ولتاژ بالا و بیشتر. ولتاژ بالا و بیشتر مبدل ولتاژ خودرو خانگی 12-220 ولت
شما می توانید به معنای واقعی کلمه از مواد قراضه استفاده کنید. حتی می توانید واحدها را از یک منبع تغذیه اضطراری ساده به عنوان پایه استفاده کنید - در واقع یک مبدل دوگانه است - ابتدا ولتاژ به 12 ولت کاهش می یابد تا از شارژ شدن باتری اطمینان حاصل شود.
و سپس ولتاژ به 220 ولت افزایش می یابد، جریان از مستقیم به متناوب تبدیل می شود. از چنین دستگاه هایی می توان برای تامین برق وسایل خانگی در خارج از خانه - مته، آسیاب، تلویزیون و غیره استفاده کرد. ساخت چنین وسیله ای خودتان کار سختی نیست و هزینه آن کمتر از دستگاه های مشابهی خواهد بود که در فروشگاه ها به فروش می رسند.
اصل عملکرد اینورتر
نام دوم مبدل اینورتر است. در اصل، این مدولاسیون عرض پالس است. برق از یک منبع ولتاژ ثابت 12 ولت (در این مورد، از باتری) تامین می شود. پالس هایی در خروجی دستگاه ظاهر می شوند که چرخه کاری آن تغییر می کند. به نسبت زمانی که در آن ولتاژ وجود دارد یا وجود ندارد بستگی دارد. هنگامی که چرخه وظیفه برابر با واحد باشد، خروجی دارای حداکثر مقدار جریان است. با کاهش چرخه کار، جریان کاهش می یابد.
ولتاژ خروجی در هر زمان 220 ولت است. حتی ساده ترین مبدل 12 ولت به 220 ولت می تواند در محدوده فرکانس وسیع - 50 کیلوهرتز ... 5 مگاهرتز کار کند. این همه به طرح خاص و عناصر استفاده شده در آن بستگی دارد. فرکانس ولتاژ بسیار زیاد است. برای کاهش آن به 50 هرتز استاندارد، لازم است از ترانسفورماتورهای طراحی شده ویژه استفاده شود. یک مدولاتور PWM به شما امکان می دهد یک ولتاژ متناوب از یک ولتاژ مستقیم با فرکانس مورد نیاز ایجاد کنید.
سیستم بازخورد
هنگامی که بار بر روی مدولاتور PWM وجود ندارد، چرخه کاری پالس ها در حداقل سطح است، مقدار ولتاژ 220 ولت است. به محض اتصال بار به دستگاه، جریان به شدت افزایش می یابد و ولتاژ کاهش می یابد. ، کمتر از 220 ولت خواهد بود. اگر تصمیم دارید یک مبدل ولتاژ از 12 به 220 ولت با دست خود بسازید، پس حتماً وجود بازخورد را در نظر بگیرید. این به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی را با یک مقدار مرجع مقایسه کنید.
اگر در ولتاژها تفاوت وجود داشته باشد، سیگنالی به ژنراتور ارسال می شود که به شما امکان می دهد چرخه کاری پالس ها را افزایش دهید. با استفاده از این سیستم می توان به حداکثر توان خروجی و ولتاژ پایدارتر دست یافت. به محض خاموش شدن بار، ولتاژ دوباره به بالای 220 ولت می پرد - سیستم بازخورد این را ثبت می کند و مقدار چرخه کاری پالس ها را کاهش می دهد. و به همین ترتیب تا زمانی که ولتاژ پایین بیاید.
کار با باتری مرده
هنگامی که چرخه کار و جریان خروجی تغییر می کند، بار روی منبع تغذیه افزایش می یابد. این منجر به تخلیه آن و کاهش ولتاژ می شود. و اگر از یک سیستم بازخورد استفاده شود، چرخه وظیفه سیگنال ها را تا حد امکان افزایش می دهد، گاهی اوقات تا حداکثر - وحدت. مبدل های ولتاژ 12/220 ولتی خود ساخته بدون بازخورد به شدت به باتری های مرده واکنش نشان می دهند. در حین کار، مقدار ولتاژ خروجی لزوما کاهش می یابد.
اگر قصد دارید تجهیزاتی مانند آسیاب، لامپ الکتریکی، دیگ بخار یا کتری را به هم وصل کنید، کاهش ولتاژ تاثیری بر عملکرد آنها نخواهد داشت. اما اگر برای اتصال تجهیزات تلویزیون، لپ‌تاپ، کامپیوتر، سرورها، تقویت‌کننده‌ها به مبدل نیاز است، بازخورد به سادگی ضروری است. این به شما امکان می دهد تمام نوسانات ولتاژ را جبران کنید که عملکرد پایدار دستگاه ها را تضمین می کند.
انتخاب طرح
برای ساخت مبدل ولتاژ 12/220 ولت با دستان خود، باید مدار خاصی را انتخاب کنید. علاوه بر این، مطمئن شوید که قدرت دستگاه هایی را که می خواهید به آن متصل کنید، در نظر بگیرید. تقریباً تخمین بزنید که چه باری توسط اینورتر تغذیه می شود. اطمینان حاصل کنید که 25٪ دیگر به توان دریافتی ذخیره اضافه کنید، هیچ اضافی وجود نخواهد داشت. بر اساس داده های به دست آمده، می توانید یک طرح خاص را انتخاب کنید. و البته یکی از نکات مهم این است
اگر قصد خرید تمام قطعات را دارید، توانایی های مالی خود را ارزیابی کنید. و به عناصر گران قیمت زیادی نیاز خواهید داشت. خوشبختانه، تقریباً همه آنها در فناوری مدرن یافت می شوند - در منابع تغذیه بدون وقفه، منابع تغذیه برای رایانه ها و لپ تاپ ها. به هر حال، یک یو پی اس استاندارد می تواند به عنوان مبدل ولتاژ استفاده شود، حتی نیازی به تغییر نیست. باتری قدرتمندتری را به آن وصل کنید و تمام. اما باید باتری را از یک منبع انرژی اضافی شارژ کنید - نمونه استاندارد قادر به تولید مقدار جریان مورد نیاز نخواهد بود.
عناصر مدار مبدل
طراحی استاندارد یک اینورتر برای تبدیل 12 ولت DC به 220 ولت AC از عناصر زیر تشکیل شده است که در هر فناوری مدرنی یافت می شود:
- مدولاتور PWM یک میکروکنترلر مخصوص طراحی شده است.
- حلقه های فریت برای ساخت ترانسفورماتورهای HF.
- ترانزیستورهای اثر میدان قدرت IGBT.
- خازن های الکترولیتی
- مقاومت های ثابت قدرت های مختلف.
- چوک برای فیلتر فعلی.
اگر به توانایی های خود اطمینان ندارید، می توانید به طور مستقل یک مبدل را با استفاده از یک مدار مولتی ویبراتور مونتاژ کنید. ترانسفورماتور چنین دستگاهی از یک UPS یا منبع تغذیه برای تلویزیون های ترانزیستوری مناسب است. این دستگاه یک اشکال دارد - ابعاد چشمگیر آن. اما به نظر می رسد که راه اندازی آن بسیار ساده تر از ساختارهای پیچیده ای است که با جریان فرکانس بالا کار می کنند.
عملکرد اینورترها
اگر تصمیم دارید با استفاده از یک مدار ساده یک مبدل ولتاژ 12/220 را با دست خود بسازید، ممکن است قدرت آن کم باشد. اما برای تامین برق تجهیزات خانگی کاملاً کافی است. اما اگر توان بالای 120 وات باشد، مصرف جریان به حداقل 10 آمپر افزایش می یابد. بنابراین، هنگام استفاده در ماشین، نمی توان آن را به سوکت فندک وصل کرد - تمام سیم ها ذوب می شوند و فیوزها از کار می افتند.
بنابراین، اینورترهای خودرو با توان بیش از 120 وات باید با استفاده از فیوز و رله اضافی به باتری متصل شوند. حتما سیم را از باتری تا محل نصب اینورتر خودرو قرار دهید. برای روشن کردن مبدل، می توانید از یک کلید یا دکمه جفت شده با یک رله الکترومغناطیسی استفاده کنید - به شما امکان می دهد جریان بالا را از کنترل ها حذف کنید.
ولتاژ برای رانندگان، زیرا در یک ماشین ممکن است اغلب نیاز به ولتاژ برق باشد. از این مبدل می توان برای تغذیه آهن لحیم کاری، لامپ های رشته ای، قهوه ساز و سایر دستگاه هایی که از شبکه 220 ولت تغذیه می کنند استفاده کرد. مبدل همچنین می تواند بارهای فعال - تلویزیون یا پخش کننده DVD را تامین کند، اما شایان ذکر است که این بسیار خطرناک است، زیرا فرکانس کاری مبدل کاملاً با شبکه 50 هرتز متفاوت است. اما، همانطور که می دانید، این دستگاه ها مجهز به منابع تغذیه سوئیچینگ هستند، جایی که ولتاژ اصلی توسط دیودها اصلاح می شود. این دیودها می توانند جریان فرکانس بالا را اصلاح کنند، اما باید توجه داشته باشم که همه واحدهای پالس نمی توانند چنین دیودهایی داشته باشند، بنابراین بهتر است آن را به خطر نیندازید. چنین مبدل ولتاژ DC-AC را می توان در چند ساعت مونتاژ کرد اگر اجزای لازم را در دست داشته باشید. یک نمودار کوچک شده در شکل نشان داده شده است:
ترانسفورماتور جزء قدرت چنین مبدلی است. روی حلقه ای از فریت پیچیده شده است که از یک منبع تغذیه چینی برای لامپ های هالوژن (قدرت 60 وات) برداشته شده است.
سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور با 7 هسته پیچیده شد. برای پیچیدن هر دو سیم پیچ، از سیمی با قطر 0.5-0.6 میلی متر استفاده شد. سیم پیچ اولیه شامل 10 پیچ است که از وسط ضربه زده می شود، یعنی. دو نیمه مساوی هر کدام 5 دور. سیم پیچ ها در سراسر حلقه کشیده شده اند. پس از سیم پیچی، توصیه می شود سیم پیچ ها را عایق بندی کنید و آنها را با یک سیم پیچی افزایش دهید.
سیم پیچ ثانویه از 80 دور تشکیل شده است (از همان سیم برای سیم پیچ اولیه استفاده شد). ترانزیستورها روی سینک های حرارتی نصب شده اند، اما فراموش نکنید که آنها را با استفاده از واشر و واشر مخصوص عایق بندی کنید. این تنها زمانی انجام می شود که هر دو ترانزیستور دارای یک هیت سینک مشترک باشند.
چوک را می توان برداشت و برق را مستقیما وصل کرد. از 7-10 پیچ سیم 1 میلی متری تشکیل شده است. سلف را می توان بر روی یک حلقه ساخته شده از پودر آهن پیچید (چنین حلقه هایی را می توان به راحتی در منابع تغذیه کامپیوتر پیدا کرد). مدار اینورتر نیازی به تنظیم اولیه ندارد و بلافاصله کار می کند.
عملکرد کاملاً پایدار است، به لطف درایور اضافی، تراشه گرم نمی شود. ترانزیستورها در حد نرمال گرم می شوند، اما من به شما توصیه می کنم یک هیت سینک بزرگتر برای آنها انتخاب کنید.
نصب در محفظه ای انجام می شود که نقش یک هیت سینک را برای کلیدهای میدانی ایفا می کند.
در مواقعی که نیاز به ایجاد ولتاژ برق در خودرو باشد، معمولاً از مبدل های مخصوص 12-220 استفاده می شود. اینورترهای استاندارد ارزان قیمت در حدود 20-30 دلار به فروش می رسند. با این حال، حداکثر توان چنین دستگاه هایی در بهترین حالت، حدود 300 وات است. در برخی موارد، این قدرت ممکن است کافی نباشد.
شما می توانید از طریق دگرگونی های کوچک قدرت یک آمپلی فایر قدرتمند را بدست آورید. فقط کافی است سیم پیچ ثانویه را در یک اینورتر استاندارد جایگزین کنید. پس از این، می توانید هر مقدار از ولتاژ ورودی را دریافت کنید. به عنوان مثال، قدرت یک اینورتر 400 وات به 600 وات افزایش می یابد.
برای افزایش قدرت در خانه، کارشناسان توصیه می کنند از یک روش ساده استفاده کنید. تعویض کلیدهای دوقطبی پرقدرت با IRF 3205 ضروری است.
برای کار از یک اینورتر استفاده می شود که امکان اتصال 4 جفت ترانزیستور خروجی به آن وجود دارد. بنابراین دستگاه پس از انجام کارهای لازم قادر به تولید توانی در حدود 1300 وات خواهد بود. اگر یک اینورتر آماده با چنین پارامترهایی خریداری کنید، هزینه آن به 100-130 دلار افزایش می یابد.
شایان ذکر است که مدار فشار کش سنتی دستگاه حاوی محافظت در برابر گرمای بیش از حد، اتصال کوتاه و اضافه بار خروجی نیست.
ژنراتور مبتنی بر یک میکروتراشه TL 494 است که دارای یک درایور اضافی است. لازم است ترانزیستورهای دوقطبی کم مصرف با آنالوگ های داخلی جایگزین شوند (KT 3107).
به منظور عدم استفاده از کلیدهای قدرتمند برای تامین برق، اینورتر مجهز به مدار کنترل از راه دور است.
در قسمت رانندگی دستگاه از دیودهای مخصوص SCHOTTTKI نوع 4148 استفاده شده است (KD 522 خانگی نیز مناسب است). ترانزیستور در مدار کنترل از راه دور با KT 3102 جایگزین می شود.
پس از این، می توانید به مهمترین بخش پروژه - ترانسفورماتور بروید. این عنصر روی یک جفت حلقه چسبانده شده 3000 NM پیچیده می شود. علاوه بر این، اندازه هر یک از آنها 45x28x8 است. برای تثبیت محکم تر، حلقه ها را می توان با نوار بسته بندی کرد.
سپس حلقه ها در بالا با فایبرگلاس پیچیده می شوند (هزینه در فروشگاه بیش از 1 دلار نیست). جایگزینی این ماده با نوار برق پارچه ای کاملا قابل قبول است.
فایبر گلاس به نوارهای کوچکی به عرض حدود 2 سانتی متر و طول آن بیشتر از 50 سانتی متر بریده می شود.
برای سیم پیچ اولیه به 2x5 دور سیم نیاز دارید، یعنی 10 دور با یک ضربه از وسط. کار با سیم به قطر 0.7-0.8 میلی متر انجام می شود و برای هر بازو از 12 سیم استفاده می شود. این روند در عکس های زیر به وضوح نشان داده شده است.
تورنیکه کشیده می شود و 5 چرخش به طور مساوی روی هر دو بازو پیچیده می شود و آنها را در سراسر حلقه کشیده می شود. سیم پیچ ها باید یکسان باشند.
عناصر حاصل چهار خروجی دارند. ابتدای سیم پیچ اول باید تا انتهای سیم پیچ دوم لحیم شود. محل لحیم کاری یک شیر برای ولتاژ برق 12 ولت خواهد بود.
در مرحله بعدی کار، حلقه باید با فایبر گلاس عایق شده و با سیم پیچ ثانویه پوشانده شود.
سیم پیچ ثانویه ولتاژ خروجی را افزایش می دهد. بنابراین، هنگام انجام کار باید تا حد امکان مراقب باشید و تمام اقدامات احتیاطی را رعایت کنید. شایان ذکر است که ولتاژ بالا خطرناک است. نصب دستگاه فقط با خاموش بودن برق انجام می شود.
سیم پیچی حلقه ها با استفاده از یک جفت رشته موازی سیم 0.7-0.8 میلی متر انجام می شود. تعداد دورها حدود 80 عدد می باشد. سیم به طور مساوی در سراسر حلقه توزیع می شود. در مرحله نهایی، محصول علاوه بر این با فایبرگلاس عایق بندی می شود.
هنگامی که مونتاژ اینورتر به پایان رسید، می توانید آزمایش آن را شروع کنید. دستگاه برای شروع به یک باتری متصل است، یک باتری با ولتاژ 12 ولت از منبع تغذیه اضطراری انجام می دهد. در این مورد، "به علاوه" قدرت از طریق یک لامپ هالوژن 100 وات به مدار می رود. شایان توجه است که این لامپ نباید قبل و یا در حین کار روشن شود.
پس از این، می توانید به بررسی کلیدهای فیلد برای تولید گرما ادامه دهید. با یک مدار به درستی مونتاژ شده، باید عملاً صفر باشد. اگر بار ورودی وجود نداشته باشد و ترانزیستورها بیش از حد گرم شوند، باید به دنبال یک جزء غیر کار در دستگاه باشید.
اگر آزمایش موفقیت آمیز باشد، می توانید ترانزیستورها را روی یک هیت سینک معمولی نصب کنید. برای این منظور از واشرهای عایق مخصوص استفاده می شود.
نمودار مدار با فرمت *.lay در فایل آرشیو قرار دارد و پس از دانلود در دسترس خواهد بود.
یک اینورتر 12 ولت / 220 ولت یک چیز ضروری در یک خانه است. گاهی اوقات به سادگی لازم است: به عنوان مثال، شبکه ناپدید شده است و تلفن مرده است و گوشت در یخچال وجود دارد. تقاضا تعیین کننده عرضه است: برای مدل های آماده 1 کیلووات یا بیشتر، که از آن می توانید هر وسیله برقی را تغذیه کنید، باید حدود 150 دلار بپردازید. احتمالاً بیش از 300 دلار. با این حال، ساخت مبدل ولتاژ با دستان خود در زمان ما برای همه کسانی که نحوه لحیم کاری را می دانند در دسترس است: مونتاژ آن از مجموعه ای از اجزای آماده سه تا چهار برابر هزینه کمتری دارد + کمی کار و فلز از زباله های ضایعات. اگر باتری ماشین وجود دارد، به طور کلی می توانید 300-500 روبل خرج کنید. و اگر مهارت‌های اولیه رادیویی آماتوری نیز دارید، پس از جستجو در انبار، کاملاً ممکن است یک اینورتر 12 ولت DC/220 ولت AC 50 هرتز برای 500-1200 وات بسازید. بیایید گزینه های ممکن را در نظر بگیریم.
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 منظور افزایش هزینه ها):
- یک واحد آماده را در یک کیس با سینک حرارتی از 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 همون کارخانه بدون نیاز به مهارت های الکتریکی، اما - زیر را ببینید.
- همان مورد را از کیت مونتاژ کنید: برد مدار چاپی + اجزای "پراکنده". می توان آن را از آنجا خریداری کرد، اما diy به درخواست اضافه می شود که به معنای خود مونتاژ است. قیمت هنوز هم تقریبا 1.5 برابر کمتر شما به مهارت های اولیه در الکترونیک رادیویی نیاز دارید: استفاده از مولتی متر، دانش سیم کشی (پایین) پایانه های عناصر فعال یا توانایی جستجوی آنها، قوانین گنجاندن اجزای قطبی (دیودها، خازن های الکترولیتی) در مدار و توانایی تعیین جریان و چه سیم های مقطعی مورد نیاز است.
- منبع تغذیه بدون وقفه کامپیوتر (UPS، UPS) را به اینورتر تطبیق دهید. یک یو پی اس کارکرده بدون باتری استاندارد با قیمت 300-500 روبل یافت می شود. شما به هیچ مهارتی نیاز ندارید - فقط باتری ماشین را به UPS وصل کنید. اما شما باید آن را جداگانه شارژ کنید، همچنین به زیر مراجعه کنید.
- یک روش تبدیل، یک نمودار (نگاه کنید به زیر) را مطابق با نیاز خود و در دسترس بودن قطعات انتخاب کنید، خودتان کاملا محاسبه و مونتاژ کنید. ممکن است کاملاً رایگان باشد، اما علاوه بر مهارت‌های الکترونیکی اولیه، به توانایی استفاده از برخی ابزارهای اندازه‌گیری خاص (همچنین در زیر مراجعه کنید) و انجام محاسبات مهندسی ساده نیاز دارید.
از یک ماژول تمام شده
روش های مونتاژ طبق پاراگراف ها. 1 و 2 در واقع به این سادگی نیستند. محفظه اینورترهای آماده کارخانه نیز به عنوان هیت سینک برای کلیدهای ترانزیستور قدرتمند داخل عمل می کند. اگر یک "محصول نیمه تمام" یا "شل" بگیرید، هیچ مسکنی برای آنها وجود نخواهد داشت: با توجه به 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 حداقل 4 میلی متر و مساحت هر کلید حداقل 50 متر مربع باشد. برای هر کیلووات توان خروجی را ببینید. با دمیدن از یک فن خنک کننده کامپیوتر 12 ولت 110-130 میلی آمپر - از 30 متر مربع. کلید cm*kW*
به عنوان مثال، 2 کلید در یک مجموعه (ماژول) وجود دارد (می توانید آنها را ببینید، 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 برای یک قدرت مشخص و معمولاً نه چندان زیاد طراحی شده اند. کولر وجود ندارد، توان مورد نیاز 1.5 کیلو وات است. این بدان معناست که شما به یک رادیاتور 150 متر مربعی نیاز دارید. علاوه بر این، کیت های نصب کلیدها نیز وجود دارد: واشرهای عایق رسانای گرما و اتصالات برای نصب پیچ ها - فنجان ها و واشرهای عایق. اگر ماژول دارای حفاظت حرارتی است (یک قطعه دیگر بین کلیدها بیرون زده است - یک سنسور حرارتی)، سپس کمی خمیر حرارتی آن را به رادیاتور بچسبانید. سیم - البته، زیر را ببینید.
از یو پی اس
اینورتر 12 ولت DC / 220 ولت AC 50 هرتز، که می توانید هر دستگاهی را در محدوده توان مجاز به آن متصل کنید، به سادگی از یک یو پی اس کامپیوتر ساخته شده است: سیم های استاندارد باتری "شما" با سیم های طولانی با گیره هایی برای باتری ماشین جایگزین می شوند. پایانه ها سطح مقطع سیم بر اساس چگالی جریان مجاز 20-25 A/sq محاسبه می شود. میلی متر، در زیر نیز ببینید. اما به دلیل یک باتری غیر استاندارد، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود - با آن، و گران تر و ضروری تر از مبدل است.
UPS همچنین از باتری های سرب اسیدی استفاده می کند. امروزه این تنها منبع انرژی شیمیایی ثانویه در دسترس است که می‌تواند به طور منظم جریان‌های بزرگ (جریان‌های اضافی) را بدون از بین رفتن کامل در 10-15 سیکل شارژ-دشارژ ارسال کند. در حمل و نقل هوایی، از باتری های نقره-روی استفاده می شود که حتی قدرتمندتر هستند، اما بسیار گران هستند، به طور گسترده در دسترس نیستند و عمر مفید آنها با استانداردهای روزمره 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 استاندارد UPS الکترولیت ژل است در حالی که در باتری های خودرو مایع است. حالت های شارژ در هر دو مورد به طور قابل توجهی متفاوت است: جریان های مشابهی مانند یک مایع از ژل عبور نمی کنند، و در الکترولیت مایع، اگر جریان شارژ خیلی کم باشد، تحرک یون ها کم خواهد بود و نه همه. آنها به جای خود در الکترودها باز خواهند گشت. در نتیجه، یو پی اس به طور مزمن باتری خودرو را کم شارژ می کند و به زودی سولفاته می شود و کاملا غیر قابل استفاده می شود. بنابراین، یک شارژر باتری برای اینورتر در UPS مورد نیاز است. می توانید خودتان آن را بسازید، اما این موضوع دیگری است.
باتری و برق
مناسب بودن مبدل برای یک هدف خاص به باتری نیز بستگی دارد. یک اینورتر ولتاژ تقویتی برای مصرف کنندگان انرژی از "ماده تاریک" کیهان، سیاهچاله ها، روح القدس یا هر جای دیگری مانند آن نمی گیرد. فقط از باتری. و از آن نیرویی را که به مصرف کنندگان عرضه می شود، تقسیم بر بازده خود مبدل می گیرد.
اگر "6800W" یا بیشتر را روی بدنه یک اینورتر مارک دار مشاهده کردید، چشمان خود را باور کنید. وسایل الکترونیکی مدرن این امکان را فراهم می کند که حتی دستگاه های قدرتمندتری را در حجم یک پاکت سیگار قرار دهند. اما فرض کنید که ما به توان بار 1000 وات نیاز داریم و یک باتری ماشین معمولی 12 ولت 60 A/h در اختیار داریم. مقدار معمولی راندمان اینورتر 0.8 است. این به این معنی است که تقریبا طول می کشد. 100 A. برای چنین جریانی، سیم هایی با سطح مقطع 5 متر مربع نیز مورد نیاز است. mm (بالا را ببینید)، اما این چیز اصلی در اینجا نیست.
علاقه مندان به خودرو می دانند: اگر استارت را 20 دقیقه روشن می کنید، یک باتری جدید بخرید. درست است، ماشین‌های جدید دارای محدودیت‌های زمانی برای عملکرد آن هستند، بنابراین شاید آنها نمی‌دانند. و مطمئناً همه نمی دانند که استارت یک ماشین، پس از چرخش، 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 اینورتر تجهیزات خودکاری نداشته باشد که تخلیه باتری را محدود می کند ، پس از 15 دقیقه ما کاملاً تمام می شود. بنابراین مبدل خود را با در نظر گرفتن قابلیت های باتری موجود انتخاب یا طراحی کنید.
توجه داشته باشید:این حاکی از مزیت بزرگ مبدل های 12/220 ولت مبتنی بر یو پی اس های کامپیوتر است - کنترل کننده آنها اجازه نمی دهد باتری به طور کامل تخلیه شود.
عمر باتری های اسیدی در صورتی که با جریان 2 ساعته تخلیه شوند (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 یک قدرت بارگذاری درازمدت مجاز تقریباً به دست می‌دهد. به ترتیب 120 وات، 230 وات و 400 وات. به مدت 10 دقیقه بار (مثلاً برای برق انداختن یک ابزار برقی)، می توان آن را 2.5 برابر افزایش داد، اما پس از این، ABC باید حداقل 20 دقیقه استراحت کند.
به طور کلی، نتیجه کاملاً بد نیست. از میان ابزارهای برقی معمولی خانگی، فقط 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 یک باتری 12 ولت 60 آمپر در ساعت از طریق یک اینورتر به مدت 1.5-5 ساعت کار می کند. برای انجام اقدامات لازم کاملاً کافی است. بنابراین، ساخت یک مبدل 1 کیلوواتی برای باتری 60 A/h منطقی است.
خروجی چه خواهد بود؟
به منظور کاهش وزن و اندازه دستگاه، به استثنای موارد نادر (به زیر مراجعه کنید)، مبدل های ولتاژ در فرکانس های افزایش یافته از صدها هرتز به واحدها و ده ها کیلوهرتز کار می کنند. هیچ مصرف کننده ای جریانی با چنین فرکانسی را نمی پذیرد و اتلاف انرژی آن در سیم کشی های معمولی بسیار زیاد خواهد بود. بنابراین، اینورترهای 12-200 برای ولتاژ خروجی زیر ساخته شده اند. انواع:
- ثابت اصلاح شده 220 ولت (220 ولت AC). مناسب برای تغذیه شارژرهای تلفن، اکثر منابع تغذیه (PS) برای تبلت ها، لامپ های رشته ای، خانه دارهای فلورسنت و لامپ های LED. با قدرت 150-250 وات، آنها برای ابزارهای برقی دستی مناسب هستند: توان DC مصرفی آنها اندکی کاهش می یابد و گشتاور افزایش می یابد. برای سوئیچینگ منابع تغذیه (UPS) تلویزیون، کامپیوتر، لپ تاپ، مایکروفر و غیره مناسب نیست. با توان بیش از 40-50 وات: اینها لزوماً به اصطلاح دارند. یک واحد راه اندازی که برای عملکرد عادی آن ولتاژ اصلی باید به طور دوره ای از صفر عبور کند. نامناسب و خطرناک برای دستگاه های دارای ترانسفورماتور قدرت روی موتورهای برقی آهنی و AC: ابزارهای برقی ثابت، یخچال، تهویه مطبوع، اکثر صدای Hi-Fi، غذاسازها، برخی جاروبرقی ها، قهوه سازها، آسیاب های قهوه و اجاق های مایکروویو (برای دومی - به دلیل وجود میز موتور چرخشی).
- موج سینوسی اصلاح شده (به زیر مراجعه کنید) - مناسب برای هر مصرف کننده ای، 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 آنالوگ حساس
- سینوسی خالص - مناسب بدون محدودیت، به جز قدرت، برای هر مصرف کننده برق.
سینوس یا کاذب؟
به منظور افزایش بازده، تبدیل ولتاژ نه تنها در فرکانس های بالاتر، بلکه با پالس های هتروپولار نیز انجام می شود. با این حال، تامین انرژی بسیاری از دستگاه‌های مصرف‌کننده با دنباله‌ای از پالس‌های مستطیلی چند قطبی (به اصطلاح پرپیچ‌وخم) غیرممکن است: موج‌های زیاد در جبهه‌های پیچ‌پیچ حتی با یک بار واکنشی کمی منجر به تلفات انرژی زیادی می‌شود و می‌تواند باعث اختلال در عملکرد شود. از مصرف کننده 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. یک 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 اصلاح شده گام به گام است، و جلوی پالس طولانی است (جلوهای پیچ در پیچ اغلب روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ پرتو کاتدی قابل مشاهده نیستند). به لطف این، مصرف کنندگان با ترانسفورماتورهای آهنی 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 ترانسفورماتور شبکه روی سخت افزار را می توان با موج سینوسی اصلاح شده تغذیه کرد. علاوه بر این، یک سینوسی اصلاح شده را می توان به روش های نسبتاً ساده به یک سینوسی "تقریبا واقعی" صاف کرد، که تفاوت های آن در اسیلوسکوپ به سختی قابل مشاهده است. مبدل‌های نوع Pure Sine بسیار گران‌تر از مبدل‌های معمولی نیستند، در سمت راست در شکل.
با این حال، توصیه نمی شود دستگاه هایی با اجزای آنالوگ دمدمی مزاج و یو پی اس ها را از یک موج سینوسی اصلاح شده اجرا کنید. دومی ها بسیار نامطلوب هستند. واقعیت این است که پلت فرم میانی سینوسی اصلاح شده یک ولتاژ صفر خالص نیست. واحد راه اندازی UPS از یک موج سینوسی اصلاح شده به وضوح کار نمی کند و کل UPS ممکن است از حالت راه اندازی خارج نشود. کاربر در ابتدا این را به عنوان اشکالات زشت می بیند و سپس مانند جوک دود از دستگاه خارج می شود. بنابراین، دستگاه های موجود در یو پی اس باید از اینورترهای Pure Sine تغذیه شوند.
اینورتر را خودمان می سازیم
بنابراین، در حال حاضر واضح است که بهتر است یک اینورتر برای خروجی 220 ولت 50 هرتز بسازید، اگرچه خروجی AC را نیز به خاطر خواهیم داشت. در حالت اول، برای کنترل فرکانس به یک فرکانس متر نیاز دارید: هنجار 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 نامی دور می شوند. مورد دوم برای یخچال ها و تهویه مطبوع بسیار خطرناک است. اما ما نیازی به خرید، اجاره یا التماس برای وام یک فرکانس‌سنج الکترونیکی دقیق و چند منظوره نداریم - به دقت آن نیازی نداریم. یا یک فرکانس‌سنج رزونانس الکترومکانیکی (محل 1 در شکل) یا یک اشاره‌گر از هر سیستم، pos. 2:
هر دو ارزان هستند، در اینترنت و در شهرهای بزرگ در فروشگاه های تخصصی 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 نظارت بر 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 کنندگانی که قدرت خاصی ندارند، تا 250-350 وات مورد نیاز است. سپس اساس مبدل 12/220 ولت 50 هرتز می تواند یک یو پی اس از یک کامپیوتر قدیمی باشد - البته اگر یکی در سطل زباله دراز کشیده باشد یا کسی آن را ارزان بفروشد. توان تحویلی به بار تقریباً خواهد بود. 0.7 از یو پی اس دارای امتیاز. به عنوان مثال، اگر روی بدنه آن "250W" نوشته شده باشد، دستگاه هایی تا 150-170 وات را می توان بدون ترس وصل کرد. شما به چیزهای بیشتری نیاز دارید - ابتدا باید آن را روی باری از لامپ های رشته ای آزمایش کنید. 2 ساعت دوام آورد - می تواند چنین قدرتی را برای مدت طولانی ارائه دهد. 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 منبع تغذیه کامپیوتر
کلیدها
فرض کنید هیچ یو پی اس کامپیوتری وجود ندارد یا به برق بیشتری نیاز دارید. سپس انتخاب عناصر کلیدی مهم می شود: آنها باید جریان های بالا را با حداقل تلفات سوئیچینگ تغییر دهند، قابل اعتماد و مقرون به صرفه باشند. در این راستا، ترانزیستورهای دوقطبی و تریستورها با اطمینان در حال تبدیل شدن به چیزی از گذشته در این زمینه هستند.
انقلاب دوم در تجارت اینورتر با ظهور ترانزیستورهای قدرتمند اثر میدانی ("ترانزیستورهای میدان") مرتبط است. ساختار عمودی با این حال، آنها کل فناوری منبع تغذیه دستگاه های کم مصرف را متحول کرده اند: یافتن ترانسفورماتور روی آهن در لوازم خانگی به طور فزاینده ای دشوار می شود.
بهترین دستگاه‌های میدان پرقدرت برای مبدل‌های ولتاژ، کانال القای گیت عایق (MOSFET) است، به عنوان مثال. IFR3205، 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 یک کانال داخلی، به عنوان مثال. IFRZ44 راندمان کمتری را ارائه می دهد، اما بسیار ارزان تر است. یک جفت یکی از این دو به شما امکان می‌دهد تا قدرت بار را به حدودی برسانید. 600 وات; هر دو را می توان بدون مشکل موازی کرد (در سمت راست در شکل)، که امکان ساخت اینورترهایی با قدرت تا 3 کیلو وات را فراهم می کند.
توجه داشته باشید:تلفات برق سوئیچ های سوئیچینگ با یک کانال داخلی در 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 از این اشکال عاری 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 چند قطبی هستند که به شما امکان کنترل جفت کلید را می دهد. فرکانس تبدیل مرجع توسط یک مدار RC منفرد تنظیم می شود که پارامترهای آن را می توان در محدوده وسیعی تغییر داد.
چه زمانی کار دائم کافی است؟
دایره مصرف کنندگان 220 ولت DC محدود است، اما این آنها هستند که نه تنها در شرایط اضطراری به منبع تغذیه مستقل نیاز دارند. به عنوان مثال، هنگام کار با ابزار برقی در جاده یا در گوشه دور سایت خود. یا همیشه وجود دارد، مثلاً، در روشنایی اضطراری ورودی خانه، راهرو، راهرو، منطقه محلی از یک باتری خورشیدی که باتری را در طول روز شارژ می کند. سومین مورد معمولی شارژ کردن گوشی شما در حال حرکت از فندک است. در اینجا به توان خروجی بسیار کمی نیاز است، بنابراین اینورتر را می توان تنها با 1 ترانزیستور مطابق مدار ژنراتور آرامش ساخت، به ادامه مطلب مراجعه کنید. کلیپ ویدیویی
ویدئو: مبدل تقویت کننده در یک ترانزیستور
در حال حاضر برای روشن کردن 2-3 لامپ ال ای دی به برق بیشتری نیاز دارید. هنگام تلاش برای "فشرده کردن" آن، کارایی ژنراتورهای مسدود کننده به شدت کاهش می یابد و شما باید به مدارهایی با عناصر زمان بندی جداگانه یا بازخورد القایی کامل داخلی سوئیچ کنید. در حالت اول، برای سوئیچ کردن یک کلید، EMF خود القایی یکی از سیم پیچ های ترانسفورماتور همراه با یک مدار زمان بندی استفاده می شود. در مورد دوم، عنصر تنظیم فرکانس، خود ترانسفورماتور افزایش دهنده به دلیل ثابت زمانی خود است. ارزش آن در درجه اول توسط پدیده خود القایی تعیین می شود. بنابراین، هر دو اینورتر گاهی اوقات مبدل خود القایی نامیده می شوند. راندمان آنها معمولاً از 0.6-0.65 بالاتر نیست ، اما اولاً مدار ساده است و نیازی به تنظیم ندارد. دوم اینکه ولتاژ خروجی ذوزنقه ای تر از موج مربعی است. مصرف کنندگان «تقاضا» آن را به عنوان یک موج سینوسی اصلاح شده «درک» می کنند. نقطه ضعف: سوئیچ های میدانی در چنین مبدل هایی عملاً غیر قابل استفاده هستند، زیرا اغلب به دلیل افزایش ولتاژ در سیم پیچ اولیه در هنگام سوئیچینگ از کار می افتند.
نمونه ای از یک مدار با عناصر زمان بندی خارجی در حالت pos آورده شده است. 1 تصویر:
نویسنده طرح نتوانست بیش از 11 وات را 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 با گذشت زمان از بیرون اکسید شده است، شکل را ببینید. سمت راست بهتر است ترانسفورماتور این اینورتر را روی یک حلقه فریت با سطح مقطع فریت 0.7-1.2 متر مربع باد کنید. سپس سیم پیچ اولیه باید دارای 7 دور سیم با قطر مسی 0.6-0.8 میلی متر باشد و سیم پیچ ثانویه باید شامل 57-58 پیچ سیم 0.3-0.32 میلی متر باشد. این برای صاف کردن با دو برابر کردن است، در زیر ببینید. برای 220 ولت "خالص" - 230-235 دور سیم 0.2-0.25. در این حالت، هنگام جایگزینی KT814 با KT818، این اینورتر تا 25-30 وات برق را ارائه 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 حالت 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. ابتدا ولتاژ خروجی تحت بار ذوزنقه ای با شکستگی های گرد و بدون سنبله است. این حتی بهتر از یک موج سینوسی اصلاح شده است. ثانیا، این مبدل را می توان بدون هیچ تغییری در مدار برای توان حداکثر 300-350 وات و فرکانس 50 هرتز طراحی کرد، سپس به یکسو کننده نیازی نیست، فقط باید VT1 و VT2 را روی رادیاتورهای 250 کیلو وات نصب کنید. . هر کدام را ببینید ثالثاً از باتری محافظت می کند: هنگام بارگذاری بیش از حد ، فرکانس تبدیل کاهش می یابد ، توان خروجی کاهش می یابد و اگر آن را حتی بیشتر بارگذاری کنید ، تولید متوقف می شود. یعنی برای جلوگیری از تخلیه بیش از حد باتری، نیازی به اتوماسیون نیست.
روش محاسبه 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 های 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 | 0.5 T/(50-1000) هرتز | 0.55 T/(50-400) هرتز | 0.6 T/(50-150) هرتز | 0.7 T/(50-60) هرتز |
| آهن "صدا" از ترانسفورماتورهای خروجی UMZCH با ضخامت 0.2-0.25 میلی متر | 0.4 T/(1000-3000) هرتز | 0.35 T/(1000-2000) هرتز | - | - |
| آهن "سیگنال" از ترانسفورماتورهای سیگنال با ضخامت 0.06-0.15 میلی متر (نه دائمی!) | 0.3 T/(2000-8000) هرتز | 0.25 T/(2000-5000) هرتز | - | - |
| 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 |
این "همه چیزخواری" فریت با این واقعیت توضیح داده می شود که حلقه پسماند آن مستطیل شکل است و القای کاری برابر با القای اشباع است. کاهش مقادیر محاسبه شده القاء در هسته های مغناطیسی فولادی در مقایسه با مقادیر معمولی ناشی از افزایش شدید تلفات سوئیچینگ جریان های غیر سینوسی با افزایش آن است. بنابراین، از هسته ترانسفورماتور برق تلویزیون قدیمی 270 وات "تابوت" در این مبدل 50 هرتز، امکان حذف بیش از 100-120 وات وجود خواهد داشت. اما - بدون ماهی، سرطان در ماهی وجود دارد.
توجه داشته باشید:اگر یک هسته مغناطیسی فولادی با سطح مقطع بزرگ دارید، برق را از آن فشار ندهید! بگذارید القایی بهتر باشد - راندمان مبدل افزایش می یابد و شکل ولتاژ خروجی بهبود می یابد.
صاف کردن
بهتر است ولتاژ خروجی این اینورترها را با استفاده از مداری با دو برابر شدن ولتاژ موازی تصحیح کنید (مورد 3 در شکل با نمودارها): هزینه قطعات برای آن کمتر خواهد بود و تلفات برق در جریان غیر سینوسی کمتر از در یک پل خازن ها باید "قدرت" داشته باشند، که برای توان راکتیو بالا طراحی شده اند (PE یا W تعیین شده). اگر "صدا" را بدون این حروف قرار دهید، ممکن است به سادگی منفجر شوند.
50 هرتز؟ خیلی ساده است!
یک اینورتر ساده 50 هرتزی (مورد 4 در شکل بالا با نمودارها) طراحی جالبی است. برای برخی از انواع ترانسفورماتورهای قدرت استاندارد، ثابت زمانی ذاتی نزدیک به 10 میلی ثانیه است، یعنی. نیم پریود 50 هرتز با تنظیم آن با مقاومت های زمان بندی، که به عنوان محدود کننده جریان کنترل سوئیچ نیز عمل می کنند، می توانید بلافاصله یک موج مربعی صاف 50 هرتز در خروجی بدون مدارهای تشکیل پیچیده به دست آورید. ترانسفورماتورهای TP، TPP، TN برای 50-120 وات مناسب هستند، اما نه هر نوع. ممکن است مجبور شوید مقادیر مقاومت را تغییر دهید و/یا خازن های 1-22 nF را موازی با آنها وصل کنید. اگر فرکانس تبدیل هنوز از 50 هرتز فاصله داشته باشد، جدا کردن و پیچیدن ترانسفورماتور بی فایده است: مدار مغناطیسی چسبانده شده با چسب فرومغناطیسی کرک می شود و پارامترهای ترانسفورماتور به شدت خراب می شود.
این اینورتر مبدل ویلا آخر هفته است. به دلایل مشابه قبلی باتری ماشین را خالی نمی کند. اما کافی است خانه ای با ایوان را با لامپ های ال ای دی و تلویزیون یا پمپ ویبره در چاه روشن کنید. فرکانس تبدیل اینورتر تنظیم شده هنگامی که جریان بار از 0 به حداکثر تغییر می کند فراتر از هنجارهای فنی برای شبکه های منبع تغذیه نیست.
سیم پیچ های ترانسفورماتور اصلی به این صورت هدایت می شوند. در ترانسفورماتورهای قدرت معمولی، تعداد زوج سیم پیچ ثانویه برای 12 یا 6 ولت وجود دارد. دو عدد از آنها "کنار" هستند و بقیه به طور موازی در 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 هر کدام 2 نیم سیم پیچ 12 ولتی دریافت کنید، 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 سیم پیچ برق 220 ولت وصل می شود. یک افزودنی مورد نیاز است زیرا ... افت ولتاژ در سوئیچ های ساخته شده از 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 تغییر می کند. حداکثر توان بار کمتر از 400 وات است، بنابراین وقت آن است که در مورد راه حل های مدار مدرن فکر کنید.
مدار یک 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 عرضه شده نیاز ندارد، بنابراین کلیدها ارزان تر گرفته می شوند. IFRZ46، 48 نیز مناسب هستند. 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 تنظیم نیست، اما هیچ نظارتی بر 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 سلول) کاهش یابد - متوقف شود، خاموش شود! به 1.75 ولت در هر سلول (10.5 ولت برای کل باتری) کاهش یافت - 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 قدرتشان. اما فناوری به گونه‌ای است که اصول نظری در طرح‌های خاص، گاهی اوقات باید به بیرون تبدیل شود. یکی از قوانین مورفی تقریباً بنابراین: اگر قطعه سخت افزاری همچنان نمی خواهد آنطور که باید کار کند، سعی کنید برعکس آن را در آن انجام دهید. این به طور کامل برای یک ترانسفورماتور فرکانس بالا روی یک هسته مغناطیسی حلقه فریت با سیم پیچ های ساخته شده از سیم سفت و سخت نسبتاً ضخیم اعمال می شود. ترانسفورماتور مبدل ولتاژ را روی یک حلقه فریت به این صورت بپیچید:
- مدار مغناطیسی عایق بندی شده است و با استفاده از یک شاتل سیم پیچ، یک سیم پیچ ثانویه پله بالا روی آن پیچیده می شود و پیچ ها را تا حد امکان محکم می کند. 1 در شکل:
- قسمت ثانویه را با نوار چسب محکم بپیچید.
- 2 دسته سیم یکسان را برای سیم پیچ اولیه آماده کنید: تعداد دورهای نصف سیم پیچ فشار ضعیف را با یک سیم نازک غیرقابل استفاده بپیچید، آن را بردارید، طول را اندازه بگیرید، تعداد مورد نیاز سیم پیچ را با یک ذخیره قطع کنید و آنها را جمع کنید. به بسته های نرم افزاری
- علاوه بر این، سیم پیچ ثانویه تا زمانی که سطح نسبتاً صافی به دست آید عایق بندی می شود.
- "اولیه" را با 2 بسته به طور همزمان بپیچید، سیم های بسته ها را با نوار بچینید و چرخش ها را به طور مساوی روی هسته توزیع کنید. 3.
- انتهای هارنس ها را صدا بزنید و ابتدای یکی را به انتهای دیگری وصل کنید، این نقطه وسط سیم پیچ خواهد بود.
توجه داشته باشید:در نمودارهای مدار الکتریکی، شروع سیم پیچ ها، در صورت لزوم، با یک نقطه نشان داده می شود.
50 هرتز صاف شد
موج سینوسی اصلاح شده از یک کنترلر PWM تنها راه برای دریافت 50 هرتز در خروجی اینورتر نیست، که برای اتصال هر مصرف کننده برق خانگی مناسب است، و "صاف کردن" آن نیز ضرری ندارد. ساده ترین آنها ترانسفورماتور آهنی خوب قدیمی است که به دلیل اینرسی الکتریکی خود به خوبی "اتو" می شود. درست است، پیدا کردن یک هسته مغناطیسی با قدرت 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 شود، اما با یک ردیابی. امکانات:
- مقدار اولیه تعیین شده القایی کار بر 1.1 تقسیم می شود و در تمام محاسبات بعدی اعمال می شود. این به منظور در نظر گرفتن به اصطلاح لازم است. ضریب شکل ولتاژ غیر سینوسی Kf; برای یک سینوسی Kf=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 چرخش های یافت شده برای توان های تا 150 وات در 1.08، برای توان های 150-400 W در 1.05 و برای توان های 400-1300 W در 1.02 ضرب می شود.
- نیمی از سیم پیچ ولتاژ پایین به عنوان ولتاژ ثانویه 14.5 ولت برای کلیدهای دوقطبی یا با یک کانال داخلی و 13.2 ولت برای کلیدهای با کانال القایی 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 نوسانگر اصلی کنترل می شوند. یک مولتی ویبراتور "نرم"، در حال حاضر یک پیچ و خم در جلوهای مسدود شده و شکستگی های صاف ایجاد می کند، بنابراین نیازی به اقدامات صاف کننده اضافی نیست. ناپایداری فرکانس یک مولتی ویبراتور نرم بیشتر از یک مولتی ویبراتور معمولی است، بنابراین برای تنظیم آن به یک پتانسیومتر P نیاز دارید. با کلیدهای روی KT827، می توانید قدرت را تا 200 وات (رادیاتورهای 200 سانتی متر مربع بدون آن) حذف کنید. دمیدن). کلیدهای KP904 از آشغال قدیمی یا IRFZ44 به شما امکان می دهد آن را به 350 وات افزایش دهید. تک در IRF3205 تا 600 وات و جفت روی آنها تا 1000 وات.
یک اینورتر 12-220 ولت 50 هرتز با یک اسیلاتور اصلی در TL494 (در سمت راست در شکل) فرکانس را در تمام شرایط عملیاتی قابل تصور حفظ می کند. برای صاف کردن موثرتر یک شبه سینوسی، از پدیده به اصطلاح استفاده می شود. رزونانس بی تفاوت، که در آن روابط 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 را می توان به سادگی حل کرد: یک خازن صاف کننده به سیم پیچ تقویت کننده متصل است، 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 به مدار بار با توان 0.03-0.1 مقدار نامی متصل می شود که یک اسیلوسکوپ با ورودی بسته به آن متصل می شود. ظرفیت هموارسازی بازده اینورتر را کاهش نمی دهد، اما نمی توانید از برنامه های کامپیوتری برای شبیه سازی اسیلوسکوپ های فرکانس پایین برای پیکربندی آن 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 12-200 V 50 هرتز در شکل نشان داده شده است:
از کلیدهای مرکب پیچیده استفاده می کند. برای بهبود کیفیت ولتاژ خروجی، از این واقعیت استفاده می کند که امیتر ترانزیستورهای دوقطبی همپایه مسطح بسیار بیشتر از پایه و کلکتور دوپ شده است. هنگامی که TL494 یک پتانسیل بسته شدن را اعمال می کند، به عنوان مثال، به پایه VT3، جریان جمع کننده آن متوقف می شود، اما به دلیل جذب بار فضای امیتر، بسته 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 کلیدهای قدرتمند جفتی در این مدار غیرممکن است - گسترش مقدار بار دروازه ترانزیستورهای MOSFET بسیار قابل توجه است و سوئیچینگ سوئیچ ها نامشخص خواهد بود، به همین دلیل است که شکل ولتاژ خروجی ممکن است حتی بدتر شود.
Choke L1 5-6 دور سیم به قطر 2.4 میلی متر روی مس است که روی یک تکه میله فریت به قطر 8-10 متر و طول 30-40 میلی متر با افزایش 3.5-4 میلی متر پیچیده شده است. مدار مغناطیسی دریچه گاز نباید اتصال کوتاه داشته باشد! راه اندازی مدار یک کار بسیار پر زحمت است و به تجربه زیادی نیاز دارد: باید L1، R11 و C5 را مطابق با بهترین شکل جریان خروجی تحت بار انتخاب کنید، مانند مورد قبلی. مورد. اما Hi-Fi که توسط این مبدل کار می‌کند، برای افراد سخت‌گیر «hi-fi» باقی می‌ماند.
آیا بدون ترانسفورماتور امکان پذیر است؟
در حال حاضر سیم سیم پیچ برای یک ترانسفورماتور قدرتمند 50 هرتز یک پنی بسیار هزینه دارد. هسته های مغناطیسی از ترانسفورماتورهای "تابوت" تا 270 وات به طور کلی کم و بیش در دسترس هستند، اما در یک اینورتر نمی توانید بیش از 120-150 وات از آن فشار دهید و راندمان در بهترین حالت 0.7 خواهد بود، زیرا هسته های مغناطیسی "تابوت" از یک نوار ضخیم پیچیده می شوند، تلفات جریان گردابی که در آن در ولتاژ غیر سینوسی روی سیم پیچ ها زیاد است. یافتن یک هسته مغناطیسی SL ساخته شده از یک نوار نازک که قادر به ارائه بیش از 350 وات در القایی 0.7 تسلا باشد، به طور کلی مشکل ساز است، گران است، و کل مبدل بزرگ و سنگین خواهد بود. ترانسفورماتورهای UPS برای عملکرد مکرر در حالت طولانی مدت طراحی نشده اند - آنها گرم می شوند و مدارهای مغناطیسی آنها در اینورترها به سرعت تخریب می شوند - خواص مغناطیسی به شدت بدتر می شود، قدرت مبدل کاهش می یابد. آیا راهی برای خروج وجود دارد؟
بله، و این محلول اغلب در مبدل های مارک دار استفاده می شود. این یک پل الکتریکی است که از سوئیچ های روی ترانزیستورهای اثر میدان قدرت با ولتاژ بالا با ولتاژ شکست 400 ولت و جریان تخلیه بیش از 5 آمپر ساخته شده 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 جفت، متقاطع، متناوب باز می شوند و جریان بار موجود در مورب پل تغییر جهت می دهد. مدارهای کنترل همه کلیدها به صورت گالوانیکی از هم جدا شده اند. در طرح های صنعتی کلیدها توسط دستگاه های خاصی کنترل می شوند. آی سی 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 توسط یک ترانسفورماتور کوچک روی سخت افزار تغذیه می شود، به شکل. هسته 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 یک موج سینوسی اصلاح شده است.
