- Преобразуватели и техните видове
- Общи схеми
- Прост транзисторен инвертор
- Откриване на неизправности в инвертора
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
За да свържете електрически уред към вашата домашна мрежа, е достатъчен един захранващ филтър или непрекъсваемо захранване. Тези устройства ще предпазят оборудването от пренапрежения. Но какво да направите в случай на силно провисване на напрежението в мрежата или в случай, че захранването включва използването на по-висок утайка или ниско напрежение. За такива ситуации можете да сглобите домашен електрически преобразувател на ток от 12 V до 220V. За да го направите, трябва да разберете основните принципи на това устройство.
Преобразуватели и техните видове
Преобразувател е устройство, което е в състояние да увеличи или намали напрежението на електрическа верига. Така че можете да промените напрежението на веригата от 220V на 380V, и обратно. Помислете за принципа на изграждане на преобразувател от 12 V до 220V.
Тези устройства могат да бъдат разделени на няколко класа / типа, в зависимост от функционалното им предназначение:
- Токоизправители. Те работят на принципа на преобразуване на променлив ток в постоянен ток.
- Инвертори. Те работят в обратен ред, преобразувайки постоянен ток в променлив ток.
- Честотни преобразуватели. Променете честотните характеристики на тока във веригата.
- Преобразуватели на напрежение Променете напрежението нагоре или надолу. Сред тях се отличават:
- Превключване на захранващи устройства.
- Непрекъсваемо захранване (UPS).
- Трансформатори за напрежение
Също така всички устройства са разделени на две групи - по принципа на контрол:
- Сайтът се поддържа.
- Неуправляван.
Общи схеми
За преобразуване на напрежението от едно ниво в друго се използват импулсни преобразуватели с инсталирани устройства за индуктивно съхранение на енергия. Въз основа на това се разграничават три типа схеми за преобразуване:
- Инвертиращ.
- Увеличете.
- Понижаването.
Всички тези вериги използват електрически компоненти:
- Основният компонент за превключване.
- Източник на захранване
- Филтър кондензатор, който е свързан паралелно със съпротивлението на товара.
- Индуктивно съхранение на енергия (индуктор, индуктор).
- Диод за заключване.
Комбинирането на тези елементи в определена последователност ви позволява да изградите някоя от горните схеми.
Прост импулсен преобразувател
Най-основният конвертор може да бъде сглобен от ненужни части от старата компютърна системна единица. Значителен недостатък на тази верига е, че изходното напрежение от 220 V е далеч от идеалното във формата си на синусоида, има честота, надвишаваща стандартните 50 Hz. Не се препоръчва да свързвате чувствителна електроника към такова устройство.
Тази схема използва интересно техническо решение. За свързване на оборудване с превключващи захранвания (например лаптоп) към преобразувателя се използват изправители с изглаждащи кондензатори на изхода на устройството. Единственият минус - адаптерът ще работи само ако полярността на изходното напрежение на изхода съвпада с напрежението на токоизправителя, вграден в адаптера.
За прости консуматори на енергия, връзката може да бъде направена директно към изхода на трансформатор TR1. Помислете за основните компоненти на тази схема:
- Резистор R1 и кондензатор C2 - задайте честотата на конвертора.
- PWM контролер TL494. Основата на цялата схема.
- Транзисторите с мощностно поле Q1 и Q2 - се използват за по-голяма ефективност. Поставен на алуминиеви радиатори.
- Транзисторите IRFZ44 могат да бъдат заменени с подобни характеристики IRFZ46 или IRFZ48.
- Диодите D1 и D2 също могат да бъдат заменени с FR107, FR207.
Ако схемата включва използването на един общ радиатор, е необходимо да се инсталират транзистори чрез изолационни уплътнения. Според схемата изходният индуктор се навива на феритен пръстен от индуктора, който също се отстранява от захранването на компютъра. Първичната намотка е направена от 0, 6 мм жица. Тя трябва да има 10 оборота с кран от средата. Върху него се навива вторична намотка, състояща се от 80 оборота. Изходният трансформатор може също да бъде отстранен от ненужно UPS.
Схемата е много проста. При правилен монтаж той започва да работи веднага, не изисква фина настройка. Той ще може да достави до 2, 5 A на товара, но оптималният режим на работа ще бъде ток не повече от 1, 5 A - и това е повече от 300 W мощност.
ИНТЕРЕСНО: В магазина такъв конвертор струва около 3-4 хиляди рубли.
Преобразувателна верига с променлив ток
Тази схема е известна и на радиолюбителите на СССР. Това обаче не го прави неефективен. Напротив, той се е доказал много добре и основният му плюс е получаването на стабилен променлив ток с напрежение 220V и честота 50 Hz.
Осцилаторът действа като микросхема K561TM2, която е двоен тип D-тригер. Този елемент може да бъде заменен с чужд аналог на CD4013.
Самият преобразувател има две силови рамена, изградени върху биполярни транзистори KT827A. Те имат един съществен недостатък в сравнение с новите полеви транзистори - тези компоненти са много горещи в отворено състояние, което се дължи на високите стойности на съпротивление. Преобразувателят работи с ниска честота, затова в трансформатора се използва мощно стоманено ядро.
Тази схема използва стария мрежов трансформатор TC-180. Той, подобно на други инвертори, базирани на прости PWM вериги, създава значително различна синусоидална форма на напрежение. Този недостатък обаче е леко изгладен от голямата индуктивност на намотките на трансформатора и изходния кондензатор C7.
ВАЖНО: Понякога един трансформатор може да направи значителен звук по време на работа. Това показва неизправност във веригата.
Прост транзисторен инвертор
Тази схема не е много различна от горната. Основната разлика е използването на правоъгълен импулсен генератор, изграден върху биполярни транзистори.
Основното предимство на тази схема е способността на преобразувателя да поддържа работоспособност дори при силно монтирана батерия. В този случай обхватът на входното напрежение може да бъде в диапазона от 3, 5 до 18V. Но има и недостатъци на такъв инвертор. Тъй като няма стабилизатор на изхода във веригата, са възможни провисвания на напрежението, например, когато батерията се разрежда. Тъй като тази схема също е нискочестотна, за нея е избран трансформатор, подобен на този, инсталиран в инвертора на базата на чипа K561TM2.
Подобрения в инверторната верига
Горните схеми не се сравняват с фабричните продукти. Те са прости и лошо функционални. За да подобрите техните характеристики, можете да прибягвате до доста прости промени, които увеличават производителността на устройството.
ВНИМАНИЕ: Всяка инсталация на електричество и електроника се извършва при изключено захранване. Преди да проверите веригата, позвънете на всички входове и изходи с мултицет - това ще избегне неприятни последици.
Увеличаване на изходната мощност
Обсъдените по-горе вериги се основават на една основа - първичната намотка на трансформатора е свързана чрез ключов компонент (изходен транзистор на рамото). Той е свързан към входа на източника на енергия за време, определено от честотата и работния цикъл на главния осцилатор. В този случай се генерират магнитни полеви импулси, които възбуждат фазови импулси във вторичната намотка на трансформатора с напрежение, равно на напрежението в първичната намотка, умножено по съотношението на броя на завоите в намотките.
Съответно, токът тече през изходния транзистор. В същото време той е равен на тока на натоварване, умножен по обратното съотношение на завоите (коефициент на трансформация). Оказва се, че максималният ток, който транзисторът може да премине през себе си, определя максималната мощност на преобразувателя.
За увеличаване на изходната мощност се използват два метода:
- Инсталиране на по-мощен транзистор.
- Използвайки паралелно свързване на няколко транзистора с малка мощност в едно рамо.
За домашен преобразувател е за предпочитане да се използва вторият метод, тъй като той ви позволява да поддържате оперативността на устройството, когато един от транзисторите се повреди. В допълнение, такива транзистори струват по-малко пари.
При липса на вътрешна защита от претоварване, този метод значително увеличава жизнеспособността на конвертора. Цялостното нагряване на вътрешните компоненти също се намалява при работа при едно и също натоварване.
Автоматично изключване, когато батерията е изтощена
Тези схеми имат един съществен недостатък. Те не осигуряват компонент, който може автоматично да изключи преобразувателя в случай на критичен спад на напрежението. Но да се реши този проблем е съвсем просто. Достатъчно е да инсталирате конвенционален автомобилен реле като прекъсвач.
Релето има собствено критично напрежение, при което контактите му се затварят. Чрез избор на съпротивлението на резистора R1, което ще бъде приблизително 10% от съпротивлението на намотката на релето, моментът на счупване на контакта се настройва. Тази опция е показана на диаграмата.
Тази опция е доста примитивна. За да стабилизира операцията, преобразувателят е допълнен с обикновена управляваща верига, която поддържа прага на изключване много по-добре и по-точно. Настройката на прага на отговор в този случай се изчислява чрез избиране на резистор R3.
Откриване на неизправности в инвертора
Описаните по-горе схеми често имат два специфични дефекта:
- Липса на напрежение на изхода на трансформатора.
- Ниско напрежение на изхода на трансформатора.
Помислете за начините за диагностициране на тези неизправности:
- Неизправност на всички рамена на преобразувателя или повреда на PWM генератора. Можете да проверите за повреди с помощта на диод. Работещият PWM ще покаже пулсация на диода, когато е свързан към портите на транзисторите. Също така си струва да се провери целостта на намотката на трансформатора "отворена" в присъствието на контролен сигнал.
- Силното намаляване на напрежението е основният признак, че едното захранващо рамо е престанало да работи. Намирането на разбивка не е трудно. Неуспешен транзистор ще има студен радиатор. За да поправите, ще трябва да замените ключа на инвертора.
заключение
Направата на конвертор у дома не е трудно. Основното е да спазвате последователността на връзките и правилно да избирате компонентите. Най-добре е да сглобите преобразувател с вградени защитни механизми, които ще защитят устройството, когато напрежението падне в батерията.