bóng bán dẫn trường”), hay còn gọi là bóng bán dẫn. cấu trúc dọc. Tuy nhiên, họ đã cách mạng hóa toàn bộ công nghệ cung cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp: việc tìm thấy một máy biến áp bằng sắt trong các thiết bị gia dụng ngày càng khó khăn.

Thiết bị trường công suất cao tốt nhất dành cho bộ chuyển đổi điện áp là kênh cảm ứng cổng cách điện (MOSFET), ví dụ: IFR3205, bên trái trong hình:

Transistor công suất cho bộ chuyển đổi điện áp

Do công suất chuyển mạch không đáng kể, hiệu suất của biến tần có đầu ra DC trên các bóng bán dẫn như vậy có thể đạt 0,95 và với đầu ra AC 50 Hz là 0,85-0,87. Các chất tương tự của MOSFET có kênh tích hợp, ví dụ: IFRZ44, cho hiệu quả thấp hơn nhưng rẻ hơn nhiều. Một cặp cái này hoặc cái kia cho phép bạn đưa công suất trong tải lên khoảng. 600W; cả hai có thể được song song mà không gặp vấn đề gì (ở bên phải trong hình), điều này giúp có thể chế tạo các bộ biến tần có công suất lên tới 3 kW.

Lưu ý: tổn thất điện năng chuyển mạch của các công tắc có kênh tích hợp khi hoạt động trên tải phản kháng đáng kể (ví dụ: động cơ điện không đồng bộ) có thể đạt tới 1,5 W trên mỗi công tắc. Các phím có kênh cảm ứng không gặp phải nhược điểm này.

TL494

Yếu tố thứ ba giúp đưa bộ chuyển đổi điện áp về trạng thái hiện tại là vi mạch TL494 chuyên dụng và các thiết bị tương tự của nó. Tất cả chúng đều là bộ điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM) tạo ra tín hiệu sóng hình sin được sửa đổi ở đầu ra. Đầu ra là đa cực, cho phép bạn điều khiển các cặp phím. Tần số chuyển đổi tham chiếu được thiết lập bởi một mạch RC đơn, các thông số của mạch này có thể được thay đổi trong giới hạn rộng.

Khi nào một công việc lâu dài là đủ?

Số lượng người tiêu dùng 220 V DC có hạn, nhưng chính họ mới là người cần nguồn điện tự trị không chỉ trong các tình huống khẩn cấp. Ví dụ: khi làm việc với các dụng cụ điện trên đường hoặc ở góc xa của địa điểm của bạn. Hoặc nó luôn hiện diện, chẳng hạn như ở hệ thống chiếu sáng khẩn cấp ở lối vào nhà, hành lang, hành lang, khu vực địa phương từ pin năng lượng mặt trời sạc lại pin vào ban ngày. Trường hợp điển hình thứ ba là sạc điện thoại khi đang di chuyển bằng bật lửa. Ở đây cần rất ít công suất đầu ra nên biến tần có thể được chế tạo chỉ với 1 bóng bán dẫn theo mạch máy phát thư giãn, xem phần tiếp theo. đoạn ghi hình.

Video: bộ chuyển đổi tăng cường trên một bóng bán dẫn

Đã cấp nguồn cho 2-3 bóng đèn LED bạn cần nhiều năng lượng hơn. Khi cố gắng "bóp" nó, hiệu suất của việc chặn các máy phát điện giảm mạnh và bạn phải chuyển sang các mạch có các phần tử định thời riêng biệt hoặc phản hồi cảm ứng bên trong đầy đủ, chúng là tiết kiệm nhất và chứa ít linh kiện nhất. Trong trường hợp đầu tiên, để chuyển đổi một công tắc, EMF tự cảm ứng của một trong các cuộn dây máy biến áp được sử dụng cùng với mạch định thời. Trong trường hợp thứ hai, phần tử cài đặt tần số chính là máy biến áp tăng áp do hằng số thời gian của chính nó; giá trị của nó được xác định chủ yếu bởi hiện tượng tự cảm ứng. Do đó, cả hai bộ biến tần đôi khi được gọi là bộ biến tần tự cảm ứng. Theo quy luật, hiệu suất của chúng không cao hơn 0,6-0,65, nhưng trước hết, mạch điện đơn giản và không cần điều chỉnh. Thứ hai, điện áp đầu ra có dạng hình thang hơn sóng vuông; Người tiêu dùng “đòi hỏi” “hiểu” nó là một làn sóng hình sin đã được sửa đổi. Nhược điểm: công tắc trường trong các bộ chuyển đổi như vậy thực tế không thể áp dụng được, vì thường bị hỏng do điện áp tăng trên cuộn sơ cấp trong quá trình chuyển mạch.

Một ví dụ về mạch có các phần tử định thời bên ngoài được đưa ra trong pos. 1 bức ảnh:

Mạch biến đổi điện áp đơn giản 12-200 V

Lõi từ của máy biến áp của bộ chuyển đổi điện áp công suất thấp được chọn không chính xác

Tác giả của thiết kế không thể tạo ra công suất lớn hơn 11 W, nhưng rõ ràng ông ta đã nhầm lẫn ferit với sắt cacbonyl. Trong mọi trường hợp, mạch từ bọc thép (cốc) trong bức ảnh của chính anh ta (xem hình bên phải) hoàn toàn không phải là ferit. Nó trông giống carbonyl cũ hơn, bị oxy hóa bên ngoài theo thời gian, xem hình. bên phải. Tốt hơn là nên quấn máy biến áp cho biến tần này trên vòng ferit có tiết diện ferit là 0,7-1,2 mét vuông. cm. Khi đó, cuộn dây sơ cấp phải chứa 7 vòng dây có đường kính đồng 0,6-0,8 mm và cuộn dây thứ cấp phải chứa 57-58 vòng dây 0,3-0,32 mm. Đây là cách làm thẳng với nhân đôi, xem bên dưới. Đối với dây “tinh khiết” 220 V - 230-235 vòng dây 0,2-0,25. Trong trường hợp này, khi thay KT814 bằng KT818, biến tần này sẽ cung cấp công suất lên tới 25-30 W, đủ cho 3-4 đèn LED. Khi thay KT814 bằng KT626, công suất tải sẽ xấp xỉ. 15 W, nhưng hiệu suất sẽ tăng lên. Trong cả hai trường hợp, bộ tản nhiệt chính đều có diện tích từ 50 mét vuông. cm.

Tại vị trí. Hình 2 thể hiện sơ đồ của bộ chuyển đổi “antediluvian” 12-220 với các cuộn dây phản hồi riêng biệt. Nó không cổ xưa đến thế. Đầu tiên, điện áp đầu ra dưới tải có dạng hình thang với các đường nứt tròn và không có đột biến. Nó thậm chí còn tốt hơn sóng hình sin đã được sửa đổi. Thứ hai, bộ chuyển đổi này có thể được thiết kế mà không cần bất kỳ sửa đổi nào trong mạch cho công suất lên tới 300-350 W và tần số 50 Hz, khi đó không cần bộ chỉnh lưu, bạn chỉ cần lắp VT1 và VT2 trên bộ tản nhiệt từ 250 kW . Thấy mỗi. Thứ ba, nó bảo vệ pin: khi quá tải, tần số chuyển đổi giảm, công suất đầu ra giảm và nếu bạn tải nhiều hơn nữa thì quá trình phát điện sẽ dừng lại. Nghĩa là, để tránh xả pin quá mức, không cần phải tự động hóa.

Quy trình tính toán biến tần này được đưa ra trong quá trình quét ở Hình:

Các đại lượng quan trọng trong đó là tần số chuyển đổi và cảm ứng làm việc trong mạch từ. Tần số chuyển đổi được lựa chọn dựa trên chất liệu của lõi có sẵn và công suất yêu cầu:

Tính “ăn tạp” này của ferrite được giải thích bởi thực tế là vòng trễ của nó có hình chữ nhật và cảm ứng làm việc bằng cảm ứng bão hòa. Việc giảm giá trị tính toán cảm ứng trong lõi từ thép so với giá trị điển hình là do tổn thất chuyển mạch của dòng điện không hình sin tăng mạnh khi tăng. Do đó, từ lõi biến áp nguồn của TV “quan tài” 270 W cũ trong bộ chuyển đổi 50 Hz này sẽ có thể loại bỏ không quá 100-120 W. Nhưng - không có cá, cá sẽ bị ung thư.

Lưu ý: nếu bạn có lõi từ bằng thép có tiết diện quá lớn, đừng vắt kiệt năng lượng từ nó! Hãy để cảm ứng tốt hơn - hiệu suất của bộ chuyển đổi sẽ tăng lên và hình dạng của điện áp đầu ra sẽ được cải thiện.

Làm thẳng

Tốt hơn là nên điều chỉnh điện áp đầu ra của các bộ biến tần này bằng cách sử dụng mạch nhân đôi điện áp song song (mục 3 trong hình có sơ đồ): các thành phần cho nó sẽ có giá thành thấp hơn và tổn thất điện năng trên dòng điện không hình sin sẽ nhỏ hơn trong một cây cầu. Tụ điện nên lấy “công suất”, được thiết kế cho công suất phản kháng cao (ký hiệu là PE hoặc W). Nếu bạn đặt những từ “âm thanh” không có những chữ cái này, chúng có thể phát nổ.

50Hz? Nó rất đơn giản!

Một biến tần 50 Hz đơn giản (mục 4 trong hình trên có sơ đồ) là một thiết kế thú vị. Đối với một số loại máy biến áp điện tiêu chuẩn, hằng số thời gian nội tại gần bằng 10 ms, tức là. nửa chu kỳ 50 Hz. Bằng cách điều chỉnh nó bằng các điện trở định thời, điện trở này cũng sẽ đóng vai trò là bộ hạn chế dòng điều khiển công tắc, bạn có thể ngay lập tức thu được sóng vuông 50 Hz được làm mịn ở đầu ra mà không cần mạch hình thành phức tạp. Máy biến áp TP, TPP, TN công suất 50-120 W là phù hợp nhưng không phải loại nào cũng phù hợp. Bạn có thể phải thay đổi giá trị điện trở và/hoặc kết nối song song các tụ điện 1-22 nF với chúng. Nếu tần số chuyển đổi vẫn cách xa 50 Hz thì việc tháo và quấn lại máy biến áp cũng vô ích: mạch từ được dán bằng keo sắt từ sẽ phồng lên và các thông số của máy biến áp sẽ xấu đi rõ rệt.

Biến tần này là một bộ chuyển đổi dacha cuối tuần. Nó sẽ không làm hao pin ô tô vì những lý do tương tự như lý do trước. Nhưng nó đủ để chiếu sáng một ngôi nhà có hiên bằng đèn LED và TV hoặc máy bơm rung trong giếng. Tần số chuyển đổi của biến tần được điều chỉnh khi dòng điện tải thay đổi từ 0 đến cực đại không vượt quá quy chuẩn kỹ thuật cho mạng lưới cấp điện.

Các cuộn dây của máy biến áp ban đầu được định tuyến như thế này. Trong các máy biến áp điện thông thường, có một số cuộn dây thứ cấp chẵn cho 12 hoặc 6 V. Hai trong số chúng được "đặt sang một bên" và phần còn lại được hàn song song thành các nhóm có số lượng cuộn dây bằng nhau trong mỗi nhóm. Tiếp theo, các nhóm được nối nối tiếp sao cho bạn có 2 nửa cuộn dây, mỗi nửa cuộn dây 12 V, đây sẽ là cuộn dây điện áp thấp (sơ cấp) có điểm giữa. Trong số các cuộn dây hạ áp còn lại, một cuộn dây nối tiếp với cuộn dây điện áp 220 V, đây sẽ là cuộn dây tăng áp. Một chất phụ gia là cần thiết bởi vì... Sự sụt giảm điện áp trên các công tắc làm bằng bóng bán dẫn hỗn hợp lưỡng cực, cùng với tổn thất của nó trong máy biến áp, có thể đạt tới 2,5-3 V và điện áp đầu ra sẽ bị đánh giá thấp. Cuộn dây bổ sung sẽ đưa nó trở lại bình thường.

DC từ chip

Hiệu suất của bộ chuyển đổi được mô tả không vượt quá 0,8 và tần số thay đổi đáng kể tùy thuộc vào dòng tải. Công suất tải tối đa nhỏ hơn 400 W, vì vậy đã đến lúc nghĩ đến các giải pháp mạch hiện đại.

Mạch của bộ chuyển đổi đơn giản 12 V DC/220 V DC cho 500-600 W được thể hiện trong hình:

Mạch chuyển đổi 12-220 V DC 1000 W

Mục đích chính của nó là cung cấp năng lượng cho các dụng cụ điện cầm tay. Tải như vậy không đòi hỏi chất lượng của điện áp được cung cấp, do đó, phím được lấy rẻ hơn; IFRZ46, 48 cũng phù hợp. Máy biến áp được quấn trên ferit có tiết diện 2-2,5 mét vuông. cm; Lõi biến áp nguồn từ UPS máy tính là phù hợp. Cuộn sơ cấp - 2x5 vòng của một bó gồm 5-6 dây quấn có đường kính đồng 0,7-0,8 mm (xem bên dưới); thứ cấp - 80 vòng dây giống nhau. Không cần điều chỉnh nhưng cũng không có giám sát việc xả pin, vì vậy trong quá trình vận hành, bạn cần gắn đồng hồ vạn năng vào các cực của nó và đừng quên nhìn vào nó (điều tương tự cũng áp dụng cho tất cả các bộ biến tần tự chế khác). Nếu điện áp giảm xuống 10,8 V (1,8 V mỗi ô) - hãy dừng, tắt! Nó giảm xuống 1,75 V mỗi cell (10,5 V cho toàn bộ pin) - đây đã là quá trình sunfat hóa!

Cách quấn máy biến áp trên vòng

Các đặc tính chất lượng của biến tần, đặc biệt là hiệu suất của nó, bị ảnh hưởng khá mạnh bởi trường tạp tán của máy biến áp. Giải pháp cơ bản để giảm thiểu nó đã được biết đến từ lâu: cuộn dây sơ cấp, có chức năng “bơm” năng lượng vào mạch từ, được đặt gần nó; những cái thứ cấp ở trên nó theo thứ tự sức mạnh giảm dần. Nhưng công nghệ là thứ mà các nguyên tắc lý thuyết trong các thiết kế cụ thể đôi khi phải được xem xét từ trong ra ngoài. Một trong những định luật Murphy phát biểu khoảng. vì vậy: nếu phần cứng vẫn không muốn hoạt động như bình thường, hãy thử làm ngược lại với phần cứng đó. Điều này hoàn toàn áp dụng cho máy biến áp tần số cao trên lõi từ vòng ferit có cuộn dây làm bằng dây cứng tương đối dày. Quấn máy biến áp chuyển đổi điện áp trên vòng ferrite như thế này:

  • Mạch từ được cách điện và bằng cách sử dụng một con thoi cuộn dây, một cuộn dây tăng áp thứ cấp được quấn vào nó, đặt các vòng dây càng chặt càng tốt, pos. 1 trong hình:

Cuộn dây máy biến áp chuyển đổi điện áp trên vòng ferit

  • Quấn chặt phần thứ cấp bằng băng dính, vị trí 2.
  • Chuẩn bị 2 bộ dây giống hệt nhau cho cuộn sơ cấp: quấn số vòng của một nửa cuộn dây hạ thế bằng một sợi dây mỏng không sử dụng được, tháo ra, đo chiều dài, cắt dự trữ số đoạn dây quấn cần thiết và lắp ráp chúng. thành từng bó.
  • Ngoài ra, cuộn thứ cấp được cách điện cho đến khi thu được bề mặt tương đối phẳng.
  • Quấn "sơ cấp" với 2 bó cùng một lúc, sắp xếp các dây của bó bằng băng dính và phân bố đều các vòng trên lõi, vị trí. 3.
  • Gọi các đầu của bó và nối đầu này với đầu kia, đây sẽ là điểm giữa của cuộn dây.

Lưu ý: trên sơ đồ mạch điện, phần đầu của cuộn dây, nếu có liên quan, được biểu thị bằng dấu chấm.

50 Hz được làm mịn

Sóng hình sin được sửa đổi từ bộ điều khiểnPWM không phải là cách duy nhất để đạt được 50 Hz ở đầu ra biến tần, phù hợp để kết nối với bất kỳ người tiêu dùng điện gia dụng nào và việc “làm mượt” điều đó cũng không gây hại gì. Đơn giản nhất trong số đó là máy biến áp sắt cũ tốt; nó “ủi” tốt nhờ quán tính điện của nó. Đúng là ngày càng khó tìm được lõi từ có công suất lớn hơn 500 W. Một máy biến áp cách ly như vậy được bật ở đầu ra điện áp thấp của biến tần và một tải được nối với cuộn dây tăng áp của nó. Nhân tiện, hầu hết các UPS máy tính đều được chế tạo theo sơ đồ này nên chúng khá phù hợp cho mục đích này. Nếu bạn tự quấn máy biến áp thì nó được tính tương tự như máy biến áp nhưng có một chút dấu vết. đặc trưng:

  • Giá trị xác định ban đầu của cảm ứng làm việc được chia cho 1,1 và áp dụng trong tất cả các tính toán tiếp theo. Điều này là cần thiết để tính đến cái gọi là. hệ số hình điện áp không hình sin Kf; cho hình sin Kf=1.
  • Cuộn dây tăng áp trước tiên được tính là cuộn dây điện lưới 220 V cho một công suất nhất định (hoặc được xác định bằng các thông số của mạch từ và giá trị cảm ứng làm việc). Sau đó, số vòng tìm được nhân với 1,08 đối với công suất lên tới 150 W, với 1,05 đối với công suất 150-400 W và với 1,02 đối với công suất 400-1300 W.
  • Một nửa cuộn dây hạ áp được tính là điện áp thứ cấp 14,5 V đối với các công tắc lưỡng cực hoặc có kênh tích hợp và 13,2 V đối với các công tắc có kênh cảm ứng.

Ví dụ về các giải pháp mạch cho bộ chuyển đổi 12-200 V 50 Hz có biến áp cách ly được trình bày trong hình:

Mạch biến đổi điện áp 12-220V 50 Hz cho 500-1000 W

Ở bên trái, các phím được điều khiển bởi cái gọi là bộ dao động chính. một bộ dao động đa năng “mềm”, nó đã tạo ra một khúc quanh ở các mặt trước bị chặn và các vết nứt được làm phẳng, do đó không cần các biện pháp làm mịn bổ sung. Độ không ổn định tần số của bộ dao động mềm cao hơn so với bộ dao động thông thường nên để điều chỉnh nó, bạn cần có chiết áp P. Với các phím trên KT827, bạn có thể loại bỏ nguồn điện lên tới 200 W (bộ tản nhiệt từ 200 cm vuông mà không cần thổi). Phím trên KP904 từ rác cũ hoặc IRFZ44 cho phép tăng lên 350 W; những cái đơn trên IRF3205 lên đến 600 W và những cái ghép đôi trên chúng lên đến 1000 W.

Biến tần 12-220 V 50 Hz với bộ tạo dao động chính trên TL494 (ở bên phải trong hình) duy trì tần số ổn định trong mọi điều kiện hoạt động có thể tưởng tượng được. Để làm phẳng pseudosinusoid một cách hiệu quả hơn, cái gọi là hiện tượng được sử dụng. cộng hưởng trung tính, trong đó mối quan hệ pha của dòng điện và điện áp trong mạch dao động trở nên giống như cộng hưởng cấp tính, nhưng biên độ của chúng không tăng đáng kể. Về mặt kỹ thuật, điều này có thể được giải quyết một cách đơn giản: một tụ điện ổn định được nối với cuộn dây tăng áp, giá trị điện dung của tụ điện này được chọn theo hình dạng tốt nhất của dòng điện (không phải điện áp!) khi tải. Để điều khiển hình dạng của dòng điện, điện trở 0,1-0,5 Ohm được kết nối với mạch tải ở công suất bằng 0,03-0,1 giá trị định mức, trên đó một máy hiện sóng có đầu vào đóng được kết nối. Điện dung làm mịn không làm giảm hiệu suất của biến tần, nhưng bạn không thể sử dụng các chương trình máy tính để mô phỏng máy hiện sóng tần số thấp để cấu hình nó, bởi vì đầu vào của card âm thanh họ sử dụng không được thiết kế cho biên độ 220x1,4 = 310 V! Các phím và quyền hạn vẫn giống như trước. trường hợp.

Mạch chuyển đổi 12-200 V 50 Hz tiên tiến hơn được hiển thị trong Hình:

Mạch chuyển đổi cải tiến 12-200 V 50 Hz

Nó sử dụng các phím ghép phức tạp. Để cải thiện chất lượng điện áp đầu ra, người ta sử dụng thực tế là bộ phát của bóng bán dẫn lưỡng cực epiticular phẳng được pha tạp nặng hơn nhiều so với đế và bộ thu. Ví dụ, khi TL494 đặt một điện thế đóng vào đế của VT3, dòng điện thu của nó sẽ dừng lại, nhưng do sự hấp thụ lại điện tích trong không gian của bộ phát, nó sẽ làm chậm quá trình đóng của T1 và điện áp tăng vọt từ emf tự cảm ứng. Tr sẽ được hấp thụ bởi các mạch L1 và R11C5; họ sẽ “nghiêng” mặt trận hơn. Công suất đầu ra của biến tần được xác định bởi tổng công suất Tr, nhưng không quá 600 W, vì Không thể sử dụng các công tắc mạnh mẽ được ghép nối trong mạch này - sự chênh lệch giá trị điện tích cổng của bóng bán dẫn MOSFET là khá đáng kể và việc chuyển đổi các công tắc sẽ không rõ ràng, đó là lý do tại sao hình dạng của điện áp đầu ra thậm chí có thể xấu đi.

Cuộn cảm L1 là 5-6 vòng dây có đường kính 2,4 mm trên đồng, quấn trên một đoạn thanh ferit có đường kính 8-10 m, dài 30-40 mm với bước 3,5-4 mm. Mạch từ ga không được phép đoản mạch! Thiết lập mạch là một công việc khá khó khăn và đòi hỏi nhiều kinh nghiệm: bạn cần chọn L1, R11 và C5 theo hình dạng tốt nhất của dòng điện đầu ra khi tải, như ở phần trước. trường hợp. Tuy nhiên, Hi-Fi, được cung cấp bởi bộ chuyển đổi này, vẫn là “hi-fi” dành cho những người có yêu cầu khắt khe nhất.
y tin đồn.

Có thể không có máy biến áp?

Dây quấn cho máy biến áp 50 Hz mạnh mẽ sẽ tốn một xu khá lớn. Các lõi từ từ máy biến áp "quan tài" có công suất lên đến 270 W nói chung ít nhiều có sẵn, nhưng trong một biến tần, bạn không thể ép nhiều hơn 120-150 W trong số này và hiệu suất tốt nhất sẽ là 0,7, bởi vì Lõi từ “quan tài” được quấn từ một dải băng dày, tổn thất dòng điện xoáy trong đó lớn ở điện áp không hình sin trên cuộn dây. Việc tìm kiếm lõi từ SL làm bằng một dải mỏng có khả năng cung cấp hơn 350 W ở mức cảm ứng 0,7 Tesla nói chung là một vấn đề khó khăn, nó sẽ đắt tiền và toàn bộ bộ chuyển đổi sẽ rất lớn và nặng nề. Máy biến áp UPS không được thiết kế để hoạt động thường xuyên ở chế độ dài hạn - chúng nóng lên và mạch từ của chúng trong bộ biến tần xuống cấp khá nhanh - đặc tính từ tính suy giảm đáng kể, công suất của bộ chuyển đổi giảm xuống. Có cách nào ra?

Có, và giải pháp này thường được sử dụng trong các bộ chuyển đổi có thương hiệu. Đây là một cây cầu điện được làm từ các công tắc trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường điện áp cao có điện áp đánh thủng 400 V và dòng xả hơn 5 A. Thích hợp từ các mạch sơ cấp của UPS máy tính và từ thùng rác cũ - KP904, vân vân.

Cây cầu được cấp nguồn bằng điện áp 220 V DC không đổi từ bộ biến tần 12-220 đơn giản có chỉnh lưu. Các cánh tay của cầu mở theo cặp, theo chiều ngang, luân phiên, và dòng điện mang theo đường chéo của cầu thay đổi hướng; Mạch điều khiển của tất cả các phím được phân tách bằng điện. Trong kiểu dáng công nghiệp, các phím được điều khiển bằng các thiết bị đặc biệt. IC có cách ly bộ ghép quang, nhưng trong điều kiện nghiệp dư, cả hai đều có thể được thay thế bằng một bộ biến tần công suất thấp bổ sung 12 V DC - 12 V 50 Hz, được cấp nguồn bằng một máy biến áp nhỏ trên phần cứng, xem hình. Lõi từ của nó có thể được lấy từ máy biến áp công suất thấp của thị trường Trung Quốc. Do quán tính điện của nó, chất lượng điện áp đầu ra thậm chí còn tốt hơn sóng hình sin biến đổi.

Mạch nhận 220 V 50 Hz từ bộ chuyển đổi điện áp không có máy biến áp mạnh trên phần cứng



Bài viết tương tự