مدار مبدل سینوسی 12 به 220. ولتاژ بالا و نه تنها

اینورتر 12 ولت / 220 ولت یک چیز ضروری در مزرعه است. گاهی اوقات فقط لازم است: به عنوان مثال، شبکه از بین رفته است و تلفن تخلیه می شود و گوشت در یخچال وجود دارد. تقاضا، عرضه را تعیین می کند: برای مدل های آماده 1 کیلو وات یا بیشتر، که از آن می توانید هر وسیله برقی را تغذیه کنید، باید چیزی از 150 دلار بپردازید. احتمالاً بیش از 300 دلار. با این حال، ساختن یک مبدل ولتاژ در زمان ما برای هر کسی که می داند چگونه لحیم کاری را انجام دهد در دسترس است: مونتاژ آن از مجموعه ای از اجزای آماده سه تا چهار برابر ارزان تر خواهد بود + کمی کار و فلز از زباله های بداهه. . اگر برای باتری ماشین (باتری) وجود دارد، به طور کلی می توانید 300-500 روبل را برآورده کنید. و اگر مهارت‌های اولیه رادیویی آماتوری نیز دارید، پس از جستجو در انبار، می‌توانید بدون هزینه یک اینورتر 12 ولت DC / 220 ولت AC 50 هرتز برای 500-1200 وات بسازید. گزینه های ممکن را در نظر بگیرید.

گزینه ها: جهانی

یک مبدل ولتاژ 12-220 ولت برای تغذیه بار تا 1000 وات یا بیشتر به طور کلی می تواند به طور مستقل به روش های زیر ساخته شود (به ترتیب افزایش هزینه ها):

1. یک بلوک تمام شده را در جعبه ای با سینک حرارتی Avito، Ebay یا AliExpress قرار دهید. جستجو برای "اینورتر 220" یا "اینورتر 12/220"؛ بلافاصله می توانید قدرت مورد نیاز را اضافه کنید. تقریبا هزینه خواهد داشت نصف قیمت همین کارخانه مهارت های برق مورد نیاز نیست، اما - زیر را ببینید.
2. همان را از مجموعه جمع کنید: برد مدار چاپی + جزء "پراکنده". آنجا خریداری می شود، اما diy به درخواست اضافه می شود، یعنی برای خود مونتاژ. قیمت هنوز هم تقریبا 1.5 برابر کمتر شما به مهارت های اولیه در رادیو الکترونیک نیاز دارید: استفاده از مولتی متر، دانش سیم کشی (پایین) خروجی عناصر فعال یا توانایی جستجوی آنها، قوانین گنجاندن اجزای قطبی (دیودها، خازن های الکترولیتی) در مدار و توانایی تعیین جریان کدام سیم بخش مورد نیاز است.
3. منبع تغذیه بدون وقفه کامپیوتر (UPS، UPS) را برای اینورتر تنظیم کنید. یک یو پی اس کارکرده قابل سرویس بدون باتری استاندارد را می توان با قیمت 300-500 روبل یافت. هیچ مهارتی لازم نیست - باتری خودکار به سادگی به UPS متصل می شود. اما شما باید آن را جداگانه شارژ کنید، همچنین به زیر مراجعه کنید.
4. یک روش تبدیل، یک نمودار (نگاه کنید به زیر) را با توجه به نیاز خود و در دسترس بودن قطعات انتخاب کنید، محاسبه و به طور کامل مونتاژ کنید. شاید برای هیچ چیز، اما علاوه بر مهارت های الکترونیکی اولیه، به توانایی استفاده از برخی ابزارهای اندازه گیری ویژه (همچنین در زیر نگاه کنید) و انجام محاسبات مهندسی ساده نیاز دارید.

از ماژول تمام شده

روش های مونتاژ طبق پاراگراف ها. 1 و 2 در واقع به این سادگی نیستند. کیس های اینورترهای آماده کارخانه همزمان به عنوان هیت سینک برای سوئیچ های ترانزیستوری قدرتمند در داخل خدمت می کنند. اگر یک "محصول نیمه تمام" یا "جایگاه" را بگیریم، هیچ موردی برای آنها وجود نخواهد داشت: با هزینه فعلی الکترونیک، کار دستی و فلزات غیر آهنی، تفاوت قیمت ها دقیقاً با عدم وجود دومی و احتمالاً سومی. یعنی باید خودتان رادیاتور برای کلیدهای قدرتمند بسازید یا به دنبال آلومینیومی آماده باشید. ضخامت آن در محل نصب کلیدها باید از 4 میلی متر و مساحت هر کلید از 50 متر مربع باشد. به ازای هر کیلووات توان خروجی را ببینید. با جریان هوا از یک فن خنک کننده کامپیوتر برای 12 ولت 110-130 میلی آمپر - از 30 متر مربع. کلید cm*kw*

به عنوان مثال، در یک مجموعه (ماژول) 2 کلید وجود دارد (آنها را می توان دید، آنها از تخته بیرون می آیند، در سمت چپ در شکل ببینید). ماژول های دارای کلید روی رادیاتور (در سمت راست در شکل) گران تر هستند و معمولاً برای یک قدرت مشخص و نه چندان زیاد طراحی شده اند. کولر وجود ندارد، توان مورد نیاز 1.5 کیلو وات است. بنابراین، شما به یک رادیاتور از 150 متر مربع نیاز دارید. علاوه بر آن، کیت های نصب کلیدها را ببینید: واشرهای عایق رسانای گرما و لوازم جانبی برای پیچ های نصب - فنجان ها و واشرهای عایق. اگر ماژول دارای محافظ حرارتی است (یک فتیله دیگر بین کلیدها می چسبد - یک سنسور حرارتی)، سپس کمی خمیر حرارتی آن را به رادیاتور بچسبانید. سیم - البته، زیر را ببینید.

از یو پی اس (UPS)

یک اینورتر 12 ولت DC / 220 ولت AC 50 هرتز، که می توانید هر دستگاهی را با توان مجاز به آن متصل کنید، به سادگی از یک یو پی اس کامپیوتر ساخته شده است: سیم های معمولی باتری "شما" با سیم های بلند با گیره های باتری ماشین جایگزین می شوند. پایانه ها سطح مقطع سیم ها بر اساس چگالی جریان مجاز 20-25 A / sq محاسبه می شود. میلی متر، در زیر نیز ببینید. اما به دلیل باتری غیر استاندارد، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود - با آن، اما گران تر و ضروری تر از مبدل است.

یو پی اس از باتری های سرب اسید نیز استفاده می کند. امروزه، این تنها منبع تغذیه شیمیایی ثانویه به طور گسترده در دسترس است که قادر است به طور منظم جریان های بالا (جریان اضافی) را بدون "کشتن" کامل در 10-15 چرخه شارژ-تخلیه ارائه دهد. در حمل و نقل هوایی، از باتری های نقره-روی استفاده می شود که حتی قدرتمندتر هستند، اما بسیار گران هستند، به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند و منابع آنها از نظر استانداردهای خانگی ناچیز است - تقریباً. 150 سیکل.

تخلیه باتری های اسیدی به وضوح توسط ولتاژ روی بانک کنترل می شود و کنترل کننده UPS اجازه نمی دهد باتری "خارجی" بیش از حد مجاز تخلیه شود. اما در باتری های یو پی اس معمولی الکترولیت ژله ای و در باتری های خودرو مایع است. رژیم های بار در هر دو مورد به طور قابل توجهی متفاوت است: چنین جریان هایی را نمی توان از طریق ژل مانند یک مایع عبور داد و در الکترولیت مایع با جریان بار بسیار کم، تحرک یون کم خواهد بود و همه آنها به حالت خود باز نمی گردند. مکان ها در الکترودها در نتیجه، UPS به طور مزمن باتری خودکار را کم شارژ می کند، به زودی سولفاته می شود و کاملا غیر قابل استفاده می شود. بنابراین، یک شارژر باتری در کیت برای اینورتر در UPS مورد نیاز است. شما می توانید آن را خودتان بسازید، اما این موضوع دیگری است.

باتری و برق

مناسب بودن مبدل برای یک هدف خاص به باتری نیز بستگی دارد. اینورتر ولتاژ افزایش یافته برای مصرف کنندگان انرژی را از "ماده تاریک" کیهان، سیاهچاله ها، روح القدس یا از جایی دیگر مانند آن نمی گیرد. فقط - از باتری. و از آن قدرتی که به مصرف کنندگان داده می شود، تقسیم بر بازده خود مبدل می گیرد.

اگر یک اینورتر با نام تجاری "6800W" یا بیشتر روی کیس می بینید، چشمان خود را باور کنید. الکترونیک مدرن این امکان را فراهم می کند که دستگاه های قدرتمندتری را در حجم یک پاکت سیگار قرار دهید. اما، بیایید بگوییم که ما به توان بار 1000 وات نیاز داریم و یک باتری معمولی 12 ولت 60 A/h ماشین در اختیار داریم. بازده اینورتر معمولی 0.8 است. بنابراین، از باتری، او تقریباً می گیرد. 100 A. برای چنین جریانی، سیم هایی با سطح مقطع 5 متر مربع نیز مورد نیاز است. میلی متر (به بالا مراجعه کنید)، اما این نکته اصلی در اینجا نیست.

رانندگان می دانند: استارت 20 دقیقه رانندگی کرد - یک باتری جدید بخرید. درست است، در ماشین های جدید محدودیت های زمانی برای عملکرد آن وجود دارد، بنابراین شاید آنها نمی دانند. و همه به طور قطع نمی دانند که استارت یک خودروی سواری پس از پیچاندن، جریانی حدودا می گیرد. 75 A (در 0.1-0.2 ثانیه در هنگام راه اندازی - تا 600 A). ساده ترین محاسبه - و معلوم می شود که اگر هیچ اتوماسیونی در اینورتر وجود نداشته باشد که تخلیه باتری را محدود می کند ، پس ما ظرف 15 دقیقه کاملاً می نشینیم. بنابراین مبدل خود را با در نظر گرفتن قابلیت های باتری موجود انتخاب یا طراحی کنید.

توجه داشته باشید:این به معنای مزیت بزرگ مبدل های 12/220 ولت مبتنی بر یو پی اس های کامپیوتر است - کنترل کننده آنها اجازه نمی دهد باتری کاملاً تخلیه شود.

منبع باتری های اسیدی در صورت تخلیه با جریان 2 ساعته (12 آمپر برای 60 آمپر در ساعت، 24 آمپر برای 120 آمپر در ساعت و 42 آمپر برای 210 آمپر در ساعت) به میزان قابل توجهی کاهش نمی یابد. با در نظر گرفتن راندمان تبدیل، این قدرت بار مداوم مجاز را در حدود. 120 وات، 230 وات و 400 وات پاسخ به مدت 10 دقیقه بار (مثلاً برای روشن کردن یک ابزار برقی) می تواند 2.5 برابر افزایش یابد، اما پس از آن ABA باید حداقل 20 دقیقه استراحت کند.

به طور کلی، نتیجه کاملاً بد نیست. از یک ابزار برقی خانگی معمولی، فقط یک آسیاب می تواند 1000-1300 وات مصرف کند. بقیه، به عنوان یک قاعده، تا 400 وات، و پیچ گوشتی ها تا 250 وات هزینه دارند. یخچال از باتری 12 V 60 A / h از طریق اینورتر به مدت 1.5-5 ساعت کار می کند. برای انجام اقدامات لازم کافی است. بنابراین، ساخت یک مبدل 1 کیلوواتی برای باتری 60 آمپر در ساعت منطقی است.

خروجی چه خواهد بود؟

به منظور کاهش وزن و اندازه دستگاه، مبدل های ولتاژ، به استثنای موارد نادر (به زیر مراجعه کنید)، در فرکانس های بالا از صدها هرتز به واحدها و ده ها کیلوهرتز کار می کنند. هیچ مصرف کننده ای جریانی با این فرکانس را نمی پذیرد و اتلاف انرژی آن در سیم کشی معمولی بسیار زیاد خواهد بود. بنابراین، اینورترهای 12-200 برای ولتاژ خروجی بعدی ساخته شده اند. انواع:

• ثابت اصلاح شده 220 ولت (220 ولت AC). مناسب برای تغذیه شارژرهای تلفن، اکثر قرص های منبع تغذیه (IP)، لامپ های رشته ای، خانه دارهای فلورسنت و LED. برای قدرت 150-250 وات، آنها برای ابزارهای برقی دستی مناسب هستند: توان مصرفی آنها در جریان مستقیم اندکی کاهش می یابد و گشتاور افزایش می یابد. برای سوئیچینگ منابع تغذیه (UPS) تلویزیون، کامپیوتر، لپ تاپ، اجاق مایکروویو و غیره مناسب نیست. با توان بیش از 40-50 وات: در چنین باید به اصطلاح وجود داشته باشد. گره شروع، برای عملکرد عادی که ولتاژ شبکه باید به طور دوره ای از صفر عبور کند. نامناسب و خطرناک برای دستگاه‌های دارای ترانسفورماتور برق روی موتورهای آهنی و AC: ابزارهای برقی ثابت، یخچال‌ها، دستگاه‌های تهویه مطبوع، اکثر صدای Hi-Fi، غذاسازها، برخی جاروبرقی‌ها، قهوه‌سازها، آسیاب‌های قهوه و مایکروویو (برای دومی - به دلیل وجود یک میز موتور چرخشی).
• موج سینوسی اصلاح شده (به زیر مراجعه کنید) - مناسب برای همه مصرف کنندگان، به جز برای صدای Hi-Fi با UPS، سایر دستگاه های دارای UPS از 40-50 وات (به بالا مراجعه کنید) و اغلب سیستم های امنیتی محلی، ایستگاه های هواشناسی خانه و غیره. با سنسورهای حساس آنالوگ
• سینوسی خالص - مناسب بدون محدودیت، به جز قدرت، برای هر مصرف کننده برق.

سینوس یا کاذب؟

به منظور افزایش راندمان، تبدیل ولتاژ نه تنها در فرکانس های بالاتر، بلکه با پالس های چند قطبی نیز انجام می شود. با این حال، تامین انرژی بسیاری از دستگاه‌های مصرف‌کننده با دنباله‌ای از پالس‌های مستطیلی دوقطبی (به اصطلاح پرپیچ‌وخم) غیرممکن است: موج‌های زیاد در جبهه‌های پیچ‌پیچ با حداقل بار واکنشی کوچک منجر به تلفات انرژی زیادی می‌شود و می‌تواند باعث اختلال در عملکرد مصرف‌کننده شود. . با این حال، طراحی مبدل برای جریان سینوسی نیز غیرممکن است - راندمان از تقریباً تجاوز نمی کند. 0.6.

یک انقلاب آرام اما قابل توجه در این صنعت زمانی رخ داد که میکرو مدارها به طور خاص برای اینورترهای ولتاژ توسعه یافتند و به اصطلاح را تشکیل دادند. سینوسی اصلاح شده (در سمت چپ در شکل)، اگرچه درست تر است که آن را شبه، متا، شبه و غیره بنامیم. سینوسی شکل فعلی سینوسی اصلاح‌شده پله‌ای است و جبهه‌های پالس سفت می‌شوند (جلوهای پیچان اغلب روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ پرتو کاتدی قابل مشاهده نیستند). به لطف این، مصرف کنندگان با ترانسفورماتورهای مبتنی بر آهن یا واکنش پذیری قابل توجه (موتورهای الکتریکی ناهمزمان) موج کاذب را "واقعی" می دانند و طوری کار می کنند که گویی هیچ اتفاقی نیفتاده است. صدای Hi-Fi با یک ترانسفورماتور شبکه روی آهن می تواند توسط موج سینوسی اصلاح شده تامین شود. علاوه بر این، سینوسی اصلاح شده را می توان به روش های نسبتاً ساده تا "تقریبا واقعی" صاف کرد، تفاوت ها با سینوسی خالص در اسیلوسکوپ به سختی قابل توجه است. مبدل های نوع "سینوس خالص" بسیار گران تر از مبدل های معمولی نیستند، در شکل سمت راست.

با این حال، راه اندازی دستگاه هایی با گره های آنالوگ دمدمی مزاج و UPS از یک سینوسی اصلاح شده نامطلوب است. مورد دوم بسیار نامطلوب است. واقعیت این است که سطح متوسط ​​سینوسی اصلاح شده یک ولتاژ صفر خالص نیست. گره راه اندازی UPS از موج سینوسی اصلاح شده به وضوح کار نمی کند و کل UPS ممکن است از حالت راه اندازی به حالت کار خارج نشود. کاربر ابتدا این را به عنوان اشکالات زشت می بیند و سپس مانند یک شوخی دود از دستگاه خارج می شود. بنابراین، دستگاه های موجود در یو پی اس باید با اینورترهای Pure Sine تغذیه شوند.

اینورتر را خودمان می سازیم

بنابراین، در حالی که واضح است که بهتر است یک اینورتر برای خروجی 220 ولت 50 هرتز بسازید، اگرچه ما در مورد خروجی AC نیز به یاد خواهیم آورد. در حالت اول، برای کنترل فرکانس به یک فرکانس متر نیاز دارید: هنجارهای نوسانات فرکانس شبکه منبع تغذیه 48-53 هرتز است. موتورهای الکتریکی AC به ویژه به انحرافات آن حساس هستند: هنگامی که فرکانس ولتاژ منبع تغذیه به حد تحمل می رسد، گرم می شوند و از سرعت اسمی "ترک" می شوند. مورد دوم برای یخچال ها و تهویه مطبوع بسیار خطرناک است، آنها می توانند به دلیل کاهش فشار برای همیشه از کار بیفتند. اما نیازی به خرید، اجاره یا التماس برای مدتی یک فرکانس‌سنج الکترونیکی دقیق و چند منظوره نیست - ما به دقت آن نیازی نداریم. یا یک فرکانس‌سنج رزونانس الکترومکانیکی (محل 1 در شکل)، یا یک اشاره‌گر هر سیستم، pos. 2:

هر دو ارزان هستند، در اینترنت و در شهرهای بزرگ در فروشگاه های ویژه برق فروخته می شوند. یک فرکانس سنج رزونانس قدیمی در بازار آهن یافت می شود و یکی یا دیگری پس از راه اندازی اینورتر برای کنترل فرکانس شبکه در خانه بسیار مناسب است - متر به اتصال آنها به شبکه پاسخ نمی دهد.

50 هرتز از کامپیوتر

در بیشتر موارد، برق 220 ولت 50 هرتز برای مصرف کنندگان نه چندان قدرتمند، حداکثر تا 250-350 وات مورد نیاز است. سپس اساس مبدل 12/220 V 50 هرتز می تواند یک یو پی اس از یک کامپیوتر قدیمی باشد - مگر اینکه، البته، این یکی در سطل زباله خوابیده باشد یا کسی آن را ارزان بفروشد. توان تحویلی به بار تقریباً خواهد بود. 0.7 یو پی اس اسمی. به عنوان مثال، اگر "250W" روی قاب آن ظاهر شود، دستگاه های تا 150-170 وات را می توان بدون ترس وصل کرد. نیاز بیشتری دارید - ابتدا باید بار لامپ های رشته ای را بررسی کنید. 2 ساعت مقاومت کرد - می تواند چنین قدرتی را برای مدت طولانی بدهد. نحوه ساخت اینورتر 12 ولت DC/220 ولت AC 50 هرتز از منبع تغذیه کامپیوتر، ویدیوی زیر را ببینید.

ویدئو: یک مبدل ساده 12-220 از یک PSU کامپیوتر

کلیدها

فرض کنید هیچ یو پی اس کامپیوتری وجود ندارد یا به برق بیشتری نیاز است. سپس انتخاب عناصر کلیدی مهم می شود: آنها باید جریان های بالا را با کمترین تلفات سوئیچینگ سوئیچ کنند، قابل اعتماد و مقرون به صرفه باشند. در این راستا، ترانزیستورها و تریستورهای دوقطبی در این زمینه کاربردی، مطمئناً در حال تبدیل شدن به گذشته هستند.

دومین انقلاب در تجارت اینورتر با ظهور ترانزیستورهای قدرتمند اثر میدانی ("کارگران میدان") همراه است. ساختار عمودی با این حال، آنها کل تکنیک تامین برق دستگاه های کم مصرف را وارونه کردند: پیدا کردن ترانسفورماتور روی آهن در "لوازم خانگی" به طور فزاینده ای دشوار می شود.

بهترین مبدل های میدان توان بالا برای مبدل های ولتاژ - دروازه عایق و کانال القایی (MOSFET)، به عنوان مثال. IFR3205، در سمت چپ در شکل:

با توجه به قدرت سوئیچینگ ناچیز، بازده یک اینورتر با خروجی DC در چنین ترانزیستورهایی می تواند به 0.95 و با خروجی AC 50 هرتز 0.85-0.87 برسد. آنالوگ های ماسفت با کانال داخلی، به عنوان مثال. IFRZ44، راندمان کمتری دارد، اما بسیار ارزان تر است. یک جفت یکی یا دیگری به شما امکان می دهد تا قدرت را به بار تا حدوداً افزایش دهید. 600 وات؛ هر دو را می توان بدون مشکل موازی کرد (در سمت راست در شکل)، که امکان ساخت اینورتر برای توان تا 3 کیلو وات را فراهم می کند.

توجه داشته باشید:قدرت تلفات سوئیچینگ سوئیچ ها با یک کانال داخلی هنگام کار بر روی یک بار واکنشی قابل توجه (به عنوان مثال، یک موتور الکتریکی ناهمزمان) می تواند به 1.5 وات در هر سوئیچ برسد. کلیدهای دارای کانال القایی عاری از این نقص هستند.

TL494

سومین عنصری که امکان رساندن مبدل های ولتاژ را به وضعیت فعلی آنها فراهم کرد، ریزمدار تخصصی TL494 و آنالوگ های آن است. همه آنها یک کنترل کننده مدولاسیون عرض پالس (PWM) هستند که سیگنال موج سینوسی اصلاح شده را در خروجی ها تولید می کند. خروجی ها دو قطبی هستند که به شما امکان می دهد جفت کلید را کنترل کنید. فرکانس تبدیل مرجع توسط یک مدار RC تنظیم می شود که پارامترهای آن را می توان در محدوده وسیعی تغییر داد.

زمانی که ماندگاری کافی باشد

محدوده مصرف کنندگان جریان 220 ولت DC محدود است، اما آنها فقط به یک منبع تغذیه مستقل نه تنها در شرایط اضطراری نیاز دارند. به عنوان مثال، هنگام کار با یک ابزار برقی در جاده یا در گوشه دور سایت خود. یا همیشه وجود دارد، مثلاً، در روشنایی اضطراری ورودی خانه، راهرو، راهرو، قلمرو خانه از یک باتری خورشیدی که باتری را در طول روز شارژ می کند. سومین مورد معمولی شارژ کردن گوشی در حین حرکت از فندک است. در اینجا، توان خروجی بسیار کمی مورد نیاز است، به طوری که اینورتر را می توان تنها با 1 ترانزیستور با توجه به مدار نوسان ساز آرامش ساخت، به ادامه مطلب مراجعه کنید. کلیپ ویدیویی

ویدئو: مبدل تقویت کننده تک ترانزیستوری

در حال حاضر برای روشن کردن 2-3 لامپ LED، برق بیشتری مورد نیاز است. راندمان مسدود کردن ژنراتورها هنگام تلاش برای "فشرده کردن" آن به شدت کاهش می یابد، و شما باید به مدارهایی با عناصر زمان بندی جداگانه یا بازخورد القایی داخلی کامل سوئیچ کنید، آنها مقرون به صرفه ترین هستند و دارای کمترین تعداد اجزا هستند. در حالت اول، برای سوئیچینگ یک کلید، EMF خود القایی یکی از سیم پیچ های ترانسفورماتور همراه با یک مدار زمان بندی استفاده می شود. در مرحله دوم، ترانسفورماتور افزایش دهنده خود عنصر تنظیم کننده فرکانس به دلیل ثابت زمانی خود است. ارزش آن عمدتاً توسط پدیده خود القایی تعیین می شود. بنابراین، آن و سایر اینورترها گاهی اوقات مبدل های خود القایی نامیده می شوند. راندمان آنها، به عنوان یک قاعده، بالاتر از 0.6-0.65 نیست، اما، اولا، مدار ساده است و نیازی به تنظیم ندارد. دوم، ولتاژ خروجی به جای موج مربعی، ذوزنقه ای است. مصرف کنندگان «تقاضا» آن را به عنوان یک موج سینوسی اصلاح شده «درک» می کنند. نقطه ضعف این است که کلیدهای فیلد در چنین مبدل هایی عملاً غیر قابل اجرا هستند، زیرا اغلب در اثر نوسانات ولتاژ روی سیم پیچ اولیه در حین سوئیچینگ از کار می افتند.

نمونه ای از یک مدار با عناصر زمان بندی خارجی در حالت pos آورده شده است. 1 شکل:

نویسنده طرح نتوانست بیش از 11 وات از آن فشار دهد، اما ظاهراً فریت را با آهن کربونیل اشتباه گرفته است. در هر صورت، مدار مغناطیسی زرهی (کاپ) در عکس خودش (شکل سمت راست را ببینید) به هیچ وجه فریت نیست. بیشتر شبیه یک کربونیل قدیمی است که هر از گاهی از بیرون اکسید می شود، به شکل مراجعه کنید. سمت راست بهتر است ترانسفورماتور این اینورتر را روی یک حلقه فریت با سطح مقطع فریت 0.7-1.2 متر مربع باد کنید. سیم پیچ اولیه باید شامل 7 دور سیم با قطر مس 0.6-0.8 میلی متر و سیم پیچ ثانویه 57-58 پیچ سیم 0.3-0.32 میلی متر باشد. این در حال صاف کردن با دو برابر شدن است، در زیر ببینید. در زیر "تمیز" 220 V - 230-235 چرخش سیم 0.2-0.25. در این حالت، این اینورتر هنگام جایگزینی KT814 با KT818، تا 25-30 وات قدرت می دهد که برای 3-4 لامپ LED کافی است. هنگام تعویض KT814 با KT626، قدرت بار تقریباً خواهد بود. 15 وات، اما راندمان افزایش می یابد. در هر دو مورد، رادیاتور کلید از 50 متر مربع است. سانتی متر.

در پوز. شکل 2 نمودار مبدل 12-220 "قبل از غده" را با سیم پیچ های بازخورد جداگانه نشان می دهد. آنقدرها قدیمی نیست. اولاً ولتاژ خروجی تحت بار ذوزنقه ای با شکستگی های گرد و بدون سنبله است. حتی بهتر از موج سینوسی اصلاح شده است. ثانیاً ، این مبدل را می توان بدون هیچ تغییری در مدار برای توان 300-350 وات و فرکانس 50 هرتز ساخت ، سپس به یکسوساز نیازی نیست ، فقط باید VT1 و VT2 را روی رادیاتورها از 250 متر مربع قرار دهید. هر کدام را ببینید ثالثاً باعث صرفه جویی در باتری می شود: هنگام بارگذاری بیش از حد، فرکانس تبدیل کاهش می یابد، قدرت خروجی کاهش می یابد و اگر آن را حتی بیشتر بارگذاری کنید، تولید خراب می شود. یعنی برای جلوگیری از تخلیه بیش از حد باتری نیازی به اتوماسیون نیست.

روش محاسبه برای این اینورتر در اسکن در شکل نشان داده شده است:

مقادیر کلیدی در آن فرکانس تبدیل و القای کاری در مدار مغناطیسی است. فرکانس تبدیل بر اساس مواد هسته موجود و توان مورد نیاز انتخاب می شود:

تایپ کنید هسته مغناطیسی	فرکانس القایی / تبدیل
	تا 50 وات	50-100 وات	100-200 وات	200-350 وات
آهن "پاور" از ترانسفورماتورهای قدرت با ضخامت 0.35-0.6 میلی متر	0.5T/(50-1000)Hz	0.55T/(50-400)Hz	0.6T/(50-150)Hz	0.7T/(50-60)Hz
آهن "صدا" از ترانسفورماتورهای خروجی UMZCH با ضخامت 0.2-0.25 میلی متر	0.4 T/(1000-3000) هرتز	0.35T/(1000-2000)Hz	-	-
آهن "سیگنال" از ترانسفورماتورهای سیگنال با ضخامت 0.06-0.15 میلی متر (نه دائمی!)	0.3T/(2000-8000)Hz	0.25T/(2000-5000)Hz	-	-
فریت	0.15 T/(5-30) کیلوهرتز	0.15 T/(5-30) کیلوهرتز	0.15 T/(5-30) کیلوهرتز	0.15 T/(5-30) کیلوهرتز

چنین فریت "همه چیزخوار" با این واقعیت توضیح داده می شود که حلقه پسماند آن مستطیل شکل است و القای کاری برابر با القای اشباع است. کاهش در مقایسه با مقادیر معمول محاسبه شده القاء در هسته های مغناطیسی فولادی ناشی از افزایش شدید تلفات سوئیچینگ جریان های غیر سینوسی با افزایش آن است. بنابراین، بیش از 100-120 وات را نمی توان از هسته ترانسفورماتور قدرت یک تلویزیون قدیمی 270 واتی "تابوت" در این مبدل 50 هرتز حذف کرد. اما - در کمبود ماهی و ماهی سرطانی.

توجه داشته باشید:اگر یک مدار مغناطیسی فولادی با سطح مقطع عمداً بزرگ وجود دارد، برق را از آن خارج نکنید! بگذارید بهتر باشد که القاء کمتر باشد - راندمان مبدل افزایش می یابد و شکل ولتاژ خروجی بهبود می یابد.

صاف کردن

بهتر است ولتاژ خروجی این اینورترها را مطابق طرح با دوبرابر شدن ولتاژ موازی تصحیح کنید (موضوع 3 در شکل با نمودارها): اجزای آن ارزان تر خواهند بود و تلفات برق در جریان غیر سینوسی خواهد بود. کمتر از روی پل خازن ها باید "قدرت" گرفته شوند، که برای توان راکتیو بالا (با نامگذاری PE یا W) طراحی شده اند. اگر "صدا" را بدون این حروف قرار دهید، آنها فقط می توانند منفجر شوند.

50 هرتز؟ خیلی ساده است!

یک اینورتر ساده 50 هرتزی (مقام 4 شکل بالا با نمودارها) طراحی جالبی است. برخی از انواع ترانسفورماتورهای قدرت معمولی ثابت زمانی خود را نزدیک به 10 میلی ثانیه دارند، یعنی. نیم پریود 50 هرتز با تصحیح آن با مقاومت های تنظیم زمان، که به طور همزمان جریان کنترل کلیدها را محدود می کند، می توانید بلافاصله یک پیچ و خم 50 هرتز صاف در خروجی بدون طرح های تشکیل پیچیده دریافت کنید. ترانسفورماتورهای TP، CCI، TN برای 50-120 وات مناسب هستند، اما نه همه. ممکن است لازم باشد مقادیر مقاومت را تغییر دهید و / یا خازن های 1-22 nF را به موازات آنها وصل کنید. اگر فرکانس تبدیل هنوز از 50 هرتز فاصله داشته باشد، جدا کردن و چرخاندن ترانسفورماتور بی فایده است: هسته مغناطیسی چسبانده شده با چسب فرومغناطیسی پف می کند و پارامترهای ترانسفورماتور به شدت بدتر می شوند.

این اینورتر یک مبدل آخر هفته کشور است. او باتری ماشین را به دلایل مشابه قبلی فرود نمی آورد. اما کافی است خانه را با یک ایوان با لامپ های LED و یک تلویزیون یا یک پمپ ویبره در چاه روشن کنید. فرکانس تبدیل یک اینورتر به خوبی تثبیت شده هنگامی که جریان بار از 0 به حداکثر تغییر می کند، فراتر از استاندارد فنی برای شبکه های منبع تغذیه نیست.

سیم پیچ های ترانسفورماتور اصلی به شرح زیر پرورش می یابد. در ترانسفورماتورهای قدرت معمولی، تعداد زوج سیم پیچ ثانویه برای 12 یا 6 ولت وجود دارد. دو عدد از آنها "تأخیر" هستند و بقیه به طور موازی به گروه هایی با تعداد مساوی سیم پیچ در هر یک لحیم می شوند. در مرحله بعد، گروه ها به صورت سری به هم متصل می شوند تا 2 نیم سیم پیچ 12 ولتی هر کدام به دست آید، این یک سیم پیچ ولتاژ پایین (اولیه) با نقطه میانی خواهد بود. از سیم پیچ های کم ولتاژ باقی مانده، یکی به صورت سری با شبکه 220 ولت متصل می شود، این سیم پیچی افزایش یافته خواهد بود. یک افزودنی به آن مورد نیاز است، زیرا. افت ولتاژ روی کلیدهای ترانزیستورهای کامپوزیت دوقطبی، همراه با تلفات آن در ترانسفورماتور، می تواند به 2.5-3 ولت برسد و ولتاژ خروجی دست کم گرفته می شود. سیم پیچ اضافی آن را به حالت عادی می رساند.

DC از تراشه

راندمان مبدل های توصیف شده از 0.8 تجاوز نمی کند و فرکانس بسته به جریان بار به طور قابل توجهی شناور می شود. حداکثر توان بار کمتر از 400 وات است، بنابراین وقت آن است که در مورد راه حل های مدار مدرن فکر کنید.

نمودار مبدل ساده 12 V DC / 220 V DC برای 500-600 W در شکل نشان داده شده است:

هدف اصلی آن برق رسانی به ابزارهای برقی دستی است. چنین باری به کیفیت ولتاژ ورودی نیاز ندارد ، بنابراین کلیدها ارزان تر گرفته می شوند. IFRZ46، 48 نیز مناسب هستند.ترانسفورماتور روی فریت با سطح مقطع 2-2.5 متر مربع پیچیده می شود. سانتی متر؛ یک هسته ترانسفورماتور قدرت از یک یو پی اس کامپیوتر مناسب است. سیم پیچ اولیه - 2x5 پیچ از یک بسته نرم افزاری از 5-6 سیم سیم پیچ با قطر مس 0.7-0.8 میلی متر (به زیر مراجعه کنید). ثانویه - 80 چرخش از همان سیم. نیازی به استقرار نیست، اما هیچ کنترلی روی تخلیه باتری وجود ندارد، بنابراین در حین کار باید یک مولتی متر را به پایانه های آن وصل کنید و فراموش نکنید که به آن نگاه کنید (همین مورد در مورد سایر اینورترهای ولتاژ خانگی نیز صدق می کند) . اگر ولتاژ به 10.8 ولت (1.8 ولت در هر قوطی) کاهش یابد - متوقف کنید، خاموش کنید! به 1.75 ولت در هر سلول کاهش یافت (10.5 ولت برای کل باتری) - این قبلاً سولفاته است!

نحوه پیچیدن ترانسفورماتور روی حلقه

ویژگی های کیفی اینورتر، به ویژه، کارایی آن، کاملاً تحت تأثیر میدان سرگردان ترانسفورماتور آن است. راه حل اساسی برای کاهش آن مدت هاست شناخته شده است: سیم پیچ اولیه که مدار مغناطیسی را با انرژی "پمپ می کند" در نزدیکی آن قرار می گیرد. ثانویه بالاتر از آن به ترتیب نزولی قدرت آنها. اما فن آوری چیزی است که گاهی اوقات اصول نظری در طرح های خاص باید به درون تبدیل شود. یکی از قوانین مورفی می گوید تقریبا. بنابراین: اگر قطعه آهن، خوب، هنوز نمی خواهد آنطور که باید کار کند، سعی کنید برعکس آن را انجام دهید. این به طور کامل برای یک ترانسفورماتور فرکانس بالا مبتنی بر یک هسته مغناطیسی حلقوی فریت با سیم پیچ های ساخته شده از سیم سفت و سخت نسبتاً ضخیم اعمال می شود. ترانسفورماتور مبدل ولتاژ به صورت زیر بر روی یک حلقه فریت پیچیده می شود:

• مدار مغناطیسی ایزوله شده است و با استفاده از یک شاتل سیم پیچ، یک سیم پیچ ثانویه بر روی آن پیچیده می شود و پیچ ها را تا حد امکان محکم می کند. 1 در شکل:

• "ثانویه" را با نوار چسب محکم کنید، موقعیت 2.
• 2 دسته سیم یکسان را برای سیم پیچ اولیه آماده کنید: تعداد دورهای نیمی از سیم پیچ فشار ضعیف را با یک سیم نازک غیرقابل استفاده بپیچید، آن را بردارید، طول را اندازه گیری کنید، تعداد مورد نیاز سیم سیم پیچ را با حاشیه قطع کنید و مونتاژ کنید. آنها را در بسته های بسته.
• علاوه بر این، سیم پیچ ثانویه تا زمانی که سطح نسبتاً صافی به دست آید جدا می شود.
• آنها "اولیه" را با 2 بسته به طور همزمان می پیچند، سیم های بسته ها را با یک نوار مرتب می کنند و چرخش ها را به طور مساوی روی هسته توزیع می کنند. 3.
• انتهای دسته ها نامیده می شود و ابتدای یکی به انتهای دیگری متصل می شود، این نقطه وسط سیم پیچ خواهد بود.

توجه داشته باشید:در نمودارهای مدار الکتریکی، شروع سیم پیچ ها، اگر مهم باشد، با یک نقطه نشان داده می شود.

50 هرتز صاف

موج سینوسی اصلاح شده از یک کنترلر PWM تنها راه برای دریافت فرکانس 50 هرتز در خروجی اینورتر نیست، که برای اتصال هر مصرف کننده برق خانگی مناسب است، و حتی به "صاف کردن" آن آسیبی نمی رساند. ساده ترین آنها ترانسفورماتور آهنی خوب و قدیمی است که به دلیل اینرسی الکتریکی خود به خوبی "نوازش" می کند. درست است، پیدا کردن یک مدار مغناطیسی برای بیش از 500 وات به طور فزاینده ای دشوار می شود. چنین ترانسفورماتور ایزوله ای به خروجی ولتاژ پایین اینورتر روشن می شود و باری به سیم پیچ افزایش یافته آن متصل می شود. به هر حال، اکثر یو پی اس های کامپیوتر بر اساس این طرح ساخته شده اند، بنابراین برای این منظور کاملا مناسب هستند. اگر ترانسفورماتور را خودتان بچرخانید، آن را به طور مشابه با قدرت محاسبه می کنید، اما با یک ردیابی. امکانات:

• مقدار اولیه تعیین شده القایی کار بر 1.1 تقسیم می شود و در تمام محاسبات بعدی استفاده می شود. بنابراین لازم است که به اصطلاح را در نظر بگیریم. ضریب شکل ولتاژ غیر سینوسی Kf. برای یک سینوسی، Kf \u003d 1.
• سیم‌پیچ افزایش‌یافته ابتدا به‌عنوان سیم‌پیچ شبکه ۲۲۰ ولت برای یک توان معین محاسبه می‌شود (یا با پارامترهای مدار مغناطیسی و مقدار القای کار تعیین می‌شود). سپس تعداد دورهای پیدا شده آن برای توان های تا 150 وات در 1.08، برای توان های 150-400 وات در 1.05 و برای توان های 400-1300 وات در 1.02 ضرب می شود.
• نیمی از سیم پیچ ولتاژ پایین برای ولتاژ 14.5 ولت برای کلیدهای دوقطبی یا با یک کانال داخلی و برای 13.2 ولت برای کلیدهای با کانال القایی به عنوان ثانویه محاسبه می شود.

نمونه هایی از راه حل های مدار برای مبدل های 12-200 ولت 50 هرتز با ترانسفورماتور ایزوله در شکل نشان داده شده است:

در سمت چپ، کلیدها توسط اسیلاتور اصلی به اصطلاح کنترل می شوند. مولتی ویبراتور "نرم"، در حال حاضر یک پیچ و خم در جلوهای پر از زباله و شکستگی های صاف ایجاد می کند، بنابراین نیازی به اقدامات صاف کننده اضافی نیست. ناپایداری فرکانس یک مولتی ویبراتور نرم بالاتر از حد معمول است، بنابراین برای تنظیم آن به یک پتانسیومتر P نیاز است. با کلیدهای KT827، می توانید قدرت را تا 200 وات (رادیاتورها - از 200 سانتی متر مربع بدون جریان هوا) حذف کنید. کلیدهای KP904 از سطل زباله قدیمی یا IRFZ44 به شما امکان می دهد آن را به 350 وات افزایش دهید. تک بر روی IRF3205 تا 600 وات و جفت روی آنها تا 1000 وات.

اینورتر 12-220 ولت 50 هرتز با یک ژنراتور اصلی در TL494 (در سمت راست در شکل) آهن فرکانس را در تمام شرایط عملیاتی غیرقابل تصور نگه می دارد. برای هموارسازی کارآمدتر شبه سینوسی از پدیده به اصطلاح استفاده می شود. رزونانس بی تفاوت، که در آن نسبت فاز جریان ها و ولتاژها در مدار نوسانی مانند رزونانس حاد می شود، اما دامنه آنها به طور قابل توجهی افزایش نمی یابد. از نظر فنی، این به سادگی حل می شود: یک خازن صاف کننده به سیم پیچ افزایش یافته متصل می شود که مقدار خازن آن مطابق با بهترین شکل جریان (نه ولتاژ!) تحت بار انتخاب می شود. برای کنترل شکل جریان، یک مقاومت 0.1-0.5 اهم در مدار بار برای توان 0.03-0.1 اسمی گنجانده شده است که یک اسیلوسکوپ با ورودی بسته به آن متصل است. ظرفیت هموارسازی بازده اینورتر را کاهش نمی دهد، اما نمی توانید از برنامه های کامپیوتری شبیه سازی فرکانس پایین اسیلوسکوپ برای تنظیم استفاده کنید، زیرا. ورودی کارت صدایی که استفاده می کنند برای دامنه 220x1.4 = 310 V طراحی نشده است! کلیدها و قدرت ها مانند قبل هستند. مورد.

مدار مبدل پیشرفته تر 12-200 ولت 50 هرتز در شکل نشان داده شده است:

از کلیدهای ترکیبی پیچیده استفاده می کند. برای بهبود کیفیت ولتاژ خروجی، از این واقعیت استفاده می کند که امیتر ترانزیستورهای دوقطبی همپایه مسطح بسیار قوی تر از پایه و کلکتور دوپ می شود. هنگامی که TL494 یک پتانسیل بسته شدن را اعمال می کند، به عنوان مثال، برای پایه VT3، جریان جمع کننده آن متوقف می شود، اما به دلیل جذب بار فضای امیتر، مسدود شدن T1 و افزایش ولتاژ از EMF خود القایی را کاهش می دهد. Tr توسط مدارهای L1 و R11C5 جذب می شود. آنها جبهه ها را بیشتر "کج" می کنند. توان خروجی اینورتر با توان کلی Tr تعیین می شود، اما نه بیشتر از 600 وات، زیرا استفاده از سوئیچ های قدرتمند جفتی در این مدار غیرممکن است - گسترش شارژ دروازه ترانزیستورهای ماسفت بسیار قابل توجه است و سوئیچینگ کلیدها مبهم خواهد بود که حتی ممکن است شکل ولتاژ خروجی را بدتر کند.

سلف L1 5-6 دور سیم با قطر 2.4 میلی متر یا بیشتر روی مس است که روی یک تکه میله فریت به قطر 8-10 متر و طول 30-40 میلی متر با افزایش های 3.5-4 پیچیده می شود. میلی متر مدار مغناطیسی دریچه گاز نباید بسته باشد! ایجاد یک مدار یک کار نسبتاً پر زحمت است و به تجربه قابل توجهی نیاز دارد: باید L1، R11 و C5 را مطابق با بهترین شکل جریان خروجی تحت بار انتخاب کنید، مانند مورد قبلی. مورد. از سوی دیگر، Hi-Fi، که توسط این مبدل تغذیه می شود، برای افراد سختگیر "Hi-Fi" باقی می ماند.

آیا بدون ترانسفورماتور امکان پذیر است؟

در حال حاضر یک سیم سیم پیچ برای یک ترانسفورماتور قدرتمند 50 هرتز یک پنی بسیار هزینه دارد. مدارهای مغناطیسی کم و بیش از ترانسفورماتورهای "تابوت" تا 270 وات در دسترس هستند، اما در یک اینورتر نمی توانید بیش از 120-150 وات از آن فشار دهید و بازده در بهترین حالت 0.7 خواهد بود، زیرا. مدارهای مغناطیسی "تابوت" از یک نوار ضخیم پیچیده می شوند که در آن تلفات جریان گردابی در ولتاژ غیر سینوسی روی سیم پیچ ها زیاد است. به طور کلی پیدا کردن یک مدار مغناطیسی SL از یک نوار نازک که قادر به ارائه بیش از 350 وات در القایی 0.7 T است مشکل ساز است، هزینه زیادی خواهد داشت و کل مبدل بزرگ و غیرقابل تحمل خواهد شد. ترانسفورماتورهای یو پی اس برای عملکرد مداوم مکرر طراحی نشده اند - آنها گرم می شوند و مدارهای مغناطیسی آنها در اینورترها خیلی زود تحلیل می روند - خواص مغناطیسی به شدت بدتر می شود، قدرت مبدل کاهش می یابد. آیا راهی برای خروج وجود دارد؟

بله، و چنین راه حلی اغلب در مبدل های اختصاصی استفاده می شود. این یک پل الکتریکی از کلیدهای روی ترانزیستورهای اثر میدان قدرت با ولتاژ بالا با ولتاژ شکست 400 ولت و جریان تخلیه بیش از 5 A است. مناسب از مدارهای اولیه یو پی اس های کامپیوتر و از زباله های قدیمی - KP904 و غیره .

این پل توسط یک 220 ولت DC ثابت از یک اینورتر ساده 12-220 با یکسوسازی تغذیه می شود. بازوهای پل به صورت متقاطع به صورت جفت باز می شوند و جریان در بار موجود در مورب پل تغییر جهت می دهد. مدارهای کنترل همه کلیدها به صورت گالوانیکی ایزوله هستند. در ساخت و سازهای صنعتی کلیدها از مخصوص کنترل می شوند آی سی هایی با جداسازی اپتوکوپلر، اما در شرایط آماتور، هر دو را می توان با یک اینورتر کم مصرف اضافی 12 ولت DC - 12 ولت 50 هرتز جایگزین کرد، که روی یک ترانسفورماتور کوچک آهنی کار می کند، به شکل. مدار مغناطیسی آن را می توان از یک ترانسفورماتور قدرت کم مصرف در بازار چین گرفت. به دلیل اینرسی الکتریکی، کیفیت ولتاژ خروجی حتی بهتر از موج سینوسی اصلاح شده است.

این مدار اینورتر Mos-Fet یک ولتاژ خروجی موج مربعی پایدار را فراهم می کند. فرکانس تبدیل با تنظیم مقاومت متغیر تعیین می شود و معمولاً روی 50 هرتز تنظیم می شود. می توان از ترانسفورماتورهای مختلف آماده در مدار استفاده کرد. یا زخم خانگی، برای بهترین نتیجه.

مدار مبدل ولتاژ 12 ولت به 220 (کاهش یافته)

اگرچه اینورتر 0.5 کیلووات رتبه بندی شده است، ماسفت های اضافی را می توان برای افزایش قدرت اضافه کرد.

توصیه می شود در خط برق اینورتر فیوز نصب کنید و بار را همیشه وصل کنید. فیوز باید 32 ولت و تقریباً 10 آمپر در هر 100 وات برق باشد. برای تامین برق، باید سیم های ضخیم کافی برای مدیریت این جریان بالا وجود داشته باشد!

همچنین باید از هیت سینک های FET مناسب استفاده کرد. RFP50N06. این Mos-Fet ها دارای ولتاژ 50 آمپر و 60 ولت هستند. اما در صورت تمایل از انواع مناسب دیگر FET برای تعویض استفاده کنید.

در این مبدل از 12-220 استفاده نمی شود - یک پنی معمولی op-amp LM358و تراشه دیجیتال CD4001. تقویت کننده عملیاتی به عنوان نوسانگر اصلی LT1013گزینه های بهتری را ارائه می دهد LM358اما این انتخاب شماست

ترانسفورماتور قدرت باید توانایی ارائه توان خروجی انتخاب شده را داشته باشد. در این مورد، از مایکروویو استفاده می شود. با یک ترانسفورماتور برگشتی همانطور که در زیر نشان داده شده است، مدار باید حدود 500 وات حداکثر توان را تحمل کند.

ثانویه باید در حدود 18-24 ولت با یک ضربه از وسط زخم شود و زخم شود. سیم - 2-3 میلی متر. به طور کلی، مدار برای کار به عنوان یک اینورتر خودرو 12-220 ولت مناسب است و در صورت لزوم می توانید ولتاژ خروجی را کاهش دهید (یا آن را دوقطبی کنید) و یک آمپلی فایر ماشین قدرتمند را از آن تغذیه کنید.

اینورتر ولتاژ خودرو گاهی اوقات می تواند فوق العاده مفید باشد، اما اکثر محصولات موجود در فروشگاه ها یا از نظر کیفیت گناه می کنند یا از قدرت خود راضی نیستند، اما در عین حال ارزان نیستند. اما از این گذشته ، مدار اینورتر از ساده ترین قطعات تشکیل شده است ، بنابراین ما دستورالعمل هایی را برای مونتاژ مبدل ولتاژ با دستان خود ارائه می دهیم.

محفظه برای اینورتر

اولین چیزی که باید در نظر گرفت تلفات تبدیل الکتریسیته تولید شده به عنوان گرما روی کلیدهای مدار است. به طور متوسط، این مقدار 2-5٪ از توان نامی دستگاه است، اما این نشانگر به دلیل انتخاب نادرست یا قدیمی شدن اجزا، تمایل به رشد دارد.

حذف گرما از عناصر نیمه هادی از اهمیت اساسی برخوردار است: ترانزیستورها به گرمای بیش از حد حساس هستند و این در تخریب سریع دومی و احتمالاً شکست کامل آنها بیان می شود. به همین دلیل، پایه کیس باید یک سینک حرارتی باشد - یک رادیاتور آلومینیومی.

از پروفیل های رادیاتور، یک "شانه" معمولی با عرض 80-120 میلی متر و طول حدود 300-400 میلی متر مناسب است. صفحه نمایش ترانزیستورهای اثر میدانی با پیچ - تکه های فلزی در سطح عقب آنها به قسمت مسطح پروفیل متصل می شوند. اما حتی با این، همه چیز ساده نیست: نباید هیچ تماس الکتریکی بین صفحه های تمام ترانزیستورهای مدار وجود داشته باشد، بنابراین رادیاتور و بست ها با فیلم های میکا و واشر مقوایی عایق بندی شده اند، در حالی که یک رابط حرارتی در هر دو طرف اعمال می شود. واشر دی الکتریک با خمیر حاوی فلز.

ما بار را تعیین می کنیم و قطعات را خریداری می کنیم

درک اینکه چرا یک اینورتر فقط یک ترانسفورماتور ولتاژ نیست و همچنین چرا لیست متنوعی از چنین دستگاه هایی وجود دارد بسیار مهم است. اول از همه، به یاد داشته باشید که با اتصال ترانسفورماتور به منبع DC، چیزی در خروجی نخواهید داشت: جریان در باتری قطبیت را تغییر نمی دهد، به ترتیب، پدیده القای الکترومغناطیسی در ترانسفورماتور وجود ندارد.

بخش اول مدار اینورتر یک مولتی ویبراتور ورودی است که نوسانات شبکه را برای تکمیل تبدیل شبیه سازی می کند. معمولاً روی دو ترانزیستور دوقطبی که قادر به چرخاندن سوئیچ های قدرت هستند (به عنوان مثال IRFZ44، IRF1010NPBF یا قدرتمندتر - IRF1404ZPBF) مونتاژ می شود که مهمترین پارامتر برای آنها حداکثر جریان مجاز است. می تواند چند صد آمپر باشد، اما به طور کلی فقط باید مقدار جریان را در ولتاژ باتری ضرب کنید تا بدون در نظر گرفتن تلفات، تعداد تقریبی وات خروجی برق را بدست آورید.

یک مبدل ساده مبتنی بر یک مولتی ویبراتور و سوئیچ میدان قدرت IRFZ44

فرکانس مولتی ویبراتور ثابت نیست، محاسبه و تثبیت آن اتلاف وقت است. در عوض، جریان خروجی ترانسفورماتور توسط یک پل دیودی به DC تبدیل می شود. چنین اینورتر می تواند برای تغذیه بارهای صرفاً فعال - لامپ های رشته ای یا بخاری های برقی، اجاق ها مناسب باشد.

بر اساس پایه به دست آمده، مدارهای دیگری را می توان مونتاژ کرد که در فرکانس و خلوص سیگنال خروجی متفاوت است. انتخاب قطعات برای قسمت ولتاژ بالا مدار آسان تر است: جریان ها در اینجا چندان زیاد نیستند، در برخی موارد می توان مونتاژ مولتی ویبراتور خروجی و فیلتر را با یک جفت ریز مدار با اتصال مناسب جایگزین کرد. . خازن های مدار بار باید الکترولیتی و برای مدارهایی با سطح سیگنال پایین، میکا باشد.

گونه ای از مبدل با مولد فرکانس در ریزمدارهای K561TM2 در مدار اولیه

همچنین شایان ذکر است که برای افزایش توان نهایی، اصلاً نیازی به خرید قطعات قدرتمندتر و مقاوم در برابر حرارت مولتی ویبراتور اولیه نیست. مشکل را می توان با افزایش تعداد مدارهای مبدل متصل به موازات حل کرد، اما هر یک از آنها به ترانسفورماتور خود نیاز دارند.

گزینه ای با اتصال موازی مدارها

مبارزه برای یک سینوسی - ما مدارهای معمولی را تجزیه و تحلیل می کنیم

اینورترهای ولتاژ امروزه در همه جا مورد استفاده قرار می گیرند، هم توسط علاقه مندان به اتومبیل که می خواهند از لوازم خانگی خارج از خانه استفاده کنند و هم توسط ساکنان خانه های خودمختار که با انرژی خورشیدی تغذیه می شوند. و به طور کلی می توان گفت که عرض طیف کلکتورهای جریان قابل اتصال مستقیم به پیچیدگی دستگاه مبدل بستگی دارد.

متأسفانه، یک "سینوس" خالص فقط در منبع تغذیه اصلی وجود دارد، رسیدن به تبدیل جریان مستقیم به آن بسیار بسیار دشوار است. اما در بیشتر موارد این مورد نیاز نیست. برای اتصال موتورهای الکتریکی (از مته به آسیاب قهوه)، جریان ضربانی با فرکانس 50 تا 100 هرتز بدون صاف کردن کافی است.

ESL، لامپ های LED و انواع ژنراتورهای جریان (منابع تغذیه، شارژر) برای انتخاب فرکانس حیاتی تر هستند، زیرا طرح عملکرد آنها بر اساس 50 هرتز است. در چنین مواردی، ریزمدارهایی به نام مولد پالس باید در ویبره ثانویه گنجانده شود. آنها می توانند بار کوچکی را مستقیماً تغییر دهند یا به عنوان "رسانا" برای یک سری کلیدهای برق در مدار خروجی اینورتر عمل کنند.

اما اگر قصد دارید از یک اینورتر برای تامین برق پایدار شبکه هایی با انبوه مصرف کنندگان ناهمگن از جمله ماشین های الکتریکی ناهمزمان استفاده کنید، حتی چنین طرح حیله گرانه ای کار نخواهد کرد. در اینجا، یک "سینوس" خالص بسیار مهم است و تنها مبدل های فرکانس با کنترل سیگنال دیجیتال می توانند این را درک کنند.

ترانسفورماتور: خودتان آن را بردارید یا انجام دهید

برای مونتاژ اینورتر، تنها یک عنصر مدار نداریم که تبدیل ولتاژ پایین به بالا را انجام دهد. می توانید از ترانسفورماتورهای منابع تغذیه رایانه شخصی و یو پی اس های قدیمی استفاده کنید ، سیم پیچ های آنها فقط برای تبدیل 12/24-250 ولت و بالعکس طراحی شده است ، فقط تعیین صحیح نتیجه گیری باقی می ماند.

و با این حال بهتر است ترانسفورماتور را با دستان خود بچرخانید، زیرا حلقه های فریت این امکان را به شما می دهد که خودتان و با هر پارامتری این کار را انجام دهید. فریت دارای رسانایی الکترومغناطیسی عالی است، به این معنی که تلفات تبدیل حداقل خواهد بود حتی اگر سیم با دست پیچیده شود و محکم نباشد. علاوه بر این، با استفاده از ماشین حساب های موجود در شبکه به راحتی می توانید تعداد دور و ضخامت سیم مورد نیاز را محاسبه کنید.

قبل از سیم پیچی، حلقه هسته باید آماده شود - لبه های تیز را با سوهان سوزنی بردارید و آن را با عایق محکم بپیچید - فایبرگلاس آغشته به چسب اپوکسی. به دنبال آن سیم پیچ اولیه از یک سیم مسی ضخیم قسمت محاسبه شده سیم پیچ می شود. پس از شماره گیری تعداد چرخش مورد نیاز، آنها باید به طور مساوی در سطح حلقه با فاصله مساوی توزیع شوند. سیم پیچ ها مطابق نمودار به هم متصل شده و با هیت شرینک عایق بندی شده اند.

سیم پیچ اولیه با دو لایه نوار الکتریکی لاوسان پوشانده می شود، سپس یک سیم پیچ ثانویه فشار قوی و یک لایه دیگر عایق پیچیده می شود. یک نکته مهم - شما باید "ثانویه" را در جهت مخالف باد کنید، در غیر این صورت ترانسفورماتور کار نخواهد کرد. در نهایت، یک فیوز حرارتی نیمه هادی باید به یکی از شیرها لحیم شود، که جریان و دمای عملیاتی آن توسط پارامترهای سیم سیم پیچ ثانویه تعیین می شود (قاب فیوز باید محکم به ترانسفورماتور بپیچد). از بالا، ترانسفورماتور با دو لایه عایق وینیل بدون پایه چسب پیچیده می شود، انتهای آن با چسب یا چسب سیانواکریلات ثابت می شود.

نصب المان های رادیویی

مونتاژ دستگاه باقی مانده است. از آنجایی که قطعات زیادی در مدار وجود ندارد، می توان آنها را نه بر روی یک برد مدار چاپی، بلکه با نصب سطحی با اتصال به رادیاتور، یعنی به جعبه دستگاه، قرار داد. ما با یک سیم مسی جامد با سطح مقطع کافی بزرگ به پایه های پین لحیم می کنیم، سپس محل اتصال با 5-7 دور سیم ترانسفورماتور نازک و مقدار کمی لحیم کاری POS-61 تقویت می شود. پس از خنک شدن اتصال، با یک لوله نازک هیت شرینک عایق بندی می شود.

مدارهای با توان بالا با مدارهای ثانویه پیچیده ممکن است نیاز به ساخت یک برد مدار چاپی داشته باشند، که در لبه آن ترانزیستورها در یک ردیف قرار می گیرند تا به طور شل به هیت سینک متصل شوند. فایبرگلاس با ضخامت فویل حداقل 50 میکرون برای ساخت آب بند مناسب است، اما اگر پوشش نازکتر است، مدارهای ولتاژ پایین را با جامپرهای سیم مسی تقویت کنید.

امروزه ساخت یک برد مدار چاپی در خانه آسان است - برنامه Sprint-Layout به شما امکان می دهد شابلون های برش را برای مدارهای با هر پیچیدگی، از جمله تخته های دو طرفه بکشید. تصویر به دست آمده توسط یک چاپگر لیزری بر روی کاغذ عکاسی با کیفیت بالا چاپ می شود. سپس استنسیل روی مس خالص و بدون چربی اعمال می شود، اتو می شود، کاغذ با آب تار می شود. این فناوری «اتو لیزری» (LUT) نام داشت و با جزئیات کافی در شبکه توضیح داده شده است.

شما می توانید بقایای مس را با کلرید آهن، الکترولیت یا حتی نمک معمولی حکاکی کنید، راه های زیادی وجود دارد. پس از اچ کردن، تونر گیر کرده باید شسته شود، سوراخ های نصب را با مته 1 میلی متری سوراخ کنید و با یک آهن لحیم کاری (غوطه ور) از تمام مسیرها عبور کنید تا مس لنت های تماسی را قلع کنید و رسانایی کانال ها را بهبود بخشد.

هدف اولیه این پروژه ساخت یک مبدل قدرتمند 12 به 220 بود. مزیت اصلی این دستگاه سهولت مونتاژ است که طبق طرح فشار کش ساخته شده است. فقط 2 ترانزیستور اثر میدانی، بدون هیچ گونه نوسانگر محرک. حتی اگر در موردی مانند مونتاژ مبدل تجربه دارید، اما میل زیادی برای تلاش وجود دارد، در این صورت هیچ مشکلی وجود ندارد، می توانید به راحتی آن را با دستان خود مونتاژ کنید.

نیازی به خرید هیچ قطعه ای برای دستگاه نیست، تمام قطعات را می توان در خانه با تکنولوژی قدیمی پیدا کرد.

بیایید ویدیوی مبدل را تماشا کنیم:

در مورد پارامترهای مبدل متاسفانه فرکانس خروجی متغیر است اما با نصب یکسو کننده و خازن بزرگ در خروجی با ظرفیت تخمینی حدود 100 میکروفاراد و با ولتاژ 400 به راحتی می توانید آن را به جریان مستقیم تبدیل کنید. ولت فرکانس کاری به مدار LC بستگی دارد. به عنوان یک سیم پیچ، سیم پیچ اولیه سیم پیچ را داریم. 2 عدد چوک نصب شده است. سیم پیچ شیر ندارد.

ترانزیستورهای قدرتمند کانال ولتاژ بالا به عنوان کلید برق استفاده می شوند. آنها را می توان با هر نوع ولتاژ پایین جایگزین کرد. قدرت در درجه اول به ترانزیستورهای ترانسفورماتور و زرد کم رنگ بستگی دارد.

در مورد مدار، به شما امکان می دهد تا 500 وات یا نیم کیلووات توان خروجی را حذف کنید، در حالی که مدارهای رانندگی و سایر ساختارها وجود نخواهد داشت.

روی خود برد ژنراتور علاوه بر ترانزیستور، دیودهای زنر نیز برای تثبیت ولتاژ گیت تعبیه شده است. همچنین یک درب ورودی برای 470 اهم وجود دارد؛ از 100 تا 670 اهم برای طراحی مناسب است، می توانید از آن استفاده کنید.

علاوه بر این، 2 دیود نصب شده است.

هنگام استفاده از یک هیت سینک معمولی، آنها باید با واشر و واشرهای عایق بدون نقص عایق شوند.

شما کمی گرمای بیش از حد چوک خواهید داشت، بنابراین باید آن را با سیمی با قطر حداکثر 2 میلی متر بپیچید.

ترانسفورماتور 220 ولت آماده با سیم پیچ اولیه استفاده شد. سیم پیچ از 8 دور سیم ضخیم تشکیل شده است.

این طرح می تواند بدون نقطه میانی یا با نقطه میانی باشد.

در مورد ما، یک لامپ رشته ای 11 وات متصل است. ما باید آن را با شدت کامل روشن کنیم.

از جریان مستقیم می توانید تمام دستگاه های فوق را تغذیه کنید. شما نمی توانید یخچال، جاروبرقی، مایکروویو را تغذیه کنید. شما می توانید شارژر را از طریق تلفن، لپ تاپ و حتی کامپیوتر خود تغذیه کنید.

شش ماه پیش ماشین خریدم. من تمام ارتقاهای انجام شده برای بهبود آن را شرح نمی دهم، فقط روی یکی تمرکز می کنم. این یک اینورتر 12-220 ولت برای تامین انرژی لوازم الکترونیکی مصرفی از شبکه داخل خودرو است.
البته، می توان آن را در یک فروشگاه برای 25-30 دلار خریداری کرد، اما قدرت آنها خجالت آور بود. روشن است که برای تغذیه حتی یک لپ تاپ با جریان 0.5-1 آمپر، که اکثر اینورترهای خودرو تولید می کنند، کافی نیست.

انتخاب مفهوم.
طبیعتاً من فردی تنبل هستم ، بنابراین تصمیم گرفتم "چرخ را دوباره اختراع نکنم"، بلکه در اینترنت برای طرح های مشابه جستجو کنم و طرح یکی از آنها را برای خودم تطبیق دهم. زمان رو به اتمام بود، بنابراین اولویت، سادگی و نبود قطعات یدکی گران قیمت بود.

در یکی از انجمن ها، یک مدار ساده روی یک کنترلر PWM معمولی TL494 انتخاب شد. نقطه ضعف این مدار این است که یک ولتاژ مستطیلی 220 ولت در خروجی به دست می آید، اما این برای مدارهای برق سوئیچینگ حیاتی نیست.

انتخاب جزئیات.
این طرح به این دلیل انتخاب شد که تقریباً تمام جزئیات را می‌توان از منبع تغذیه رایانه گرفت. برای من، این بسیار مهم بود، زیرا نزدیکترین فروشگاه تخصصی بیش از 150 کیلومتر فاصله دارد.

از یک جفت منبع تغذیه معیوب 250 و 350 وات، خازن های خروجی، مقاومت ها و خود ریزمدار لحیم کاری شدند.
مشکل فقط با دیودهای فرکانس بالا برای تبدیل ولتاژ در خروجی ترانسفورماتور افزایش یافت، اما پس از آن انبارهای قدیمی من را نجات دادند. ویژگی های KD2999V کاملاً مناسب من بود.

مونتاژ دستگاه تمام شده.

من مجبور شدم ظرف چند ساعت بعد از کار دستگاه را مونتاژ کنم، زیرا یک سفر طولانی برنامه ریزی شده بود.
از آنجایی که زمان بسیار محدود بود، من به سادگی به دنبال مواد و ابزار اضافی نبودم. من فقط از چیزی که در دستم بود استفاده کردم. باز هم به دلیل سرعت از نمونه های برد مدار چاپی که در انجمن ها داده شده استفاده نکردم. در مدت 30 دقیقه، یک برد مدار چاپی شخصی روی یک تکه کاغذ ساخته شد و نقاشی آن به یک تکستولیت منتقل شد.
یکی از لایه های فویل با چاقوی جراحی برداشته شد. روی لایه باقیمانده، شیارهای عمیقی در امتداد خطوط اعمال شده کشیده شد. با استفاده از موچین های منحنی، ثابت شد که راحت ترین است، شیارها به یک لایه غیر رسانا عمیق تر می شوند. در مکان های نصب قطعات با کمک یک بال، به عکس وارد نشد، سوراخ هایی ایجاد شد.

من مونتاژ را با نصب ترانسفورماتور شروع کردم، یکی از بلوک های کشویی استفاده شد، فقط آن را برگرداندم و به جای کاهش ولتاژ از 400 ولت به 12 ولت، آن را از 12 ولت به 268 ولت افزایش دادم. با جایگزینی مقاومت های R3 و خازن C1، می توان ولتاژ خروجی را به 220 ولت کاهش داد، اما آزمایشات بعدی نشان داد که این کار نباید انجام شود.
بعد از ترانسفورماتور، به ترتیب کاهش اندازه، قطعات باقی مانده را نصب کردم.

ترانزیستورهای اثر میدانی، تصمیم بر این شد که ورودی های کشیده قرار بگیرند تا راحت تر به رادیاتور خنک کننده متصل شوند.

نتیجه نهایی این دستگاه است:

فقط لمس نهایی باقی مانده است - پایه رادیاتور. روی برد 4 سوراخ قابل مشاهده است، اگرچه فقط 3 پیچ خودکار وجود دارد، فقط در حین مونتاژ تصمیم گرفته شد که موقعیت رادیاتور را برای ظاهر بهتر کمی تغییر دهیم. بعد از مونتاژ نهایی، این اتفاق افتاد:

تست ها
زمانی برای آزمایش خاص دستگاه وجود نداشت، آن را به سادگی از یک منبع تغذیه بدون وقفه به باتری متصل می کرد. یک بار به شکل یک لامپ 30 واتی به خروجی متصل شد. بعد از آتش گرفتن دستگاه به سادگی داخل یک کوله پشتی انداخته شد و من به مدت 2 هفته به یک سفر کاری رفتم.
به مدت 2 هفته، دستگاه هرگز خراب نشد. دستگاه های مختلفی از آن تغذیه می شدند. هنگام اندازه گیری با مولتی متر، حداکثر جریان دریافتی به 2.7 آمپر می رسید.