Jednostavan inverterski krug 12 220 bez transformatora. Visoki napon i više

Inverter 12 - 220 V, inverter 24 - 220 V

Što je pretvarač?

Inverter je uređaj koji se spaja na izvor istosmjerne struje, pretvara ga i proizvodi izmjeničnu struju, a može mijenjati napon – povećavati ili smanjivati.

Zašto vam je potreban inverter (pretvarač napona)?

Obično se pretvarači (pretvarači napona) spajaju na akumulatore automobila ili na stacionarne akumulatore, benzinske generatore, plinske generatore itd. za proizvodnju izmjenične struje za napajanje kućanskih aparata, električnih alata, radio opreme itd.

Pretvarači 12-220 volti (pretvaračnapon).

Postoje električni uređaji koji se mogu spojiti na izvor istosmjerne struje od 12 V (akumulator ili upaljač za cigarete) bez korištenja pretvarača.

U takve uređaje spadaju prijenosna računala, punjači, tableti, netbookovi, odnosno uređaji koji se napajaju istosmjernom strujom i čiji napon ne prelazi 24 volta. Mogu se spojiti izravno na 12 V ili 24 V DC izvor. Na primjer, na upaljač u automobilu. Ali u ovom slučaju potrebno je koristiti poseban adapterski kabel (ili pretvarač napona) s utikačem za upaljač za cigarete ili USB utikačem. Štoviše, pobrinite se da ovaj adapter pokazuje karakteristike (volti, amperi, vati) koje odgovaraju karakteristikama vašeg električnog uređaja. Na primjer, na vašem laptopu piše:

19 V --- 2,7 A (19 Volt --- 2,7 Ampera), tada adapter (napajanje) također treba imati 19 V - (i ništa manje) 2,7 A. U ovom slučaju nije potrebno kupiti pretvarač . Neki adapteri (napajanja) imaju mogućnost spajanja električnih uređaja s različitim naponima i snagama. Takvi adapteri (napajanja) imaju naponske sklopke i adaptere za spajanje na razne vrste električnih uređaja.

Vrste pretvarača.

Pretvarači od 12 V do 220 V (pretvarači napona) dolaze s modificiranim sinusnim valom i čistim (normalnim) sinusnim valom.

Modificirani sinus- jednostavnim riječima, kada magnetsko polje ima neku distorziju, *otkucaje*, puca.

Shematski dijagram modificirane sinusoide.

Iako većina električnih uređaja radi s modificiranim sinusnim valom (osim plazma televizora).

Nije preporučljivo spajati se na modificirane pretvarače sinusnog vala: automatski plinski kotlovi, audio oprema (vrhunska), medicinska oprema za mjerenje visoke preciznosti.

Prijenosna računala, radio, digitalni televizori (osim plazma) itd. rade s modificiranim sinusnim pretvaračem.

Ova vrsta pretvarača uključuje modele kao što su HP-600 (12-220 V), SP 600 (12-220 V), PI-2000 (12-220 V)

Čisti sinus (sinusoidalni, normalni sinus)- kada magnetsko polje nema izobličenja.

Odnosno, fluktuacije napona u izmjeničnoj električnoj mreži javljaju se glatko i glatko, bez naglih skokova i padova.

Dijagram je graf čistog sinusnog vala.

Svi električni uređaji rade s čistim sinusnim pretvaračima (pretvarači napona), uključujući: električne motore, preciznu mjernu opremu, medicinsku opremu, pumpe itd.

Takvi pretvarači uključuju sljedeće modele: UPS CPS 600E (12 -220 V), IS 12-3000 DC-AC (12-220 V)

Postoje stacionarni pretvarači (ne automobilski), koji se mogu spojiti na kućnu mrežu od 220 V i raditi kao UPS (neprekidno napajanje). Kada struja prestane dotjecati u kuću ili stan, takav inverter se sam prebacuje i uzima struju iz baterija od 12 ili 24 volta ugrađenih ili ugrađenih uz inverter, pretvara je u izmjeničnu struju i na izlazu proizvodi 220 volti. Ako su vaši uređaji prethodno bili spojeni na ovaj pretvarač, tada će nestanak struje u kućnoj mreži biti nevidljiv vama i vašim uređajima. U ovom načinu rada pretvarač može raditi od nekoliko minuta do nekoliko sati, ovisno o kapacitetu i broju priključenih baterija. Čim se struja dovede u kućnu mrežu, pretvarač će se automatski prebaciti na način punjenja baterije u djeliću sekunde i jednostavno propustiti struju kućne mreže kroz sebe. Možete, naravno, koristiti automobilski pretvarač i bateriju, ali moraju biti snažni.

Prvo morate saznati snagu vašeg električnog uređaja u vatima (W). Tipično, proizvođač označava nazivnu (radnu, konstantnu) i vršnu (maksimalnu, kratkotrajnu) snagu u putovnici samog uređaja. Onda je sve jednostavno. Ako je vršna snaga uređaja 1500 W, tada vam je potreban pretvarač s vršnom snagom od 1500 W + 15-20 posto rezerve = 1800 W. Potreban vam je pretvarač također s vršnom snagom od 1800 -2000 vata. (Inverteri od 1800 W rijetko su dostupni na našem tržištu). Što je veća rezerva snage u vatima, to bolje!

Kada je potrebno stvoriti mrežni napon u automobilu, obično se koriste posebni pretvarači 12-220. Postoje jeftini standardni pretvarači na prodaju za oko 20-30 dolara. Međutim, maksimalna snaga takvih uređaja je u najboljem slučaju oko 300 vata. U nekim slučajevima ova snaga možda neće biti dovoljna.

Malim transformacijama možete dobiti snagu za snažno pojačalo. Dovoljno je samo zamijeniti sekundarni namot na standardnom pretvaraču. Nakon toga možete dobiti bilo koju vrijednost ulaznog napona. Na primjer, snaga pretvarača od 400 W povećat će se na 600 W.

Kako bi povećali snagu kod kuće, stručnjaci preporučuju korištenje jednostavne metode. Bit će potrebno zamijeniti bipolarne sklopke velike snage s IRF 3205.

Za rad se koristi inverter na koji je moguće spojiti 4 para izlaznih tranzistora. Stoga će uređaj, nakon obavljanja potrebnih radova, moći proizvesti snagu od oko 1300 vata. Ako kupite gotov pretvarač s takvim parametrima, njegov trošak će se povećati na 100-130 dolara.

Vrijedno je napomenuti da tradicionalni push-pull krug uređaja ne sadrži zaštitu od pregrijavanja, kratkog spoja i izlaznih preopterećenja.

Generator se temelji na mikročipu TL 494, koji ima dodatni drajver. Potrebno je zamijeniti bipolarne tranzistore male snage domaćim analogima (KT 3107).

Kako se ne bi koristili snažni prekidači za napajanje, pretvarač je opremljen krugom daljinskog upravljanja.

U pogonskom dijelu uređaja koriste se posebne SCHOTTTKI diode tipa 4148 (prikladan je i domaći KD 522). Tranzistor u krugu daljinskog upravljača zamijenjen je s KT 3102.

Nakon toga možete prijeći na najvažniji dio projekta - transformator. Ovaj element je namotan na par zalijepljenih 3000 NM prstenova. Štoviše, veličina svakog od njih je 45x28x8. Za čvršću fiksaciju, prstenovi se mogu omotati trakom.

Zatim se prstenovi na vrhu omotaju stakloplastikom (cijena u trgovini nije veća od 1 USD). Sasvim je prihvatljivo zamijeniti ovaj materijal električnom trakom od tkanine.

Stakloplastika je izrezana na male trake širine oko 2 cm i duljine ne više od 50 cm. Materijal za rad ima visoku otpornost na toplinu, a zahvaljujući tankoj podlozi, izolacija izgleda uredno.

Za primarni namot trebate 2x5 zavoja žice, odnosno 10 zavoja s slavinom iz sredine. Rad se izvodi žicom promjera 0,7-0,8 mm, a za svaki krak koristi se 12 žica. Proces je jasnije prikazan na sljedećim fotografijama.

Podvezica je rastegnuta, a 5 zavoja je ravnomjerno namotano na obje ruke, rastežući ih preko cijelog prstena. Namoti moraju biti isti.

Rezultirajući elementi imaju četiri izlaza. Početak prvog namota mora biti zalemljen na kraj drugog. Mjesto za lemljenje bit će slavina za napon napajanja od 12 V.

U sljedećoj fazi rada, prsten mora biti izoliran staklenim vlaknima i prekriven sekundarnim namotom.

Sekundarni namot povećava izlazni napon. Stoga, prilikom izvođenja radova morate biti što pažljiviji i pridržavati se svih sigurnosnih mjera opreza. Vrijedno je zapamtiti da je visoki napon opasan. Instalacija uređaja provodi se samo s isključenim napajanjem.

Namatanje prstenova provodi se pomoću para paralelnih niti žice od 0,7-0,8 mm. Broj zavoja je oko 80 komada. Žica je ravnomjerno raspoređena po prstenu. U završnoj fazi proizvod je dodatno izoliran staklenim vlaknima.

Kada je sklop pretvarača dovršen, možete ga početi testirati. Uređaj je spojen na bateriju; za početak će poslužiti baterija s naponom od 12 V iz neprekidnog napajanja. U ovom slučaju, "plus" snage će ići u krug kroz halogenu žarulju od 100 W. Vrijedno je obratiti pozornost da se ova lampa ne smije upaliti prije ili tijekom rada.

Nakon toga možete nastaviti s provjerom tipki polja za stvaranje topline. S pravilno sastavljenim krugom, trebao bi biti praktički nula. Ako nema ulaznog opterećenja, a tranzistori se pregrijavaju, tada morate potražiti neradnu komponentu u uređaju.

Ako je testiranje uspješno, možete instalirati tranzistore na jedan zajednički hladnjak. U tu svrhu koriste se posebne izolacijske brtve.

Dijagram sklopa u *.lay formatu nalazi se u arhivskoj datoteci i bit će dostupan nakon preuzimanja.

Za spajanje kućanskih uređaja na električni sustav automobila potreban vam je inverter koji može povećati napon s 12 V na 220 V. Ima ih u dovoljnim količinama na policama trgovina, ali njihova cijena nije ohrabrujuća. Za one koji su malo upoznati s elektrotehnikom, moguće je sastaviti pretvarač napona od 12-220 volti vlastitim rukama. Analizirat ćemo dvije jednostavne sheme.

Pretvarači i njihove vrste

Postoje tri vrste pretvarača 12-220 V. Prvi su pretvarači od 12 V do 220 V. Takvi pretvarači su popularni među vozačima: preko njih možete spojiti standardne uređaje - televizore, usisavače itd. Obrnuta pretvorba - s 220 V na 12 - potrebna je rijetko, obično u sobama s teškim radnim uvjetima (visoka vlažnost) kako bi se osigurala električna sigurnost. Na primjer, u parnim sobama, bazenima ili kupkama. Kako ne bi riskirali, standardni napon od 220 V smanjuje se na 12, koristeći odgovarajuću opremu.

Treća opcija je, bolje rečeno, stabilizator koji se temelji na dva pretvarača. Prvo se standardnih 220 V pretvara u 12 V, zatim natrag u 220 V. Ova dvostruka pretvorba omogućuje vam da imate idealan sinusni val na izlazu. Takvi uređaji su neophodni za normalan rad većine elektronički upravljanih kućanskih aparata. U svakom slučaju, prilikom ugradnje toplo se preporuča napajati ga upravo preko takvog pretvarača - njegova elektronika je vrlo osjetljiva na kvalitetu struje, a zamjena upravljačke ploče košta oko pola kotla.

Pulsni pretvarač 12-220V 300 W

Ovaj sklop je jednostavan, dijelovi su dostupni, većina ih se može ukloniti iz napajanja računala ili kupiti u bilo kojoj radio trgovini. Prednost sklopa je jednostavnost implementacije, nedostatak je neidealan sinusni val na izlazu i frekvencija viša od standardnih 50 Hz. Odnosno, uređaji koji zahtijevaju napajanje ne mogu se spojiti na ovaj pretvarač. Možete izravno spojiti ne osobito osjetljive uređaje na izlaz - žarulje sa žarnom niti, glačalo, lemilo, telefonski punjač itd.

Prikazani krug u normalnom načinu rada proizvodi 1,5 A ili povlači opterećenje od 300 W, pri maksimalno 2,5 A, ali u ovom načinu rada tranzistori će se primjetno zagrijati.

Krug je izgrađen na popularnom TLT494 PWM kontroleru. Tranzistori s efektom polja Q1 Q2 trebaju biti postavljeni na radijatore, po mogućnosti odvojene. Prilikom ugradnje na jedan radijator, ispod tranzistora postavite izolacijsku brtvu. Umjesto IRFZ244 prikazanog na dijagramu, možete koristiti IRFZ46 ili RFZ48, koji su slični po karakteristikama.

Frekvenciju u ovom pretvaraču od 12 V do 220 V postavljaju otpornik R1 i kondenzator C2. Vrijednosti se mogu malo razlikovati od onih prikazanih na dijagramu. Ako imate staro neispravno napajanje za svoje računalo, a sadrži ispravan izlazni transformator, možete ga staviti u strujni krug. Ako transformator ne radi, skinite s njega feritni prsten i namotajte namote bakrenom žicom promjera 0,6 mm. Prvo se namotava primarni namot - 10 zavoja s izlazom iz sredine, zatim na vrhu - 80 zavoja sekundara.

Kao što je već rečeno, takav pretvarač napona od 12-220 V može raditi samo s opterećenjem koje je neosjetljivo na kvalitetu struje. Kako bi se mogli spojiti zahtjevniji uređaji, na izlazu je ugrađen ispravljač čiji je izlazni napon blizak normalnom (dijagram dolje).

Krug prikazuje visokofrekventne diode tipa HER307, ali se mogu zamijeniti sa serijom FR207 ili FR107. Preporučljivo je odabrati spremnike navedene veličine.

Inverter na čipu

Ovaj pretvarač napona od 12-220 V sastavljen je na temelju specijaliziranog mikro kruga KR1211EU1. Ovo je generator impulsa koji se uklanjaju s izlaza 6 i 4. Impulsi su protufazni, s kratkim vremenskim intervalom između njih kako bi se spriječilo istovremeno otvaranje oba ključa. Mikrokrug se napaja naponom od 9,5 V, koji je postavljen parametarskim stabilizatorom na D814V zener diodi.

Također u krugu postoje dva tranzistora s efektom polja velike snage - IRL2505 (VT1 i VT2). Imaju vrlo nizak otvoreni otpor izlaznog kanala - oko 0,008 Ohma, što je usporedivo s otporom mehaničkog ključa. Dopuštena istosmjerna struja je do 104 A, impulsna struja je do 360 A. Takve karakteristike zapravo omogućuju dobivanje 220 V s opterećenjem do 400 W. Tranzistori moraju biti instalirani na radijatore (sa snagom do 200 W moguće je i bez njih).

Frekvencija impulsa ovisi o parametrima otpornika R1, a kondenzator C6 je instaliran na izlazu za suzbijanje visokofrekventnih udara.

Bolje je uzeti gotov transformator. U krugu se uključuje obrnuto - niskonaponski sekundarni namot služi kao primarni, a napon se uklanja iz visokonaponskog sekundara.

Moguće zamjene u bazi elemenata:

• D814V zener dioda navedena u krugu može se zamijeniti bilo kojom koja proizvodi 8-10 V. Na primjer, KS 182, KS 191, KS 210.
• Ako nema kondenzatora C4 i C5 tipa K50-35 na 1000 μF, možete uzeti četiri 5000 μF ili 4700 μF i spojiti ih paralelno,
• Umjesto uvezenog kondenzatora C3 220m, možete isporučiti domaći kondenzator bilo koje vrste s kapacitetom od 100-500 µF i naponom od najmanje 10 V.
• Transformator - bilo koji snage od 10 W do 1000 W, ali njegova snaga mora biti najmanje dvostruko veća od planiranog opterećenja.

Prilikom instaliranja krugova za spajanje transformatora, tranzistora i spajanja na izvor od 12 V, potrebno je koristiti žice velikog presjeka - struja ovdje može doseći visoke vrijednosti (sa snagom od 400 W do 40 A).

Inverter s izlazom čistog sinusnog vala

Krugovi dnevnih pretvarača su složeni čak i za iskusne radio amatere, tako da ih nije lako napraviti sami. Primjer najjednostavnijeg kruga je ispod.

U ovom slučaju, lakše je sastaviti takav pretvarač iz gotovih ploča. Kako - pogledajte video.

Sljedeći video prikazuje kako sastaviti pretvarač od 220 volti s čistim sinusnim valom. Samo ulazni napon nije 12 V, već 24 V.

A ovaj video vam samo govori kako možete promijeniti ulazni napon, ali i dalje dobiti potrebnih 220 V na izlazu.

Postoji nekoliko razloga zašto vlasnik treba stvoriti novi pretvarač napona. Njegova glavna svrha je osigurati mrežni napon od 220 V s izvorne vrijednosti od 12 W.

Mnogi amateri izrađuju pretvarače od 12-220 V vlastitim rukama, jer... Visokokvalitetni pretvarači nisu jeftini. Prije sastavljanja uređaja potrebno je proučiti materijale koji objašnjavaju mehanizam njegove uporabe.

Opseg primjene pretvarača 12-220 V

Kako baterija radi, njezina razina napunjenosti opada. Pretvarač stabilizira napon tijekom putovanja, u nedostatku električne energije.

Pretvarač od 12-220 V omogućit će vlasniku da poboljša inženjerske strukture u kući. Snaga uređaja za pretvorbu struje odabire se ovisno o ukupnoj veličini opterećenja koje se koristi. Uzima se u obzir proces njegove potrošnje: reaktivan i aktivan. Jalovo opterećenje ne troši svu primljenu energiju, tako da prividna snaga premašuje njegovu djelatnu vrijednost.

Čisti sinusni pretvarač koristi se za napajanje alata ukupne snage 3kW. Značajne uštede goriva osigurane su korištenjem pretvarača napona i mini elektrane.

Na pretvarač su spojeni sljedeći potrošači:

• alarmni sustavi;
• kotlovi za grijanje;
• crpni uređaji;
• računalni sustavi.

Povratak na sadržaj

Prednosti rada uređaja za pretvorbu napona

Inverteri su stekli poštovanje za svoj rad, jer imaju niz nedvojbenih prednosti. Uređaj radi tiho i ne zagađuje okolni prostor ispušnim plinovima. Održavanje uređaja je minimalno: nema potrebe provjeravati tlak u motoru. Pretvarač ima manju mehaničku istrošenost i omogućuje spajanje bilo kojeg potrošača. Pretvarač 12-220 V radi s povećanom snagom na KR121 EU i ima visoku učinkovitost.

Kod montaže pretvarača s glavnim uređajem kao multivibratorom, prednosti pretvarača su izražene u pristupačnosti i jednostavnosti uređaja. Dimenzije proizvoda su kompaktne, popravak nije težak, a rad je moguć na niskim temperaturama.

Povratak na sadržaj

Domaći pretvarač 12-220 V i opći princip njegovog stvaranja

Na tržištu radijskih komponenti većina pretvarača radi na visokim frekvencijama. Pulsni izmjenjivači u potpunosti su zamijenili klasične sklopove s transformatorima. Mikro krug K561TM2 sastoji se od dva D-flip-flopa, koji sadrže dva ulaza R i S. Izrađen je pomoću CMOS tehnologije i zatvoren je u plastično kućište.

Glavni oscilator pretvarača montiran je na bazi K561TM2, koristeći uređaj DD1 za rad. Za razdjelnik frekvencije montiran je DD1.2 okidač. Stupanj pojačala prima signale iz mikro kruga.

Za rad su odabrani tranzistori KT827. U njihovom nedostatku koristite KT819 GM tranzistore ili poluvodiče s efektom polja - IRFZ44.

Generator sinusnog vala za pretvarač 12-220 V radi na visokoj frekvenciji. Za formiranje kruga dimenzija 50 Hz koristi se sekundarni namot i paralelni spoj kondenzatora i opterećenja. Prilikom spajanja bilo kojeg uređaja, pretvarač stvara pretvorbu napona od 220 V.

Krug ima jedan značajan nedostatak - nesavršen oblik izlaznih parametara.

K561TM2 mikro krug je dupliciran K564TM2. Povećanje snage pretvarača postiže se izborom intenzivnijih tranzistora. Treba obratiti pozornost na kondenzator instaliran na izlazu. Ima napon od 250 V.

Povratak na sadržaj

Izrada pretvarača pomoću najnovijih dijelova

Domaći pretvarači rade stabilno, izlazni tranzistori rade iz pojačanog glavnog generatora. Koriste elemente serije KT819GM ​​​​ugrađene na veliki radijator.

Za izradu pretvarača koristi se pojednostavljeni krug. U procesu rada nabavite potrebne materijale:

• mikro krug KR121EU1;
• tranzistori IRL2505;
• lemilica;
• kositar.

Mikrokrug KR12116U1 ima posebnu značajku: sadrži dva kanala za podešavanje tipki i lako se nosi s konstrukcijom jednostavnih pretvarača napona. Mikrokrug na temperaturi od +25 °C proizvodi maksimalne vrijednosti napona od 3 i 9 V.

Frekvencija glavnog oscilatora određena je parametrima elemenata u krugu. IRL2505 tranzistori su instalirani za izlaznu upotrebu. Prima signal čija vam razina omogućuje podešavanje izlaznih tranzistora.

Formirana niska razina ne dopušta tranzistorima da se pomaknu iz zatvorenog stanja u drugo stanje. Kao rezultat toga, pojava trenutnog protoka struje nakon istovremenog otvaranja ključeva potpuno je eliminirana. Kada visoka razina pogodi pin 1, generiranje impulsa se isključuje. Na dijagramu je pin 1 spojen na zajedničku žicu.

Za ugradnju push-pull kaskade koriste se transformator T1 i dva tranzistora: VT1 i VT2. U otvorenom kanalu opaža se otpor od 0,008 Ohma. Ona je neznatna, pa je snaga tranzistora mala, čak i kad prođe velika struja. Izlazni transformator snage 100 W omogućuje korištenje IRL2505 struje do 104 A, a impulsna struja je 360 ​​A.

Glavna značajka pretvarača je da možete koristiti bilo koji transformator koji ima 2 namota od 12 V na izlazu.

S izlaznom snagom do 200 W, odbijaju instalirati tranzistore na radijatore.

Treba napomenuti da električna struja pri snazi ​​od 400 W može doseći 40 A.

Inverter 12V/220V je neophodna stvar u kućanstvu. Ponekad je jednostavno potrebno: mreža je, na primjer, nestala, telefon je mrtav i meso je u hladnjaku. Potražnja određuje ponudu: za gotove modele od 1 kW ili više, iz kojih možete napajati bilo koje električne uređaje, morat ćete platiti negdje od 150 dolara. Možda preko 300 dolara. Međutim, izrada pretvarača napona vlastitim rukama u naše vrijeme dostupna je svima koji znaju lemiti: sastavljanje iz gotovog skupa komponenti koštat će tri do četiri puta manje + malo rada i metala iz otpadnog otpada. Ako postoji za automobilske baterije, općenito možete potrošiti 300-500 rubalja. A ako imate i osnovne radioamaterske vještine, onda je, nakon preturanja po zalihama, sasvim moguće napraviti pretvarač 12V DC/220V AC 50Hz za 500-1200 W za ništa. Razmotrimo moguće opcije.

Opcije: Globalno

Pretvarač napona 12-220 V za napajanje opterećenja do 1000 W ili više općenito se može napraviti samostalno na sljedeće načine (redoslijedom povećanja troškova):

1. Stavite gotovu jedinicu u kućište s hladnjakom iz Avita, Ebaya ili AliExpressa. Potražite "inverter 220" ili "inverter 12/220"; možete odmah dodati potrebnu snagu. Koštat će cca. upola jeftiniji od istog tvorničkog. Nisu potrebne električne vještine, ali - pogledajte dolje;
2. Sastavite isti iz kompleta: tiskana ploča + “razbacane” komponente. Tamo se može kupiti, ali uz zahtjev se dodaje diy, što znači samomontaža. Cijena još cca. 1,5 puta niže. Potrebne su vam osnovne vještine u radioelektronici: korištenje multimetra, poznavanje ožičenja (pinouts) stezaljki aktivnih elemenata ili sposobnost njihovog traženja, pravila za uključivanje polarnih komponenti (diode, elektrolitski kondenzatori) u krug i sposobnost određivanja potrebne struje i presjeka žica;
3. Prilagodite računalo za neprekidno napajanje (UPS, UPS) inverteru. Radni rabljeni UPS bez standardne baterije može se naći za 300-500 rubalja. Ne trebate nikakve vještine - jednostavno spojite akumulator automobila na UPS. Ali morat ćete ga posebno puniti, također pogledajte dolje;
4. Odaberite način konverzije, dijagram (vidi dolje) u skladu sa svojim potrebama i dostupnošću dijelova, izračunajte i sastavite u potpunosti sami. Možda je potpuno besplatno, ali osim osnovnih elektroničkih vještina, trebat će vam sposobnost korištenja nekih posebnih mjernih instrumenata (također pogledajte dolje) i izvođenja jednostavnih inženjerskih proračuna.

Iz gotovog modula

Metode montaže prema paragrafima. 1 i 2 zapravo nisu tako jednostavni. Kućišta gotovih tvorničkih pretvarača također služe kao odvodi topline za snažne tranzistorske sklopke iznutra. Ako uzmete "poluproizvod" ili "rasuti", tada za njih neće biti stambenog prostora: s obzirom na trenutnu cijenu elektronike, ručnog rada i obojenih metala, razlika u cijenama objašnjava se upravo nedostatkom drugi i, eventualno, treći. Odnosno, morat ćete sami napraviti radijator za moćne tipke ili potražiti gotov aluminijski. Njegova debljina na mjestu ugradnje ključeva treba biti najmanje 4 mm, a površina za svaki ključ mora biti najmanje 50 četvornih metara. vidjeti za svaki kW izlazne snage; s puhanjem iz 12 V računalnog ventilatora-hladnjaka 110-130 mA – od 30 sq. cm*kW*ključ.

Na primjer, u kompletu (modulu) postoje 2 ključa (vide se, vire iz ploče, vidi lijevo na slici); moduli s tipkama na radijatoru (desno na slici) su skuplji i dizajnirani su za određenu, obično ne baš veliku snagu. Nema hladnjaka, potrebna snaga je 1,5 kW. To znači da vam je potreban radijator od 150 m2. Osim toga, tu su i instalacijski kompleti za ključeve: izolacijske brtve za provođenje topline i spojnice za montažne vijke - izolacijske čašice i podloške. Ako modul ima termalnu zaštitu (izmedju tipki će viriti još neki komad - termosenzor), onda malo termopaste da ga zalijepite na radijator. Žice - naravno, pogledajte dolje.

Od UPS-a

Inverter 12V DC/220V AC 50Hz, na koji možete spojiti sve uređaje unutar dopuštene snage, napravljen je od računalnog UPS-a vrlo jednostavno: standardne žice do “vašeg” akumulatora zamjenjuju se dugim sa stezaljkama za automobilski akumulator terminali. Presjek žice izračunava se na temelju dopuštene gustoće struje od 20-25 A/sq. mm, također pogledajte dolje. Ali zbog nestandardne baterije mogu nastati problemi - s njom, a skuplja je i potrebnija od pretvarača.

UPS također koristi olovne baterije. Ovo je danas jedini široko dostupan sekundarni kemijski izvor energije koji je sposoban redovito isporučivati ​​velike struje (ekstra struje) bez potpunog "ubijanja" u 10-15 ciklusa punjenja i pražnjenja. U zrakoplovstvu se koriste srebrno-cink baterije, koje su još jače, ali su monstruozno skupe, nisu masovno dostupne, a životni vijek im je za svakodnevne standarde zanemariv - cca. 150 ciklusa.

Pražnjenje kiselinskih baterija jasno se prati naponom na banci, a UPS kontroler neće dopustiti da se "strana" baterija isprazni preko mjere. Ali u standardnim UPS baterijama elektrolit je gel, dok je u automobilskim baterijama tekućina. Načini punjenja u oba slučaja bitno su različiti: iste struje ne mogu proći kroz gel kao kroz tekućinu, au tekućem elektrolitu, ako je struja punjenja preniska, pokretljivost iona bit će mala i neće svi vratit će se na svoja mjesta u elektrodama. Kao rezultat toga, UPS će kronično nedovoljno napuniti akumulator automobila; uskoro će postati sulfatiziran i postati potpuno neupotrebljiv. Stoga je za pretvarač na UPS-u potreban punjač baterija. Možete ga napraviti i sami, ali to je druga tema.

Baterija i napajanje

O bateriji ovisi i prikladnost pretvarača za određenu namjenu. Inverter pojačanog napona ne uzima energiju za potrošače iz “tamne tvari” svemira, crnih rupa, svetog duha ili bilo gdje drugdje tek tako. Samo iz baterije. I od njega će uzeti snagu isporučenu potrošačima, podijeljenu s učinkovitošću samog pretvarača.

Ako vidite "6800W" ili više na kućištu brendiranog pretvarača, vjerujte svojim očima. Suvremena elektronika omogućuje postavljanje još snažnijih uređaja u volumen kutije cigareta. No, recimo da nam treba snaga opterećenja od 1000 W, a na raspolaganju imamo obični auto akumulator od 12 V 60 A/h. Tipična vrijednost učinkovitosti pretvarača je 0,8. To znači da će trebati cca. 100 A. Za takvu struju potrebne su i žice s presjekom od 5 četvornih metara. mm (vidi gore), ali to ovdje nije glavna stvar.

Ljubitelji automobila znaju: ako starter radi 20 minuta, kupite novi akumulator. Istina, novi strojevi imaju vremenski limitator za rad, pa možda ne znaju. I sigurno ne znaju svi da starter automobila, nakon što se zavrti, uzima struju od cca. 75 A (unutar 0,1-0,2 s pri pokretanju - do 600 A). Najjednostavniji izračun - i ispada da ako pretvarač nema automatsku opremu koja ograničava pražnjenje baterije, tada će se naša potpuno isprazniti za 15 minuta. Stoga odaberite ili dizajnirajte svoj pretvarač uzimajući u obzir mogućnosti postojeće baterije.

Bilješka: To implicira veliku prednost 12/220 V pretvarača temeljenih na računalnim UPS-ovima - njihov upravljač neće dopustiti da se baterija potpuno isprazni.

Životni vijek kiselinskih baterija ne smanjuje se značajno ako se prazne strujom od 2 sata (12 A za 60 A/h, 24 A za 120 A/h i 42 A za 210 A/h). Uzimajući u obzir učinkovitost pretvorbe, to daje dopuštenu dugotrajnu snagu opterećenja od cca. 120 W, 230 W odnosno 400 W. Za 10 min. opterećenje (na primjer, za napajanje električnog alata), može se povećati 2,5 puta, ali nakon toga ABC mora mirovati najmanje 20 minuta.

Sve u svemu, rezultat nije sasvim loš. Od običnih kućanskih električnih alata samo brusilica može primiti 1000-1300 W. Ostali, u pravilu, koštaju do 400 W, a odvijači do 250 W. Hladnjak iz baterije od 12 V 60 A / h radit će preko pretvarača 1,5-5 sati; sasvim dovoljno za poduzimanje potrebnih mjera. Stoga izrada pretvarača od 1 kW za bateriju od 60 A/h ima smisla.

Što će biti izlaz?

Kako bi se smanjila težina i veličina uređaja, uz rijetke iznimke (vidi dolje), pretvarači napona rade na povećanim frekvencijama od stotina Hz do jedinica i desetaka kHz. Nijedan potrošač neće prihvatiti struju takve frekvencije, a gubitak njegove energije u konvencionalnom ožičenju bit će ogroman. Stoga su pretvarači 12-200 izgrađeni za sljedeći izlazni napon. vrste:

• Konstantno ispravljeno 220 V (220 V AC). Prikladno za napajanje punjača za telefone, većine napajanja (PS) za tablete, žarulje sa žarnom niti, fluorescentne kućne pomoćnice i LED svjetiljke. Sa snagom od 150-250 W savršeni su za ručne električne alate: istosmjerna snaga koju troše malo je smanjena, a zakretni moment raste. Nije prikladno za prekidačke izvore napajanja (UPS) TV-a, računala, prijenosnih računala, mikrovalnih pećnica itd. sa snagom većom od 40-50 W: ovi nužno imaju tzv. početna jedinica, za normalan rad mrežnog napona mora povremeno proći kroz nulu. Neprikladno i opasno za uređaje s energetskim transformatorima na željeznim i AC elektromotorima: stacionarni električni alati, hladnjaci, klima uređaji, većina Hi-Fi audio uređaja, procesori hrane, neki usisavači, aparati za kavu, mlinci za kavu i mikrovalne pećnice (za potonje - zbog prisutnosti stola rotacijskog motora).
• Modificirani sinusni val (vidi dolje) - pogodan za sve potrošače, osim za Hi-Fi audio s UPS-om, druge uređaje s UPS-om od 40-50 W (vidi gore) i često lokalne sigurnosne sustave, kućne vremenske stanice itd. s osjetljivim analognim senzorima.
• Čisti sinusoidalni - pogodan bez ograničenja, osim za snagu, za sve potrošače električne energije.

Sinus ili pseudosinus?

Kako bi se povećala učinkovitost, pretvorba napona se provodi ne samo na višim frekvencijama, već i heteropolarnim impulsima. Međutim, nemoguće je napajati jako puno potrošačkih uređaja nizom višepolarnih pravokutnih impulsa (tzv. meandar): veliki udari na frontama meandra čak i s neznatno reaktivnim opterećenjem dovest će do velikih gubitaka energije i mogu uzrokovati neispravnost potrošača. Međutim, također je nemoguće projektirati pretvarač za sinusodnu struju - učinkovitost neće prijeći cca. 0.6.

Tiha, ali značajna revolucija u ovoj industriji dogodila se kada su mikrosklopovi razvijeni posebno za pretvarače napona, tvoreći tzv. modificirana sinusoida (lijevo na slici), iako bi bilo ispravnije nazvati je pseudo-, meta-, kvazi- itd. sinusoida. Trenutni oblik modificirane sinusoide je stepenast, a fronte impulsa produljene (fronte meandra često se uopće ne vide na ekranu katodnog osciloskopa). Zahvaljujući tome, potrošači s transformatorima na željezu ili primjetnom reaktivnošću (asinkroni elektromotori) "shvaćaju" pseudosinusni val "kao stvaran" i rade kao da se ništa nije dogodilo; Hi-Fi audio s mrežnim transformatorom na hardveru može se napajati modificiranim sinusnim valom. Osim toga, modificirana sinusoida može se izravnati na prilično jednostavne načine do "gotovo stvarne", razlike od čiste na osciloskopu jedva su primjetne okom; Pretvarači tipa "Pure Sine" nisu puno skuplji od konvencionalnih, desno na slici.

Međutim, nije preporučljivo pokretati uređaje s kapricioznim analognim komponentama i UPS-om iz modificiranog sinusnog vala. Potonji su krajnje nepoželjni. Činjenica je da srednja platforma modificirane sinusoide nije čisti nulti napon. Jedinica za pokretanje UPS-a iz modificiranog sinusnog vala ne radi jasno i cijeli UPS možda neće izaći iz načina pokretanja u način rada. Korisnik to prvo vidi kao ružne kvarove, a onda iz uređaja izlazi dim, kao u šali. Stoga se uređaji u UPS-u moraju napajati iz pretvarača tipa Pure Sine.

Inverter izrađujemo sami

Dakle, za sada je jasno da je najbolje napraviti inverter za izlaz od 220 V 50 Hz, iako ćemo se prisjetiti i AC izlaza. U prvom slučaju, za kontrolu frekvencije trebat će vam frekvencijski mjerač: norma za fluktuacije frekvencije mreže za napajanje je 48-53 Hz. AC elektromotori su posebno osjetljivi na njegova odstupanja: kada frekvencija opskrbnog napona dosegne granice tolerancije, zagrijavaju se i "odlaze" od nazivne brzine. Potonji je vrlo opasan za hladnjake i klima uređaje; zbog pada tlaka mogu nepopravljivo propasti. Ali ne trebamo kupiti, iznajmiti ili moliti za zajam precizan i višenamjenski elektronički mjerač frekvencije - ne trebamo njegovu točnost. Ili elektromehanički rezonantni mjerač frekvencije (poz. 1 na slici) ili pokazivač bilo kojeg sustava, poz. 2:

Oba su jeftina, prodaju se na Internetu iu velikim gradovima u specijaliziranim prodavaonicama električne opreme. Stari mjerač rezonantne frekvencije može se naći na tržištu željeza, a jedan ili drugi, nakon postavljanja pretvarača, vrlo je prikladan za praćenje mrežne frekvencije u kući - mjerač ne reagira na njihovo spajanje na mrežu.

50 Hz s računala

U većini slučajeva struju od 220 V 50 Hz zahtijevaju potrošači koji nisu posebno jaki, do 250-350 W. Tada osnova za pretvarač 12/220 V 50 Hz može biti UPS iz starog računala - ako, naravno, leži u smeću ili ga netko jeftino prodaje. Snaga predana opterećenju bit će cca. 0,7 od nazivnog UPS-a. Na primjer, ako je na njegovom tijelu napisano "250W", tada se bez straha mogu spojiti uređaji do 150-170 W. Trebate više - prvo ga morate testirati na opterećenju žarulja sa žarnom niti. Trajao je 2 sata - može isporučiti takvu snagu dugo vremena. Kako napraviti 12V DC/220V AC 50Hz inverter iz računalnog napajanja, pogledajte video ispod.

Video: jednostavan pretvarač 12-220 iz napajanja računala

Ključevi

Recimo da nema UPS-a za računalo ili vam treba više energije. Tada odabir ključnih elemenata postaje važan: moraju prebacivati ​​velike struje s minimalnim gubicima pri preklapanju, biti pouzdani i pristupačni. U tom smislu, bipolarni tranzistori i tiristori pouzdano postaju stvar prošlosti u ovom području primjene.

Druga revolucija u inverterskom poslovanju povezana je s pojavom snažnih tranzistora s efektom polja (“tranzistora polja”), tzv. vertikalna struktura. Međutim, oni su revolucionirali cjelokupnu tehnologiju napajanja za uređaje male snage: sve je teže pronaći transformator na željezu u kućanskim aparatima.

Najbolji uređaji polja velike snage za pretvarače napona su izolirani kanal inducirani vratima (MOSFET), npr. IFR3205, lijevo na slici:

Zbog zanemarive sklopne snage, učinkovitost pretvarača s istosmjernim izlazom na takvim tranzistorima može doseći 0,95, a s izmjeničnim 50 Hz izlazom 0,85-0,87. Analozi MOSFET-a s ugrađenim kanalom, npr. IFRZ44, daju manju učinkovitost, ali su puno jeftiniji. Par jednog ili drugog omogućuje vam da snagu u opterećenju dovedete do cca. 600 W; oba se mogu bez problema paralelizirati (desno na slici), što omogućuje izgradnju pretvarača snage do 3 kW.

Bilješka: Gubitak snage sklopnih sklopki s ugrađenim kanalom pri radu na značajnom reaktivnom opterećenju (na primjer, asinkroni elektromotor) može doseći 1,5 W po sklopki. Ključevi s induciranim kanalom nemaju ovaj nedostatak.

TL494

Treći element koji je omogućio dovođenje pretvarača napona u njihovo trenutno stanje je specijalizirani mikro krug TL494 i njegovi analozi. Svi oni su kontroler modulacije širine impulsa (PWM) koji generira modificirani sinusni signal na izlazima. Izlazi su multipolarni, što vam omogućuje kontrolu parova tipki. Referentna frekvencija pretvorbe postavlja se jednim RC krugom, čiji se parametri mogu mijenjati unutar širokih granica.

Kada je dovoljan stalni posao?

Krug potrošača od 220 V DC je ograničen, ali oni su ti koji trebaju autonomno napajanje ne samo u hitnim situacijama. Na primjer, kada radite s električnim alatima na cesti ili u udaljenom kutu vlastitog mjesta. Ili je uvijek prisutan, recimo, kod hitne rasvjete ulaza u kuću, hodnika, hodnika, lokalnog prostora od solarne baterije koja puni bateriju tijekom dana. Treći tipičan slučaj je punjenje telefona u pokretu iz upaljača za cigarete. Ovdje je potrebna vrlo mala izlazna snaga, tako da se pretvarač može napraviti sa samo 1 tranzistorom prema krugu generatora opuštanja, vidi sljedeće. video isječak.

Video: pojačalni pretvarač na jednom tranzistoru

Već za napajanje 2-3 LED žarulje potrebna vam je veća snaga. Kada ga pokušavate "stisnuti", učinkovitost blokirnih generatora naglo pada i morate se prebaciti na krugove s odvojenim vremenskim elementima ili potpunom unutarnjom induktivnom povratnom spregom; oni su najekonomičniji i sadrže najmanji broj komponenti. U prvom slučaju, za prebacivanje jedne sklopke, EMF samoindukcije jednog od namota transformatora koristi se zajedno s vremenskim krugom. U drugom slučaju, element za podešavanje frekvencije je sam transformator za povećanje frekvencije zbog vlastite vremenske konstante; njegova je vrijednost određena prvenstveno fenomenom samoindukcije. Stoga se oba pretvarača ponekad nazivaju samoindukcijskim pretvaračima. Njihova učinkovitost, u pravilu, nije veća od 0,6-0,65, ali, prvo, krug je jednostavan i ne zahtijeva podešavanje. Drugo, izlazni napon je više trapezoidan nego kvadratni val; “zahtjevni” potrošači ga “shvaćaju” kao modificirani sinusni val. Nedostatak: prekidači polja u takvim pretvaračima praktički su neprimjenjivi, jer često otkazuju zbog skokova napona na primarnom namotu tijekom prebacivanja.

Primjer kruga s vanjskim vremenskim elementima dat je na poz. 1 slika:

Autor dizajna nije uspio iz njega izvući više od 11 W, ali očito je pobrkao ferit s karbonilnim željezom. U svakom slučaju, oklopni (kupasti) magnetski krug na njegovoj vlastitoj fotografiji (vidi sliku desno) ni na koji način nije ferit. Izgleda više kao stari karbonilni, oksidiran izvana s vremenom, vidi sl. desno. Bolje je namotati transformator za ovaj pretvarač na feritni prsten s površinom feritnog presjeka od 0,7-1,2 četvornih metara. cm. Primarni namot treba sadržavati 7 zavoja žice promjera 0,6-0,8 mm, a sekundarni namot treba sadržavati 57-58 zavoja žice 0,3-0,32 mm. Ovo je za ravnanje s udvostručenjem, vidi dolje. Za "čiste" 220 V - 230-235 zavoja žice 0,2-0,25. U ovom slučaju, pri zamjeni KT814 s KT818, ovaj pretvarač će isporučiti snagu do 25-30 W, što je dovoljno za 3-4 LED svjetiljke. Prilikom zamjene KT814 s KT626, snaga opterećenja će biti cca. 15 W, ali učinkovitost će se povećati. U oba slučaja ključni radijator je od 50 četvornih metara. cm.

Na poz. Slika 2 prikazuje dijagram "pretpotopnog" pretvarača 12-220 s odvojenim povratnim namotajima. Nije to toliko arhaično. Prvo, izlazni napon pod opterećenjem je trapezoidan sa zaobljenim lomovima i bez šiljaka. Čak je bolji od modificiranog sinusnog vala. Drugo, ovaj pretvarač se može dizajnirati bez ikakvih izmjena u krugu za snagu do 300-350 W i frekvenciju od 50 Hz, tada ispravljač nije potreban, samo trebate instalirati VT1 i VT2 na radijatore od 250 kW . vidi svaki. Treće, štiti bateriju: kada je preopterećena, frekvencija pretvorbe pada, izlazna snaga se smanjuje, a ako ga opteretite još više, generacija prestaje. Odnosno, kako bi se izbjeglo prekomjerno pražnjenje baterije, nije potrebna automatizacija.

Postupak za proračun ovog pretvarača dan je u skenu na slici:

Ključne veličine u njemu su frekvencija pretvorbe i radna indukcija u magnetskom krugu. Frekvencija pretvorbe odabire se na temelju materijala dostupne jezgre i potrebne snage:

Ova "svejednost" ferita objašnjava se činjenicom da je njegova histerezna petlja pravokutna i da je radna indukcija jednaka indukciji zasićenja. Smanjenje izračunatih vrijednosti indukcije u čeličnim magnetskim jezgrama u usporedbi s tipičnim vrijednostima uzrokovano je naglim povećanjem gubitaka preklapanja nesinusoidnih struja kako se povećava. Dakle, iz jezgre transformatora snage starog 270 W "kovčega" TV-a u ovom pretvaraču od 50 Hz moći će se ukloniti ne više od 100-120 W. Ali – bez ribe, u ribi je rak.

Bilješka: Ako imate čeličnu magnetsku jezgru s namjerno velikim poprečnim presjekom, nemojte iz nje istisnuti snagu! Neka indukcija bude bolja - učinkovitost pretvarača će se povećati, a oblik izlaznog napona će se poboljšati.

Ravnanje

Bolje je ispraviti izlazni napon ovih pretvarača pomoću kruga s paralelnim udvostručenjem napona (stavka 3 na slici s dijagramima): komponente za to koštat će manje, a gubici snage na nesinusnoj struji bit će manji od u mostu. Kondenzatori bi trebali biti "snažni", dizajnirani za visoku jalovu snagu (označeni PE ili W). Ako stavite "zvučne" bez ovih slova, jednostavno mogu eksplodirati.

50 Hz? Vrlo je jednostavno!

Jednostavan pretvarač od 50 Hz (stavka 4 na gornjoj slici s dijagramima) zanimljiv je dizajn. Za neke tipove standardnih energetskih transformatora, intrinzična vremenska konstanta je blizu 10 ms, tj. pola perioda od 50 Hz. Podešavanjem s vremenskim otpornicima, koji će također djelovati kao limitatori upravljačke struje prekidača, možete odmah dobiti izglađeni kvadratni val od 50 Hz na izlazu bez složenih sklopova formiranja. Prikladni su transformatori TP, TPP, TN za 50-120 W, ali ne bilo koji. Možda ćete morati promijeniti vrijednosti otpornika i/ili spojiti kondenzatore od 1-22 nF paralelno s njima. Ako je frekvencija pretvorbe još uvijek daleko od 50 Hz, beskorisno je rastavljati i premotavati transformator: magnetski krug zalijepljen feromagnetskim ljepilom će se rastresiti, a parametri transformatora će se naglo pogoršati.

Ovaj pretvarač je vikend dacha pretvarač. Neće isprazniti akumulator automobila iz istih razloga kao prethodni. Ali dovoljno je osvijetliti kuću s verandom s LED svjetiljkama i TV-om ili vibracijskom pumpom u bunaru. Frekvencija pretvorbe prilagođenog pretvarača pri promjeni struje opterećenja od 0 do maksimuma ne prelazi tehničke norme za mreže napajanja.

Namoti izvornog transformatora usmjereni su ovako. U tipičnim energetskim transformatorima postoji paran broj sekundarnih namota za 12 ili 6 V. Dva od njih su "odložena", a ostali su lemljeni paralelno u skupine od jednakog broja namota u svakoj. Zatim se grupe spajaju u seriju tako da dobijete 2 polunamota od po 12 V, to će biti niskonaponski (primarni) namot sa srednjom točkom. Od preostalih niskonaponskih namota, jedan je spojen u seriju s mrežnim namotom od 220 V; to će biti pojačani namot. Aditiv je potreban jer... Pad napona na sklopkama od bipolarnih kompozitnih tranzistora, zajedno s njegovim gubicima u transformatoru, može doseći 2,5-3 V, a izlazni napon će biti podcijenjen. Dodatno navijanje će ga dovesti u normalu.

DC iz čipa

Učinkovitost opisanih pretvarača ne prelazi 0,8, a frekvencija osjetno varira ovisno o struji opterećenja. Maksimalna snaga opterećenja manja je od 400 W, pa je vrijeme da razmislite o modernim rješenjima krugova.

Strujni krug jednostavnog pretvarača 12 V DC/220 V DC za 500-600 W prikazan je na slici:

Njegova glavna namjena je napajanje ručnih električnih alata. Takvo opterećenje nije zahtjevno za kvalitetu isporučenog napona, pa se ključevi uzimaju jeftinije; IFRZ46, 48 su također prikladni na feritu s poprečnim presjekom od 2-2,5 četvornih metara. cm; Prikladna je jezgra transformatora snage iz računalnog UPS-a. Primarni namot - 2x5 zavoja snopa od 5-6 žica za namatanje s promjerom bakra od 0,7-0,8 mm (vidi dolje); sekundarno - 80 zavoja iste žice. Nije potrebno podešavanje, ali nema praćenja pražnjenja baterije, tako da tijekom rada morate pričvrstiti multimetar na njegove terminale i ne zaboravite ga pogledati (isto vrijedi i za sve ostale domaće pretvarače napona). Ako napon padne na 10,8 V (1,8 V po ćeliji) - zaustavite se, isključite! Pao je na 1,75 V po ćeliji (10,5 V za cijelu bateriju) - to je već sulfatizacija!

Kako namotati transformator na prsten

Karakteristike kvalitete pretvarača, posebice njegova učinkovitost, prilično su pod jakim utjecajem rasipnog polja njegovog transformatora. Osnovno rješenje za njegovo smanjenje odavno je poznato: primarni namot, koji "pumpa" magnetski krug energijom, postavljen je blizu njega; sekundarni iznad njega prema silaznom redoslijedu njihove snage. Ali tehnologija je takva stvar da se teorijska načela u određenim dizajnima ponekad moraju okrenuti naopačke. Jedan od Murphyjevih zakona kaže cca. dakle: ako dio hardvera i dalje ne želi raditi kako bi trebao, pokušajte u njemu učiniti suprotno. To se u potpunosti odnosi na visokofrekventni transformator na feritnoj prstenastoj magnetskoj jezgri s namotima od relativno debele krute žice. Namotajte transformator pretvarača napona na feritni prsten ovako:

• Magnetski krug je izoliran i, pomoću letvice za namatanje, na njega se namotava sekundarni pojačani namot, postavljajući zavoje što je moguće čvršće, poz. 1 na slici:

• Čvrsto omotajte sekundarni dio trakom, poz.
• Pripremite 2 identična kabelska snopa za primarni namot: namotajte broj zavoja pola niskonaponskog namota tankom neupotrebljivom žicom, uklonite je, izmjerite duljinu, odrežite potreban broj segmenata žice za namotavanje s rezervom i sastavite ih u svežnjeve.
• Dodatno, sekundarni namot je izoliran dok se ne dobije relativno ravna površina.
• Namotajte "primar" s 2 snopa odjednom, raspoređujući žice snopova trakom i ravnomjerno raspoređujući zavoje preko jezgre, poz. 3.
• Nazovite krajeve snopova i spojite početak jednog s krajem drugog, to će biti središnja točka namota.

Bilješka: na dijagramima električnog kruga, počeci namota, ako je relevantno, označeni su točkom.

50 Hz izglađeno

Modificirani sinusni val iz PWM kontrolera nije jedini način da dobijete 50 Hz na izlazu pretvarača, pogodan za spajanje bilo kojeg kućnog potrošača električne energije, a ne bi škodilo ni to "izgladiti". Najjednostavniji od njih je stari dobri željezni transformator, koji dobro "pegla" zbog svoje električne inercije. Istina, postaje sve teže pronaći magnetsku jezgru snage veće od 500 W. Takav se izolacijski transformator uključuje na niskonaponski izlaz pretvarača, a na njegov pojačani namot priključuje se opterećenje. Usput, većina računalnih UPS-ova izgrađena je prema ovoj shemi, tako da su sasvim prikladni za tu svrhu. Ako sami namotate transformator, tada se izračunava slično snazi, ali s tragom. karakteristike:

• Početno utvrđena vrijednost radne indukcije dijeli se s 1,1 i primjenjuje u svim daljnjim proračunima. To je potrebno kako bi se uzela u obzir tzv. faktor oblika nesinusnog napona Kf; za sinusoidu Kf=1.
• Postupni namot se najprije izračunava kao mrežni namot od 220 V za zadanu snagu (ili se određuje parametrima magnetskog kruga i vrijednošću radne indukcije). Zatim se dobiveni broj zavoja množi sa 1,08 za snage do 150 W, sa 1,05 za snage od 150-400 W i sa 1,02 za snage od 400-1300 W.
• Polovica niskonaponskog namota računa se kao sekundarni napon od 14,5 V za bipolarne sklopke ili s ugrađenim kanalom i 13,2 V za sklopke s induciranim kanalom.

Primjeri sklopnih rješenja za pretvarače 12-200 V 50 Hz s izolacijskim transformatorom prikazani su na slici:

Na onom lijevom tipkama upravlja tzv. master oscilator. „meki” multivibrator, već stvara meandar u blokiranim frontama i zaglađenim lomovima, tako da nisu potrebne dodatne mjere zaglađivanja. Nestabilnost frekvencije mekog multivibratora veća je od one kod običnog, pa vam je za podešavanje potreban potenciometar P. Tipkama na KT827 možete ukloniti snagu do 200 W (radijatori od 200 sq. cm bez puhanje). Ključevi na KP904 iz starog smeća ili IRFZ44 omogućuju vam povećanje na 350 W; pojedinačni na IRF3205 do 600 W, a upareni na njima do 1000 W.

Pretvarač 12-220 V 50 Hz s glavnim oscilatorom na TL494 (desno na slici) čvrsto održava frekvenciju u svim mogućim radnim uvjetima. Za učinkovitije izglađivanje pseudosinusoide koristi se fenomen tzv. indiferentna rezonancija, kod koje fazni odnosi struja i napona u oscilatornom krugu postaju isti kao kod akutne rezonancije, ali im se amplitude ne povećavaju zamjetno. Tehnički, to se može jednostavno riješiti: kondenzator za izravnavanje spojen je na namot za pojačanje, čija se vrijednost kapacitivnosti odabire prema najboljem obliku struje (ne napona!) pod opterećenjem. Za kontrolu oblika struje, otpornik od 0,1-0,5 Ohma spojen je na krug opterećenja pri snazi ​​od 0,03-0,1 nazivne vrijednosti, na koji je spojen osciloskop sa zatvorenim ulazom. Kapacitet izglađivanja ne smanjuje učinkovitost pretvarača, ali ne možete koristiti računalne programe za simulaciju niskofrekventnih osciloskopa da biste ga konfigurirali, jer ulaz zvučne kartice koju koriste nije predviđen za amplitudu od 220x1.4 = 310 V! Tipke i moći su isti kao i prije. slučaj.

Napredniji krug pretvarača 12-200 V 50 Hz prikazan je na slici:

Koristi složene složene ključeve. Kako bi se poboljšala kvaliteta izlaznog napona, koristi se činjenica da je emiter planarnih epitaksijalnih bipolarnih tranzistora mnogo jače dopiran od baze i kolektora. Kada TL494 primijeni potencijal zatvaranja, na primjer, na bazu VT3, njegova kolektorska struja će prestati, ali će zbog resorpcije prostornog naboja emitera usporiti zatvaranje T1 i naponske udare iz emf samoindukcije Tr će apsorbirati krugovi L1 i R11C5; više će "nagnuti" fronte. Izlazna snaga pretvarača određena je ukupnom snagom Tr, ali ne više od 600 W, jer Nemoguće je koristiti uparene snažne sklopke u ovom krugu - širenje vrijednosti naboja vrata MOSFET tranzistora je prilično značajno i prebacivanje sklopki će biti nejasno, zbog čega se oblik izlaznog napona može čak i pogoršati.

Prigušnica L1 je 5-6 zavoja žice promjera 2,4 mm na bakru, namotana na komad feritne šipke promjera 8-10 m i duljine 30-40 mm s korakom od 3,5-4 mm. Magnetski krug leptira za gas ne smije biti u kratkom spoju! Postavljanje strujnog kruga prilično je mukotrpan zadatak i zahtijeva puno iskustva: potrebno je odabrati L1, R11 i C5 prema najboljem obliku izlazne struje pod opterećenjem, kao u prethodnom. slučaj. Ali Hi-Fi, napajan iz ovog pretvarača, ostaje “hi-fi” i za najzahtjevnije uši.

Može li se bez transformatora?

Već će žica za namatanje za snažan transformator od 50 Hz koštati prilično novčić. Magnetske jezgre iz transformatora "lijesa" do 270 W sveukupno su manje-više dostupne, ali u pretvaraču iz toga ne možete izvući više od 120-150 W, a učinkovitost će u najboljem slučaju biti 0,7, jer Magnetske jezgre "kovčega" namotane su od debele trake, gubici vrtložnih struja u kojima su veliki pri nesinusoidnom naponu na namotima. Pronalaženje SL magnetske jezgre izrađene od tanke trake koja može isporučiti više od 350 W pri indukciji od 0,7 Tesla općenito je problematično, bit će skupo, a cijeli pretvarač bit će ogroman i težak. UPS transformatori nisu dizajnirani za čest rad u dugotrajnom načinu rada - zagrijavaju se i njihovi magnetski krugovi u pretvaračima brzo se degradiraju - magnetska svojstva se jako pogoršavaju, snaga pretvarača pada. Ima li izlaza?

Da, i ovo se rješenje često koristi u pretvaračima robnih marki. Ovo je električni most izrađen od sklopki na visokonaponskim tranzistorima s efektom polja s probojnim naponom od 400 V i strujom odvoda većom od 5 A. Prikladno iz primarnih krugova računalnih UPS-ova i iz starog smeća - KP904, itd.

Most se napaja s konstantnim 220 V DC iz jednostavnog pretvarača 12-220 s ispravljačem. Krakovi mosta otvaraju se u paru, poprečno, naizmjenično, a struja u teretu uključenom u dijagonalu mosta mijenja smjer; Upravljački krugovi svih tipki su galvanski odvojeni. U industrijskim dizajnima, tipke se kontroliraju posebnim uređajima. IC s optocoupler izolacijom, ali u amaterskim uvjetima oba se mogu zamijeniti s dodatnim pretvaračem male snage 12 V DC - 12 V 50 Hz, napajan malim transformatorom na hardveru, vidi sl. Magnetska jezgra za njega može se uzeti s kineskog tržišnog transformatora male snage. Zbog svoje električne inercije, kvaliteta izlaznog napona je čak bolja od modificiranog sinusnog vala.