خرید دستگاه آماده مشکلی نخواهد داشت– در فروشگاه های خودرو می توانید ( مبدل های ولتاژ پالس ) توان ها و قیمت های مختلف را پیدا کنید.
با این حال، قیمت چنین دستگاهی با توان متوسط (300-500 وات) چندین هزار روبل است و قابلیت اطمینان بسیاری از اینورترهای چینی کاملاً بحث برانگیز است. ساختن یک مبدل ساده با دستان خود نه تنها راهی برای صرفه جویی قابل توجه در پول است، بلکه فرصتی برای بهبود دانش خود در الکترونیک است. در صورت خرابی، تعمیر مدار خانگی بسیار آسان تر خواهد بود.
مبدل پالس ساده
مدار این دستگاه بسیار ساده استو اکثر قطعات را می توان از منبع تغذیه غیر ضروری کامپیوتر جدا کرد. البته یک اشکال قابل توجه نیز دارد - ولتاژ 220 ولتی به دست آمده در خروجی ترانسفورماتور از شکل سینوسی فاصله زیادی دارد و فرکانس آن به طور قابل توجهی بالاتر از 50 هرتز پذیرفته شده است. موتورهای الکتریکی یا لوازم الکترونیکی حساس نباید مستقیماً به آن وصل شوند.
برای اینکه بتوان تجهیزات حاوی منابع تغذیه سوئیچینگ (به عنوان مثال منبع تغذیه لپ تاپ) را به این اینورتر متصل کرد، از راه حل جالبی استفاده شد - یکسو کننده با خازن های صاف کننده در خروجی ترانسفورماتور نصب شده است. درست است، آداپتور متصل تنها می تواند در یک موقعیت سوکت کار کند، زمانی که قطبیت ولتاژ خروجی با جهت یکسو کننده تعبیه شده در آداپتور مطابقت داشته باشد. مصرف کننده های ساده مانند لامپ های رشته ای یا آهن لحیم کاری می توانند مستقیماً به خروجی ترانسفورماتور TR1 متصل شوند.
اساس مدار فوق کنترلر TL494 PWM است که رایج ترین در چنین دستگاه هایی است. فرکانس کاری مبدل توسط مقاومت R1 و خازن C2 تنظیم می شود؛ مقادیر آنها را می توان کمی متفاوت از مقادیر مشخص شده بدون تغییرات قابل توجه در عملکرد مدار در نظر گرفت.
برای بهره وری بیشتر، مدار مبدل شامل دو بازو روی ترانزیستورهای اثر میدان قدرت Q1 و Q2 است. این ترانزیستورها باید روی رادیاتورهای آلومینیومی قرار گیرند؛ اگر قصد استفاده از رادیاتور معمولی را دارید، ترانزیستورها را از طریق اسپیسرهای عایق نصب کنید. به جای IRFZ44 نشان داده شده در نمودار، می توانید از IRFZ46 یا IRFZ48 استفاده کنید که از نظر پارامترهای مشابه هستند.
چوک خروجی بر روی یک حلقه فریت از چوک پیچیده می شود، همچنین از منبع تغذیه کامپیوتر خارج می شود. سیم پیچ اولیه با سیمی به قطر 0.6 میلی متر پیچیده شده و دارای 10 دور با یک شیر از وسط است. یک سیم پیچ ثانویه حاوی 80 پیچ در بالای آن پیچیده شده است. شما همچنین می توانید یک ترانسفورماتور خروجی را از یک منبع تغذیه اضطراری خراب استفاده کنید.
همچنین بخوانید: بررسی ژنراتورهای برقی چوب سوز
به جای دیودهای فرکانس بالا D1 و D2، می توانید دیودهایی از انواع FR107، FR207 بگیرید.
از آنجایی که مدار بسیار ساده است، پس از روشن شدن و نصب صحیح، بلافاصله شروع به کار می کند و نیازی به پیکربندی ندارد. این می تواند جریانی تا 2.5 آمپر را به بار برساند، اما حالت عملیاتی مطلوب جریانی بیش از 1.5 آمپر نخواهد بود - و این بیش از 300 وات قدرت است.
اینورتر آماده با چنین قدرتی حدود سه تا چهار هزار روبل هزینه خواهد داشت.این طرح با اجزای داخلی ساخته شده است و کاملا قدیمی است، اما این باعث نمی شود که کارایی آن کم شود. مزیت اصلی آن خروجی جریان متناوب کامل با ولتاژ 220 ولت و فرکانس 50 هرتز است.
در اینجا ژنراتور نوسان بر روی ریز مدار K561TM2 ساخته شده است که یک ماشه D دوگانه است. این یک آنالوگ کامل از میکرو مدار خارجی CD4013 است و بدون تغییر در مدار با آن قابل تعویض است.
این مبدل همچنین دارای دو بازوی قدرت مبتنی بر ترانزیستورهای دوقطبی KT827A است. نقطه ضعف اصلی آنها در مقایسه با میدان های مدرن مقاومت بالاتر آنها در حالت باز است، به همین دلیل است که آنها برای همان قدرت سوئیچ گرم می شوند.
از آنجایی که اینورتر در فرکانس پایین کار می کند، ترانسفورماتور باید دارای یک هسته فولادی قدرتمند باشد. نویسنده نمودار استفاده از ترانسفورماتور شبکه مشترک شوروی TS-180 را پیشنهاد می کند.
مانند سایر اینورترهای مبتنی بر مدارهای ساده PWM، این مبدل دارای شکل موج ولتاژ خروجی کاملاً متفاوت از شکل سینوسی است، اما این مبدل با اندوکتانس زیاد سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور و خازن خروجی C7 تا حدودی صاف می‌شود. همچنین، به همین دلیل، ترانسفورماتور ممکن است در حین کار صدای زمزمه قابل توجهی را منتشر کند - این نشانه نقص مدار نیست.
اینورتر ترانزیستوری ساده
این مبدل بر اساس همان اصل مدارهای ذکر شده در بالا کار می کند، اما ژنراتور موج مربعی (مولتی ویبراتور) در آن بر روی ترانزیستورهای دوقطبی ساخته شده است.
ویژگی این مدار این است که حتی بر روی باتری بسیار تخلیه شده نیز فعال می ماند: محدوده ولتاژ ورودی 3.5 ... 18 ولت است. اما، از آنجایی که هیچ تثبیت کننده ولتاژ خروجی ندارد، زمانی که باتری تخلیه می شود، ولتاژ در سراسر بار به طور همزمان کاهش می یابد.
از آنجایی که این مدار فرکانس پایینی نیز دارد، ترانسفورماتوری مشابه ترانسفورماتور مورد استفاده در اینورتر مبتنی بر K561TM2 مورد نیاز است.
بهبود مدارهای اینورتر
دستگاه های ارائه شده در مقاله بسیار ساده هستند و دارای تعدادی عملکرد هستند. نمی توان با آنالوگ های کارخانه مقایسه کرد. برای بهبود ویژگی های آنها، می توانید به اصلاحات ساده متوسل شوید که به شما امکان می دهد اصول عملکرد مبدل های پالس را بهتر درک کنید.
همچنین بخوانید: بیایید با دستان خود یک ژنراتور الکتریکی بسازیم
افزایش توان خروجی
همه دستگاه های توصیف شده بر اساس یک اصل کار می کنند: از طریق یک عنصر کلیدی (ترانزیستور خروجی بازو)، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور برای مدت زمانی مشخص شده توسط فرکانس و چرخه کار نوسانگر اصلی به ورودی برق متصل می شود. در این مورد، پالس های میدان مغناطیسی تولید می شوند، پالس های حالت مشترک هیجان انگیز در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور با ولتاژی برابر با ولتاژ سیم پیچ اولیه ضرب در نسبت تعداد چرخش در سیم پیچ ها.
بنابراین، جریان عبوری از ترانزیستور خروجی برابر است با جریان بار ضرب در نسبت چرخش معکوس (نسبت تبدیل). حداکثر جریانی است که ترانزیستور می تواند از خود عبور دهد که حداکثر توان مبدل را تعیین می کند.
دو راه برای افزایش قدرت اینورتر وجود دارد: یا از ترانزیستور قوی تر استفاده کنید یا از اتصال موازی چندین ترانزیستور کم قدرت در یک بازو استفاده کنید. برای یک مبدل خانگی، روش دوم ترجیح داده می شود، زیرا نه تنها به شما امکان می دهد از قطعات ارزان تر استفاده کنید، بلکه در صورت خرابی یکی از ترانزیستورها، عملکرد مبدل را نیز حفظ می کند. در صورت عدم وجود حفاظت اضافه بار داخلی، چنین راه حلی به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان یک دستگاه خانگی را افزایش می دهد. گرمایش ترانزیستورها نیز زمانی که با همان بار کار می کنند کاهش می یابد.
با استفاده از آخرین نمودار به عنوان مثال، به شکل زیر خواهد بود:
خاموش شدن خودکار زمانی که باتری کم است
عدم وجود دستگاهی در مدار مبدل که در صورت افت شدید ولتاژ تغذیه، آن را به طور خودکار خاموش می کند. می تواند به طور جدی شما را ناامید کند، اگر چنین اینورتر را به باتری خودرو متصل کنید. تکمیل یک اینورتر خانگی با کنترل خودکار بسیار مفید خواهد بود.
ساده ترین سوئیچ بار خودکار را می توان از یک رله ماشین ساخت:
همانطور که می دانید هر رله ولتاژ خاصی دارد که کنتاکت های آن بسته می شوند. با انتخاب مقاومت مقاومت R1 (حدود 10 درصد مقاومت سیم پیچ رله خواهد بود) لحظه ای را تنظیم می کنید که رله کنتاکت های خود را باز می کند و جریان را به اینورتر قطع می کند.
مثال: بیایید یک رله با ولتاژ کاری (U p) 9 ولت و مقاومت سیم پیچ (R o) 330 اهم. به طوری که در ولتاژ بالای 11 ولت کار می کند (U min)، یک مقاومت با مقاومت باید به صورت سری به سیم پیچ متصل شودR n، از شرط برابری محاسبه می شودU r /R o =(U min -U p)/R n. در مورد ما، به یک مقاومت 73 اهم نیاز داریم، نزدیکترین مقدار استاندارد 68 اهم است.البته این دستگاه فوق العاده ابتدایی است و بیشتر یک تمرین برای ذهن است. برای عملکرد پایدارتر، باید با یک مدار کنترل ساده تکمیل شود که آستانه خاموش شدن را با دقت بسیار بیشتری حفظ کند:
همچنین بخوانید: ما در مورد تثبیت کننده های ولتاژ 10 کیلو وات برای خانه صحبت می کنیم
آستانه پاسخ با انتخاب مقاومت R3 تنظیم می شود.
ما شما را به تماشای ویدیویی در مورد موضوع دعوت می کنیم
تشخیص عیب اینورتر
مدارهای ساده ذکر شده دارای دو خطای رایج هستند - یا در خروجی ترانسفورماتور ولتاژ وجود ندارد یا خیلی کم است.
نمودار شماتیک اینورتر 12-220 در TL494
این اینورتر از یک ترانسفورماتور کاهنده فرکانس بالا آماده از منبع تغذیه رایانه استفاده می کند، اما در مبدل ما، برعکس، تبدیل به یک ترانسفورماتور افزایش دهنده می شود. این ترانسفورماتور را می توان هم از AT و هم از ATX گرفت. به طور معمول، چنین ترانسفورماتورهایی فقط در اندازه متفاوت هستند و محل پین آنها یکسان است. می توانید در هر تعمیرگاه کامپیوتر به دنبال منبع تغذیه مرده (یا ترانسفورماتور از آن) بگردید.
اگر چنین ترانسفورماتوری پیدا نکردید، می توانید آن را به صورت دستی بپیچید (اگر صبر دارید). این ترانسفورماتوری است که من در نسخه خود استفاده کردم:
ترانزیستورها باید روی رادیاتور قرار گیرند، در غیر این صورت ممکن است بیش از حد گرم شوند و از کار بیفتند.
من از یک رادیاتور آلومینیومی از تلویزیون نیمه هادی شوروی استفاده کردم. این رادیاتور کاملاً با اندازه ترانزیستورها مطابقت نداشت ، اما من گزینه دیگری نداشتم.
همچنین توصیه می شود تمام پایانه های فشار قوی این اینورتر را عایق بندی کنید و بهتر است همه چیز را در یک محفظه مونتاژ کنید، زیرا اگر این کار انجام نشود، ممکن است به طور تصادفی یک اتصال کوتاه رخ دهد یا ممکن است به سادگی ترمینال ولتاژ بالا را لمس کنید. بسیار ناخوشایند خواهد بود
مراقب باش! خروجی مدار دارای ولتاژ بالا بوده و می تواند شوک بسیار جدی ایجاد کند.
من از یک کیس از منبع تغذیه لپ تاپ استفاده کردم. از نظر سایز بسیار مناسب است.
و البته اینورتر در عمل:
برای همه موفق باشید، کریل.
من هرگز مدار اینورتر ساده تر از این ندیده ام. برای تکرار، به حداقل قطعات نیاز دارید - بیش از 10 قطعه. برای به دست آوردن ولتاژ خروجی 220 ولت، به یک باتری AA 1.5 ولتی نیاز داریم.
در جاهایی که امکان اتصال به شبکه 220 ولت وجود ندارد، اینورتر مورد نیاز است. اینورترها به دو نوع تقسیم می شوند: برخی دارای ولتاژ خروجی سینوسی با فرکانس 50 هرتز هستند و برای تغذیه تقریباً هر باری مناسب هستند. سایر موارد اصلاح شده فرکانس خروجی بالایی دارند، حدود 500-10000 هرتز و همیشه شکل موج سینوسی ندارند.
اینورترها با فرکانس موج سینوسی 50 هرتز گران هستند، زیرا برای تولید یک پالس موج سینوسی 50 هرتز به یک ترانسفورماتور بزرگ یا واحد الکترونیکی شبیه‌سازی نیاز است.
ساده ترین اینورتر که می سازیم متعلق به گروه دوم است. و برای تغذیه منابع تغذیه سوئیچینگ مختلف مانند شارژر تلفن، لامپ کم مصرف - فلورسنت یا LED مناسب است.
قطعات مورد نیاز
ترانسفورماتور 220 ولت - 6 ولت. می توانید آن را از یک ضبط صوت، گیرنده و غیره قدیمی جدا کنید. یا اینجا بخرید -جعبه باتری AA - 1 -
سوئیچ - 1 -
برد مدار چاپی - 1 -
ترانزیستور BC547 (آنالوگ داخلی KT3102، KT315) - 1 -
ترانزیستور BD140 با رادیاتور (آنالوگ داخلی KT814، KT816) - 1 -
خازن 0.1 µF - 1-
مقاومت 30 کیلو اهم - 1 -
ابزار:
آهن لحیم کاری، اگر آن را ندارید، آن را به اینجا ببرید -
طرح
بیایید با یک نمودار شروع به آشنایی با اینورتر کنیم. این یک مولتی ویبراتور معمولی مبتنی بر ترانزیستور کامپوزیت است. نتیجه یک ژنراتور است که در خروجی آن یک ترانسفورماتور افزایش دهنده وجود دارد.بیایید یک نمودار جمع کنیم. این برد در حال نمونه سازی است، با حفره های زیادی. قطعات را وارد کرده و طبق نمودار با جامپر لحیم می کنیم.
بررسی کار
اگر تمام اجزای مدار در شرایط کار خوب باشند و مدار بدون خطا مونتاژ شود، اینورتر بلافاصله شروع به کار می کند و نیازی به تنظیم ندارد.
ما یک لامپ کم مصرف را به خروجی اینورتر وصل می کنیم. باتری را وارد کنید و سوئیچ را ببندید. چراغ روشن شد.
البته روشنایی آن کمتر از زمانی است که از برق تغذیه می شود، اما این واقعیت که از یک عنصر 1.5 ولتی کار می کند یک پیشرفت است!
طبیعتاً، مانند هر جای دیگر، قانون بقای انرژی در اینجا نیز اعمال می شود. بر این اساس، نتیجه می شود که جریان در مدار باتری چندین برابر بیشتر از مدار لامپ خواهد بود. به طور کلی باتری باید قلیایی باشد، پس این احتمال وجود دارد که کمی بیشتر کار کند.
هنگام نصب و کار با اینورتر، به ویژه مراقب باشید، ولتاژ 220 ولت برای زندگی خطرناک است. و باور کنید یک باتری 1.5 ولتی برای ایجاد شوک الکتریکی ویرانگر و حتی ایست قلبی کافی است. همانطور که می دانید برای انجام این کار کافی است حدود 100 میلی آمپر را از یک شخص عبور دهید که این اینورتر کاملاً قادر است.
در این مقاله می توانید دستورالعمل های گام به گام دقیق برای ساخت اینورتر AC 220 ولت 50 هرتز از باتری 12 ولت خودرو را بیابید. چنین دستگاهی قادر به ارائه توان از 150 تا 300 وات است.
نمودار مدار این دستگاه بسیار ساده است..
این مدار بر اساس اصل مبدل های Push-Pull کار می کند. قلب دستگاه، برد CD-4047 خواهد بود که به عنوان یک نوسانگر اصلی عمل می کند و همچنین ترانزیستورهای اثر میدانی را که در حالت سوئیچ کار می کنند، کنترل می کند. فقط یک ترانزیستور می تواند باز باشد؛ اگر دو ترانزیستور همزمان باز باشند، یک اتصال کوتاه رخ می دهد که در نتیجه ترانزیستورها می سوزند؛ در صورت کنترل نامناسب نیز این اتفاق می افتد.
برد CD-4047 برای کنترل دقیق ترانزیستورهای اثر میدانی طراحی نشده است، اما با این وظیفه کاملاً مقابله می کند. همچنین برای کارکرد دستگاه، به یک ترانسفورماتور از یک یو پی اس قدیمی 250 یا 300 واتی با سیم پیچ اولیه و نقطه اتصال مثبت وسط از منبع تغذیه نیاز دارید.
ترانسفورماتور دارای تعداد نسبتاً زیادی سیم پیچ ثانویه است؛ برای اندازه گیری تمام شیرها و یافتن سیم پیچ شبکه 220 ولت باید از یک ولت اهم متر استفاده کنید. سیم هایی که ما نیاز داریم بالاترین مقاومت الکتریکی تقریباً 17 اهم را دارند، می توانید سیم های اضافی را حذف کنید.
قبل از شروع لحیم کاری، توصیه می شود دوباره همه چیز را بررسی کنید. توصیه می شود ترانزیستورها را از همان دسته و ویژگی های یکسان انتخاب کنید؛ خازن مدار محرک اغلب دارای نشتی کوچک و تحمل باریک است. چنین ویژگی هایی توسط یک تستر ترانزیستور تعیین می شود.
از آنجایی که برد CD-4047 آنالوگ ندارد، باید آن را خریداری کنید، اما در صورت لزوم، می توانید ترانزیستورهای اثر میدان را با ترانزیستورهای n کانال با ولتاژ 60 ولت یا بیشتر و جریان حداقل 35 آمپر جایگزین کنید. مناسب از سری IRFZ.
مدار همچنین می تواند با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی در خروجی کار کند، اما باید توجه داشت که قدرت دستگاه در مقایسه با مداری که از "سوئیچ های میدان" استفاده می کند بسیار کمتر خواهد بود.
مقاومت های گیت محدود کننده باید دارای مقاومت 10-100 اهم باشند، اما ترجیحاً از مقاومت های 22-47 اهم با توان 250 مگاوات استفاده شود.
اغلب مدار اصلی منحصراً از عناصر نشان داده شده در نمودار مونتاژ می شود که دارای تنظیمات دقیق در 50 هرتز است.
اگر دستگاه را به درستی مونتاژ کنید، از ثانیه های اول کار می کند، اما هنگام راه اندازی آن برای اولین بار، مهم است که در سمت امن باشید. برای انجام این کار، به جای فیوز (نمودار را ببینید)، باید یک مقاومت با مقدار اسمی 5-10 اهم یا یک لامپ 12 ولت نصب کنید تا در صورت اشتباه، از انفجار ترانزیستور جلوگیری کنید.
اگر دستگاه به طور پایدار کار کند، ترانسفورماتور صدا تولید می کند، اما کلیدها گرم نمی شوند. اگر همه چیز به درستی کار کند، مقاومت (لامپ) باید برداشته شود و برق از طریق فیوز تامین می شود.
به طور متوسط، اینورتر بسته به منبع تغذیه و نوع ترانسفورماتور، زمانی که ربات در حالت بیکار است، از 150 تا 300 میلی آمپر انرژی مصرف می کند.
سپس باید ولتاژ خروجی را اندازه گیری کنید، خروجی باید حدود 210-260 ولت باشد، این یک نشانگر عادی در نظر گرفته می شود، زیرا اینورتر تثبیت کننده ندارد. در مرحله بعد، باید دستگاه را با اتصال یک لامپ 60 واتی تحت بار بررسی کنید و بگذارید 10-15 ثانیه کار کند؛ در این مدت کلیدها کمی گرم می شوند، زیرا سینک حرارتی ندارند. کلیدها باید به طور یکنواخت گرم شوند؛ اگر گرمایش یکنواخت نیست، باید به دنبال محل خطا باشید.
ما اینورتر را به عملکرد کنترل از راه دور مجهز می کنیم
سیم مثبت اصلی باید به نقطه وسط ترانسفورماتور متصل شود اما برای شروع کار دستگاه باید یک مثبت جریان کم به برد وصل شود. با این کار مولد پالس راه اندازی می شود.
چند پیشنهاد در مورد نصب همه چیز در جعبه منبع تغذیه کامپیوتر نصب شده است؛ ترانزیستورها باید روی رادیاتورهای جداگانه نصب شوند.
اگر یک هیت سینک معمولی نصب شده است، حتما محفظه ترانزیستور را از هیت سینک جدا کنید. کولر به یک باس 12 ولت متصل است.
یکی از معایب قابل توجه این اینورتر عدم حفاظت از اتصال کوتاه است و در صورت بروز تمام ترانزیستورها می سوزند. برای جلوگیری از این امر، باید فیوز 1 آمپر را در خروجی نصب کنید.
برای راه اندازی اینورتر از یک دکمه کم مصرف استفاده می شود که پلاس از طریق آن به برد عرضه می شود. شینه های قدرت ترانسفورماتور باید مستقیماً به رادیاتور ترانزیستورها ثابت شوند.
اگر یک کنتور انرژی را به خروجی مبدل متصل کنید، خواهید دید که فرکانس و ولتاژ خروجی در محدوده مجاز است. اگر مقداری بزرگتر یا کمتر از 50 هرتز دریافت کردید، باید آن را با استفاده از یک مقاومت متغیر چند چرخشی تنظیم کنید، روی برد نصب شده است.
