Για να συνδέσετε μια ηλεκτρική συσκευή στο οικιακό σας δίκτυο, αρκεί ένα προστατευτικό υπέρτασης ή μονάδα αδιάκοπη παροχή ενέργειας. Αυτές οι συσκευές θα προστατεύουν τον εξοπλισμό από υπερτάσεις ρεύματος. Τι να κάνετε όμως εάν υπάρχει έντονη πτώση τάσης στο δίκτυο, ή εάν το ηλεκτρικό δίκτυο απαιτεί τη χρήση υψηλότερης ή χαμηλότερης τάσης. Για τέτοιες περιπτώσεις, μπορείτε να συναρμολογήσετε έναν σπιτικό μετατροπέα ηλεκτρικό ρεύμααπό 12V έως 220V. Για να γίνει αυτό, πρέπει να κατανοήσετε τις βασικές αρχές λειτουργίας αυτής της συσκευής.

Ένας μετατροπέας είναι μια συσκευή που μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει την τάση ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να αλλάξετε την τάση του κυκλώματος από 220V σε 380V και αντίστροφα. Ας εξετάσουμε την αρχή της κατασκευής ενός μετατροπέα από 12V σε 220V.

Αυτές οι συσκευές μπορούν να χωριστούν σε διάφορες κατηγορίες/τύπους, ανάλογα με τον λειτουργικό τους σκοπό:

• Ανορθωτές. Λειτουργούν με βάση την αρχή της μετατροπής εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα.
• Μετατροπείς. Λειτουργούν με αντίστροφη σειρά, μετατρέποντας το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο.
• Μετατροπείς συχνότητας. Αλλάζουν τα χαρακτηριστικά συχνότητας του ρεύματος στο κύκλωμα.
• Μετατροπείς τάσης. Αλλάξτε την τάση προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Μεταξύ αυτών είναι:
  • Εναλλαγή τροφοδοτικών.
  • Αδιάλειπτα τροφοδοτικά (UPS).
  • Μετασχηματιστές τάσης.

Επίσης, όλες οι συσκευές χωρίζονται σε δύο ομάδες - σύμφωνα με την αρχή ελέγχου:

1. Διαχειρίζεται.
2. Αχαλίνωτος.

Κοινά Σχέδια

Για να μετατρέψετε την τάση από ένα επίπεδο σε άλλο, χρησιμοποιήστε μετατροπείς παλμώνμε εγκατεστημένες επαγωγικές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας. Με βάση αυτό, διακρίνονται τρεις τύποι σχημάτων μετατροπής:

• Αναστρέφοντας.
• Ανύψωση.
• Υποβαθμίσεις.

Όλα τα παρακάτω κυκλώματα χρησιμοποιούν ηλεκτρικά εξαρτήματα:

1. Κύριο εξάρτημα μεταγωγής.
2. Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος.
3. Ένας πυκνωτής φίλτρου που συνδέεται παράλληλα με την αντίσταση φορτίου.
4. Επαγωγική αποθήκευση ενέργειας (τσοκ, επαγωγέας).
5. Δίοδος για μπλοκάρισμα.

Ο συνδυασμός αυτών των στοιχείων σε μια συγκεκριμένη σειρά σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε οποιοδήποτε από τα παραπάνω σχήματα.

Απλός μετατροπέας παλμών

Ο πιο βασικός μετατροπέας μπορεί να συναρμολογηθεί από περιττά εξαρτήματα από μια παλιά μονάδα συστήματος υπολογιστή. Ένα σημαντικό μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι τάση εξόδουΤο 220V απέχει πολύ από το ιδανικό ως προς το σχήμα του ημιτονοειδούς κύματος, έχει συχνότητα που υπερβαίνει τα τυπικά 50 Hz. Δεν συνιστάται η σύνδεση ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών σε μια τέτοια συσκευή.

Αυτό το σχέδιο χρησιμοποιεί ένα ενδιαφέρον τεχνική λύση. Για σύνδεση με τον μετατροπέα εξοπλισμού με μπλοκ παλμώνΤα τροφοδοτικά (για παράδειγμα, ένας φορητός υπολογιστής) χρησιμοποιούν ανορθωτές με πυκνωτές εξομάλυνσης στην έξοδο της συσκευής. Το μόνο αρνητικό είναι ότι ο προσαρμογέας θα λειτουργήσει μόνο εάν η πολικότητα της τάσης εξόδου της πρίζας ταιριάζει με την τάση του ανορθωτή που είναι ενσωματωμένος στον προσαρμογέα.

Για απλούς καταναλωτές ενέργειας, η σύνδεση μπορεί να γίνει απευθείας στην έξοδο του μετασχηματιστή TR1. Ας εξετάσουμε τα κύρια συστατικά αυτού του σχήματος:

• Αντίσταση R1 και πυκνωτής C2 - ρυθμίστε τη συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα.
• Ελεγκτής PWM TL494. Η βάση του όλου συστήματος.
• Τα τρανζίστορ εφέ πεδίου ισχύος Q1 και Q2 χρησιμοποιούνται για μεγαλύτερη απόδοση. Τοποθετείται σε καλοριφέρ αλουμινίου.
• Τα τρανζίστορ IRFZ44 μπορούν να αντικατασταθούν με IRFZ46 ή IRFZ48 με παρόμοια χαρακτηριστικά.
• Οι δίοδοι D1 και D2 μπορούν επίσης να αντικατασταθούν με FR107, FR207.

Εάν το κύκλωμα περιλαμβάνει τη χρήση ενός κοινού ψυγείου, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε τρανζίστορ μέσω μονωτικών αποστατών. Σύμφωνα με το σχήμα, το τσοκ εξόδου τυλίγεται σε έναν δακτύλιο φερρίτη από το τσοκ, ο οποίος αφαιρείται επίσης από την τροφοδοσία του υπολογιστή. Η κύρια περιέλιξη είναι κατασκευασμένη από σύρμα 0,6 mm. Θα πρέπει να έχει 10 στροφές με βρύση από τη μέση. Ένα δευτερεύον τύλιγμα που αποτελείται από 80 στροφές τυλίγεται πάνω του. Ο μετασχηματιστής εξόδου μπορεί επίσης να αφαιρεθεί από ένα περιττό UPS.

Το σχέδιο είναι πολύ απλό. Όταν συναρμολογηθεί σωστά, αρχίζει να λειτουργεί αμέσως και δεν απαιτεί λεπτή ρύθμιση. Θα μπορεί να παρέχει ρεύμα έως και 2,5 A στο φορτίο, αλλά ο βέλτιστος τρόπος λειτουργίας θα είναι ρεύμα όχι μεγαλύτερο από 1,5 A - και αυτό είναι περισσότερο από 300 W ισχύος.

ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝ: Σε ένα κατάστημα, ένας παρόμοιος μετατροπέας κοστίζει περίπου 3-4 χιλιάδες ρούβλια.

Κύκλωμα μετατροπέα με έξοδο AC

Αυτό το σχέδιο είναι επίσης γνωστό στους ραδιοερασιτέχνες της ΕΣΣΔ. Ωστόσο, αυτό δεν το καθιστά αναποτελεσματικό. Αντίθετα, έχει αποδειχθεί πολύ καλά, και το κύριο πλεονέκτημά του είναι η απόκτηση ενός σταθερού εναλλασσόμενο ρεύμαμε τάση 220V και συχνότητα 50 Hz.

Το μικροκύκλωμα K561TM2, το οποίο είναι μια σκανδάλη D διπλού τύπου, λειτουργεί ως γεννήτρια ταλαντώσεων. Αυτό το στοιχείο μπορεί να αντικατασταθεί με ένα ξένο ανάλογο CD4013.

Ο ίδιος ο μετατροπέας έχει δύο βραχίονες ισχύος χτισμένους σε διπολικά τρανζίστορ KT827A. Έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα σε σύγκριση με τα νέα τρανζίστορ πεδίου - αυτά τα εξαρτήματα ζεσταίνονται πολύ όταν είναι ανοιχτά, γεγονός που οφείλεται σε υψηλές τιμές αντίστασης. Ο μετατροπέας λειτουργεί σε χαμηλή συχνότητα, επομένως ένας ισχυρός πυρήνας από χάλυβα χρησιμοποιείται στον μετασχηματιστή.

Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν παλιό μετασχηματιστή δικτύου TC-180. Όπως και άλλοι μετατροπείς που βασίζονται σε απλά κυκλώματα PWM, παράγει μια σημαντικά διαφορετική ημιτονοειδή κυματομορφή τάσης. Ωστόσο, αυτό το μειονέκτημα μετριάζεται ελαφρώς από την υψηλή αυτεπαγωγή των περιελίξεων του μετασχηματιστή και του πυκνωτή εξόδου C7.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Μερικές φορές ο μετασχηματιστής μπορεί να παράγει ένα αισθητό βουητό κατά τη λειτουργία. Αυτό υποδηλώνει πρόβλημα με το κύκλωμα.

Απλός μετατροπέας τρανζίστορ

Αυτό το σχήμα δεν διαφέρει πολύ από αυτά που παρουσιάστηκαν παραπάνω. Η κύρια διαφορά είναι η χρήση μιας ορθογώνιας γεννήτριας παλμών που βασίζεται σε διπολικά τρανζίστορ.

Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η ικανότητα του μετατροπέα να παραμένει λειτουργικός ακόμη και με πολύ χαμηλή μπαταρία. Σε αυτή την περίπτωση, το εύρος της τάσης εισόδου μπορεί να είναι από 3,5 έως 18 V. Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα ενός τέτοιου μετατροπέα. Δεδομένου ότι το κύκλωμα δεν έχει σταθεροποιητή στην έξοδο, είναι δυνατές πτώσεις τάσης, για παράδειγμα, όταν η μπαταρία είναι αποφορτισμένη. Επειδή αυτό το καθεστώςείναι επίσης χαμηλής συχνότητας, επιλέγεται ένας μετασχηματιστής για αυτόν παρόμοιος με αυτόν που είναι εγκατεστημένος στον μετατροπέα με βάση το μικροκύκλωμα K561TM2.

Βελτιώσεις σε κυκλώματα μετατροπέα

Τα παραπάνω διαγράμματα δεν μπορούν να συγκριθούν με εργοστασιακά προϊόντα. Είναι απλά και κακώς λειτουργικά. Για να βελτιώσετε τα χαρακτηριστικά τους, μπορείτε να καταφύγετε σε αρκετά απλές τροποποιήσεις που αυξάνουν την απόδοση της συσκευής.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Οποιαδήποτε ηλεκτρική και ηλεκτρονική εγκατάσταση πραγματοποιείται με αποσυνδεδεμένη την πηγή ρεύματος. Πριν ελέγξετε το κύκλωμα, ελέγξτε όλες τις εισόδους και τις εξόδους με ένα πολύμετρο - αυτό θα αποφύγει δυσάρεστες συνέπειες.

Αυξημένη ισχύς εξόδου

Τα κυκλώματα που συζητήθηκαν παραπάνω βασίζονται στην ίδια αρχή - η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή συνδέεται μέσω ενός βασικού εξαρτήματος (τρανζίστορ εξόδου βραχίονα). Συνδέεται στην είσοδο της πηγής ισχύος για χρόνο που καθορίζεται από τη συχνότητα και τον κύκλο λειτουργίας του κύριου ταλαντωτή. Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργούνται παλμοί μαγνητικού πεδίου, συναρπαστικοί παλμοί κοινής λειτουργίας στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή με τάση ίση με την τάση στο πρωτεύον τύλιγμα πολλαπλασιαζόμενη με την αναλογία του αριθμού των στροφών στις περιελίξεις.

Αντίστοιχα, το ρεύμα διέρχεται από το τρανζίστορ εξόδου. Σε αυτή την περίπτωση, είναι ίσο με το ρεύμα φορτίου πολλαπλασιασμένο με την αντίστροφη αναλογία στροφών (λόγος μετασχηματισμού). Αποδεικνύεται ότι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να περάσει το τρανζίστορ καθορίζει τη μέγιστη ισχύ του μετατροπέα.

Δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την αύξηση της ισχύος εξόδου:

• Εγκατάσταση πιο ισχυρού τρανζίστορ.
• Χρήση παράλληλης σύνδεσης πολλών τρανζίστορ χαμηλής ισχύοςσε έναν ώμο.

Για σπιτικό μετατροπέαΕίναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε τη δεύτερη μέθοδο, καθώς σας επιτρέπει να διατηρήσετε τη λειτουργικότητα της συσκευής εάν ένα από τα τρανζίστορ αποτύχει. Επιπλέον, τέτοια τρανζίστορ κοστίζουν λιγότερα χρήματα.

Ελλείψει εσωτερικής προστασίας υπερφόρτωσης, αυτή η μέθοδος αυξάνει σημαντικά τη δυνατότητα επιβίωσης του μετατροπέα. Μειώνει επίσης τη συνολική θέρμανση των εσωτερικών εξαρτημάτων όταν λειτουργούν με το ίδιο φορτίο.

Αυτόματη απενεργοποίηση όταν η μπαταρία είναι χαμηλή

Αυτά τα συστήματα έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα. Δεν παρέχουν εξάρτημα που μπορεί να απενεργοποιήσει αυτόματα τον μετατροπέα σε περίπτωση κρίσιμης πτώσης τάσης. Αλλά η επίλυση αυτού του προβλήματος είναι αρκετά απλή. Αρκεί να εγκαταστήσετε ένα κανονικό ρελέ αυτοκινήτου ως διακόπτη κυκλώματος.

Το ρελέ έχει τη δική του κρίσιμη τάση στην οποία κλείνουν οι επαφές του. Επιλέγοντας την αντίσταση της αντίστασης R1, η οποία θα είναι περίπου το 10% της αντίστασης της περιέλιξης του ρελέ, ρυθμίζεται η στιγμή της διακοπής της επαφής. Αυτή η επιλογή φαίνεται στο διάγραμμα.

Αυτή η επιλογή είναι αρκετά πρωτόγονη. Για να σταθεροποιηθεί η λειτουργία, ο μετατροπέας συμπληρώνεται με ένα απλό κύκλωμα ελέγχου που διατηρεί το κατώφλι απενεργοποίησης πολύ καλύτερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια. Η ρύθμιση κατωφλίου απόκρισης σε αυτήν την περίπτωση υπολογίζεται επιλέγοντας την αντίσταση R3.

Ανίχνευση σφαλμάτων μετατροπέα

Τα κυκλώματα που περιγράφονται παραπάνω έχουν συχνά δύο συγκεκριμένα ελαττώματα:

1. Δεν υπάρχει τάση στην έξοδο του μετασχηματιστή.
2. Χαμηλή τάση στην έξοδο του μετασχηματιστή.

Ας δούμε τρόπους διάγνωσης αυτών των βλαβών:

• Βλάβη όλων των βραχιόνων του μετατροπέα ή αστοχία της γεννήτριας PWM. Μπορείτε να ελέγξετε τη βλάβη χρησιμοποιώντας μια δίοδο. Ένα λειτουργικό PWM θα δείξει κυματισμό στη δίοδο όταν είναι συνδεδεμένη στις πύλες των τρανζίστορ. Αξίζει επίσης να ελέγξετε την ακεραιότητα της περιέλιξης του μετασχηματιστή "για ανοιχτό" παρουσία ενός σήματος ελέγχου.
• Μια ισχυρή πτώση της τάσης είναι το κύριο σημάδι ότι ένας βραχίονας ισχύος έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η εύρεση μιας βλάβης δεν είναι δύσκολη. Ένα αποτυχημένο τρανζίστορ θα έχει ψυχρή ψύκτρα. Για την επισκευή, θα χρειαστεί να αντικαταστήσετε το κλειδί του μετατροπέα.

συμπέρασμα

Η κατασκευή ενός μετατροπέα στο σπίτι δεν είναι δύσκολη. Το κύριο πράγμα είναι να ακολουθήσετε τη σειρά των συνδέσεων και να επιλέξετε σωστά τα εξαρτήματα. Είναι καλύτερο να συναρμολογήσετε έναν μετατροπέα με ενσωματωμένους μηχανισμούς προστασίας που θα προστατεύουν τη συσκευή όταν πέσει η τάση της μπαταρίας.

Ένας μετατροπέας 12V/220V είναι απαραίτητο στοιχείο σε ένα νοικοκυριό. Μερικές φορές είναι απλά απαραίτητο: το δίκτυο, για παράδειγμα, έχει εξαφανιστεί και το τηλέφωνο είναι νεκρό και υπάρχει κρέας στο ψυγείο. Η ζήτηση καθορίζει την προσφορά: για έτοιμα μοντέλα 1 kW ή περισσότερο, από τα οποία μπορείτε να τροφοδοτήσετε οποιαδήποτε ηλεκτρική συσκευή, θα πρέπει να πληρώσετε κάπου από 150 $. Πιθανώς πάνω από $300. Ωστόσο, η κατασκευή ενός μετατροπέα τάσης με τα χέρια σας στην εποχή μας είναι προσβάσιμη σε οποιονδήποτε ξέρει πώς να κολλήσει: η συναρμολόγηση του από ένα έτοιμο σύνολο εξαρτημάτων θα κοστίσει τρεις έως τέσσερις φορές λιγότερο + λίγη δουλειά και μέταλλο από σκουπίδια σκουπιδιών. Αν υπάρχει για το αυτοκίνητο μπαταρίες(μπαταρία), μπορείτε γενικά να ξοδέψετε 300-500 ρούβλια. Και αν έχετε επίσης βασικές δεξιότητες ραδιοερασιτεχνών, τότε, αφού ψάξετε στο απόθεμα, είναι πολύ πιθανό να φτιάξετε έναν μετατροπέα 12V DC/220V AC 50Hz για 500-1200 W χωρίς κόστος. Ας εξετάσουμε τις πιθανές επιλογές.

Επιλογές: Παγκόσμια

Ένας μετατροπέας τάσης 12-220 V για την τροφοδοσία φορτίου έως 1000 W ή περισσότερο μπορεί γενικά να κατασκευαστεί ανεξάρτητα με τους ακόλουθους τρόπους (με σειρά αύξησης του κόστους):

1. Τοποθετήστε μια έτοιμη μονάδα σε θήκη με ψύκτρα από Avito, Ebay ή AliExpress. Αναζήτηση για "inverter 220" ή "inverter 12/220". μπορείτε να προσθέσετε αμέσως την απαιτούμενη ισχύ. Θα κοστίσει περίπου. τη μισή τιμή από το ίδιο εργοστασιακό. Δεν απαιτούνται ηλεκτρολογικές δεξιότητες, αλλά - δείτε παρακάτω.
2. Συναρμολογήστε το ίδιο από το κιτ: πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος + "σκόρπια" εξαρτήματα. Μπορεί να αγοραστεί εκεί, αλλά το diy προστίθεται στο αίτημα, που σημαίνει αυτοσυναρμολόγηση. Τιμή ακόμα περίπου. 1,5 φορές χαμηλότερα. Χρειάζεστε βασικές δεξιότητες στα ραδιοηλεκτρονικά: χρήση πολύμετρου, γνώση της καλωδίωσης (pinouts) των τερματικών ενεργών στοιχείων ή την ικανότητα αναζήτησης τους, τους κανόνες για τη συμπερίληψη πολικών εξαρτημάτων (δίοδοι, ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές) και τη δυνατότητα προσδιορισμού του ρεύματος και των καλωδίων διατομής που χρειάζονται.
3. Προσαρμόστε ένα αδιάλειπτο τροφοδοτικό υπολογιστή (UPS, UPS) στον μετατροπέα. Ένα μεταχειρισμένο UPS που λειτουργεί χωρίς τυπική μπαταρία μπορεί να βρεθεί για 300-500 ρούβλια. Δεν χρειάζεστε δεξιότητες - απλά συνδέστε την μπαταρία του αυτοκινήτου στο UPS. Αλλά θα πρέπει να το φορτίσετε ξεχωριστά, δείτε επίσης παρακάτω?
4. Επιλέξτε μια μέθοδο μετατροπής, ένα διάγραμμα (δείτε παρακάτω) σύμφωνα με τις ανάγκες σας και τη διαθεσιμότητα των ανταλλακτικών, υπολογίστε και συναρμολογήστε πλήρως μόνοι σας. Μπορεί να είναι εντελώς δωρεάν, αλλά εκτός από τις βασικές ηλεκτρονικές δεξιότητες θα χρειαστείτε τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσετε κάποιες ειδικές όργανα μέτρησης(δείτε επίσης παρακάτω) και εκτελέστε απλούς μηχανικούς υπολογισμούς.

Από μια ολοκληρωμένη ενότητα

Μέθοδοι συναρμολόγησης σύμφωνα με τις παραγράφους. Το 1 και το 2 στην πραγματικότητα δεν είναι τόσο απλά. Τα περιβλήματα των έτοιμων εργοστασιακών μετατροπέων χρησιμεύουν επίσης ως ψύκτρες για ισχυρούς διακόπτες τρανζίστορ στο εσωτερικό. Εάν πάρετε ένα "ημικατεργασμένο προϊόν" ή "χαλαρό", τότε δεν θα υπάρχει στέγαση για αυτούς: δεδομένου του τρέχοντος κόστους των ηλεκτρονικών, της χειρωνακτικής εργασίας και των μη σιδηρούχων μετάλλων, η διαφορά στις τιμές εξηγείται ακριβώς από την απουσία το δεύτερο και, ενδεχομένως, το τρίτο. Δηλαδή θα πρέπει να φτιάξεις μόνος σου ένα καλοριφέρ για ισχυρά κλειδιά ή να ψάξεις για έτοιμο αλουμινένιο. Το πάχος του στη θέση εγκατάστασης των κλειδιών πρέπει να είναι τουλάχιστον 4 mm και η περιοχή για κάθε κλειδί πρέπει να είναι τουλάχιστον 50 τετραγωνικά μέτρα. δείτε για κάθε kW ισχύος εξόδου. με φύσημα από 12 V υπολογιστή fan-cooler 110-130 mA – από 30 τ. Κλειδί cm*kW*.

Για παράδειγμα, υπάρχουν 2 πλήκτρα σε ένα σετ (ενότητα) (μπορούν να φαίνονται, προεξέχουν από τον πίνακα, δείτε στα αριστερά στο σχήμα). Οι μονάδες με κλειδιά στο ψυγείο (δεξιά στο σχήμα) είναι πιο ακριβές και έχουν σχεδιαστεί για μια ορισμένη, συνήθως όχι πολύ υψηλή ισχύ. Δεν υπάρχει ψυγείο, η απαιτούμενη ισχύς είναι 1,5 kW. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεστε ένα καλοριφέρ 150 τ. βλέπε Εκτός από αυτό, υπάρχουν επίσης κιτ εγκατάστασης για κλειδιά: μονωτικά θερμοαγώγιμα παρεμβύσματα και εξαρτήματα για βίδες στερέωσης - μονωτικά κύπελλα και ροδέλες. Εάν η μονάδα έχει θερμική προστασία (θα υπάρχει κάποιο άλλο κομμάτι που προεξέχει ανάμεσα στα πλήκτρα - ένας θερμικός αισθητήρας), τότε λίγη θερμική πάστα για να την κολλήσετε στο ψυγείο. Σύρματα - φυσικά, δείτε παρακάτω.

Από την UPS

Ο μετατροπέας 12V DC/220V AC 50Hz, στον οποίο μπορείτε να συνδέσετε οποιεσδήποτε συσκευές εντός του επιτρεπόμενου ορίου ισχύος, κατασκευάζεται από ένα UPS υπολογιστή πολύ απλά: τα τυπικά καλώδια της μπαταρίας "σας" αντικαθίστανται με μακρά καλώδια με σφιγκτήρες για την μπαταρία του αυτοκινήτου τερματικά. Η διατομή του σύρματος υπολογίζεται με βάση την επιτρεπόμενη πυκνότητα ρεύματος 20-25 A/sq. mm, βλέπε επίσης παρακάτω. Αλλά λόγω μιας μη τυπικής μπαταρίας, μπορεί να προκύψουν προβλήματα - με αυτό, και είναι πιο ακριβό και πιο απαραίτητο από έναν μετατροπέα.

Το UPS χρησιμοποιεί επίσης μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Αυτή είναι σήμερα η μόνη ευρέως διαθέσιμη δευτερεύουσα χημική πηγή ενέργειας ικανή να παρέχει τακτικά μεγάλα ρεύματα (επιπλέον ρεύματα) χωρίς να «σκοτώνεται» εντελώς σε 10-15 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης. Στην αεροπορία, χρησιμοποιούνται μπαταρίες αργύρου-ψευδάργυρου, οι οποίες είναι ακόμα πιο ισχυρές, αλλά είναι τερατωδώς ακριβές, δεν είναι ευρέως διαθέσιμες και η διάρκεια ζωής τους είναι αμελητέα για τα καθημερινά πρότυπα - περίπου. 150 κύκλοι.

Η εκφόρτιση των μπαταριών οξέος παρακολουθείται ξεκάθαρα από την τάση στην τράπεζα και ο ελεγκτής του UPS δεν θα επιτρέψει την υπερβολική αποφόρτιση της «ξένης» μπαταρίας. Αλλά στις τυπικές μπαταρίες UPS ο ηλεκτρολύτης είναι gel, ενώ στις μπαταρίες αυτοκινήτου είναι υγρό. Οι τρόποι φόρτισης και στις δύο περιπτώσεις είναι σημαντικά διαφορετικοί: τα ίδια ρεύματα δεν μπορούν να περάσουν μέσω της γέλης όπως μέσω ενός υγρού, και σε έναν υγρό ηλεκτρολύτη, εάν το ρεύμα φόρτισης είναι πολύ χαμηλό, η κινητικότητα των ιόντων θα είναι χαμηλή και όχι όλων θα επιστρέψουν στις θέσεις τους στα ηλεκτρόδια. Ως αποτέλεσμα, το UPS θα υποφορτίσει χρονίως την μπαταρία του αυτοκινήτου σύντομα θα γίνει θειωμένη και θα καταστεί εντελώς άχρηστη. Επομένως, απαιτείται φορτιστής μπαταρίας για τον μετατροπέα στο UPS. Μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας, αλλά αυτό είναι άλλο θέμα.

Μπαταρία και ρεύμα

Η καταλληλότητα του μετατροπέα για συγκεκριμένο σκοπό εξαρτάται επίσης από την μπαταρία. Ένας μετατροπέας ενισχυτικής τάσης δεν παίρνει ενέργεια για τους καταναλωτές από τη «σκοτεινή ύλη» του Σύμπαντος, τις μαύρες τρύπες, το άγιο πνεύμα ή οπουδήποτε αλλού ακριβώς. Μόνο από την μπαταρία. Και από αυτό θα πάρει την ισχύ που παρέχεται στους καταναλωτές, διαιρούμενη με την απόδοση του ίδιου του μετατροπέα.

Αν δείτε "6800W" ή περισσότερο στο σώμα ενός επώνυμου μετατροπέα, πιστέψτε στα μάτια σας. Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά καθιστούν δυνατή την τοποθέτηση ακόμη πιο ισχυρών συσκευών στον όγκο ενός πακέτου τσιγάρων. Αλλά ας υποθέσουμε ότι χρειαζόμαστε ισχύ φορτίου 1000 W και έχουμε μια κανονική μπαταρία αυτοκινήτου 12 V 60 A/h στη διάθεσή μας. Η τυπική τιμή της απόδοσης του μετατροπέα είναι 0,8. Αυτό σημαίνει ότι θα χρειαστούν περίπου. 100 Α. Για ένα τέτοιο ρεύμα χρειάζονται και σύρματα διατομής 5 τετραγωνικών μέτρων. mm (βλ. παραπάνω), αλλά αυτό δεν είναι το κύριο πράγμα εδώ.

Οι λάτρεις των αυτοκινήτων ξέρουν: εάν λειτουργείτε τη μίζα για 20 λεπτά, αγοράστε μια νέα μπαταρία. Είναι αλήθεια ότι τα νέα μηχανήματα έχουν χρονικούς περιορισμούς για τη λειτουργία του, οπότε ίσως δεν το γνωρίζουν. Και σίγουρα δεν γνωρίζουν όλοι ότι η μίζα ενός επιβατικού αυτοκινήτου, μόλις περιστραφεί, παίρνει ρεύμα περίπου. 75 A (εντός 0,1-0,2 δευτερολέπτων κατά την εκκίνηση - έως 600 A). Ο απλούστερος υπολογισμός - και αποδεικνύεται ότι εάν ο μετατροπέας δεν διαθέτει αυτόματο εξοπλισμό που περιορίζει την εκφόρτιση της μπαταρίας, τότε ο δικός μας θα εξαντληθεί εντελώς σε 15 λεπτά. Επιλέξτε ή σχεδιάστε λοιπόν τον μετατροπέα σας λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητες της υπάρχουσας μπαταρίας.

Σημείωση:Αυτό συνεπάγεται ένα τεράστιο πλεονέκτημα των μετατροπέων 12/220 V που βασίζονται σε UPS υπολογιστών - ο ελεγκτής τους δεν θα επιτρέψει στην μπαταρία να αδειάσει εντελώς.

Η διάρκεια ζωής των μπαταριών οξέος δεν μειώνεται αισθητά εάν αποφορτιστούν με ρεύμα 2 ωρών (12 A για 60 A/h, 24 A για 120 A/h και 42 A για 210 A/h). Λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση μετατροπής, αυτό δίνει μια επιτρεπόμενη μακροπρόθεσμη ισχύ φορτίου περίπου. 120 W, 230 W και 400 W αντίστοιχα. Για 10 λεπτά. φορτίο (για παράδειγμα, για να τροφοδοτήσετε ένα ηλεκτρικό εργαλείο), μπορεί να αυξηθεί κατά 2,5 φορές, αλλά μετά από αυτό το ABC πρέπει να ακινητοποιηθεί για τουλάχιστον 20 λεπτά.

Γενικά, το αποτέλεσμα δεν είναι καθόλου κακό. Από τα συνηθισμένα οικιακά ηλεκτρικά εργαλεία, μόνο ο μύλος μπορεί να πάρει 1000-1300 W. Τα υπόλοιπα, κατά κανόνα, κοστίζουν έως 400 W και τα κατσαβίδια έως 250 W. Ένα ψυγείο από μπαταρία 12 V 60 A/h θα λειτουργεί μέσω ενός μετατροπέα για 1,5-5 ώρες. αρκετά για να αποδεχθεί απαραίτητα μέτρα. Επομένως, η κατασκευή ενός μετατροπέα 1 kW για μια μπαταρία 60 A/h είναι λογικό.

Ποια θα είναι η έξοδος;

Προκειμένου να μειωθεί το βάρος και το μέγεθος της συσκευής, με σπάνιες εξαιρέσεις (βλ. παρακάτω), οι μετατροπείς τάσης λειτουργούν σε αυξημένες συχνότητες από εκατοντάδες Hz σε μονάδες και δεκάδες kHz. Κανένας καταναλωτής δεν θα δεχτεί ρεύμα τέτοιας συχνότητας και η απώλεια της ενέργειάς του στη συμβατική καλωδίωση θα είναι τεράστια. Επομένως, οι μετατροπείς 12-200 έχουν κατασκευαστεί για την ακόλουθη τάση εξόδου. τύποι:

• Σταθερή ανόρθωση 220 V (220 V AC). Κατάλληλο για τροφοδοσία φορτιστών τηλεφώνων, τα περισσότερα τροφοδοτικά (PS) για tablet, λαμπτήρες πυρακτώσεως, οικιακές βοηθούς φθορισμού και λαμπτήρες LED. Με ισχύ 150-250 W, είναι ιδανικά για ηλεκτρικά εργαλεία χειρός: η ισχύς συνεχούς ρεύματος που καταναλώνουν μειώνεται ελαφρώς και η ροπή αυξάνεται. Δεν είναι κατάλληλο για εναλλαγή τροφοδοτικών (UPS) τηλεοράσεων, υπολογιστών, φορητών υπολογιστών, φούρνων μικροκυμάτων κ.λπ. με ισχύ μεγαλύτερη από 40-50 W: αυτά έχουν αναγκαστικά το λεγόμενο. μια μονάδα εκκίνησης, για την κανονική λειτουργία της οποίας η τάση δικτύου πρέπει περιοδικά να διέρχεται από το μηδέν. Ακατάλληλο και επικίνδυνο για συσκευές με μετασχηματιστές ισχύος σε σίδερο και ηλεκτρικούς κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος: σταθερά ηλεκτρικά εργαλεία, ψυγεία, κλιματιστικά, οι περισσότεροι ήχοι Hi-Fi, επεξεργαστές τροφίμων, μερικές ηλεκτρικές σκούπες, καφετιέρες, μύλοι καφέ και φούρνοι μικροκυμάτων (για τους τελευταίους - λόγω της παρουσίας τραπεζιού περιστροφικού κινητήρα).
• Τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα (δείτε παρακάτω) - κατάλληλο για οποιονδήποτε καταναλωτή, εκτός από ήχο Hi-Fi με UPS, άλλες συσκευές με UPS από 40-50 W (βλ. παραπάνω) και, συχνά τοπικά συστήματα ασφαλείας, μετεωρολογικοί σταθμοί στο σπίτι κ.λπ. με ευαίσθητους αναλογικούς αισθητήρες.
• Καθαρό ημιτονοειδές - κατάλληλο χωρίς περιορισμούς, εκτός από ρεύμα, για οποιουσδήποτε καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας.

Ημίτονο ή ψευδοσίνη;

Προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση, η μετατροπή τάσης πραγματοποιείται όχι μόνο σε υψηλότερες συχνότητες, αλλά και με ετεροπολικούς παλμούς. Ωστόσο, είναι αδύνατο να τροφοδοτηθούν πολλές καταναλωτικές συσκευές με μια ακολουθία πολυπολικών ορθογώνιων παλμών (ο λεγόμενος μαίανδρος): μεγάλες υπερτάσεις στα μέτωπα του μαιάνδρου με έστω και ελαφρώς αντιδραστικό φορτίο θα οδηγήσουν σε μεγάλες απώλειες ενέργειας και μπορεί να προκαλέσουν δυσλειτουργία του καταναλωτή. Ωστόσο, είναι επίσης αδύνατο να σχεδιαστεί ένας μετατροπέας για ημιτονοειδές ρεύμα - η απόδοση δεν θα υπερβαίνει περίπου. 0.6.

Μια αθόρυβη, αλλά σημαντική επανάσταση σε αυτόν τον κλάδο συνέβη όταν αναπτύχθηκαν μικροκυκλώματα ειδικά για μετατροπείς τάσης, σχηματίζοντας το λεγόμενο. ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές (αριστερά στο σχήμα), αν και θα ήταν πιο σωστό να το ονομάσουμε ψευδο-, μετα-, οιονεί-, κ.λπ. ημιτονοειδής. Το τρέχον σχήμα του τροποποιημένου ημιτονοειδούς είναι βαθμιδωτό και τα μέτωπα των παλμών παρατείνονται (τα μέτωπα του μαιάνδρου συχνά δεν είναι καθόλου ορατά στην οθόνη ενός παλμογράφου καθοδικών ακτίνων). Χάρη σε αυτό, οι καταναλωτές με μετασχηματιστές σε σίδερο ή αισθητή αντιδραστικότητα (ασύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες) «κατανοούν» το κύμα ψευδοσίνης «ως πραγματικό» και εργάζονται σαν να μην είχε συμβεί τίποτα. Ο ήχος Hi-Fi με μετασχηματιστή δικτύου σε υλικό μπορεί να τροφοδοτηθεί με ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα. Επιπλέον, το τροποποιημένο ημιτονοειδές μπορεί να είναι επαρκώς με απλούς τρόπουςεξομάλυνση σε "σχεδόν πραγματικό", οι διαφορές από το καθαρό σε έναν παλμογράφο είναι μόλις ορατές με το μάτι. Οι μετατροπείς τύπου "Pure Sine" δεν είναι πολύ πιο ακριβοί από τους συμβατικούς, στα δεξιά στην Εικ.

Ωστόσο, δεν συνιστάται η λειτουργία συσκευών με ιδιότροπα αναλογικά εξαρτήματα και UPS από τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα. Τα τελευταία είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητα. Το γεγονός είναι ότι η μεσαία πλατφόρμα του τροποποιημένου ημιτονοειδούς δεν είναι μια καθαρή μηδενική τάση. Η μονάδα εκκίνησης του UPS από ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα δεν λειτουργεί καθαρά και ολόκληρο το UPS ενδέχεται να μην εξέλθει από τη λειτουργία εκκίνησης σε κατάσταση λειτουργίας. Ο χρήστης το βλέπει στην αρχή ως άσχημες δυσλειτουργίες και μετά βγαίνει καπνός από τη συσκευή, όπως στο αστείο. Επομένως, οι συσκευές στο UPS πρέπει να τροφοδοτούνται από μετατροπείς τύπου Pure Sine.

Φτιάχνουμε μόνοι μας τον μετατροπέα

Έτσι, προς το παρόν είναι ξεκάθαρο ότι είναι καλύτερο να φτιάξετε έναν μετατροπέα για έξοδο 220 V 50 Hz, αν και θα θυμόμαστε και την έξοδο AC. Στην πρώτη περίπτωση, για να ελέγξετε τη συχνότητα θα χρειαστείτε έναν μετρητή συχνότητας: ο κανόνας για τις διακυμάνσεις στη συχνότητα του δικτύου τροφοδοσίας είναι 48-53 Hz. Οι ηλεκτροκινητήρες AC είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στις αποκλίσεις του: όταν η συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας φτάσει τα όρια ανοχής, θερμαίνονται και «φεύγουν» από την ονομαστική ταχύτητα. Το τελευταίο είναι πολύ επικίνδυνο για τα ψυγεία και τα κλιματιστικά μπορεί να χαλάσουν ανεπανόρθωτα λόγω αποσυμπίεσης. Αλλά δεν χρειάζεται να αγοράσουμε, να νοικιάσουμε ή να ζητιανέψουμε για δάνειο έναν ακριβή και πολυλειτουργικό ηλεκτρονικό μετρητή συχνοτήτων - δεν χρειαζόμαστε την ακρίβειά του. Είτε ένας ηλεκτρομηχανικός μετρητής συχνότητας συντονισμού (θέση 1 στο σχήμα) είτε ένας δείκτης οποιουδήποτε συστήματος, θέ. 2:

Και τα δύο είναι φθηνά, πωλούνται στο Διαδίκτυο και σε μεγάλες πόλεις σε εξειδικευμένα καταστήματα ηλεκτρικών ειδών. Ένας παλιός μετρητής συχνότητας συντονισμού μπορεί να βρεθεί στην αγορά σιδήρου και ο ένας ή ο άλλος, μετά τη ρύθμιση του μετατροπέα, είναι πολύ κατάλληλος για την παρακολούθηση της συχνότητας δικτύου στο σπίτι - ο μετρητής δεν ανταποκρίνεται στη σύνδεσή τους στο δίκτυο.

50 Hz από υπολογιστή

Στις περισσότερες περιπτώσεις, απαιτείται ισχύς 220 V 50 Hz από καταναλωτές που δεν είναι ιδιαίτερα ισχυροί, έως 250-350 W. Στη συνέχεια, η βάση για έναν μετατροπέα 12/220 V 50 Hz μπορεί να είναι ένα UPS από έναν παλιό υπολογιστή - εάν, φυσικά, κάποιος είναι ξαπλωμένος στα σκουπίδια ή κάποιος το πουλάει φτηνά. Η ισχύς που παρέχεται στο φορτίο θα είναι περίπου. 0,7 από την ονομαστική UPS. Για παράδειγμα, εάν στο σώμα του είναι γραμμένο "250W", τότε συσκευές έως 150-170 W μπορούν να συνδεθούν άφοβα. Χρειάζεστε περισσότερα - πρέπει πρώτα να το δοκιμάσετε σε ένα φορτίο λαμπτήρων πυρακτώσεως. Διήρκεσε 2 ώρες – μπορεί να προσφέρει τέτοια ισχύ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Πώς να φτιάξετε έναν μετατροπέα 12V DC/220V AC 50Hz από μονάδα υπολογιστήτροφοδοτικό, δείτε το βίντεο παρακάτω.

Βίντεο: ένας απλός μετατροπέας 12-220 από τροφοδοτικό υπολογιστή

Κλειδιά

Ας υποθέσουμε ότι δεν υπάρχει UPS υπολογιστή ή χρειάζεστε περισσότερη ισχύ. Τότε η επιλογή των βασικών στοιχείων γίνεται σημαντική: πρέπει να αλλάζουν υψηλά ρεύματα με ελάχιστες απώλειες μεταγωγής, να είναι αξιόπιστα και οικονομικά. Από αυτή την άποψη, τα διπολικά τρανζίστορ και τα θυρίστορ γίνονται με σιγουριά παρελθόν σε αυτόν τον τομέα εφαρμογής.

Η δεύτερη επανάσταση στον κλάδο των μετατροπέων συνδέεται με την εμφάνιση ισχυρών τρανζίστορ φαινομένου πεδίου ("τρανζίστορ πεδίου"), τα λεγόμενα. κατακόρυφη δομή. Ωστόσο, έχουν φέρει επανάσταση σε ολόκληρη την τεχνολογία παροχής ρεύματος για συσκευές χαμηλής κατανάλωσης: γίνεται όλο και πιο δύσκολο να βρεθεί ένας μετασχηματιστής σε σίδερο σε οικιακές συσκευές.

Οι καλύτερες από τις συσκευές πεδίου υψηλής ισχύος για μετατροπείς τάσης είναι το μονωμένο κανάλι επαγωγής πύλης (MOSFET), π.χ. IFR3205, αριστερά στο σχήμα:

Λόγω της αμελητέας ισχύος μεταγωγής, η απόδοση ενός μετατροπέα με έξοδο DC σε τέτοια τρανζίστορ μπορεί να φτάσει το 0,95 και με έξοδο AC 50 Hz 0,85-0,87. Ανάλογα του MOSFET με ενσωματωμένο κανάλι, π.χ. IFRZ44, δίνουν χαμηλότερη απόδοση, αλλά είναι πολύ φθηνότερα. Ένα ζευγάρι από το ένα ή το άλλο σας επιτρέπει να φέρετε την ισχύ του φορτίου σε περίπου. 600 W; Και τα δύο μπορούν να παραλληλιστούν χωρίς προβλήματα (δεξιά στο σχήμα), γεγονός που καθιστά δυνατή την κατασκευή μετατροπέων ισχύος έως 3 kW.

Σημείωση:Η απώλεια ισχύος των διακοπτών μεταγωγής με ενσωματωμένο κανάλι κατά τη λειτουργία σε ένα σημαντικά αντιδραστικό φορτίο (για παράδειγμα, ένας ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας) μπορεί να φτάσει τα 1,5 W ανά διακόπτη. Τα κλειδιά με επαγόμενο κανάλι δεν έχουν αυτό το μειονέκτημα.

TL494

Το τρίτο στοιχείο που κατέστησε δυνατή τη μεταφορά των μετατροπέων τάσης στην τρέχουσα κατάστασή τους είναι το εξειδικευμένο μικροκύκλωμα TL494 και τα ανάλογα του. Όλοι αντιπροσωπεύουν έναν ελεγκτή διαμόρφωση πλάτους παλμού(PWM), το οποίο παράγει ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές σήμα στις εξόδους. Οι έξοδοι είναι πολυπολικές, γεγονός που σας επιτρέπει να ελέγχετε ζεύγη πλήκτρων. Η συχνότητα μετατροπής αναφοράς ρυθμίζεται από ένα μόνο κύκλωμα RC, οι παράμετροι του οποίου μπορούν να αλλάξουν εντός ευρέων ορίων.

Πότε αρκεί μια μόνιμη εργασία;

Ο κύκλος των καταναλωτών 220 V DC είναι περιορισμένος, αλλά είναι αυτοί που χρειάζονται μια αυτόνομη παροχή ρεύματος όχι μόνο σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Για παράδειγμα, όταν εργάζεστε με ηλεκτρικά εργαλεία στο δρόμο ή στη μακρινή γωνία του δικού σας ιστότοπου. Ή είναι πάντα παρόν, ας πούμε, στον φωτισμό έκτακτης ανάγκης της εισόδου του σπιτιού, του διαδρόμου, του διαδρόμου, της τοπικής περιοχής από ηλιακή μπαταρία, κατά τη διάρκεια της ημέρας επαναφόρτιση της μπαταρίας. Η τρίτη τυπική περίπτωση είναι η φόρτιση του τηλεφώνου σας εν κινήσει από τον αναπτήρα. Εδώ η ισχύς εξόδου χρειάζεται πολύ λίγη, επομένως ο μετατροπέας μπορεί να κατασκευαστεί με μόνο 1 τρανζίστορ σύμφωνα με το κύκλωμα της γεννήτριας χαλάρωσης, βλέπε παρακάτω. βίντεο κλιπ.

Βίντεο: μετατροπέας ενίσχυσης σε ένα τρανζίστορ

Για να τροφοδοτήσετε ήδη 2-3 λαμπτήρες LED χρειάζεστε περισσότερη ισχύ. Όταν προσπαθείτε να το "συμπιέσετε", η απόδοση των γεννητριών μπλοκαρίσματος πέφτει απότομα και πρέπει να μεταβείτε σε κυκλώματα με ξεχωριστά στοιχεία χρονισμού ή πλήρη εσωτερική επαγωγική ανάδραση, είναι τα πιο οικονομικά και περιέχουν τον μικρότερο αριθμό εξαρτημάτων. Στην πρώτη περίπτωση, για την αλλαγή ενός διακόπτη, χρησιμοποιείται το EMF αυτοεπαγωγής μιας από τις περιελίξεις του μετασχηματιστή μαζί με ένα κύκλωμα χρονισμού. Στο δεύτερο, το στοιχείο ρύθμισης συχνότητας είναι ο ίδιος ο μετασχηματιστής ανόδου λόγω της δικής του χρονικής σταθεράς. η αξία του καθορίζεται πρωτίστως από το φαινόμενο της αυτεπαγωγής. Επομένως, και οι δύο μετατροπείς ονομάζονται μερικές φορές μετατροπείς αυτοεπαγωγής. Η απόδοσή τους, κατά κανόνα, δεν είναι μεγαλύτερη από 0,6-0,65, αλλά, πρώτον, το κύκλωμα είναι απλό και δεν απαιτεί ρύθμιση. Δεύτερον, η τάση εξόδου είναι περισσότερο τραπεζοειδής από τετράγωνο κύμα. Οι «απαιτούμενοι» καταναλωτές το «καταλαβαίνουν» ως τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα. Μειονέκτημα: οι διακόπτες πεδίου σε τέτοιους μετατροπείς είναι πρακτικά ανεφάρμοστοι, επειδή συχνά αποτυγχάνουν λόγω υπερτάσεων στο πρωτεύον τύλιγμα κατά τη διάρκεια της μεταγωγής.

Ένα παράδειγμα κυκλώματος με εξωτερικά στοιχεία χρονισμού δίνεται στη θέση. 1 φωτογραφία:

Ο συγγραφέας του σχεδίου δεν μπόρεσε να πιέσει πάνω από 11 W από αυτό, αλλά προφανώς, μπέρδεψε τον φερρίτη με τον καρβονυλικό σίδηρο. Σε κάθε περίπτωση, το θωρακισμένο (κύπελλο) μαγνητικό κύκλωμα στη δική του φωτογραφία (βλ. εικόνα στα δεξιά) δεν είναι σε καμία περίπτωση φερρίτης. Μοιάζει περισσότερο με ένα παλιό καρβονυλικό, οξειδωμένο εξωτερικά με το χρόνο, βλέπε εικ. στα δεξιά. Είναι καλύτερο να τυλίξετε τον μετασχηματιστή για αυτόν τον μετατροπέα σε δακτύλιο φερρίτη με εμβαδόν διατομής φερρίτη 0,7-1,2 τετραγωνικών μέτρων. cm Το πρωτεύον τύλιγμα θα πρέπει στη συνέχεια να περιέχει 7 στροφές σύρματος με διάμετρο χαλκού 0,6-0,8 mm και το δευτερεύον τύλιγμα πρέπει να περιέχει 57-58 στροφές σύρματος 0,3-0,32 mm. Αυτό είναι για ίσιωμα με διπλασιασμό, βλέπε παρακάτω. Για «καθαρές» 220 V - 230-235 στροφές σύρματος 0,2-0,25. Σε αυτήν την περίπτωση, κατά την αντικατάσταση του KT814 με το KT818, αυτός ο μετατροπέας θα παρέχει ισχύ έως και 25-30 W, που είναι αρκετό για 3-4 λαμπτήρες LED. Κατά την αντικατάσταση του KT814 με KT626, η ισχύς φορτίου θα είναι περίπου. 15 W, αλλά η απόδοση θα αυξηθεί. Και στις δύο περιπτώσεις, το ψυγείο κλειδιού είναι από 50 τετραγωνικά μέτρα. εκ.

Στη θέση. Το σχήμα 2 δείχνει ένα διάγραμμα του μετατροπέα «προκατακλυσμιαίου» 12-220 με ξεχωριστές περιελίξεις ανάδρασης. Δεν είναι τόσο αρχαϊκό. Πρώτον, η τάση εξόδου υπό φορτίο είναι τραπεζοειδής με στρογγυλεμένα σπασίματα και χωρίς αιχμές. Είναι ακόμα καλύτερο από ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα. Δεύτερον, αυτός ο μετατροπέας μπορεί να σχεδιαστεί χωρίς καμία τροποποίηση στο κύκλωμα για ισχύ έως 300-350 W και συχνότητα 50 Hz, τότε δεν χρειάζεται ανορθωτής, απλά πρέπει να εγκαταστήσετε VT1 και VT2 σε καλοριφέρ από 250 kW . δείτε το καθένα. Τρίτον, προστατεύει την μπαταρία: όταν υπερφορτώνεται, η συχνότητα μετατροπής πέφτει, η ισχύς εξόδου μειώνεται και αν τη φορτώσετε ακόμη περισσότερο, η παραγωγή σταματά. Δηλαδή, για να αποφευχθεί η υπερβολική εκφόρτιση της μπαταρίας, δεν απαιτείται αυτοματισμός.

Η διαδικασία για τον υπολογισμό αυτού του μετατροπέα δίνεται στη σάρωση στην Εικ.:

Τα βασικά μεγέθη σε αυτό είναι η συχνότητα μετατροπής και η επαγωγή εργασίας στο μαγνητικό κύκλωμα. Η συχνότητα μετατροπής επιλέγεται με βάση το υλικό του διαθέσιμου πυρήνα και την απαιτούμενη ισχύ:

Τύπος Μαγνητικοί πυρήνες	Συχνότητα επαγωγής/μετατροπής
	Έως 50 W	50-100 W	100-200 W	200-350 W
Σίδερο "Power" από μετασχηματιστές ισχύος με πάχος 0,35-0,6 mm	0,5 T/(50-1000)Hz	0,55 T/(50-400)Hz	0,6 T/(50-150)Hz	0,7 T/(50-60)Hz
Σίδερο "ήχου" από μετασχηματιστές εξόδου UMZCH με πάχος 0,2-0,25 mm	0,4 T/(1000-3000)Hz	0,35 T/(1000-2000)Hz	-	-
Σίδερο "σήματος" από μετασχηματιστές σήματος με πάχος 0,06-0,15 mm (όχι μόνιμου κράματος!)	0,3 T/(2000-8000)Hz	0,25 T/(2000-5000)Hz	-	-
Φερρίτης	0,15 T/(5-30) kHz	0,15 T/(5-30) kHz	0,15 T/(5-30) kHz	0,15 T/(5-30) kHz

Αυτή η «παμφάγος» του φερρίτη εξηγείται από το γεγονός ότι ο βρόχος υστέρησής του είναι ορθογώνιος και η επαγωγή εργασίας είναι ίση με την επαγωγή κορεσμού. Η μείωση των υπολογιζόμενων τιμών επαγωγής σε χαλύβδινους μαγνητικούς πυρήνες σε σύγκριση με τους τυπικούς προκαλείται από μια απότομη αύξηση των απωλειών μεταγωγής μη ημιτονικών ρευμάτων καθώς αυξάνεται. Επομένως, από τον πυρήνα του μετασχηματιστή ισχύος της παλιάς τηλεόρασης "φέρετρο" 270 W σε αυτόν τον μετατροπέα 50 Hz θα είναι δυνατή η αφαίρεση όχι περισσότερων από 100-120 W. Αλλά - χωρίς ψάρια, υπάρχει καρκίνος στα ψάρια.

Σημείωση:Εάν έχετε μαγνητικό πυρήνα από χάλυβα με σκόπιμα υπερμεγέθη διατομή, μην πιέζετε την ισχύ από αυτόν! Αφήστε την επαγωγή να είναι καλύτερη - η απόδοση του μετατροπέα θα αυξηθεί και το σχήμα της τάσης εξόδου θα βελτιωθεί.

Ίσιωμα

Είναι καλύτερο να διορθώσετε την τάση εξόδου αυτών των μετατροπέων χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα με παράλληλο διπλασιασμό τάσης (στοιχείο 3 στο σχήμα με διαγράμματα): τα εξαρτήματα για αυτό θα κοστίζουν λιγότερο και οι απώλειες ισχύος σε ένα μη ημιτονικό ρεύμα θα είναι μικρότερες από σε μια γέφυρα. Οι πυκνωτές πρέπει να παίρνουν «ισχύ», σχεδιασμένοι για μεγάλα δύναμη αντίδρασης(ονομάζεται PE ή W). Εάν βάλετε "ηχητικά" χωρίς αυτά τα γράμματα, μπορεί απλά να εκραγούν.

50 Hz; Είναι πολύ απλό!

Ένας απλός μετατροπέας 50 Hz (αντικείμενο 4 στο παραπάνω σχήμα με διαγράμματα) είναι ένα ενδιαφέρον σχέδιο. Για ορισμένους τύπους τυπικών μετασχηματιστών ισχύος, η εγγενής χρονική σταθερά είναι κοντά στα 10 ms, δηλ. μισή περίοδος 50 Hz. Ρυθμίζοντάς το με αντιστάσεις χρονισμού, οι οποίες θα λειτουργούν και ως περιοριστές για το ρεύμα ελέγχου των πλήκτρων, μπορείτε να αποκτήσετε αμέσως στην έξοδο έναν εξομαλυνόμενο μαίανδρο 50 Hz χωρίς σύνθετα κυκλώματασχηματισμός. Οι μετασχηματιστές TP, TPP, TN για 50-120 W είναι κατάλληλοι, αλλά όχι κάθε είδους. Ίσως χρειαστεί να αλλάξετε τις τιμές των αντιστάσεων και/ή να συνδέσετε πυκνωτές 1-22 nF παράλληλα με αυτούς. Εάν η συχνότητα μετατροπής είναι ακόμα μακριά από τα 50 Hz, είναι άχρηστο να αποσυναρμολογήσετε και να τυλίξτε τον μετασχηματιστή: το μαγνητικό κύκλωμα που είναι κολλημένο με σιδηρομαγνητική κόλλα θα αφρατέψει και οι παράμετροι του μετασχηματιστή θα επιδεινωθούν απότομα.

Αυτός ο μετατροπέας είναι ένας μετατροπέας dacha για το Σαββατοκύριακο. Δεν θα αδειάσει την μπαταρία του αυτοκινήτου για τους ίδιους λόγους με την προηγούμενη. Αρκεί όμως να φωτίσεις ένα σπίτι με βεράντα με λάμπες LED και τηλεόραση ή αντλία δόνησης σε πηγάδι. Η συχνότητα μετατροπής του ρυθμισμένου μετατροπέα όταν το ρεύμα φορτίου αλλάζει από 0 στο μέγιστο δεν υπερβαίνει τα τεχνικά πρότυπα για τα δίκτυα τροφοδοσίας.

Οι περιελίξεις του αρχικού μετασχηματιστή δρομολογούνται έτσι. Στους τυπικούς μετασχηματιστές ισχύος, υπάρχει ένας ζυγός αριθμός δευτερευόντων περιελίξεων για 12 ή 6 V. Δύο από αυτά "παραμερίζονται" και τα υπόλοιπα συγκολλούνται παράλληλα σε ομάδες ίσου αριθμού περιελίξεων σε καθεμία. Στη συνέχεια, οι ομάδες συνδέονται σε σειρά έτσι ώστε να λάβετε 2 μισές περιελίξεις των 12 V το καθένα, αυτό θα είναι μια περιέλιξη χαμηλής τάσης (πρωτεύουσας) με ένα μέσο σημείο. Από τις υπόλοιπες περιελίξεις χαμηλής τάσης, μία είναι συνδεδεμένη σε σειρά με την περιέλιξη του δικτύου 220 V, αυτή θα είναι η ανοδική περιέλιξη. Χρειάζεται πρόσθετο γιατί... πτώση τάσης στους διπολικούς διακόπτες σύνθετα τρανζίστορμαζί με τις απώλειές του στον μετασχηματιστή μπορεί να φτάσουν τα 2,5-3 V και η τάση εξόδου θα υποτιμηθεί. Η πρόσθετη περιέλιξη θα το φέρει στο κανονικό.

DC από τσιπ

Η απόδοση των περιγραφόμενων μετατροπέων δεν υπερβαίνει το 0,8 και η συχνότητα ποικίλλει αισθητά ανάλογα με το ρεύμα φορτίου. Η μέγιστη ισχύς φορτίου είναι μικρότερη από 400 W, οπότε ήρθε η ώρα να σκεφτείτε τις σύγχρονες λύσεις κυκλωμάτων.

Το κύκλωμα ενός απλού μετατροπέα 12 V DC/220 V DC για 500-600 W φαίνεται στο σχήμα:

Ο κύριος σκοπός του είναι να τροφοδοτεί ηλεκτρικά εργαλεία χειρός. Ένα τέτοιο φορτίο δεν είναι απαιτητικό για την ποιότητα της παρεχόμενης τάσης, επομένως τα κλειδιά λαμβάνονται φθηνότερα. Τα IFRZ46, 48 είναι επίσης κατάλληλα Ο μετασχηματιστής τυλίγεται σε φερρίτη με διατομή 2-2,5 τετραγωνικών μέτρων. εκ; Ένας πυρήνας μετασχηματιστή ισχύος από ένα UPS υπολογιστή είναι κατάλληλος. Πρωτεύουσα περιέλιξη - 2x5 στροφές μιας δέσμης 5-6 συρμάτων περιέλιξης με διάμετρο χαλκού 0,7-0,8 mm (βλ. παρακάτω). δευτερεύον - 80 στροφές του ίδιου σύρματος. Δεν απαιτείται ρύθμιση, αλλά δεν υπάρχει παρακολούθηση της εκφόρτισης της μπαταρίας, επομένως κατά τη λειτουργία πρέπει να συνδέσετε ένα πολύμετρο στους ακροδέκτες του και μην ξεχάσετε να το κοιτάξετε (το ίδιο ισχύει και για όλους τους άλλους οικιακούς μετατροπείς τάσης). Εάν η τάση πέσει στα 10,8 V (1,8 V ανά στοιχείο) - σταματήστε, απενεργοποιήστε! Έπεσε στα 1,75 V ανά κυψέλη (10,5 V για ολόκληρη την μπαταρία) - αυτό είναι ήδη θείωση!

Πώς να τυλίξετε έναν μετασχηματιστή σε έναν δακτύλιο

Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του μετατροπέα, ιδιαίτερα η απόδοσή του, επηρεάζονται αρκετά έντονα από το αδέσποτο πεδίο του μετασχηματιστή του. Η θεμελιώδης λύση για τη μείωσή του είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό: το πρωτεύον τύλιγμα, το οποίο «αντλάει» το μαγνητικό κύκλωμα με ενέργεια, τοποθετείται κοντά του. δευτερεύοντες από πάνω του κατά φθίνουσα σειρά της δύναμής τους. Αλλά η τεχνολογία είναι τέτοιο πράγμα που οι θεωρητικές αρχές σε συγκεκριμένα σχέδια πρέπει μερικές φορές να ανατρέπονται. Ένας από τους νόμους του Μέρφι αναφέρει περίπου. οπότε: εάν το κομμάτι του υλικού εξακολουθεί να μην θέλει να λειτουργήσει όπως θα έπρεπε, δοκιμάστε να κάνετε το αντίθετο σε αυτό. Αυτό ισχύει πλήρως για έναν μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας σε μαγνητικό πυρήνα δακτυλίου φερρίτη με περιελίξεις από σχετικά παχύ άκαμπτο σύρμα. Τυλίξτε τον μετασχηματιστή του μετατροπέα τάσης σε έναν δακτύλιο φερρίτη ως εξής:

• Το μαγνητικό κύκλωμα είναι μονωμένο και, χρησιμοποιώντας ένα φορείο περιέλιξης, τυλίγεται πάνω του μια δευτερεύουσα περιέλιξη, τοποθετώντας τις στροφές όσο το δυνατόν πιο σφιχτά, pos. 1 στο Σχ.:

• Τυλίξτε σφιχτά το δευτερεύον μέρος με ταινία, θέση 2.
• Προετοιμάστε 2 πανομοιότυπες πλεξούδες καλωδίων για την κύρια περιέλιξη: τυλίξτε τον αριθμό των στροφών του μισού της περιέλιξης χαμηλής τάσης με ένα λεπτό άχρηστο σύρμα, αφαιρέστε το, μετρήστε το μήκος, κόψτε τον απαιτούμενο αριθμό τμημάτων σύρματος περιέλιξης με μια ρεζέρβα και συναρμολογήστε τα σε δεσμίδες.
• Επιπλέον, η δευτερεύουσα περιέλιξη μονώνεται μέχρι να επιτευχθεί μια σχετικά επίπεδη επιφάνεια.
• Τυλίξτε το "πρωτεύον" με 2 δέσμες ταυτόχρονα, τοποθετώντας τα καλώδια των δεσμίδων με ταινία και κατανέμοντας ομοιόμορφα τις στροφές στον πυρήνα, pos. 3.
• Καλέστε τα άκρα των δεσμών και συνδέστε την αρχή του ενός με το τέλος του άλλου, αυτό θα είναι το μεσαίο σημείο της περιέλιξης.

Σημείωση:σε ηλεκτρικό διαγράμματα κυκλώματοςοι αρχές των περιελίξεων, εάν είναι σχετικές, υποδεικνύονται με μια τελεία.

50 Hz εξομαλυνθεί

Ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα από έναν ελεγκτή PWM δεν είναι ο μόνος τρόπος για να λάβετε 50 Hz στην έξοδο του μετατροπέα, κατάλληλο για τη σύνδεση οποιουδήποτε οικιακού καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας, και δεν θα ήταν κακό να "εξομαλυνθεί" και αυτό. Ο πιο απλός από αυτούς είναι ο παλιός καλός σιδερένιος μετασχηματιστής που «σιδερώνει» καλά λόγω της ηλεκτρικής του αδράνειας. Είναι αλήθεια ότι γίνεται όλο και πιο δύσκολο να βρεθεί ένας μαγνητικός πυρήνας για περισσότερα από 500 W. Ένας τέτοιος μετασχηματιστής απομόνωσης είναι ενεργοποιημένος στην έξοδο χαμηλής τάσης του μετατροπέα και ένα φορτίο συνδέεται με την ανοδική περιέλιξή του. Παρεμπιπτόντως, τα περισσότερα UPS υπολογιστών είναι κατασκευασμένα σύμφωνα με αυτό το σχήμα, επομένως είναι αρκετά κατάλληλα για αυτόν τον σκοπό. Εάν τυλίγετε μόνοι σας τον μετασχηματιστή, τότε υπολογίζεται παρόμοια με τον ισχύ, αλλά με ίχνος. χαρακτηριστικά:

• Η αρχικά καθορισμένη τιμή της επαγωγής εργασίας διαιρείται με 1,1 και εφαρμόζεται σε όλους τους περαιτέρω υπολογισμούς. Αυτό είναι απαραίτητο για να ληφθεί υπόψη το λεγόμενο μη ημιτονοειδής παράγοντας σχήματος τάσης Kf; για ημιτονοειδές Kf=1.
• Η ανοδική περιέλιξη υπολογίζεται αρχικά ως περιέλιξη δικτύου 220 V για μια δεδομένη ισχύ (ή καθορίζεται από τις παραμέτρους του μαγνητικού κυκλώματος και την τιμή της επαγωγής εργασίας). Στη συνέχεια, ο αριθμός των στροφών που βρέθηκε πολλαπλασιάζεται επί 1,08 για ισχύ έως 150 W, επί 1,05 για ισχύ 150-400 W και επί 1,02 για ισχύ 400-1300 W.
• Το μισό της περιέλιξης χαμηλής τάσης υπολογίζεται ως δευτερεύουσα τάση 14,5 V για διπολικούς διακόπτες ή με ενσωματωμένο κανάλι και 13,2 V για διακόπτες με επαγόμενο κανάλι.

Παραδείγματα λύσεων κυκλώματος για μετατροπείς 12-200 V 50 Hz με μετασχηματιστή απομόνωσης φαίνονται στο σχήμα:

Στο αριστερό, τα πλήκτρα ελέγχονται από τον λεγόμενο κύριο ταλαντωτή. ένας «μαλακός» πολυδονητής, δημιουργεί ήδη έναν μαίανδρο σε φραγμένα μέτωπα και λειασμένα σπασίματα, επομένως δεν απαιτούνται πρόσθετα μέτρα εξομάλυνσης. Η αστάθεια της συχνότητας ενός μαλακού πολυδονητή είναι υψηλότερη από αυτή ενός κανονικού, επομένως για να τον ρυθμίσετε χρειάζεστε ένα ποτενσιόμετρο P. Με τα πλήκτρα στο KT827, μπορείτε να αφαιρέσετε ισχύ έως 200 W (καλοριφέρ από 200 τ. εκ. χωρίς φυσώντας). Τα κλειδιά στο KP904 από παλιά σκουπίδια ή IRFZ44 σάς επιτρέπουν να το αυξήσετε στα 350 W. μεμονωμένα σε IRF3205 έως 600 W και σε ζεύγη έως 1000 W.

Ένας μετατροπέας 12-220 V 50 Hz με κύριο ταλαντωτή στο TL494 (δεξιά στο σχήμα) διατηρεί σταθερά τη συχνότητα σε όλες τις πιθανές συνθήκες λειτουργίας. Για την αποτελεσματικότερη εξομάλυνση ενός ψευδοηχοειδούς, χρησιμοποιείται το λεγόμενο φαινόμενο. αδιάφορος συντονισμός, στον οποίο οι σχέσεις φάσης των ρευμάτων και των τάσεων στο κύκλωμα ταλάντωσης γίνονται οι ίδιες με τον οξύ συντονισμό, αλλά τα πλάτη τους δεν αυξάνονται αισθητά. Τεχνικά, αυτό μπορεί να λυθεί απλά: ένας πυκνωτής εξομάλυνσης συνδέεται με την περιέλιξη ώθησης, η τιμή χωρητικότητας του οποίου επιλέγεται σύμφωνα με το καλύτερο σχήμα του ρεύματος (όχι της τάσης!) υπό φορτίο. Για τον έλεγχο του σχήματος του ρεύματος, μια αντίσταση 0,1-0,5 Ohm συνδέεται στο κύκλωμα φορτίου με ισχύ 0,03-0,1 της ονομαστικής τιμής, στην οποία συνδέεται ένας παλμογράφος με κλειστή είσοδο. Η χωρητικότητα εξομάλυνσης δεν μειώνει την απόδοση του μετατροπέα, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συντονισμό προγράμματα υπολογιστήΗ προσομοίωση παλμογράφου χαμηλής συχνότητας δεν είναι δυνατή, γιατί η είσοδος της κάρτας ήχου που χρησιμοποιούν δεν είναι σχεδιασμένη για πλάτος 220x1,4 = 310 V! Τα πλήκτρα και οι δυνάμεις είναι ίδια με πριν. υπόθεση.

Ένα πιο προηγμένο κύκλωμα μετατροπέα 12-200 V 50 Hz φαίνεται στο Σχ.:

Χρησιμοποιεί πολύπλοκα σύνθετα κλειδιά. Για να βελτιώσει την ποιότητα της τάσης εξόδου, χρησιμοποιεί το γεγονός ότι ο πομπός είναι επίπεδος επιταξικός διπολικά τρανζίστορντοπαρισμένο πολύ πιο δυνατό από τη βάση και τον συλλέκτη. Όταν το TL494 εφαρμόζει ένα δυναμικό κλεισίματος, για παράδειγμα, στη βάση του VT3, το ρεύμα συλλέκτη του θα σταματήσει, αλλά λόγω της επαναρρόφησης του φορτίου χώρου του εκπομπού, θα επιβραδύνει το κλείσιμο του T1 και τις υπερτάσεις τάσης από το emf αυτοεπαγωγής Το Tr θα απορροφηθεί από τα κυκλώματα L1 και R11C5. θα «γείρουν» περισσότερο τα μέτωπα. Η ισχύς εξόδου του μετατροπέα καθορίζεται από τη συνολική ισχύ Tr, αλλά όχι μεγαλύτερη από 600 W, επειδή Είναι αδύνατο να χρησιμοποιήσετε ζευγαρωμένους ισχυρούς διακόπτες σε αυτό το κύκλωμα - η διακύμανση της τιμής της φόρτισης πύλης Τρανζίστορ MOSFETαρκετά σημαντική και η εναλλαγή των πλήκτρων θα είναι ασαφής, γι' αυτό το σχήμα της τάσης εξόδου μπορεί ακόμη και να επιδεινωθεί.

Το Choke L1 είναι 5-6 στροφές σύρματος με διάμετρο 2,4 mm σε χαλκό, τυλιγμένο σε ένα κομμάτι ράβδου φερρίτη με διάμετρο 8-10 m και μήκος 30-40 mm με βήμα 3,5-4 mm. Το μαγνητικό κύκλωμα του γκαζιού δεν πρέπει να βραχυκυκλώνεται! Η εγκατάσταση ενός κυκλώματος είναι μια αρκετά επίπονη εργασία και απαιτεί μεγάλη εμπειρία: πρέπει να επιλέξετε L1, R11 και C5 σύμφωνα με το καλύτερο σχήμα του ρεύματος εξόδου υπό φορτίο, όπως στην προηγούμενη. υπόθεση. Όμως, το Hi-Fi, που τροφοδοτείται από αυτόν τον μετατροπέα, παραμένει «hi-fi» για τα πιο απαιτητικά αυτιά.

Είναι δυνατόν χωρίς μετασχηματιστή;

Ήδη το καλώδιο περιέλιξης για έναν ισχυρό μετασχηματιστή 50 Hz θα κοστίσει μια αρκετά δεκάρα. Μαγνητικοί πυρήνες από μετασχηματιστές "φέρετρο" έως 270 W συνολικά είναι λίγο πολύ διαθέσιμοι, αλλά σε έναν μετατροπέα δεν μπορείτε να πιέσετε περισσότερο από 120-150 W από αυτό και η απόδοση θα είναι στην καλύτερη περίπτωση 0,7, επειδή Οι μαγνητικοί πυρήνες «φέρετρου» τυλίγονται από μια παχιά ταινία, οι απώλειες δινορευμάτων στην οποία είναι μεγάλες σε μη ημιτονοειδή τάση στις περιελίξεις. Η εύρεση ενός μαγνητικού πυρήνα SL κατασκευασμένου από μια λεπτή λωρίδα ικανή να αποδίδει περισσότερα από 350 W σε επαγωγή 0,7 Tesla είναι γενικά προβληματική, θα είναι ακριβή και ολόκληρος ο μετατροπέας θα είναι τεράστιος και βαρύς. Οι μετασχηματιστές UPS δεν έχουν σχεδιαστεί για συχνή λειτουργία σε μακροχρόνια λειτουργία - θερμαίνονται και τα μαγνητικά κυκλώματά τους στους μετατροπείς υποβαθμίζονται αρκετά γρήγορα - οι μαγνητικές ιδιότητες επιδεινώνονται πολύ, η ισχύς του μετατροπέα πέφτει. Υπάρχει διέξοδος;

Ναι, και αυτή η λύση χρησιμοποιείται συχνά σε επώνυμους μετατροπείς. Αυτή είναι μια ηλεκτρική γέφυρα κατασκευασμένη από κλειδιά υψηλής τάσης τρανζίστορ εφέ πεδίου x με τάση διάσπασης 400 V και ρεύμα αποστράγγισης άνω των 5 A. Κατάλληλο από τα πρωτεύοντα κυκλώματα UPS υπολογιστών και από παλιά σκουπίδια - KP904 κ.λπ.

Η γέφυρα τροφοδοτείται από σταθερό 220 V DC από έναν απλό μετατροπέα 12-220 με ανόρθωση. Οι βραχίονες της γέφυρας ανοίγουν σε ζεύγη, σταυρωτά, εναλλάξ και το ρεύμα στο φορτίο που περιλαμβάνεται στη διαγώνιο της γέφυρας αλλάζει κατεύθυνση. Τα κυκλώματα ελέγχου όλων των κλειδιών είναι γαλβανικά διαχωρισμένα. ΣΕ βιομηχανικές δομέςτα πλήκτρα ελέγχονται από ειδικούς IC με απομόνωση οπτικού συζεύκτη, αλλά σε ερασιτεχνικές συνθήκες και τα δύο μπορούν να αντικατασταθούν με έναν πρόσθετο μετατροπέα χαμηλής ισχύος 12 V DC - 12 V 50 Hz, που τροφοδοτείται από έναν μικρό μετασχηματιστή σε υλικό, βλ. Ο μαγνητικός πυρήνας για αυτό μπορεί να ληφθεί από έναν μετασχηματιστή χαμηλής ισχύος της κινεζικής αγοράς. Λόγω της ηλεκτρικής του αδράνειας, η ποιότητα της τάσης εξόδου είναι ακόμη καλύτερη από ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα.

Ένας σπιτικός μετατροπέας τάσης (inverter) 12 βολτ σε 220 βολτ μπορεί να είναι χρήσιμος για τους αυτοκινητιστές που οδηγούν τα αυτοκίνητά τους στη φύση, για ψάρεμα ή κατοικίες. Σας επιτρέπει να φορτίζετε το τηλέφωνό σας, να συνδέετε λαμπτήρες για φωτισμό τη νύχτα, να εργάζεστε και να παίζετε στον φορητό υπολογιστή σας και να παρακολουθείτε τηλεόραση.
Ένας μετατροπέας 12 volt σε 220 volt με μέγιστη ισχύ εξόδου 500 W είναι συναρμολογημένος σε 2 οικιακά μικροκυκλώματα (K155LA3 και K155TM2) και 6 τρανζίστορ και πολλά εξαρτήματα ραδιοφώνου. Για να αυξήσετε την απόδοση και να αποτρέψετε την ισχυρή θέρμανση, χρησιμοποιούνται πολύ ισχυρά τρανζίστορ πεδίου IRLR2905 με ελάχιστη αντίσταση στο στάδιο εξόδου της συσκευής. Είναι δυνατή η αντικατάστασή του με IRF2804, αλλά η ισχύς του μετατροπέα θα μειωθεί ελαφρώς
Χρησιμοποιώντας τα στοιχεία DD1.1 - DD1.3, C1, R1, συναρμολογείται μια κύρια γεννήτρια ορθογώνιων παλμών με συχνότητα κατά προσέγγιση 200 Hz σύμφωνα με το τυπικό κύκλωμα. Από την έξοδο της γεννήτριας, ακολουθούν παλμοί σε έναν διαιρέτη συχνότητας που αποτελείται από στοιχεία DD2.1 - DD2.2. Ως αποτέλεσμα, στην έξοδο του διαιρέτη (ακίδα 6 του στοιχείου DD2.1), ο ρυθμός επανάληψης παλμού μειώνεται στα 100 hertz και στην έξοδο 8 του DD2.2. Η συχνότητα σήματος είναι 50 hertz.
Το ορθογώνιο σήμα από τον ακροδέκτη 8 του τσιπ DD1 και από τον ακροδέκτη 6 του τσιπ DD2 παρέχεται στις διόδους VD1 και VD2, αντίστοιχα. Για να ανοίξουν εντελώς τα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, είναι απαραίτητο να αυξηθεί το πλάτος του σήματος που προέρχεται από τη δίοδο VD1 και VD2, χρησιμοποιούνται τρανζίστορ VT1 και VT2. Με τη βοήθεια των τρανζίστορ VT3 και VT4 (λειτουργούν ως οδηγός), ελέγχονται τα τρανζίστορ ισχύος εξόδου. Εάν δεν έγιναν σφάλματα κατά τη συναρμολόγηση του μετατροπέα, τότε αρχίζει να λειτουργεί αμέσως μετά την ενεργοποίηση. Είναι πιθανό να χρειαστεί να επιλέξετε την αντίσταση της αντίστασης R1 έτσι ώστε η έξοδος να είναι ακριβώς 50 hertz.

Μετατροπέας τάσης (inverter) κύκλωμα DIY 12 / 220 50 Hz 500 W

Τρανζίστορ πυριτίου VT1, VT3 και VT4 - KT315 με οποιοδήποτε γράμμα. Το τρανζίστορ VT2 μπορεί να αντικατασταθεί με το KT361. Ο σταθεροποιητής DA1 είναι ένα εγχώριο ανάλογο του KR142EN5A. Όλες οι αντιστάσεις στο κύκλωμα έχουν ισχύ 0,25 W. Οποιεσδήποτε δίοδοι KD105, 1N4002. Πυκνωτής C1 με σταθερή χωρητικότητα - τύπου K10-17. Είναι δυνατή η χρήση του TP1 ως μετασχηματιστή μετασχηματιστής ισχύοςαπό μια παλιά σοβιετική τηλεόραση. Όλες οι περιελίξεις πρέπει να αφαιρεθούν, αφήνοντας μόνο την περιέλιξη του δικτύου. Πάνω από την περιέλιξη του δικτύου, τυλίξτε δύο περιελίξεις ταυτόχρονα με σύρμα PEL - 2,2 mm. Πεδίο τρανζίστορ ισχύοςπρέπει να εγκατασταθεί σε καλοριφέρ με πτερύγια αλουμινίου με συνολική έκταση 750 τ.εκ.

Συνιστάται η εκκίνηση του μετατροπέα (inverter) για πρώτη φορά μέσω οικιακής λάμπας πυρακτώσεως 220 volt και ισχύος 100 - 150 watt, συνδεδεμένη σε σειρά σε ένα από τα καλώδια τροφοδοσίας, κάτι που θα σας προστατεύσει από ζημιά στο ραδιόφωνο εξαρτημάτων σε περίπτωση σφάλματος.

Όταν εργάζεστε με μετατροπείς ώθησης ή μετατροπείς, τηρείτε τους κανόνες ηλεκτρικής ασφάλειας αφού η εργασία εκτελείται με επικίνδυνη για το σώμα τάση!!! Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέσης σε λειτουργία και συναρμολόγησης, το δευτερεύον τύλιγμα εξόδου πρέπει να μονώνεται με καμβρίους από ελαστικό σωλήνα για να αποφευχθεί η τυχαία επαφή.

Για να συνδέσετε οικιακές συσκευές στο ενσωματωμένο ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου, χρειάζεστε έναν μετατροπέα που μπορεί να αυξήσει την τάση από 12 V σε 220 V. Υπάρχουν επαρκείς ποσότητες στα ράφια των καταστημάτων, αλλά η τιμή τους δεν είναι ενθαρρυντική. Για όσους είναι λίγο εξοικειωμένοι με την ηλεκτρική μηχανική, είναι δυνατό να συναρμολογήσετε έναν μετατροπέα τάσης 12-220 volt με τα χέρια σας. Δύο απλά κυκλώματαθα το καταλάβουμε.

Μετατροπείς και οι τύποι τους

Υπάρχουν τρεις τύποι μετατροπέων 12-220 V Ο πρώτος είναι από 12 V έως 220 V. Τέτοιοι μετατροπείς είναι δημοφιλείς μεταξύ των αυτοκινητιστών: μέσω αυτών μπορείτε να συνδέσετε τυπικές συσκευές - τηλεοράσεις, ηλεκτρικές σκούπες κ.λπ. Η αντίστροφη μετατροπή - από 220 V σε 12 - απαιτείται σπάνια, συνήθως σε δωμάτια με σοβαρές συνθήκες λειτουργίας (υψηλή υγρασία) για να διασφαλιστεί η ηλεκτρική ασφάλεια. Για παράδειγμα, σε ατμόλουτρα, πισίνες ή λουτρά. Για να μην ρισκάρετε, η τυπική τάση των 220 V μειώνεται στα 12, χρησιμοποιώντας κατάλληλο εξοπλισμό.

Η τρίτη επιλογή είναι, μάλλον, ένας σταθεροποιητής που βασίζεται σε δύο μετατροπείς. Πρώτα, το τυπικό 220 V μετατρέπεται σε 12 V και μετά πάλι σε 220 V. Αυτή η διπλή μετατροπή σάς επιτρέπει να έχετε ένα ιδανικό ημιτονοειδές κύμα στην έξοδο. Τέτοιες συσκευές είναι απαραίτητες για την κανονική λειτουργία των περισσότερων οικιακές συσκευέςμε ηλεκτρονικό έλεγχο. Σε κάθε περίπτωση, κατά την εγκατάσταση συνιστάται ανεπιφύλακτα η τροφοδοσία του μέσω ενός τέτοιου μετατροπέα - τα ηλεκτρονικά του είναι πολύ ευαίσθητα στην ποιότητα της ισχύος και η αντικατάσταση της πλακέτας ελέγχου κοστίζει περίπου το μισό του λέβητα.

Μετατροπέας παλμών 12-220V 300 W

Αυτό το κύκλωμα είναι απλό, τα εξαρτήματα είναι διαθέσιμα, τα περισσότερα από αυτά μπορούν να αφαιρεθούν από το τροφοδοτικό του υπολογιστή ή να αγοραστούν σε οποιοδήποτε κατάστημα ραδιοφώνου. Το πλεονέκτημα του κυκλώματος είναι η ευκολία εφαρμογής του, το μειονέκτημα είναι το μη ιδανικό ημιτονοειδές κύμα στην έξοδο και η συχνότητα είναι υψηλότερη από τα τυπικά 50 Hz. Δηλαδή, συσκευές που απαιτούν παροχή ρεύματος δεν μπορούν να συνδεθούν σε αυτόν τον μετατροπέα. Μπορείτε να συνδέσετε απευθείας συσκευές που δεν είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στην έξοδο - λαμπτήρες πυρακτώσεως, σίδερο, κολλητήρι, φορτιστής τηλεφώνου κ.λπ.

Το παρουσιαζόμενο κύκλωμα σε κανονική λειτουργία παράγει 1,5 A ή τραβά ένα φορτίο 300 W, στο μέγιστο 2,5 A, αλλά σε αυτή τη λειτουργία τα τρανζίστορ θα θερμανθούν αισθητά.

Το κύκλωμα κατασκευάστηκε στο δημοφιλές ελεγκτή PWM TLT494. Τα τρανζίστορ πεδίου Q1 Q2 πρέπει να τοποθετούνται σε θερμαντικά σώματα, κατά προτίμηση σε ξεχωριστά. Κατά την εγκατάσταση σε ένα ψυγείο, τοποθετήστε μια μονωτική φλάντζα κάτω από τα τρανζίστορ. Αντί για το IRFZ244 που υποδεικνύεται στο διάγραμμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το IRFZ46 ή το RFZ48, τα οποία έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά.

Η συχνότητα σε αυτόν τον μετατροπέα 12 V σε 220 V ρυθμίζεται από την αντίσταση R1 και τον πυκνωτή C2. Οι τιμές μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς από αυτές που φαίνονται στο διάγραμμα. Εάν έχετε ένα παλιό μη λειτουργικό τροφοδοτικό για τον υπολογιστή σας και περιέχει έναν μετασχηματιστή εξόδου που λειτουργεί, μπορείτε να το βάλετε στο κύκλωμα. Εάν ο μετασχηματιστής δεν λειτουργεί, αφαιρέστε τον δακτύλιο φερρίτη από αυτόν και τυλίξτε τις περιελίξεις χάλκινο σύρμαμε διάμετρο 0,6 χλστ. Πρώτον, η κύρια περιέλιξη τυλίγεται - 10 στροφές με την έξοδο από τη μέση, στη συνέχεια, από πάνω - 80 στροφές του δευτερεύοντος.

Όπως αναφέρθηκε ήδη, ένας τέτοιος μετατροπέας τάσης 12-220 V μπορεί να λειτουργήσει μόνο με φορτίο που δεν είναι ευαίσθητο στην ποιότητα ισχύος. Για να μπορέσετε να συνδέσετε πιο απαιτητικές συσκευές, εγκαθίσταται ένας ανορθωτής στην έξοδο, του οποίου η τάση εξόδου είναι κοντά στο κανονικό (διάγραμμα παρακάτω).

Το κύκλωμα δείχνει διόδους υψηλής συχνότητας τύπου HER307, αλλά μπορούν να αντικατασταθούν με τη σειρά FR207 ή FR107. Συνιστάται να επιλέξετε δοχεία του καθορισμένου μεγέθους.

Μετατροπέας σε τσιπ

Αυτός ο μετατροπέας τάσης 12-220 V συναρμολογείται με βάση ένα εξειδικευμένο μικροκύκλωμα KR1211EU1. Πρόκειται για μια γεννήτρια παλμών που αφαιρούνται από τις εξόδους 6 και 4. Οι παλμοί είναι αντιφασικοί, με μικρό χρονικό διάστημα μεταξύ τους για να αποτραπεί το ταυτόχρονο άνοιγμα και των δύο πλήκτρων. Το μικροκύκλωμα τροφοδοτείται από τάση 9,5 V, η οποία έχει ρυθμιστεί παραμετρικός σταθεροποιητήςσε δίοδο zener D814V.

Επίσης στο κύκλωμα υπάρχουν δύο τρανζίστορ πεδίων υψηλής ισχύος - IRL2505 (VT1 και VT2). Έχουν πολύ χαμηλή ανοιχτή αντίσταση του καναλιού εξόδου - περίπου 0,008 Ohms, η οποία είναι συγκρίσιμη με την αντίσταση ενός μηχανικού κλειδιού. Το επιτρεπόμενο συνεχές ρεύμα είναι έως 104 A, το παλμικό ρεύμα είναι έως 360 A. Τέτοια χαρακτηριστικά καθιστούν πραγματικά δυνατή την απόκτηση 220 V με φορτίο έως και 400 W. Τα τρανζίστορ πρέπει να εγκατασταθούν σε θερμαντικά σώματα (με ισχύ έως 200 W είναι δυνατό χωρίς αυτά).

Η συχνότητα παλμού εξαρτάται από τις παραμέτρους της αντίστασης R1 και ο πυκνωτής C6 είναι εγκατεστημένος στην έξοδο για την καταστολή των υπερτάσεων υψηλής συχνότητας.

Είναι καλύτερα να πάρετε έναν έτοιμο μετασχηματιστή. Στο κύκλωμα, ενεργοποιείται αντίστροφα - το δευτερεύον τύλιγμα χαμηλής τάσης χρησιμεύει ως πρωτεύον και η τάση αφαιρείται από το δευτερεύον υψηλής τάσης.

Πιθανές αντικαταστάσεις στη βάση στοιχείων:

• Η δίοδος zener D814V που υποδεικνύεται στο κύκλωμα μπορεί να αντικατασταθεί με οποιαδήποτε που παράγει 8-10 V. Για παράδειγμα, KS 182, KS 191, KS 210.
• Εάν δεν υπάρχουν πυκνωτές C4 και C5 τύπου K50-35 στα 1000 μF, μπορείτε να πάρετε τέσσερις 5000 μF ή 4700 μF και να τους συνδέσετε παράλληλα,
• Αντί για έναν εισαγόμενο πυκνωτή C3 220m, μπορείτε να τροφοδοτήσετε έναν οικιακό οποιουδήποτε τύπου χωρητικότητας 100-500 μF και τάσης τουλάχιστον 10 V.
• Μετασχηματιστής - οποιοσδήποτε με ισχύ από 10 W έως 1000 W, αλλά η ισχύς του πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσια από το προβλεπόμενο φορτίο.

Κατά την εγκατάσταση κυκλωμάτων για σύνδεση μετασχηματιστή, τρανζίστορ και σύνδεση σε πηγή 12 V, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε καλώδια μεγάλης διατομής - το ρεύμα εδώ μπορεί να φτάσει σε υψηλές τιμές (με ισχύ 400 W έως 40 A).

Μετατροπέας με έξοδο καθαρού ημιτονοειδούς κύματος

Τα κυκλώματα των μετατροπέων ημέρας είναι πολύπλοκα ακόμη και για έμπειρους ραδιοερασιτέχνες, επομένως δεν είναι καθόλου εύκολη η κατασκευή τους μόνοι σας. Ένα παράδειγμα του απλούστερου κυκλώματος είναι παρακάτω.

Σε αυτή την περίπτωση, είναι ευκολότερο να συναρμολογήσετε έναν τέτοιο μετατροπέα από έτοιμες σανίδες. Πώς - δείτε το βίντεο.

Το επόμενο βίντεο δείχνει πώς να συναρμολογήσετε έναν μετατροπέα 220 volt με καθαρό ημιτονοειδές κύμα. Μόνο τάση εισόδουόχι 12 V, αλλά 24 V.

Και αυτό το βίντεο απλώς σας λέει πώς μπορείτε να αλλάξετε την τάση εισόδου, αλλά να λαμβάνετε τα απαιτούμενα 220 V στην έξοδο.

Ο μετατροπέας αποτελείται από έναν κύριο ταλαντωτή 50 Hertz (έως 100 Hz), ο οποίος είναι κατασκευασμένος με βάση τον πιο συνηθισμένο πολυδονητή. Από τη δημοσίευση του προγράμματος, έχω παρατηρήσει ότι πολλοί έχουν επαναλάβει με επιτυχία το σχήμα, οι κριτικές είναι αρκετά καλές - το έργο ήταν επιτυχημένο.

Αυτό το κύκλωμα σάς επιτρέπει να λαμβάνετε σχεδόν 220 Volt με συχνότητα 50 Hz στην έξοδο (ανάλογα με τη συχνότητα του πολυδονητή. Η έξοδος του μετατροπέα μας είναι ορθογώνιοι παλμοί, αλλά μην βιαστείτε να βγάλετε συμπεράσματα - ένας τέτοιος μετατροπέας είναι κατάλληλος για την τροφοδοσία σχεδόν όλων των οικιακών φορτίων, με εξαίρεση τα φορτία που έχουν ενσωματωμένο κινητήρα που είναι ευαίσθητος στο σχήμα του παρεχόμενου σήματος.

τηλεόραση, παίκτες, συσκευή φόρτισηςαπό φορητούς υπολογιστές, φορητούς υπολογιστές, φορητές συσκευές, κολλητήρια, λαμπτήρες πυρακτώσεως, λαμπτήρες LED, LDS, ακόμη και προσωπικό υπολογιστή - όλα αυτά μπορούν να τροφοδοτηθούν χωρίς προβλήματα από τον προτεινόμενο μετατροπέα.

Λίγα λόγια για την ισχύ του μετατροπέα. Εάν χρησιμοποιείτε ένα ζεύγος διακοπτών ισχύος της σειράς IRFZ44 με ισχύ περίπου 150 watt, η ισχύς εξόδου υποδεικνύεται παρακάτω ανάλογα με τον αριθμό των ζευγών των κλειδιών και τον τύπο τους

Τρανζίστορ Αριθμός ζευγώνΙσχύς, W)
IRFZ44/46/48 1/2/3/4/5 250/400/600/800/1000
IRF3205/IRL3705/IRL 2505 1/2/3/4/5 300/500/700/900/1150
IRF1404 1/2/3/4/5 400/650/900/1200/1500 Max

Αλλά δεν είναι μόνο αυτό, ένας από αυτούς που συναρμολόγησαν αυτή τη συσκευή έγραψε με περηφάνια ότι κατάφερε να αφαιρέσει έως και 2000 watt, φυσικά, και αυτό είναι πραγματικό εάν χρησιμοποιείτε, ας πούμε, 6 ζεύγη IRF1404 - πραγματικά δολοφονικά κλειδιά με ρεύμα των 202 Amperes, αλλά φυσικά το μέγιστο το ρεύμα δεν μπορεί να φτάσει σε τέτοιες τιμές, αφού οι ακροδέκτες απλά θα έλιωναν σε τέτοια ρεύματα.

Ο μετατροπέας διαθέτει λειτουργία REMOTE (τηλεχειριστήριο). Το κόλπο είναι ότι για να ξεκινήσετε τον μετατροπέα πρέπει να εφαρμόσετε ένα συν χαμηλής ισχύος από την μπαταρία στη γραμμή στην οποία συνδέονται οι αντιστάσεις πολυδονητή χαμηλής ισχύος. Λίγα λόγια για τις ίδιες τις αντιστάσεις - πάρτε τα πάντα με ισχύ 0,25 watt - δεν θα υπερθερμανθούν. Τα τρανζίστορ στον πολυδονητή πρέπει να είναι αρκετά ισχυρά εάν πρόκειται να αντλήσετε πολλά ζεύγη διακοπτών ισχύος. Από τα δικά μας, τα KT815/17 ή ακόμα καλύτερα KT819 ή εισαγόμενα ανάλογα είναι κατάλληλα.

Οι πυκνωτές είναι πυκνωτές ρύθμισης συχνότητας, η χωρητικότητά τους είναι 4,7 μF με αυτή τη διάταξη εξαρτημάτων πολυδονητή, η συχνότητα του μετατροπέα θα είναι περίπου 60 Hz.
Πήρα τον μετασχηματιστή από ένα παλιό αδιάλειπτο τροφοδοτικό, η ισχύς του trance επιλέγεται με βάση την απαιτούμενη (υπολογισμένη) ισχύ του μετατροπέα, οι πρωτεύουσες περιελίξεις είναι 2 έως 9 Volt (7-12 Volt), η δευτερεύουσα περιέλιξη είναι στάνταρ - δίκτυο.
Πυκνωτές φιλμ με ονομαστική τάση 63/160 βολτ ή περισσότερο, πάρτε αυτόν που έχετε στη διάθεσή σας.

Λοιπόν, αυτό είναι όλο, θα προσθέσω μόνο ότι οι διακόπτες ισχύος σε υψηλή ισχύ θα ζεσταθούν σαν σόμπα, χρειάζονται μια πολύ καλή ψύκτρα, συν ενεργή ψύξη. Μην ξεχάσετε να απομονώσετε τα ζεύγη ενός βραχίονα από την ψύκτρα για να αποφύγετε το βραχυκύκλωμα των τρανζίστορ.

Ο μετατροπέας δεν έχει καμία προστασία ή σταθεροποίηση ίσως η τάση να αποκλίνει από 220 Volt.

Κατεβάστε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματοςαπό τον διακομιστή

Με εκτίμηση - AKA KASYAN