В днешно време всеки във фермата или като цяло има лесен достъп, понякога има няколко захранвания от компютър, които не са необходими, те просто лежат там, събират прах и заемат ценно място. Или може би са напълно изгорени, но това няма значение, защото трябва да вземете само някои елементи от него. Веднъж сглобих платка за такъв преобразувател (). И реших да направя още един, тъй като имаше радио компоненти, а печатната платка вече беше направена веднъж в повече. Използвах нов чип от магазин, но понякога те или подобни аналози се монтират в самите ATX захранвания.
Малък трансформатор - от 250 вата. Реших да взема допълнителни транзистори - 44N полеви, също чисто нови.
Намерих алуминиев радиатор, завинтих транзисторите през щепсели и субстрати, старателно покривайки всичко с термична паста.
Веригата на преобразувателя на напрежение 12-220 стартира незабавно, захранването се доставя от 12 волта 7 a/h батерия, чиито клеми имаха около 13 волта, когато бяха заредени прясно. Като товар (приблизително беше предназначен за тази мощност) - 60-ватова крушка на 220 волта, не свети с пълна интензивност, но все пак е добра.
Радиаторът е взет много щедро - дебелината е 2 мм алуминий, разсейва топлината добре. След половин час работа под товар полевите транзистори се нагряваха само до 40 градуса! Консумацията на ток е приблизително 2,7 ампера от батерията, стабилна работа без повреди или прегряване, но трансформатора е малко малък и се нагрява (макар че издържа и не изгаря нищо) температурата на трансформатора е около 5-60 градуса при работа при същото натоварване не мисля че може да дръпне повече от 80 вата от такъв конвертор или ще трябва да сложиш активно охлаждане под формата на вентилатор, защото транзисторите ще издържат много по-големи натоварвания и съм повече от сигурен че с такъв радиатор ще издържат всичките 200 вата.
Веригата на преобразувателя 12-220 е лесна за повторение; когато се сглоби точно до номиналната стойност, двете платки заработиха веднага.
Видео тест за конвертор
Видеозапис на работата на веригата ясно показва тока, протичащ във веригата, и работата на 60-ватова лампа. Между другото, кабелите на мултиметъра D832 при този ток станаха доста топли за половин час. Що се отнася до модификациите, ако инсталирате по-голям трансформатор, след това разширете печата, в противен случай по-големият трансформатор няма да се побере по размер и дори с малък всичко работи.
За любителите на миниатюризацията, разбира се, това е добре, но разстоянието от трансформатора до транзисторите на практика се оказва по-малко от 1 см и с топлината си те леко затоплят вече топлия трансформатор, би било хубаво да вземете ключовете още няколко сантиметра и направете няколко дупки в дъската за проточен вентилационен въздушен поток отдолу нагоре. Автор на материала е Redmoon.
Такъв инвертор е предназначен да произвежда променлив ток 220 V 50 Hz от автомобилна батерия или всяка 12 V батерия с мощност от около 150 W и може да бъде увеличена до 300.
Веригата работи като Push-Pull преобразувател. Сърцето на инвертора е микросхемата CD4047, която действа като главен осцилатор и едновременно с това управлява транзисторите с полеви ефекти. Последните работят в ключов режим. Само един от транзисторите може да бъде отворен. Ако и двата транзистора се отворят едновременно, ще възникне късо съединение и транзисторите ще изгорят моментално. Това може да се случи поради неправилно управление.
Чипът CD4047, разбира се, не е предназначен за високо прецизен контрол на полеви работници, но се справя доста добре с тази задача.
Трансформатора е взет от неработещ UPS. Той е 250-300 W и има първична намотка със средна точка, където се включва плюсът от източника на захранване.
Има много вторични намотки, така че трябва да намерите мрежова намотка от 220 V. С помощта на мултиметър се измерва съпротивлението на всички кранове, които са във вторичната верига. Необходимите проводници трябва да имат най-високото съпротивление (в примера около 17 ома). Всички останали проводници могат да бъдат отхапани.
Препоръчително е да проверите всички компоненти преди запояване. По-добре е да изберете транзистори от една и съща партида с подобни характеристики. Кондензаторът във веригата за настройка на честотата трябва да има ниско утечка и тесен толеранс. Тези параметри могат да се проверят с тестер за транзистори.
Няколко думи за възможните замени в схемата. За съжаление, чипът CD4047 няма съветски аналози, така че трябва да го купите. „Полеви превключватели“ могат да бъдат заменени с всякакви n-канални транзистори, които имат напрежение 60 V и ток 35 A. Подходящи от линията IRFZ.
Веригата също работи чудесно с биполярни транзистори на изхода, въпреки че мощността ще бъде много по-ниска, отколкото при използване на транзистори с полеви ефекти.
Резисторите за ограничаване на портата могат да имат съпротивление от 10 до 100 ома. По-добре е да настроите от 22 до 47 ома с мощност 250 mW.
Веригата за настройка на честотата трябва да бъде сглобена само от елементите, посочени на диаграмата. Ще бъде фино настроен на 50 Hz.
Правилно сглобеното устройство трябва да работи веднага. Но първото изстрелване трябва да стане със застраховка. Тоест, на мястото на предпазителя според схемата инсталирайте резистор с номинална стойност 5-10 ома или лампа 12 V (5 W), за да не взривите транзисторите, ако възникнат проблеми.
Ако преобразувателят работи нормално, трансформаторът издава звук и клавишите изобщо не трябва да се нагряват. Ако случаят е такъв, тогава резисторът може да бъде премахнат и да се захранва директно през предпазителя.
Средната консумация на ток на инвертор на празен ход може да бъде между 150 и 300 mA, но това ще зависи от захранването и използвания трансформатор.
След това се измерва изходното напрежение. В примера стойностите са от 210 до 260 V. Това е в нормални граници, тъй като инверторът не е стабилизиран. Сега можете да включите товара, например лампа от 60 W. Трябва да задвижите инвертора за около 10 секунди, клавишите трябва да се нагреят малко, тъй като те все още нямат радиатори. Нагряването на двата клавиша трябва да е равномерно. Ако това не е така, тогава потърсете задръствания.
Инверторът е оборудван с функция за дистанционно управление.
Основният захранващ плюс е свързан към средната точка на трансформатора. Но за да работи инверторът, е необходимо да приложите слаботоков плюс към платката. Това ще стартира генератора на импулси.
Няколко думи за монтажа. Както винаги всичко стои добре в кутията на захранването на компютъра. Транзисторите са инсталирани на отделни радиатори.
Ако се използва общ радиатор, е необходимо да се изолират корпусите на транзисторите от радиатора. Охладителят беше свързан директно към 12 V шина.
Най-големият недостатък на този инвертор е липсата на защита от късо съединение. В този случай транзисторите ще изгорят. За да не се случи това е необходим предпазител 1 A на изхода.
Бутон с ниска мощност захранва плюс от източника на захранване към платката, тоест стартира инвертора като цяло.
Силовите шини от трансформатора са закрепени директно към радиаторите на транзисторите.
Като свържете устройство, наречено измервател на енергия, към изхода на преобразувателя, можете да се уверите, че напрежението и честотата са в нормални граници. Ако честотата се различава от 50 Hz, тогава тя трябва да се регулира с помощта на многооборотен променлив резистор, който присъства на платката.
По време на работа, когато към изхода не е свързан товар, трансформаторът е доста шумен. Когато товарът е свързан, шумът е незначителен. Всичко това е нормално, тъй като към трансформатора се подават правоъгълни импулси.
Полученият инвертор е нестабилизиран, но почти всички домакински уреди са проектирани да работят в диапазона на напрежението от 90 до 280 V.
Ако изходното напрежение е по-високо от 300 V, тогава се препоръчва да свържете 25-ватова крушка с нажежаема жичка към изхода в допълнение към основното натоварване, което ще намали в малка степен изходното напрежение.
По принцип е възможно захранването на колекторни двигатели от преобразувател, но те се нагряват 2 пъти повече, отколкото при захранване от чиста синусоида.
Същото се случва и с консуматори, които имат железен трансформатор. Но не се препоръчва свързването на асинхронни двигатели.
Теглото на устройството е около 2,7 кг. Това е много в сравнение с импулсните инвертори.
Прикачени файлове:
Как да направите обикновена Power Bank със собствените си ръце: диаграма на домашна Power Bank
Закупуването на готово устройство няма да бъде проблем– в автомагазините можете да намерите (импулсни преобразуватели на напрежение) с различни мощности и цени.
Въпреки това, цената на такова устройство със средна мощност (300-500 W) е няколко хиляди рубли, а надеждността на много китайски инвертори е доста противоречива. Да направите прост преобразувател със собствените си ръце е не само начин да спестите значително пари, но и възможност да подобрите знанията си в електрониката. В случай на повреда, ремонтът на домашно направена верига ще бъде много по-лесен.
Прост преобразувател на импулси
Схемата на това устройство е много проста, а повечето части могат да бъдат премахнати от ненужно компютърно захранване. Разбира се, той има и забележим недостатък - напрежението от 220 волта, получено на изхода на трансформатора, е далеч от синусоидална форма и има честота, значително по-висока от приетите 50 Hz. Електрически двигатели или чувствителна електроника не трябва да се свързват директно към него.
За да можете да свържете оборудване, съдържащо импулсни захранвания (например захранване за лаптоп) към този инвертор, беше използвано интересно решение - На изхода на трансформатора е монтиран токоизправител с изглаждащи кондензатори. Вярно е, че свързаният адаптер може да работи само в една позиция на гнездото, когато полярността на изходното напрежение съвпада с посоката на токоизправителя, вграден в адаптера. Прости консуматори като лампи с нажежаема жичка или поялник могат да бъдат свързани директно към изхода на трансформатор TR1.
Основата на горната схема е PWM контролерът TL494, най-често срещаният в такива устройства. Работната честота на преобразувателя се задава от резистор R1 и кондензатор C2; техните стойности могат да бъдат взети малко по-различни от посочените без забележими промени в работата на веригата.
За по-голяма ефективност веригата на преобразувателя включва две рамена на мощни полеви транзистори Q1 и Q2. Тези транзистори трябва да се поставят върху алуминиеви радиатори; ако възнамерявате да използвате общ радиатор, монтирайте транзисторите през изолационни дистанционни елементи. Вместо IRFZ44, посочен в диаграмата, можете да използвате IRFZ46 или IRFZ48, които са подобни по параметри.
Изходният дросел е навит на феритен пръстен от дросела, също отстранен от компютърното захранване. Първичната намотка е навита с тел с диаметър 0,6 mm и има 10 оборота с кран от средата. Върху него е навита вторична намотка, съдържаща 80 навивки. Можете също да вземете изходен трансформатор от счупено непрекъсваемо захранване.
Прочетете също: Как да изберем стабилизатор на напрежение 220V за вашия дом?
Вместо високочестотни диоди D1 и D2 можете да вземете диоди от типове FR107, FR207.
Тъй като веригата е много проста, след като бъде включена и инсталирана правилно, тя ще започне да работи веднага и няма да изисква никаква конфигурация. Той ще може да доставя ток до 2,5 A към товара, но оптималният режим на работа ще бъде ток не повече от 1,5 A - и това е повече от 300 W мощност.
Готов инвертор с такава мощност ще струва около три до четири хиляди рубли.Тази схема е направена с домашни компоненти и е доста стара, но това не я прави по-малко ефективна. Основното му предимство е изходът на пълен променлив ток с напрежение 220 волта и честота 50 Hz.
Тук генераторът на трептения е направен на микросхемата K561TM2, която е двоен D-тригер. Той е пълен аналог на чуждата микросхема CD4013 и може да бъде заменен с нея без промени във веригата.
Преобразувателят има и две силови рамена, базирани на биполярни транзистори KT827A. Основният им недостатък спрямо съвременните полеви е по-високото съпротивление в отворено състояние, поради което загряват повече при една и съща комутирана мощност.
Тъй като инверторът работи на ниска честота, трансформаторът трябва да има мощна стоманена сърцевина. Авторът на диаграмата предлага да се използва общият съветски мрежов трансформатор TS-180.
Подобно на други инвертори, базирани на прости схеми на ШИМ, този преобразувател има форма на вълната на изходното напрежение, доста различна от синусоидалната, но това е донякъде изгладено от голямата индуктивност на намотките на трансформатора и изходния кондензатор C7. Освен това поради това трансформаторът може да издаде забележимо бръмчене по време на работа - това не е признак за неизправност на веригата.
Прост транзисторен инвертор
Този преобразувател работи на същия принцип като схемите, изброени по-горе, но генераторът на квадратни вълни (мултивибратор) в него е изграден върху биполярни транзистори.
Особеността на тази схема е, че тя остава работеща дори при силно разредена батерия: обхватът на входното напрежение е 3,5...18 волта. Но тъй като няма никаква стабилизация на изходното напрежение, когато батерията се разреди, напрежението на товара едновременно ще спадне пропорционално.
Тъй като тази верига също е нискочестотна, ще е необходим трансформатор, подобен на този, използван в инвертора, базиран на K561TM2.
Подобрения в инверторните схеми
Устройствата, представени в статията, са изключително прости и имат редица функции. не може да се сравни с фабричните аналози. За да подобрите техните характеристики, можете да прибягвате до прости модификации, които също ще ви позволят да разберете по-добре принципите на работа на импулсните преобразуватели.
Прочетете също: Преглед на шкафове за управление на противопожарни клапи
Повишена мощност
Всички описани устройства работят на един и същ принцип: чрез ключов елемент (изходен транзистор на рамото), първичната намотка на трансформатора е свързана към входа на мощността за време, определено от честотата и работния цикъл на главния осцилатор. В този случай се генерират импулси на магнитно поле, възбуждащи импулси от общ режим във вторичната намотка на трансформатора с напрежение, равно на напрежението в първичната намотка, умножено по съотношението на броя на завъртанията в намотките.
Следователно токът, протичащ през изходния транзистор, е равен на тока на натоварване, умножен по обратния коефициент на завои (коефициент на трансформация). Именно максималният ток, който транзисторът може да премине през себе си, определя максималната мощност на преобразувателя.
Има два начина за увеличаване на мощността на инвертора: или използвайте по-мощен транзистор, или използвайте паралелно свързване на няколко по-малко мощни транзистора в едно рамо. За домашен преобразувател вторият метод е за предпочитане, тъй като не само ви позволява да използвате по-евтини части, но и запазва функционалността на преобразувателя, ако един от транзисторите се повреди. При липса на вградена защита от претоварване, такова решение значително ще увеличи надеждността на домашно приготвено устройство. Нагряването на транзисторите също ще намалее, когато работят при същото натоварване.
Използвайки последната диаграма като пример, тя ще изглежда така:
Автоматично изключване при изтощена батерия
Липсата на устройство във веригата на преобразувателя, което автоматично го изключва, когато захранващото напрежение падне критично, може сериозно да ви разочарова, ако оставите такъв инвертор свързан към акумулатора на колата. Допълването на домашен инвертор с автоматично управление ще бъде изключително полезно.
Най-простият автоматичен превключвател на товара може да бъде направен от автомобилно реле:
Както знаете, всяко реле има определено напрежение, при което контактите му се затварят. Избирайки съпротивлението на резистора R1 (то ще бъде около 10% от съпротивлението на намотката на релето), настройвате момента, в който релето отваря контактите си и спира подаването на ток към инвертора.
ПРИМЕР: Да вземем реле с работно напрежение (U p) 9 волта и съпротивление на намотката (R o) 330 ома. Така че да работи при напрежение над 11 волта (U min), резистор със съпротивление трябва да бъде свързан последователно с намоткатаR n, изчислено от условието за равенствоU r /R o =(U min —U p)/R n. В нашия случай ще се нуждаем от резистор от 73 ома, най-близката стандартна стойност е 68 ома.Разбира се, това устройство е изключително примитивно и е по-скоро тренировка за ума. За по-стабилна работа тя трябва да бъде допълнена с проста контролна верига, която поддържа прага на изключване много по-точно:
Напоследък рибари, летни жители, ловци, пчелари и любители на културния отдих на открито използват преобразуватели на напрежение от 12 до 220V за осветяване на палатки, ремаркета, селски къщи или каквото и да е, източник на аварийно осветление в случай на аварийно прекъсване на захранването в дача, в къщата, в гаража, апартамент. И поради тази причина е препоръчително да имате този уред във всеки дом, той е много полезен и необходим уред за домакинството.
Наскоро имах идеята самостоятелно да разработя и сглобя компактен и много икономичен импулсен инвертор от 12 до 220V, за захранване на 220V LED лампа, от минимален брой радиокомпоненти, способен да работи до 14 часа от малък 7A/h 12V батерия и има защита срещу пълно разреждане на батерията. След дълги безсънни нощи, най-накрая успях да създам инвертор, който консумира само 0,5 A/h и е способен да захранва супер ярка 220V LED лампа.
Тази фигура показва схема на импулсен едноциклен преобразувател на напрежение от 12 до 220V. Генераторът на импулси е сглобен на широко използваната микросхема NE555 или съветския аналог KR1006VI1.
Стабилизаторът на напрежение L7809CV поддържа постоянно напрежение на микросхемата 9V и по този начин разреждането на батерията не влияе на работната честота на микросхемата. Благодарение на внимателно подбраното съпротивление на резисторите R2 и R3, микросхемата произвежда идеално правоъгълни импулси, режимът на работа на микросхемата е 50% натоварване, а работната честота е 11,6 kHz. Когато генераторът работи в този режим, транзисторът T2 MJE13009 почти не се нагрява, достатъчно е да го поставите върху малък радиатор с размери 30x50x10 mm.
Защитата срещу разреждане на батерията е монтирана на транзистор T1 BD139, подстригващ резистор P1, резистор R1 и реле Rel1 SRD-12VDC-SL-C. Как работи защитата? След като включите превключвателя S1, натиснете бутона S2. Чрез резистор R1 и тример P1 захранването се подава към основата на транзистора T1 и релето Rel1, а контактите на релето са блокирани. Тримерният резистор P1 ограничава тока, протичащ през транзистора T1. Веднага след като напрежението на батерията падне до 10 V, токът в основата на транзистора T1 намалява и транзисторът се затваря, контактите на релето Rel1 се отварят и инверторът се изключва.
Настройката на защитата включва правилна настройка на задържания ток на релето. Свържете инвертора към регулирано захранване с напрежение, зададено на 12V. Чрез понижаване на захранващото напрежение до 9,5 - 10V с помощта на подстригващ резистор P1 изберете момента, в който се задейства защитата срещу разреждане на батерията.
Тази фигура показва печатна платка за преобразувател на импулсно напрежение от 12 до 220V. Размер на дъската 52х24 мм. Изтеглете платката в стандартен формат, отпечатайте я и я прехвърлете на печатната платка с помощта на . Няма нужда да отразявате нищо, всичко е нарисувано както трябва.
И сега ще ви разкажа за най-важната и трудоемка част за производство за начинаещи радиолюбители, импулсният трансформатор, който вие, скъпи приятели, ще трябва да навиете сами. Всъщност в този въпрос няма нищо сложно, просто трябва да започнете и тогава всичко ще върви като часовник.
И така... Ще ви трябва импулсен трансформатор от компютърно захранване или от вносен цветен телевизор. Размерът на всяка половина на магнитното ядро с форма на „W“ е 35x21x11mm, размерът на сглобеното магнитно ядро е 35x42x11mm. Получихте трансформатора, но преди да превъртите, прочетете тук дали е от компютърно захранване или вносен цветен телевизор.
За да навия импулсен трансформатор, мога да го навия на ръка, но отнема много време. Навиваме намотките в една посока, завъртане на завой, внимателно почистваме краищата на намотките от лак с острието на строителен нож.
За да се избегне повреда, всеки слой тел е изолиран с три слоя канцеларска лента. Първо навиваме изходната намотка, съдържаща 220 навивки меден проводник в лакова изолация d=0,5 mm. Втората намотка е колекторна намотка, съдържаща 50 намотки меден проводник в лакова изолация d=0,5 mm. Да, точно така, първият е 220 оборота, вторият е 50 оборота. Както показват практиката и многобройните експерименти с броя на завъртанията и последователността на навиване, това е най-оптималната опция и съответно максималната мощност на преобразувателя на импулсно напрежение.
Да, друга важна подробност за едноцикличен инвертор, какъвто е този уред, е да се инсталира немагнитна междина между двете части на феритното магнитно ядро от 1,2 mm. Забележка! Тази фигура показва две различни магнитни сърцевини, със и без немагнитна междина.
Защо са толкова различни?
Това е така, защото отляво има магнитна верига от трансформатор от захранването на вносен цветен телевизор, изграден по едноциклична схема, а отдясно има магнитна верига от трансформатор на компютърно захранване, изградено според схемата push-pull. Ето защо, ако имате трансформатор от внесен цветен телевизор с немагнитна междина от 1,2 мм, не се колебайте да покриете половинките на магнитната верига с лепило и да сглобите трансформатора.
Но ще трябва да се занимавате с трансформатора от компютърното захранване. Трябва да изрежете два кръга от дебел картон и да ги залепите към централния пръст на феритното магнитно ядро, разстоянието между половините трябва да бъде 1,2 мм.