Przetwornice napięcia typu „zrób to sam” Przetwornice napięcia 12 V 220 V.
Zasilanie w czasie testów wynosiło 13V. Prąd wynosi około 900 mA. Przy obciążeniu w postaci silnika asynchronicznego o mocy 30 watów prąd wynosi około 6A. Na początku nie mogłem zrozumieć, dlaczego obwód XX pobierał 5 A (przy ogólnym podłączeniu do 10 A). Okazało się, że elektrolit radziecki był zupełnie suchy i nie miał już prawie pojemności; później wymieniłem go na inny i obwód przetwornicy ruszył jak zegar. Na zdjęciu Kote zauważa ciekawy silnik elektryczny:
Użyłem tranzystorów (nie pamiętam nazwy) na 40A i 50V. Sterownik i kontroler PWM - mikroukład SG3824, schemat z karty katalogowej. Jedyna modyfikacja jest taka, że w torze zabezpieczenia prądowego (pierwsza odnoga, wejście odwrotne komparatora) zamontowałem mostek diodowy i podałem napięcie z uzwojenia trans na 12V (w UPC jest to trochę inaczej ułożone) i doprowadzono napięcie dodatnie do uzwojenia trans tę samą nogę. Okazuje się przy tym, że moc jest ustabilizowana, co warto byłoby wyregulować, a mimo to żarówka 100V nie przepaliła się, ale silnik się nagrzał - uzwojenia zaczęły nawet śmierdzieć. Jeśli zmienisz rezystancję rezystora na 7. odnodze, zmieni się częstotliwość generatora i zmieni się prędkość, ale w wąskim zakresie, ponieważ silnik asynchroniczny jest zaprojektowany na 50 Hz (tam moc jest największa), a napięcie przy pierwszym uruchomieniu wynosiło 260V, co też jest normalne.
Jeśli chodzi o płytki drukowane, zrobiłem to w prosty sposób: zacisnąłem płytkę i głupio odciąłem nożyczkami sam generator od całej płytki, a potem kolejny kawałek płytki, aby przykręcić radiatory tranzystorów. Teraz pozostaje mi tylko znaleźć normalny kondensator do zasilania urządzenia i można już dokręcić pokrywę konwertera.
też myślałem bieżąca ochrona. Przy określonym prądzie obciążenia zainstaluj wskaźnik w postaci czerwonej diody LED, a także wskazujący moc (zielony). Możesz obejrzeć krótki film, który wyraźnie pokazuje działanie przetwornicy napięcia:
W końcu zmontowałem korpus. Podczas testów dla zabawy podłączyłem żarówkę na 100V i oto proszę: igła amperomierza zamarła na 10A, czyli strat praktycznie nie ma! Testy terenowe wykazały, że przetwornica bez problemu wytrzymuje obciążenie 250 W przy zasilaniu z akumulatora samochodowego. Wygląd zmontowane urządzenie w obudowie:
A najważniejsze co mnie cieszy to zimne radiatory tranzystorów, nawet gdy diody prostownicze (D242) na ładowarce już zaczynają wrzeć!
Do korpusu przykręciłem także świetną rączkę wyjętą z radiostacji RSV-2 i teraz przetwornica 12-220V jest już gotowa. Autor projektu: bvz
Omów artykuł DOMOWY PRZETWORNIK 12 - 220V
Nigdy nie widziałem prostszego obwodu inwertera niż ten. Aby powtórzyć, będziesz potrzebować minimum części - nie więcej niż 10 sztuk. Aby uzyskać napięcie wyjściowe 220 woltów, potrzebujemy jednej baterii AA 1,5 V.
Falowniki są potrzebne tam, gdzie nie ma możliwości podłączenia do sieci 220 V. Falowniki dzielą się na dwa typy: niektóre mają sinusoidalne napięcie wyjściowe o częstotliwości 50 Hz i nadają się do zasilania niemal każdego obciążenia. Inne modyfikowane mają wysoką częstotliwość wyjściową, około 500-10000 Hz i nie zawsze mają przebieg sinusoidalny.
Falowniki o częstotliwości fali sinusoidalnej 50 Hz są drogie, ponieważ do wygenerowania impulsu fali sinusoidalnej o częstotliwości 50 Hz potrzebny jest duży transformator lub moduł elektroniki symulacyjnej.
Najprostszy falownik, który wykonamy, należy do drugiej grupy. Nadaje się także do zasilania różnych zasilaczy impulsowych, np. ładowarki do telefonu, żarówki energooszczędnej – świetlówkowej lub LED.
Wymagane komponenty
Transformator 220V – 6V. Można go wyrwać ze starego magnetofonu, amplitunera itp. lub kup tutaj -Obudowa baterii AA - 1 -
Przełącznik - 1 -
Płytka drukowana - 1 -
Tranzystor BC547 (krajowy analog KT3102, KT315) - 1 -
Tranzystor BD140 z radiatorem (krajowy odpowiednik KT814, KT816) – 1 -
Kondensator 0,1 µF – 1-
Rezystor 30 kOhm - 1 -
Narzędzia:
Lutownica, jeśli jej nie masz, weź ją tutaj -
Schemat
Zapoznanie się z falownikiem zacznijmy od schematu. To zwykły multiwibrator oparty na tranzystorze kompozytowym. Rezultatem jest generator, na wyjściu którego znajduje się transformator podwyższający napięcie.Ułóżmy diagram. Płytka jest prototypowa, z dużą ilością otworów. Wkładamy części i lutujemy je zworkami zgodnie ze schematem.
Sprawdzanie pracy
Jeżeli wszystkie elementy obwodu są sprawne, a obwód jest zmontowany bez błędów, to falownik natychmiast zaczyna działać i nie wymaga regulacji.
Podłączamy się do wyjścia falownika lampa energooszczędna. Włóż baterię i zamknij wyłącznik. Zapaliło się światło.
Oczywiście jego jasność jest niższa niż przy zasilaniu z sieci, ale fakt, że działa z elementu 1,5 V jest przełomem!
Naturalnie, jak wszędzie, tutaj obowiązuje zasada zachowania energii. Z tego wynika, że prąd w obwodzie akumulatora będzie kilkukrotnie większy niż w obwodzie żarówki. Generalnie bateria musi być alkaliczna, wtedy jest szansa, że będzie działać trochę dłużej.
Podczas instalacji i pracy z falownikiem należy zachować szczególną ostrożność, napięcie 220 woltów jest niebezpieczne dla życia. I uwierz mi, bateria 1,5 V wystarczy, aby spowodować druzgocący porażenie prądem, a nawet spowodować zatrzymanie akcji serca. Jak wiadomo, aby to zrobić, wystarczy przepuścić przez osobę około 100 mA, do czego ten falownik jest całkiem zdolny.
Przetwornica napięcia w samochodzie może czasem okazać się niezwykle przydatna, jednak większość produktów dostępnych w sklepach albo jest kiepskiej jakości, albo jest niezadowalająca pod względem mocy i nie jest tania. Ale obwód falownika składa się z najprostszych części, dlatego oferujemy instrukcje dotyczące montażu przetwornika napięcia własnymi rękami.
Obudowa falownika
Pierwszą rzeczą do rozważenia są straty konwersji energii elektrycznej uwalniane w postaci ciepła na przełącznikach obwodów. Średnio wartość ta wynosi 2-5% mocy znamionowej urządzenia, ale liczba ta ma tendencję do zwiększania się z powodu niewłaściwego doboru lub starzenia się komponentów.
Kluczowe znaczenie ma odprowadzanie ciepła z elementów półprzewodnikowych: tranzystory są bardzo wrażliwe na przegrzanie, co wyraża się szybką degradacją tych ostatnich i prawdopodobnie ich całkowita odmowa. Z tego powodu podstawą obudowy powinien być radiator – grzejnik aluminiowy.
Do profili grzejników odpowiedni jest zwykły „grzebień” o szerokości 80-120 mm i długości około 300-400 mm. Ekrany tranzystorów polowych mocowane są do płaskiej części profilu za pomocą śrub – na ich tylnej powierzchni znajdują się metalowe plamki. Ale to nie wszystko jest proste: między ekranami wszystkich tranzystorów w obwodzie nie powinno być kontaktu elektrycznego, dlatego grzejnik i mocowania są izolowane folią mikową i podkładkami kartonowymi, a interfejs termiczny jest nakładany po obu stronach przekładki dielektrycznej pastą zawierającą metal.
Ustalamy obciążenie i kupujemy komponenty
Niezwykle ważne jest zrozumienie, dlaczego falownik to nie tylko przekładnik napięciowy i dlaczego istnieje tak różnorodna oferta tego typu urządzeń. Przede wszystkim pamiętaj, że podłączając transformator do źródła prądu stałego, nic nie uzyskasz na wyjściu: prąd w akumulatorze nie zmienia polaryzacji, w związku z tym zjawisko indukcji elektromagnetycznej w transformatorze jako takie nie występuje.
Pierwszą częścią obwodu falownika jest multiwibrator wejściowy, który symuluje oscylacje sieci w celu przeprowadzenia transformacji. Zwykle jest montowany na dwóch tranzystorach bipolarnych zdolnych do sterowania przełącznikami mocy (na przykład IRFZ44, IRF1010NPBF lub mocniejszy - IRF1404ZPBF), dla których najważniejszy parametr— maksymalny dopuszczalny prąd. Może osiągnąć kilkaset amperów, ale generalnie wystarczy pomnożyć prąd przez napięcie akumulatora, aby uzyskać przybliżoną liczbę watów mocy wyjściowej bez uwzględnienia strat.
Prosty konwerter oparty na multiwibratorze i przełącznikach pola mocy IRFZ44
Częstotliwość pracy multiwibratora nie jest stała, obliczanie jej i stabilizowanie jest stratą czasu. Zamiast tego prąd na wyjściu transformatora jest przekształcany z powrotem na prąd stały za pomocą mostka diodowego. Taki falownik może nadawać się do zasilania odbiorników czysto aktywnych - żarówek lub grzejników elektrycznych, pieców.
Na podstawie uzyskanej bazy można składać inne obwody różniące się częstotliwością i czystością sygnału wyjściowego. Łatwiej jest wybrać komponenty do części obwodu wysokiego napięcia: prądy tutaj nie są tak wysokie, w niektórych przypadkach wyjściowy multiwibrator i zespół filtra można zastąpić parą mikroukładów z odpowiednim okablowaniem. W sieci odbiorczej należy stosować kondensatory elektrolityczne, a w obwodach o niskim poziomie sygnału kondensatory mikowe.
Opcja przetwornicy z generatorem częstotliwości bazującym na mikroukładach K561TM2 w obwodzie pierwotnym
Warto również zauważyć, że aby zwiększyć moc końcową, wcale nie jest konieczne kupowanie mocniejszych i żaroodpornych komponentów pierwotnego multiwibratora. Problem można rozwiązać zwiększając liczbę obwodów przetwornicy połączonych równolegle, jednak każdy z nich będzie wymagał własnego transformatora.
Opcja z równoległym połączeniem obwodów
Walka o sinusoidę – analizujemy typowe obwody
Przetwornice napięcia są dziś stosowane wszędzie, zarówno przez kierowców, którzy chcą korzystać ze sprzętu AGD poza domem, jak i przez mieszkańców autonomicznych domów zasilanych energią słoneczną. Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że złożoność urządzenia przekształtnikowego bezpośrednio determinuje szerokość zakresu odbieraków prądu, które można do niego podłączyć.
Niestety czysty „sinus” występuje tylko w głównej sieci zasilającej, bardzo, bardzo trudno jest uzyskać w nim konwersję prądu stałego. Ale w większości przypadków nie jest to wymagane. Do podłączenia silników elektrycznych (od wiertarek po młynki do kawy) wystarczy prąd pulsujący o częstotliwości od 50 do 100 herców bez wygładzania.
ESL, Żarówki LED i wszelkiego rodzaju generatory prądu (zasilacze, ładowarki) mają większe znaczenie przy wyborze częstotliwości, ponieważ ich obwód operacyjny opiera się na częstotliwości 50 Hz. W takich przypadkach w wibratorze wtórnym należy uwzględnić mikroukłady zwane generatorem impulsów. Mogą bezpośrednio przełączać małe obciążenie lub działać jako „przewodnik” dla szeregu przełączników mocy w obwodzie wyjściowym falownika.
Ale nawet taki przebiegły plan nie zadziała, jeśli planujesz użyć falownika do zapewnienia stabilnej mocy sieciom z masą heterogenicznych odbiorców, w tym asynchronicznych maszyn elektrycznych. W tym przypadku czysty „sinus” jest bardzo ważny i mogą go zrealizować tylko przetwornice częstotliwości z cyfrową regulacją sygnału.
Transformator: wybierzemy go lub zrobimy sami
Do montażu falownika wystarczy jeden element obwodu, który przetwarza niskie napięcie na wysokie napięcie. Można zastosować transformatory z zasilaczy komputerów osobistych i starych UPS-ów, ich uzwojenia są przeznaczone do transformacji 12/24-250 V i odwrotnie, pozostaje tylko poprawnie określić wnioski.
Mimo to lepiej nawinąć transformator własnymi rękami, ponieważ pierścienie ferrytowe umożliwiają wykonanie tego samodzielnie i przy dowolnych parametrach. Ferryt ma doskonałą przewodność elektromagnetyczną, co oznacza, że straty transformacyjne będą minimalne, nawet jeśli drut zostanie nawinięty ręcznie i niezbyt ciasno. Ponadto można łatwo obliczyć wymaganą liczbę zwojów i grubość drutu za pomocą kalkulatorów dostępnych w Internecie.
Przed nawinięciem należy przygotować pierścień rdzeniowy - usunąć ostre krawędzie pilnikiem i szczelnie owinąć izolatorem - włóknem szklanym impregnowanym klejem epoksydowym. Następnie następuje uzwojenie uzwojenia pierwotnego z grubego drutu miedzianego o obliczonym przekroju. Po wybraniu wymaganej liczby zwojów należy je równomiernie rozłożyć na powierzchni pierścienia w równych odstępach. Zaciski uzwojeń są podłączone zgodnie ze schematem i zaizolowane termokurczką.
Uzwojenie pierwotne pokryte jest dwiema warstwami taśmy izolacyjnej z Mylaru, następnie nawinięte jest uzwojenie wtórne wysokiego napięcia i kolejna warstwa izolacji. Ważny punkt- należy nawinąć uzwojenie wtórne w przeciwnym kierunku, w przeciwnym razie transformator nie będzie działał. Na koniec w szczelinę do jednego z zaczepów należy wlutować półprzewodnikowy bezpiecznik termiczny, którego prąd i temperatura zadziałania zależą od parametrów drutu uzwojenia wtórnego (korpus bezpiecznika musi być ściśle nawinięty na transformator). Transformator jest owinięty od góry dwiema warstwami izolacji winylowej bez podkładu klejącego, koniec jest zabezpieczony opaską lub klejem cyjanoakrylowym.
Montaż elementów radiowych
Pozostaje tylko zmontować urządzenie. Ponieważ w obwodzie nie ma zbyt wielu elementów, można je umieścić nie na płytce drukowanej, ale zamontować na grzejniku, czyli na korpusie urządzenia. Nogi pinów lutujemy solidnym drutem miedzianym o odpowiednio dużym przekroju, następnie miejsce połączenia wzmacniamy 5-7 zwojami cienkiego drutu transformatorowego i niewielką ilością lutowia POS-61. Po ostygnięciu złącza izoluje się je cienką rurką termokurczliwą.
Obwody dużej mocy ze złożonymi obwodami wtórnymi mogą wymagać płytki drukowanej z tranzystorami ustawionymi na krawędziach w celu luźnego przymocowania do radiatora. Do wykonania sygnetu nadaje się włókno szklane o grubości folii co najmniej 50 mikronów; jeśli powłoka jest cieńsza, należy wzmocnić obwody niskiego napięcia zworami wykonanymi z drutu miedzianego.
Robić płytka drukowana w domu dzisiaj jest to proste - program Sprint-Layout umożliwia rysowanie szablonów do wycinania obwodów o dowolnej złożoności, w tym tablic dwustronnych. Powstały obraz jest drukowany za pomocą drukarki laserowej na wysokiej jakości papierze fotograficznym. Następnie szablon nakłada się na oczyszczoną i odtłuszczoną miedź, prasuje, a papier zmywa wodą. Technologia ta nazywa się „prasowaniem laserowym” (LIT) i jest szczegółowo opisana w Internecie.
Resztki miedzi można wytrawić chlorkiem żelaza, elektrolitem lub nawet solą kuchenną; jest wiele sposobów. Po wytrawieniu należy zmyć zaschnięty toner, wywiercić otwory montażowe wiertłem o średnicy 1 mm i przejechać wszystkie ścieżki lutownicą (łukiem krytym), aby ocynować miedź pól stykowych i poprawić przewodność kanały.
Często w życiu konieczne jest uzyskanie napięcia 220 V z niższego napięcia, powiedzmy 12 woltów. Na przykład musisz podłączyć ładowarkę do laptopa do akumulatora samochodowego, nie stanowi to problemu. Ponadto falowniki znalazły szerokie zastosowanie w energetyce alternatywnej. Instalowane są najczęściej na turbinach wiatrowych, elektrowniach wodnych itp., które w większości przypadków generują niskie napięcie.
Dzisiaj przyjrzymy się, jak zrobić falownik własnymi rękami. Nie ma tu skomplikowanej elektroniki, zestaw komponentów jest bardzo mały, a obwód jest zrozumiały dla każdego początkującego. Wystarczy podłączyć kilka rezystorów, tranzystorów i transformator. Zaintrygowany? Przejdźmy zatem do studiowania instrukcji!
Wykorzystane materiały i narzędzia
Lista materiałów:
- transformator 12-0-12V przy 5A;
- akumulator 12V;
- dwa grzejniki aluminiowe;
- dwa tranzystory TIP3055;
- dwa rezystory 100 Ohm/10 W;
- dwa rezystory 15 Ohm/10 W;
- przewody;
- sklejka, laminat (lub inny materiał do wykonania korpusu);
- gniazdo elektryczne;
- pasta termoprzewodząca;
- opaski plastikowe;
- śruby i nakrętki itp.
Lista narzędzi:
- lutownica;
-
- ;
- nożyce do drutu;
- Śrubokręt.
Proces produkcji falownika:
Krok pierwszy. Sprawdź schemat
Sprawdź schemat połączeń wszystkich elementów. Dostępny w wersji elektronicznej szczegółowy schemat, i proste, intuicyjne, gdzie i jakie przewody podłączyć.
Krok drugi. Montujemy dwa obwody z rezystorów i tranzystorów
Bierzemy tranzystor i podłączamy go do rezystora 15 omów, jak widać na zdjęciu. Drugi tranzystor podłączamy w ten sam sposób.
Krok trzeci. Kaloryfer
Podczas pracy tranzystory nagrzewają się, a jeśli to ciepło nie zostanie usunięte, mogą ulec awarii. Tutaj będziesz potrzebować dwóch grzejników. Wiercimy otwory, nakładamy pastę termoprzewodzącą i mocno dokręcamy tranzystory do grzejników za pomocą wkrętów samogwintujących.
Krok czwarty. Łączymy dwa obwody za pomocą rezystorów 100 omów
Bierzemy dwa rezystory 100 omów i łączymy dwa obwody po przekątnej. Oznacza to, że musisz przylutować styki do dwóch skrajnych lewych nóg tranzystorów, jeśli spojrzysz na ich przednią część.
Krok piąty. Łączenie środkowych nóg
Bierzemy kabel dwużyłowy i lutujemy po jednym przewodzie do środkowych styków tranzystorów. Przewody te są następnie przylutowane do skrajnych lewych i prawych pinów transformatora, jak widać na zdjęciu.
Krok szósty. Sweter
Zgodnie ze schematem należy zainstalować zworkę między skrajnymi i prawymi stykami tranzystorów. Odcinamy kawałek drutu i przylutowujemy je do łap.
Krok siódmy. Dalsze połączenie
Bierzemy kolejny kawałek drutu, autor ma różowy. Przylutuj go do centralnego styku transformatora, przez niego dodatni z akumulatora zostanie dostarczony do transformatora.
Będziesz także potrzebował kawałka białego drutu, będzie to minus z akumulatora, trzeba go przylutować do żółtego przewodu, czyli zworki zainstalowanej wcześniej.
Krok ósmy. Przetestujmy!
Zanim się zorientujesz, część elektroniczna falownika została zmontowana i możesz ją przetestować! Podłączamy akumulator i mierzymy napięcie za pomocą multimetru. Skacze w zakresie 200-500V.
Na początek autor zdecydował się podłączyć do falownika bardzo słabą żarówkę 5W, zaświeciła bez problemu.
Następnie podłączono poważniejszą żarówkę o mocy 40 W, która świeci tak, jakby była wpięta do domowego gniazdka, ale tak naprawdę zasilana jest z małego akumulatora 12 V.
Na koniec autor zdecydował się na podłączenie lampy światło dzienne przy 15 watach również zapalił się bez żadnych problemów.
Postanowiliśmy także spróbować podłączyć ładowarkę do telefonu komórkowego. Telefon ładuje się bez zarzutów.
Krok dziewiąty. Montaż korpusu
Aby wszystko było bezpieczne i wyglądało estetycznie wykonamy obudowę pod falownik! Aby to zrobić, będziesz potrzebować gniazdka, kawałka kabla i sklejki, laminatu lub czegoś podobnego. Tniemy materiał na potrzebne kawałki, aby wykonać pudełko. Przykręcamy transformator do podstawy, dla niezawodności autor zdecydował się przymocować go śrubami i nakrętkami. Jeśli chodzi o część elektroniczną z tranzystorami, zdecydowano się zabezpieczyć ją plastikowymi opaskami. Wiercimy otwory i mocujemy dolne rezystory 100 omów do podstawy.
Korpus można złożyć, w tym celu autor użył gorącego kleju. Jeśli chodzi o górną pokrywę to trzeba wyciąć w niej miejsce na gniazdo. Materiał autora jest miękki, wycina okno za pomocą noża biurowego. Jeśli okno ma odpowiednią wielkość, gniazdo powinno dobrze się zamykać. Z drugiej strony można go dodatkowo wzmocnić klejem na gorąco lub żywicą epoksydową.
Czas zamontować pokrywę, mocujemy ją za pomocą wkrętów samogwintujących, aby mieć dostęp do wnętrza falownika.