Convertor de tensiune de înaltă frecvență DIY. Circuit convertizor de tensiune

De la o baterie auto de 12V. În acest caz, transformă cei 12 volți ai bateriei mașinii în +- 35 volți. Pentru a reduce dimensiunea dispozitivului, conversia are loc cu o frecvență crescută. Într-un convertor de tensiune, frecvența este de 50 kHz. Convertorul oferă bipolar Sursa de alimentare ULF la putere maxima aproximativ 200W. Pentru circuit au fost alese în mare parte componente importate, deoarece acum sunt mai ușor de obținut. Circuitul folosește cipul TL494 ca modulator de lățime a impulsului. Generatorul TL494 este comun în multe circuite UPS, de exemplu, îl puteți dezlipi de la un AT sau ATX. IRFZ44N cu efect de câmp de putere au fost aleși ca tranzistori de comutare. Pentru a descărca capacitățile porților tranzistoarelor cu efect de câmp, se folosesc tranzistoarele tampon KT961 și KT639.

Schema schematică a unui convertor de tensiune 12 - 2x35 volți pentru a alimenta un UMZCH puternic.

Convertorul de tensiune funcționează după cum urmează. Un generator de impulsuri cu o frecvență de aproximativ 30-50 KHz este asamblat pe un TL494. Impulsurile în antifază sunt furnizate circuitelor de încărcare și descărcare rapidă ale condensatoarelor de poartă, care formează impulsuri cu o creștere și o scădere scurtă. Impulsurile generate ajung la porțile tranzistoarelor de control, ale căror drenuri sunt conectate la transformator. Circuitele inductive de suprimare a supratensiunii sunt incluse în paralel cu înfășurările sale pentru a elimina posibilitatea defecțiunii tranzistorului din cauza tensiunii în exces. Redresorul nu are nimic deosebit, o punte de diode obisnuita si un filtru capacitiv cu choke anti-interferente. Unitatea de control de pe cipul TL494 începe să funcționeze imediat. Nu este critic pentru piesele folosite. La pinii 9 și 10 ar trebui să existe impulsuri dreptunghiulare, deplasate în timp.

Convertorul de tensiune este asamblat pe o placă de circuit imprimat din fibră de sticlă cu o singură față. Dispunerea plăcii de circuit imprimat afectează în mod semnificativ interferența RF la ieșirea convertorului și, în consecință, la ieșire. Proiectarea propriului sigiliu necesită cunoștințe. Poate fi mai bine să găsești un sigiliu gata făcut. Pot spune despre sigila mea că este complet funcțională și are un minim de interferență, deși se poate face mai bine.

Circuitul a folosit rezistențe de tip MLT - 0,125, cu excepția celor a căror putere este indicată pe circuit, rezistențe de tăiere - orice potrivite în dimensiunea și locația bornelor, de preferință ar trebui să fie de tip A. Diodele redresoare sunt instalate pe un calorifer mic. Tranzistoarele driver nu au nevoie de radiatoare. Tranzistoarele puternice cu efect de câmp sunt instalate prin distanțiere de mică pe un radiator mare, dacă este necesar, se adaugă un răcitor. Datele de înfășurare ale transformatorului și bobinelor sunt indicate în diagramă.

Transformatorul trebuie bobinat foarte eficient, de asta depinde funcționarea a totul. Înfășurarea transformatorului trebuie făcută cât mai strâns posibil la miez, iar spirele trebuie distribuite uniform pe întregul inel. Înfășurarea primară este de 4 spire de-a lungul întregului circuit magnetic cu un fascicul de 10 fire cu diametrul de 1,6 mm, după care împărțim fasciculul în jumătate. Sfârșitul unuia este legat de începutul celuilalt semiînfășurare. Secundar - 16 spire ale unui mănunchi de 4 fire cu diametrul de 1,2 mm, apoi împărțit în jumătate. Puteți lua fire cu un diametru diferit și puteți modifica numărul de miezuri, astfel încât secțiunea transversală să rămână aceeași.

Dar toate aceste cifre sunt date aproximativ, deoarece nu este necesară o precizie specială a tensiunilor de ieșire. Ei bine, nu veți avea +-35, ci 31 de volți, deci ce? Miezul magnetic poate fi înfășurat cu un strat de pânză lăcuită pentru a nu deteriora izolația firului în timpul înfășurării. De asemenea, punem un strat de izolație între înfășurări pentru a preveni scurtcircuitele. Ieșirea transformatorului ar trebui să fie impulsuri trapezoidale. Choke-ul se face pe ferită de la sursa computerului, 10 spire de fir PEL-1. Este mai bine să instalați diode redresoare cu o cădere de tensiune joasă - Schottky.

La configurarea convertorului, porniți-l mai întâi printr-o lampă auto de 12V cu o putere de câteva zeci de wați, astfel veți salva circuitul de la ardere dacă există erori în instalare. Măsurătorile tensiunilor de ieșire ale convertizorului trebuie făcute sub sarcină. Prin rotirea cursorului rezistenței trimmerului setăm tensiunea de care avem nevoie, de obicei, este reglată între 20V - 40V. Material furnizat de alpha și qwert390.

Discutați articolul DIAGRAMĂ CONVERTOR DE TENSIUNE

De ce trebuie să faci singur un convertor pentru un motor electric trifazat și cum să-l faci singur? Pentru a proteja mediul, peste tot se creează reguli care recomandă producătorilor de dispozitive electrice să realizeze produse care vor economisi energie electrica. Acest lucru se poate realiza adesea prin controlul corect al vitezei motorului electric. Un convertor de frecvență rezolvă cu ușurință această problemă.

Diverse denumiri: invertor, schimbător de curent de frecvență, mecanism de acționare controlat de frecvență. Astăzi, astfel de dispozitive sunt fabricate de diverse fabrici, dar mulți meșteri nu fac altele mai rele cu propriile mâini.

Cum mi-am făcut propriul convertor de frecvență

Am făcut și o unitate asincronă pentru prietenul meu. Avea nevoie de un drive pentru gater, puternic si bun. Întrucât îmi plăcea să lucrez cu electronica, i-am oferit imediat următorul circuit:

Am folosit o punte trifazată pe tranzistori cu diode de feedback care erau disponibile. Controlul a fost efectuat prin optodriverul HCPL 3120 cu un microcontroler PIC16F628A. Am lipit o capacitate de stingere la intrare, astfel încât electroliții să fie încărcați fără probleme. Apoi am lipit releul de șunt. Am instalat și un declanșator de protecție a curentului împotriva scurtcircuitului și suprasarcinii. Pentru control am instalat două butoane și un comutator pentru rotație inversă.

Am asamblat partea de putere folosind o instalație de perete.

Am conectat rezistențele în paralel la 270 kOhm folosind condensatori de trecere de poartă și le-am lipit în spatele plăcii. Tabloul meu este afișat în vizualizarea externă:

Vedere a acestei plăci a mea din cealaltă parte:

Pentru a conecta tensiunea de alimentare, am asamblat o sursă de alimentare care funcționează pe impulsuri, flyback. Iată o diagramă a acestei surse de alimentare:

Cum am programat microcontrolerul? Ochiurile simple nu mi-au pus nicio problemă. Rezultatul au fost constante sub forma unei matrice, la care a lucrat controlerul meu. Frecvența și tensiunea au fost specificate de aceste valori. Am verificat întreaga schemă de funcționare pe un motor de ventilator de putere redusă, 200 W. Designul meu arăta astfel:

Experimentele inițiale au dat rezultate bune. Apoi am modificat programul. Am accelerat motorul de 4 kW și am mers să asamblam comenzile fabricii de cherestea.

În timpul instalării, eu și prietenul meu am avut accidental un scurtcircuit și s-a declanșat protecția; Motorul de 2 kW 1500 rpm a tăiat plăci cu ușurință. Acum programul este încă în curs de finalizare pentru a mări motorul peste valoarea sa nominală. Caracteristici: frecventa de la 2 la 50 hertzi in pasi de 1,5 hertzi, frecventa sincrona, in continua schimbare, accelerare de la 1500 la 3500 hertzi, control U/F de tip scalar, putere motor pana la 5 kW.

Țineți apăsat butonul RUN și accelerați motorul. Dați drumul, frecvența rămâne la același nivel. Când LED-ul se aprinde, unitatea este gata de pornire.

Cum să faci singur un invertor?

Odată cu producția de invertoare din fabrică, amatorii le fac ei înșiși, cu propriile mâini. Nu este nimic complicat aici. Un astfel de convertor de frecvență convertește o fază și o transformă în trei faze. Un motor electric cu o gamă de frecvență similară este utilizat acasă;

Blocul de redresare din circuit este situat la început. Urmează cele care elimină variabilele curente. Pentru fabricarea acestor invertoare se folosesc tranzistoare IGBT.

Tiristorii sunt viitorul, deși sunt folosiți în prezent de mult timp. Un comutator de frecvență achiziționat bazat pe tranzistoare bipolare este scump și este rar folosit (servomotor, tăiere metal). Aceste acționări, cum ar fi transportoare și benzi transportoare, mașini rotative, stații de pompare a apei, sisteme de climatizare sunt cele mai multe din întreaga utilizare a dispozitivelor din fabrică, unde este mai bine să folosiți convertoare de frecvență pentru a controla motoare electrice cu armături în cușcă veveriță și puteți controla turația motorului dacă aplicați potențial, schimbând frecvența până la 50 herți.

Să dăm exemple simple convertoare de frecvenţă, care trăgea motoare electrice puternice de locomotive diesel și trenuri electrice, care includeau multe vagoane de platformă de marfă, stații mari cu pompe de 600 de volți, alimentarea zonelor urbane apă potabilă. Evident, aceste motoare electrice puternice nu sunt potrivite pentru tranzistoarele bipolare. Prin urmare, sunt utilizate tiristoare active de tipurile GTO, GCT, IGCT și SGCT. Se convertesc de la curent continuu la o rețea de curent trifazat cu o putere bună. Cu toate acestea, există circuite simple care folosesc tiristoare simple care sunt închise de curentul invers al catodului. Astfel de tiristoare nu vor funcționa în modul PWM sunt bine utilizate în controlul direct al motoarelor electrice, fără un curent constant. Convertizoarele de frecvență bazate pe tiristoare în perioadele de stagnare au fost folosite pentru motoarele pornite DC. Siemens a inventat o tehnologie care a transformat industria dincolo de recunoaștere.

Costul tuturor pieselor unui invertor de casă este semnificativ mai mic decât prețul unui dispozitiv din fabrică.

Astfel de dispozitive de casă Potrivit pentru motoare electrice de până la 0,75 kW.

Pentru ce este destinat invertorul - principiul său de funcționare

Invertorul acționează asupra vitezei de rotație a motoarelor asincrone. Motoarele transformă electricitatea în mișcare mecanică. Mișcare de rotație transformată în mișcări mecanice. Acest lucru creează o mare comoditate. Motoarele asincrone sunt foarte populare în multe aspecte ale vieții oamenilor.

Viteza motorului electric poate fi modificată de alte dispozitive. Dar au multe neajunsuri. Sunt greu de folosit, scumpe, funcționează cu o calitate slabă, iar intervalul de reglare este mic.

Pentru un motor trifazat, această problemă este ușor de rezolvat. Toată lumea știe că utilizarea convertoarelor de frecvență pentru a schimba viteza de rotație este cea mai bună și cea mai corectă metodă. Un astfel de dispozitiv asigură pornirea și frânarea ușoară și, de asemenea, controlează multe procese care au loc în motor. În acest caz, situațiile de urgență sunt eliminate.

Pentru a regla fără probleme și rapid funcționarea motorului, experții au dezvoltat o specială schema electrica. Utilizarea unui generator de frecvență face posibilă funcționarea motorului fără întrerupere, economic. Eficiența sa ajunge la 98%. Acest lucru se întâmplă prin creșterea frecvenței de comutare. Dispozitivele mecanice nu pot îndeplini astfel de funcții.

Cum se reglează viteza unui invertor?

Cum poate un generator de frecvență să schimbe un motor electric? În primul rând, schimbă tensiunea rețelei. În continuare, amplitudinea și frecvența tensiunii necesare sunt obținute din acesta și furnizate motorului electric.

Intervalul de pornire a controlului vitezei de către convertor este mare. Puteți schimba rotația motorului în cealaltă direcție. Pentru a preveni defectarea motorului, trebuie să țineți cont de datele din caracteristicile sale, viteza admisă, puterea.

În ce constă sistemul de comandă?

Schema circuitului de frecvență.

Este format din trei părți:

1. redresor care oferă potențial DC atunci când este conectat la curent reteaua electrica. Rețeaua poate fi administrată sau nu;
2. un element de filtru care netezește tensiunea de ieșire (se folosește capacitatea);
3. un invertor care produce potențialul de frecvență dorit, legătura cea mai exterioară din apropierea motorului electric.

Modul de control al frecvenței

Acestea sunt împărțite în tipuri de control al turației motorului:

1. (fără conexiune din spate);
2. modul de control vectorial (nu există sau nu există conexiune din partea din spate).

În primul caz, statorul este controlat cu ajutorul acestuia câmp magnetic. Controlul vectorial ține cont de acțiunea câmpurilor magnetice ale rotorului și statorului, îmbunătățind cuplul la diferite viteze de rotație. Aceasta este principala diferență dintre modurile lor de control.

Metoda vectorială este mai precisă și mai eficientă. Este mai scump de întreținut. Este mai potrivit pentru specialiștii cu bune abilități și cunoștințe profesionale. Metoda de control de tip scalar este cea mai ușor de utilizat. Este utilizat cu parametrii de ieșire care nu necesită o ajustare specială de precizie.

Cum se conectează un invertor cu delta și stea?

Când am cumpărat un invertor la un preț ieftin, apare nevoia: să-l conectăm singuri la motorul electric fără specialiști. Mai întâi trebuie să instalați pentru securitate întrerupător de circuit pentru dezenergizare. Dacă apare un scurtcircuit în faze, întregul sistem se va opri.

Puteți conecta motorul cu o stea sau un triunghi.

Când sistemul de reglare este cu o fază, contactele motorului electric sunt conectate într-un triunghi. Atunci puterea nu se va pierde. Puterea acestui convertor de frecvență nu va fi mai mare de 3 kW.

Invertoarele trifazate sunt cele mai moderne din punct de vedere tehnic. Acestea sunt alimentate de rețele trifazate din fabrică și conectate printr-o stea.

Pentru a limita curentul de pornire și a reduce cuplul de pornire la pornirea unui motor electric de peste 5 kW, puteți utiliza metoda de conectare în triunghi și stea.

Când statorul este pornit, se folosește un circuit în stea, iar dacă turația motorului este normală, atunci acestea trec la versiunea triunghiulară. Dar acest lucru este utilizat atunci când există posibilitatea de conectare în două circuite.

Remarcăm că în versiunea stea-delta vor exista întotdeauna scăderi mari de curent. Când treceți la a doua schemă, turația motorului va scădea semnificativ. Pentru a restabili viteza de rotație, curentul trebuie crescut.

Comutatoarele de frecvență pentru motoare cu putere de până la 8 kW sunt utilizate pe scară largă.

Aplicarea invertoarelor de nouă generație

Cele moderne sunt realizate folosind dispozitive precum microcontrolere. Acest lucru îmbunătățește semnificativ funcțiile invertoarelor în algoritmii de control și monitorizare din punct de vedere al siguranței în exploatare.

Generatoarele de frecvență au fost utilizate cu succes în următoarele domenii de producție:

• în alimentarea cu apă, alimentarea cu căldură la schimbarea vitezei de alimentare a pompei de alimentare cu apă rece și caldă;
• în condiții de fabrică de inginerie mecanică;
• în industriile ușoare și textile;
• în producția de energie și combustibil;
• pentru pompe de canalizare și puțuri;
• V procese tehnologice pentru control automat.

Pentru a controla și monitoriza convertizoarele de frecvență, producătorul dispozitivului oferă un program creat care va comunica întotdeauna cu controlerul printr-un port, va afișa starea pe monitor și va permite controlul. Datele sunt documentate printr-un protocol de schimb și sunt utilizate de utilizatorii care creează programe de control pentru echipamente electronice și controlere.

Schimbul de date se face în trei etape:

1. Identificare.
2. Inițializare.
3. Management si control.

Costul surselor de alimentare cu tensiune neîntreruptibilă depinde dacă acesta conține un convertor de frecvență. Astfel de dispozitive sunt viitorul. Sectoarele economice și energetice se vor dezvolta mai rapid datorită noilor dispozitive moderne.

Un invertor de 12V/220V este un lucru necesar într-o gospodărie. Uneori este pur și simplu necesar: rețeaua, de exemplu, a dispărut, iar telefonul este mort și există carne în frigider. Cererea determină oferta: pentru modelele gata făcute de 1 kW sau mai mult, de la care puteți alimenta orice aparate electrice, va trebui să plătiți undeva de la 150 USD. Posibil peste 300 de dolari. Cu toate acestea, realizarea unui convertor de tensiune cu propriile mâini în vremea noastră este accesibilă oricui știe să lipize: asamblarea acestuia dintr-un set gata de componente va costa de trei până la patru ori mai puțin + puțină muncă și metal din gunoiul vechi. Dacă există unul pentru bateriile auto, puteți cheltui în general 300-500 de ruble. Și dacă ai și abilități de bază de radio amator, atunci, după ce ai scotocit în ascunzișuri, este foarte posibil să faci un invertor de 12V DC/220V AC 50Hz pentru 500-1200 W degeaba. Să luăm în considerare opțiunile posibile.

Opțiuni: Global

Un convertor de tensiune de 12-220 V pentru a alimenta o sarcină de până la 1000 W sau mai mult poate fi realizat în general independent în următoarele moduri (în ordinea creșterii costurilor):

1. Puneți o unitate gata făcută într-o carcasă cu un radiator de la Avito, Ebay sau AliExpress. Căutați „invertor 220” sau „invertor 12/220”; puteți adăuga imediat puterea necesară. Va costa aprox. jumătate din prețul aceleiași fabrici. Nu sunt necesare cunoștințe electrice, dar - vezi mai jos;
2. Asamblați același din kit: placa de circuit imprimat + componente „împrăștiate”. Poate fi achiziționat de acolo, dar la cerere se adaugă diy, ceea ce înseamnă auto-asamblare. Pret inca aprox. de 1,5 ori mai mic. Aveți nevoie de abilități de bază în electronica radio: utilizarea unui multimetru, cunoștințe despre cablarea (pinouts) bornelor elementelor active sau capacitatea de a le căuta, reguli pentru includerea componentelor polare (diode, condensatoare electrolitice) și capacitatea de a determina ce fire de curent și ce secțiune transversală sunt necesare;
3. Adaptați o sursă de alimentare neîntreruptibilă a computerului (UPS, UPS) la invertor. Un UPS folosit fără o baterie standard poate fi găsit pentru 300-500 de ruble. Nu aveți nevoie de abilități - pur și simplu conectați bateria mașinii la UPS. Dar va trebui să-l încărcați separat, vezi și mai jos;
4. Alegeți o metodă de conversie, o diagramă (vezi mai jos) în conformitate cu nevoile dvs. și disponibilitatea pieselor, calculați și asamblați complet singur. Poate fi complet gratuit, dar pe lângă abilitățile electronice de bază, veți avea nevoie de capacitatea de a utiliza niște instrumente speciale de măsurare (vezi și mai jos) și de a efectua calcule inginerești simple.

Dintr-un modul terminat

Metode de asamblare conform paragrafelor. 1 și 2 nu sunt de fapt atât de simple. Carcasele invertoarelor gata făcute din fabrică servesc, de asemenea, ca radiatoare pentru comutatoare puternice cu tranzistori în interior. Dacă luați un „produs semifabricat” sau „vrac”, atunci nu va exista nicio carcasă pentru ei: având în vedere costul actual al electronicelor, al manoperei și al metalelor neferoase, diferența de prețuri se explică tocmai prin absența al doilea și, eventual, al treilea. Adică va trebui să-ți faci singur un radiator pentru chei puternice sau să cauți unul gata făcut din aluminiu. Grosimea acestuia la locul unde sunt instalate cheile trebuie să fie de cel puțin 4 mm, iar suprafața fiecărei chei trebuie să fie de cel puțin 50 de metri pătrați. vezi pentru fiecare kW de putere ieșită; cu flux de aer de la un ventilator-cooler de 12 V pentru computer 110-130 mA – de la 30 mp. cm*kW*cheie.

De exemplu, într-un set (modul) sunt 2 chei (se văd, ies din tablă, vezi în stânga în figură); modulele cu chei pe calorifer (în dreapta în figură) sunt mai scumpe și sunt proiectate pentru o anumită putere, de obicei nu foarte mare. Nu există răcitor, puterea necesară este de 1,5 kW. Aceasta înseamnă că aveți nevoie de un calorifer de 150 mp. vezi În plus, există și kituri de instalare pentru chei: garnituri termoconductoare și fitinguri pentru șuruburi de montare - cupe și șaibe izolante. Dacă modulul are protecție termică (va mai fi o altă piesă care iese între taste - un senzor termic), atunci puțină pastă termică pentru a o lipi pe radiator. Fire - desigur, vezi mai jos.

De la UPS

Invertorul de 12V DC/220V AC 50Hz, la care puteți conecta orice dispozitiv în limita de putere admisă, este realizat dintr-un UPS de calculator destul de simplu: firele standard către bateria „dvs.” sunt înlocuite cu altele lungi cu cleme pentru bateria mașinii terminale. Secțiunea transversală a firului este calculată pe baza densității de curent admisibile de 20-25 A/mp. mm, vezi și mai jos. Dar din cauza unei baterii nestandard, pot apărea probleme - cu ea și este mai scumpă și mai necesară decât un convertor.

UPS folosește și baterii plumb-acid. Aceasta este astăzi singura sursă de energie chimică secundară disponibilă pe scară largă care este capabilă să furnizeze în mod regulat curenți mari (curenți suplimentari) fără a fi complet „omorâtă” în 10-15 cicluri de încărcare-descărcare. În aviație, se folosesc baterii argint-zinc, care sunt și mai puternice, dar sunt monstruos de scumpe, nu sunt disponibile pe scară largă, iar durata lor de viață este neglijabilă pentru standardele de zi cu zi - aprox. 150 de cicluri.

Descărcarea bateriilor cu acid este monitorizată în mod clar de tensiunea de pe bancă, iar controlerul UPS nu va permite ca bateria „străină” să fie descărcată peste măsură. Dar în bateriile UPS standard electrolitul este gel, în timp ce în bateriile auto este lichid. Modurile de încărcare în ambele cazuri sunt semnificativ diferite: aceiași curenți nu pot fi trecuți prin gel ca printr-un lichid, iar într-un electrolit lichid, dacă curentul de încărcare este prea scăzut, mobilitatea ionilor va fi scăzută și nu toți se vor întoarce la locurile lor în electrozi. Ca urmare, UPS-ul va încărca subîncărcarea cronică a mașinii, aceasta va deveni în curând sulfatată și va deveni complet inutilizabilă. Prin urmare, în kitul pentru invertorul de pe UPS aveți nevoie încărcător pentru baterii. Îl poți face singur, dar acesta este un alt subiect.

Baterie și putere

Adecvarea convertorului pentru un anumit scop depinde și de baterie. Un invertor de tensiune de amplificare nu preia energie pentru consumatori din „materia întunecată” a Universului, găurile negre, spiritul sfânt sau oriunde altundeva așa. Doar din baterie. Și din ea va prelua puterea furnizată consumatorilor, împărțită la eficiența convertorului în sine.

Dacă vedeți „6800W” sau mai mult pe corpul unui invertor de marcă, credeți-vă ochii. Electronica modernă face posibilă încadrarea unor dispozitive și mai puternice în volumul pachetului de țigări. Dar să presupunem că avem nevoie de o putere de încărcare de 1000 W și avem la dispoziție o baterie de mașină obișnuită de 12 V 60 A/h. Tipic valoarea eficienței invertor – 0,8. Aceasta înseamnă că va dura aprox. 100 A. Pentru un astfel de curent sunt necesare și fire cu o secțiune transversală de 5 metri pătrați. mm (vezi mai sus), dar acesta nu este principalul lucru aici.

Pasionații de mașini știu: dacă porniți demarorul timp de 20 de minute, cumpărați o baterie nouă. Adevărat, mașinile noi au limite de timp pentru funcționarea sa, așa că poate că nu știu. Și cu siguranță nu toată lumea știe că demarorul unei mașini, odată rotit, ia un curent de aprox. 75 A (în interval de 0,1-0,2 s la pornire - până la 600 A). Cel mai simplu calcul - și se dovedește că dacă invertorul nu are echipament automat care să limiteze descărcarea bateriei, atunci al nostru se va epuiza complet în 15 minute. Deci alegeți sau proiectați-vă convertorul ținând cont de capacitățile bateriei existente.

Nota: Acest lucru implică un avantaj uriaș al convertoarelor de 12/220 V bazate pe UPS-uri computerizate - controlerul lor nu va permite descărcarea completă a bateriei.

Durata de viață a bateriilor cu acid nu scade semnificativ dacă sunt descărcate cu un curent de 2 ore (12 A pentru 60 A/h, 24 A pentru 120 A/h și 42 A pentru 210 A/h). Ținând cont de eficiența conversiei, aceasta oferă o putere de sarcină admisibilă pe termen lung de aprox. 120 W, 230 W și respectiv 400 W. Timp de 10 min. sarcină (de exemplu, pentru a alimenta o unealtă electrică), aceasta poate fi mărită de 2,5 ori, dar după aceasta ABC-ul trebuie să se odihnească timp de cel puțin 20 de minute.

În general, rezultatul nu este în totalitate rău. Dintre uneltele electrice obișnuite de uz casnic, doar polizorul poate lua 1000-1300 W. Restul, de regulă, costă până la 400 W, iar șurubelnițele până la 250 W. Un frigider dintr-o baterie de 12 V 60 A/h va functiona printr-un invertor timp de 1,5-5 ore; suficient pentru a lua măsurile necesare. Prin urmare, a face un convertor de 1 kW pentru o baterie de 60 A/h are sens.

Care va fi rezultatul?

Pentru a reduce greutatea și dimensiunea dispozitivului, cu rare excepții (vezi mai jos), convertoarele de tensiune funcționează la frecvențe crescute de la sute de Hz la unități și zeci de kHz. Niciun consumator nu va accepta un curent de o asemenea frecvență, iar pierderea energiei sale în cablarea convențională va fi enormă. Prin urmare, invertoarele 12-200 sunt construite pentru următoarea tensiune de ieșire. tipuri:

• Rectificat constant 220 V (220 V AC). Potrivit pentru alimentarea încărcătoarelor de telefon, a majorității surselor de alimentare (PS) ale tabletelor, a lămpilor cu incandescență, a menajelor fluorescente și a lămpilor LED. Cu o putere de 150-250 W, sunt perfecte pentru sculele electrice de mână: puterea DC pe care o consumă este ușor redusă, iar cuplul crește. Nu este potrivit pentru comutarea surselor de alimentare (UPS) ale televizoarelor, computerelor, laptopurilor, cuptoarelor cu microunde etc. cu o putere mai mare de 40-50 W: acestea au neapărat așa-numitele. o unitate de pornire, pentru funcționarea normală a cărei tensiune de rețea trebuie să treacă periodic prin zero. Nepotrivit și periculos pentru dispozitivele cu transformatoare de putere pe bază de fier și motoare electrice AC: scule electrice staționare, frigidere, aparate de aer condiționat, majoritatea audio Hi-Fi, robote de bucătărie, unele aspiratoare, aparate de cafea, râșnițe de cafea și cuptoare cu microunde (pentru acestea din urmă - datorită prezenței unui motor de rotație a mesei).
• Undă sinusoidală modificată (vezi mai jos) - potrivită pentru orice consumator, cu excepția audio Hi-Fi cu UPS, alte dispozitive cu UPS de la 40-50 W (vezi mai sus) și, adesea, local sisteme de securitate, stații meteo de acasă etc. cu senzori analogici sensibili.
• Sinusoidal pur - potrivit fără restricții, cu excepția puterii, pentru orice consumator de energie electrică.

Sinus sau pseudosinus?

Pentru a crește eficiența, conversia tensiunii se realizează nu numai la frecvențe mai mari, ci și cu impulsuri heteropolare. Cu toate acestea, alimentează multe dispozitive de consum cu o secvență de polaritate diferită impulsuri dreptunghiulare(așa-numitul meandre) este imposibil: supratensiunile mari de pe fronturile de meandre chiar și cu o sarcină ușor reactivă vor duce la pierderi mari de energie și pot provoca o defecțiune a consumatorului. Cu toate acestea, este imposibil să proiectați convertorul pentru curent sinusodal - eficiența nu va depăși cca. 0,6.

O revoluție liniștită, dar semnificativă în această industrie a avut loc atunci când au fost dezvoltate microcircuite special pentru invertoarele de tensiune, formând așa-numitele. o sinusoidă modificată (în stânga în figură), deși mai corect ar fi să o numim pseudo-, meta-, cvasi- etc. sinusoid. Forma actuală a sinusoidului modificat este în trepte, iar fronturile pulsului sunt prelungite (fronturile meandre sunt adesea deloc vizibile pe ecranul unui osciloscop cu raze catodice). Datorită acestui fapt, consumatorii cu transformatoare pe fier sau reactivitate notabilă (motoare electrice asincrone) „înțeleg” unda pseudosinusoială „ca reală” și lucrează ca și cum nimic nu s-ar fi întâmplat; Audio Hi-Fi cu un transformator de rețea pe hardware poate fi alimentat cu o undă sinusoidală modificată. În plus, sinusoidul modificat poate fi suficient în moduri simple netezite la „aproape real”, diferențele față de cel pur pe un osciloscop abia se observă cu ochii; Convertizoarele de tip „Pure Sine” nu sunt cu mult mai scumpe decât cele convenționale, în dreapta în Fig.

Cu toate acestea, nu este recomandabil să rulați dispozitive cu componente analogice capricioase și UPS-uri dintr-o undă sinusoidală modificată. Acestea din urmă sunt extrem de nedorite. Faptul este că platforma de mijloc a sinusoidului modificat nu este o tensiune zero pură. Unitatea de pornire a UPS-ului dintr-o undă sinusoidală modificată nu funcționează clar și este posibil ca întregul UPS să nu iasă din modul de pornire în modul de funcționare. Utilizatorul vede asta la început ca pe niște erori urâte, iar apoi iese fum din dispozitiv, ca în glumă. Prin urmare, dispozitivele din UPS trebuie să fie alimentate de la invertoare Pure Sine.

Invertorul îl facem singuri

Deci, deocamdată este clar că cel mai bine este să faci un invertor pentru o ieșire de 220 V 50 Hz, deși ne vom aminti și despre ieșirea AC. În primul caz, pentru a controla frecvența veți avea nevoie de un contor de frecvență: norma pentru fluctuațiile frecvenței rețelei de alimentare este de 48-53 Hz. Motoarele electrice cu curent alternativ sunt deosebit de sensibile la abaterile sale: atunci când frecvența tensiunii de alimentare atinge limitele de toleranță, se încălzesc și se „depărtează” de viteza nominală. Acesta din urmă este foarte periculos pentru frigidere și aparate de aer condiționat ele pot eșua iremediabil din cauza depresurizării. Dar nu trebuie să cumpărăm, să închiriem sau să cerșim pentru un împrumut un frecvențămetru electronic precis și multifuncțional - nu avem nevoie de acuratețea acestuia. Fie un contor de frecvență de rezonanță electromecanic (poz. 1 în figură), fie un indicator al oricărui sistem, poz. 2:

Ambele sunt ieftine, vândute pe internet și în marile orașe în magazinele specializate în electricitate. Un contor de frecvență de rezonanță vechi poate fi găsit pe piața de fier, iar unul sau altul, după configurarea invertorului, este foarte potrivit pentru monitorizarea frecvenței rețelei în casă - contorul nu răspunde la conectarea lor la rețea.

50 Hz de la computer

În majoritatea cazurilor, consumatorii care nu sunt deosebit de puternici necesită o putere de 220 V 50 Hz, până la 250-350 W. Apoi, baza unui convertor de 12/220 V 50 Hz poate fi un UPS de la un computer vechi - dacă, desigur, cineva stă la gunoi sau cineva îl vinde ieftin. Puterea furnizată încărcăturii va fi de cca. 0,7 de la UPS-ul nominal. De exemplu, dacă pe corpul său este scris „250W”, atunci dispozitivele de până la 150-170 W pot fi conectate fără teamă. Aveți nevoie de mai mult - trebuie mai întâi să îl testați pe o încărcătură de lămpi cu incandescență. A durat 2 ore – poate oferi o astfel de putere mult timp. Cum să faci un invertor de 12V DC/220V AC 50Hz de la o sursă de alimentare a computerului, vezi videoclipul de mai jos.

Video: un simplu convertor 12-220 de la o sursă de alimentare a computerului

Chei

Să presupunem că nu există UPS pentru computer sau aveți nevoie de mai multă putere. Atunci alegerea elementelor cheie devine importantă: trebuie să comute curenți mari cu pierderi minime de comutare, să fie fiabile și accesibile. În acest sens, tranzistoarele bipolare și tiristoarele devin cu încredere un lucru a trecutului în acest domeniu de aplicare.

A doua revoluție în domeniul invertoarelor este asociată cu apariția tranzistoarelor puternice cu efect de câmp („tranzistori de câmp”), așa-numitele. structura verticala. Cu toate acestea, au revoluționat întreaga tehnologie de alimentare a dispozitivelor de putere redusă: devine din ce în ce mai dificil să găsești un transformator pe fier în aparatele de uz casnic.

Cele mai bune dintre dispozitivele de câmp de mare putere pentru convertoarele de tensiune sunt canalul indus de poartă izolată (MOSFET), de ex. IFR3205, stânga în figură:

Datorită puterii de comutare neglijabile, eficiența unui invertor cu ieșire DC pe astfel de tranzistoare poate ajunge la 0,95, iar cu o ieșire AC 50 Hz 0,85-0,87. Analogii MOSFET cu un canal încorporat, de ex. IFRZ44, dau o eficienta mai mica, dar sunt mult mai ieftine. O pereche de unul sau altul vă permite să aduceți puterea în sarcină la cca. 600 W; ambele pot fi puse în paralel fără probleme (în dreapta în figură), ceea ce face posibilă construirea de invertoare cu o putere de până la 3 kW.

Nota: Pierderea de putere a comutatoarelor cu un canal încorporat atunci când funcționează pe o sarcină semnificativ reactivă (de exemplu, un motor electric asincron) poate ajunge la 1,5 W per comutator. Tastele cu un canal indus nu au acest dezavantaj.

TL494

Al treilea element care a făcut posibilă aducerea convertoarelor de tensiune la starea lor actuală este microcircuitul specializat TL494 și analogii săi. Toate sunt un controler cu modulație pe lățime de impuls (PWM) care generează un semnal de undă sinusoidală modificat la ieșiri. Ieșirile sunt multipolare, ceea ce vă permite să controlați perechi de taste. Frecvența de conversie de referință este setată de un circuit RC, ai cărui parametri pot fi modificați în limite largi.

Când este suficient un loc de muncă permanent?

Cercul consumatorilor de 220 V DC este limitat, dar ei sunt cei care au nevoie de o sursă de alimentare autonomă nu numai în situații de urgență. De exemplu, atunci când lucrați cu unelte electrice pe drum sau în colțul îndepărtat al propriului site. Sau este întotdeauna prezent, să zicem, la iluminatul de urgență al intrării în casă, hol, coridor, zonă locală din baterie solară, în timpul zilei reîncărcarea bateriei. Al treilea caz tipic este încărcarea telefonului din mers de la brichetă. Aici puterea de ieșire este necesară foarte puțin, astfel încât invertorul poate fi realizat cu doar 1 tranzistor conform circuitului generator de relaxare, vezi în continuare. clip video.

Video: boost convertor pe un tranzistor

Deja pentru 2-3 mese Becuri LED nevoie de mai multa putere. Eficiența generatoarelor de blocare scade brusc atunci când încercați să-l „strângeți” și trebuie să treceți la circuite cu elemente de sincronizare separate sau feedback inductiv intern complet, acestea sunt cele mai economice și conțin cel mai mic număr de componente; În primul caz, pentru a comuta un comutator, EMF de auto-inducție a uneia dintre înfășurările transformatorului este utilizat împreună cu un circuit de temporizare. În al doilea, elementul de setare a frecvenței este transformatorul însuși, datorită propriei constante de timp; valoarea sa este determinată în primul rând de fenomenul de autoinducere. Prin urmare, ambele invertoare sunt uneori numite convertoare cu auto-inducție. Eficiența lor, de regulă, nu este mai mare de 0,6-0,65, dar, în primul rând, circuitul este simplu și nu necesită ajustare. În al doilea rând, tensiunea de ieșire este mai mult trapezoidală decât undă pătrată; consumatorii „pretențioși” îl „înțeleg” ca pe o undă sinusoidală modificată. Defect - cheile de câmpîn astfel de convertoare sunt practic inaplicabile, deoarece adesea eșuează din cauza supratensiunii de pe înfășurarea primară în timpul comutării.

Un exemplu de circuit cu elemente de temporizare externe este dat în poz. 1 poza:

Autorul designului nu a putut să stoarce mai mult de 11 W din el, dar se pare că a confundat ferita cu fierul carbonil. În orice caz, circuitul magnetic (cupă) blindat din fotografia sa (vezi figura din dreapta) nu este în niciun caz ferită. Seamănă mai degrabă cu unul carbonil vechi, oxidat la exterior cu timpul, vezi fig. corect. Este mai bine să înfășurați transformatorul pentru acest invertor pe un inel de ferită cu o secțiune transversală de ferită de 0,7-1,2 metri pătrați. cm Înfășurarea primară trebuie să conțină apoi 7 spire de sârmă cu un diametru de cupru de 0,6-0,8 mm, iar înfășurarea secundară trebuie să conțină 57-58 spire de sârmă de 0,3-0,32 mm. Aceasta este pentru îndreptare cu dublare, vezi mai jos. Pentru „pură” 220 V - 230-235 spire de sârmă 0,2-0,25. În acest caz, la înlocuirea KT814 cu KT818, acest invertor va furniza o putere de până la 25-30 W, ceea ce este suficient pentru 3-4 lămpi LED. La înlocuirea KT814 cu KT626, puterea de sarcină va fi de aprox. 15 W, dar eficiența va crește. In ambele cazuri, radiatorul cheie este de la 50 de metri patrati. cm.

La poz. Figura 2 prezintă o diagramă a convertorului „antediluvian” 12-220 cu înfășurări separate de feedback. Nu este chiar atât de arhaic. În primul rând, tensiunea de ieșire sub sarcină este trapezoidală cu fracturi rotunjite și fără vârfuri. Este chiar mai bine decât o undă sinusoidală modificată. În al doilea rând, acest convertor poate fi proiectat fără modificări în circuit pentru o putere de până la 300-350 W și o frecvență de 50 Hz, atunci nu este necesar un redresor, trebuie doar să instalați VT1 și VT2 pe radiatoare de la 250 kW. . vezi fiecare. În al treilea rând, protejează bateria: la supraîncărcare, frecvența de conversie scade, puterea de ieșire scade, iar dacă o încarci și mai mult, generația se oprește. Adică, pentru a evita supra-descărcarea bateriei, nu este necesară automatizarea.

Procedura de calcul a acestui invertor este dată în scanarea din Fig.:

Mărimile cheie din acesta sunt frecvența de conversie și inducția de lucru în circuitul magnetic. Frecvența de conversie este selectată în funcție de materialul miezului disponibil și de puterea necesară:

Această „omnivoritate” a feritei se explică prin faptul că bucla sa de histerezis este dreptunghiulară, iar inducția de lucru este egală cu inducerea de saturație. Scăderea valorilor calculate ale inducției în miezurile magnetice din oțel în comparație cu valorile tipice este cauzată de o creștere bruscă a pierderilor de comutare ale curenților nesinusoidali pe măsură ce cresc. Prin urmare din miez transformator de putere de la un televizor vechi „sicriu” de 270 W în acest convertor de 50 Hz, nu va fi posibil să eliminați mai mult de 100-120 W. Dar - fără pește, există cancer la pește.

Nota: Dacă aveți un miez magnetic din oțel cu o secțiune transversală supradimensionată în mod deliberat, nu strângeți puterea din el! Lăsați inducția să fie mai bună - eficiența convertorului va crește, iar forma tensiunii de ieșire se va îmbunătăți.

Îndreptarea

Este mai bine să rectificați tensiunea de ieșire a acestor invertoare folosind un circuit cu dublarea tensiunii în paralel (articolul 3 din figură cu diagrame): componentele pentru aceasta vor costa mai puțin, iar pierderile de putere pe un curent nesinusoidal vor fi mai mici decât în un pod. Condensatorii ar trebui să fie luate „putere”, proiectate pentru mari putere reactiva(desemnat PE sau W). Dacă le pui pe cele „sunete” fără aceste litere, ele pot exploda pur și simplu.

50 Hz? Este foarte simplu!

Un invertor simplu de 50 Hz (articolul 4 din figura de mai sus cu diagrame) este un design interesant. Pentru unele tipuri de transformatoare de putere standard, constanta de timp intrinsecă este aproape de 10 ms, adică. jumătate de perioadă de 50 Hz. Reglând-o cu rezistențe de temporizare, care vor acționa și ca limitatoare pentru curentul de control al tastelor, puteți obține imediat la ieșire un meadru netezit de 50 Hz fără circuite complexe formare. Transformatoarele TP, TPP, TN pentru 50-120 W sunt potrivite, dar nu orice fel. Este posibil să trebuiască să modificați valorile rezistenței și/sau să conectați condensatori de 1-22 nF în paralel cu aceștia. Dacă frecvența de conversie este încă departe de 50 Hz, este inutil să dezasamblați și să rebobinați transformatorul: circuitul magnetic lipit cu adeziv feromagnetic se va umfla, iar parametrii transformatorului se vor deteriora brusc.

Acest invertor este un convertor dacha de weekend. Nu va descărca bateria mașinii din aceleași motive ca și precedenta. Dar este suficient să iluminați o casă cu o verandă Lămpi cu LED-uriși un televizor sau o pompă de vibrații în puț. Frecvența de conversie a unui invertor stabilit atunci când curentul de sarcină se modifică de la 0 la maxim nu depășește normele tehnice pentru rețelele de alimentare.

Înfășurările transformatorului original sunt direcționate astfel. În transformatoarele de putere tipice, există un număr par de înfășurări secundare pentru 12 sau 6 V. Două dintre ele sunt „puse deoparte”, iar restul sunt lipite în paralel în grupuri cu un număr egal de înfășurări în fiecare. Apoi, grupurile sunt conectate în serie, astfel încât să obțineți 2 semiînfășurări de 12 V fiecare, aceasta va fi o înfășurare de joasă tensiune (primară) cu un punct de mijloc. Dintre înfășurările de joasă tensiune rămase, una este conectată în serie cu înfășurarea rețelei de 220 V, aceasta va fi înfășurarea crescătoare. Este necesar un aditiv deoarece... Căderea de tensiune la întrerupătoarele din tranzistoare bipolare compozite, împreună cu pierderile sale în transformator, poate ajunge la 2,5-3 V, iar tensiunea de ieșire va fi subestimată. Înfășurarea suplimentară o va aduce la normal.

DC de la cip

Eficiența convertoarelor descrise nu depășește 0,8, iar frecvența variază considerabil în funcție de curentul de sarcină. Puterea maximă de sarcină este mai mică de 400 W, așa că este timpul să ne gândim la soluții moderne de circuite.

Circuitul unui convertor simplu 12 V DC/220 V DC pentru 500-600 W este prezentat în figură:

Scopul său principal este de a alimenta uneltele electrice de mână. O astfel de sarcină nu solicită calitatea tensiunii furnizate, astfel încât cheile sunt luate mai ieftin; IFRZ46, 48 sunt de asemenea potrivite. Transformatorul este bobinat pe ferită cu o secțiune transversală de 2-2,5 metri pătrați. cm; Un miez de transformator de putere de la un UPS de calculator este potrivit. Înfășurare primară - 2x5 spire ale unui pachet de 5-6 fire de înfășurare cu un diametru de cupru de 0,7-0,8 mm (vezi mai jos); secundar - 80 de spire ale aceluiași fir. Nu este necesară nicio configurare, dar nu există monitorizare a descărcării bateriei, așa că în timpul funcționării trebuie să atașați un multimetru la bornele sale și nu uitați să îl priviți (același lucru se aplică tuturor celorlalte invertoare de casă Voltaj). Dacă tensiunea scade la 10,8 V (1,8 V per celulă) - opriți, opriți! A scăzut la 1,75 V per celulă (10,5 V pentru întreaga baterie) - aceasta este deja sulfatare!

Cum să înfășurați un transformator pe un inel

Caracteristicile de calitate ale invertorului, în special eficiența acestuia, sunt destul de puternic influențate de câmpul parazit al transformatorului său. Soluția fundamentală pentru a o reduce este cunoscută de multă vreme: înfășurarea primară, care „pompează” circuitul magnetic cu energie, este plasată aproape de ea; secundare deasupra lui în ordinea descrescătoare a puterii lor. Dar tehnologia este așa ceva încât, uneori, principiile teoretice din design-uri specifice trebuie să fie întoarse pe dos. Una dintre legile lui Murphy prevede cca. Deci: dacă piesa hardware încă nu vrea să funcționeze așa cum ar trebui, încercați să faceți opusul în ea. Acest lucru se aplică pe deplin unui transformator de înaltă frecvență pe un miez magnetic inel de ferită cu înfășurări realizate dintr-un fir rigid relativ gros. Înfășurați transformatorul convertorului de tensiune pe un inel de ferită, astfel:

• Circuitul magnetic este izolat și, folosind o navetă de înfășurare, se înfășoară pe acesta o înfășurare secundară de creștere, așezând spirele cât mai strâns posibil, poz. 1 în fig.:

• Înfășurați strâns partea secundară cu bandă adezivă, poz.
• Pregătiți 2 cablaje identice de sârmă pentru înfășurarea primară: înfășurați numărul de spire a jumătate din înfășurarea de joasă tensiune cu un fir subțire inutilizabil, îndepărtați-l, măsurați lungimea, tăiați numărul necesar de bucăți de sârmă de înfășurare cu o rezervă și asamblați-le în mănunchiuri.
• În plus, înfășurarea secundară este izolată până când se obține o suprafață relativ plană.
• Înfășurați „primarul” cu 2 mănunchiuri deodată, aranjand firele fasciculelor cu bandă și distribuind uniform spirele peste miez, poz. 3.
• Apelați capetele pachetelor și conectați începutul unuia la sfârșitul celuilalt, acesta va fi punctul de mijloc al înfășurării.

Nota: pe electric scheme de circuiteînceputurile înfășurărilor, dacă este cazul, sunt indicate printr-un punct.

50 Hz netezit

O undă sinusoidală modificată de la un controler PWM nu este singura modalitate de a obține 50 Hz la ieșirea invertorului, potrivită pentru conectarea oricăror consumatori de energie electrică casnică și nu ar strica să „netezi” și asta. Cel mai simplu dintre ele este transformatorul de fier vechi, care „calcă” bine datorită inerției sale electrice. Adevărat, devine din ce în ce mai dificil să găsești un miez magnetic pentru mai mult de 500 W. Un astfel de transformator de izolare este pornit la ieșirea de joasă tensiune a invertorului și o sarcină este conectată la înfășurarea sa de creștere. Apropo, majoritatea UPS-urilor de calculator sunt construite conform acestei scheme, deci sunt destul de potrivite pentru acest scop. Dacă înfășurați singur transformatorul, atunci acesta este calculat similar cu cel de putere, dar cu o urmă. Caracteristici:

• Valoarea determinată inițial a inducției de lucru este împărțită la 1,1 și aplicată în toate calculele ulterioare. Acest lucru este necesar pentru a ține cont de așa-numitele. factor de formă a tensiunii nesinusoidală Kf; pentru o sinusoidă Kf=1.
• Înfășurarea crescătoare este mai întâi calculată ca o înfășurare de rețea de 220 V pentru o putere dată (sau determinată de parametrii circuitului magnetic și de valoarea inducției de lucru). Apoi numărul de spire găsit se înmulțește cu 1,08 pentru puteri de până la 150 W, cu 1,05 pentru puteri de 150-400 W și cu 1,02 pentru puteri de 400-1300 W.
• Jumătate din înfășurarea de joasă tensiune este calculată ca o tensiune secundară de 14,5 V pentru comutatoarele bipolare sau cu canal încorporat și 13,2 V pentru comutatoarele cu canal indus.

Exemple de soluții de circuit pentru convertoare de 12-200 V 50 Hz cu un transformator de izolare sunt prezentate în figură:

Pe cea din stânga, tastele sunt controlate de așa-numitul oscilator master. Multivibrator „moale”, generează deja un meadru în fronturi blocate și fracturi netezite, deci nu sunt necesare măsuri suplimentare de netezire. Instabilitatea frecvenței unui multivibrator moale este mai mare decât cea a unuia obișnuit, așa că pentru a-l regla aveți nevoie de un potențiometru P. Cu tastele de pe KT827, puteți elimina puterea de până la 200 W (radiatoare de la 200 cm2 fără suflare). Tastele pe KP904 de la vechiul junk sau IRFZ44 vă permit să-l măriți la 350 W; cele unice pe IRF3205 până la 600 W și cele pereche pe ele până la 1000 W.

Un invertor 12-220 V 50 Hz cu un oscilator master pe TL494 (în dreapta în figură) menține ferm frecvența în toate condițiile de funcționare imaginabile. Pentru a netezi mai eficient un pseudosinusoid, se folosește așa-numitul fenomen. rezonanță indiferentă, în care relațiile de fază ale curenților și tensiunilor din circuitul oscilator devin aceleași ca și cu rezonanța acută, dar amplitudinile lor nu cresc semnificativ. Din punct de vedere tehnic, acest lucru poate fi rezolvat simplu: un condensator de netezire este conectat la înfășurarea de amplificare, a cărei valoare a capacității este selectată în funcție de cea mai bună formă a curentului (nu a tensiunii!) sub sarcină. Pentru a controla forma curentului, un rezistor de 0,1-0,5 Ohm este conectat la circuitul de sarcină la o putere de 0,03-0,1 din valoarea nominală, la care este conectat un osciloscop cu o intrare închisă. Capacitatea de netezire nu reduce eficiența invertorului, dar poate fi folosită pentru reglare programe de calculator simularea la frecvență joasă a osciloscopului nu este posibilă, deoarece intrarea plăcii de sunet pe care o folosesc nu este proiectată pentru o amplitudine de 220x1,4 = 310 V! Cheile și puterile sunt aceleași ca înainte. caz.

Un circuit convertor mai avansat de 12-200 V 50 Hz este prezentat în Fig.:

Utilizează chei compuse complexe. Pentru a îmbunătăți calitatea tensiunii de ieșire, se folosește faptul că emițătorul tranzistorilor bipolari epitaxiali plani este puternic dopat. mai puternic decât bazași colecționar. Când TL494 aplică un potențial de închidere, de exemplu, la baza VT3, curentul colectorului său se va opri, dar datorită resorbției încărcăturii spațiului emițătorului, va încetini închiderea lui T1 și creșterile de tensiune de la fem-ul auto-inducție. Tr va fi absorbit de circuitele L1 si R11C5; vor „înclina” mai mult fronturile. Puterea de ieșire a invertorului este determinată de puterea totală Tr, dar nu mai mult de 600 W, deoarece Este imposibil să folosiți comutatoare puternice pereche în acest circuit - răspândirea valorii încărcăturii porții a tranzistoarelor MOSFET este destul de semnificativă, iar comutarea comutatoarelor va fi neclară, motiv pentru care forma tensiunii de ieșire se poate chiar înrăutăți.

Choke L1 este de 5-6 spire de sârmă cu un diametru de 2,4 mm pe cupru, înfășurat pe o bucată de tijă de ferită cu un diametru de 8-10 m și o lungime de 30-40 mm în trepte de 3,5-4 mm. Circuitul magnetic al accelerației nu trebuie scurtcircuitat! Configurarea unui circuit este o sarcină destul de minuțioasă și necesită multă experiență: trebuie să selectați L1, R11 și C5 în funcție de cea mai bună formă a curentului de ieșire sub sarcină, ca în cea precedentă. caz. Dar Hi-Fi, alimentat de acest convertor, rămâne „hi-fi” pentru cele mai pretențioase urechi.

Se poate fara transformator?

Deja firul de înfășurare pentru un transformator puternic de 50 Hz va costa un bănuț destul de. Miezurile magnetice de la transformatoarele „sicriu” de până la 270 W în total sunt mai mult sau mai puțin disponibile, dar într-un invertor nu puteți stoarce mai mult de 120-150 W din aceasta, iar eficiența va fi de 0,7 în cel mai bun caz, deoarece Miezurile magnetice „sicriu” sunt înfășurate dintr-o bandă groasă, pierderile de curent turbionar în care sunt mari la tensiune nesinusoidală pe înfășurări. Găsirea unui miez magnetic SL format dintr-o bandă subțire capabilă să furnizeze mai mult de 350 W la o inducție de 0,7 Tesla este în general problematică, va fi costisitor, iar întregul convertor va fi uriaș și greu de ridicat. Transformatoarele UPS nu sunt proiectate pentru funcționare frecventă în modul pe termen lung - se încălzesc și circuitele lor magnetice din invertoare se degradează destul de repede - proprietățile magnetice se deteriorează foarte mult, puterea convertorului scade. Există o cale de ieșire?

Da, iar această soluție este adesea folosită în convertoarele de marcă. Acesta este o punte electrică făcută din chei cu putere de înaltă tensiune tranzistoare cu efect de câmp cu o tensiune de avarie de 400 V și un curent de scurgere mai mare de 5 A. Potrivit din circuitele primare ale UPS-urilor computerului și din gunoi vechi - KP904 etc.

Podul este alimentat de o tensiune constantă de 220 V DC de la un invertor simplu 12-220 cu redresare. Brațele podului se deschid în perechi, transversal, alternativ, iar curentul din sarcina inclusă în diagonala podului își schimbă direcția; Circuitele de control ale tuturor cheilor sunt separate galvanic. ÎN structuri industriale tastele sunt controlate de special IC cu izolare optocupler, dar în condiții de amator ambele pot fi înlocuite cu un invertor suplimentar de putere redusă 12 V DC - 12 V 50 Hz, alimentat de un mic transformator pe hardware, vezi fig. Miezul magnetic al acestuia poate fi preluat de la un transformator de putere redusă de pe piața chineză. Datorită inerției sale electrice, calitatea tensiunii de ieșire este chiar mai bună decât o undă sinusoidală modificată.

De la o baterie AA, dar apoi m-am gândit că ar trebui schimbate și ele. Am vrut să alimentez convertorul de la baterii. Aceasta este o capacitate mai mare comparativ cu coroanele standard, iar costurile sunt mai mici.

Am găsit o diagramă online și am asamblat dispozitivul. Impresionat. Fără sarcină consumă aproximativ 0,2 mA, iar eficiența ajunge, așa cum era scris acolo, până la 94%. Am încercat să alimentez dispozitivul de la 1,5 V - nu mi-a plăcut tensiunea de ieșire și mi-a fost prea lene să derulez transformatorul. Prin urmare, am luat o baterie de la un telefon mobil, este plată, capacitatea unui multimetru este bună, iar forma este de asemenea bună.

Nu am instalat condensatoare de 1000 uF am instalat ceramica si film de 120 nF in paralel. Nu au avut prea mult impact asupra lucrării. Tranzistorul a fost luat dintr-un vechi sovietic. Aici trebuie să instalați tranzistoare cu germaniu, apoi tensiunea minimă de alimentare va scădea. Sursa spune că lucrul începe de la 0,4 volți și continuă până la 0,2 volți. Se pare că puteți alimenta dispozitivul chiar și din cartofi, lămâie și alte lucruri.

Am instalat o diodă zener de 10 V în paralel cu ieșirea pentru a proteja multimetrul de supratensiuni. Transformatorul a fost înfăşurat pe un inel de ferită. Date de înfășurare: 10 spire de 0,5 mm și 50 de spire de sârmă de 0,1 mm - am încercat ture cu tură, dar a ieșit ca întotdeauna. Dacă convertorul nu funcționează, schimbăm ieșirile secundare, ceea ce am făcut după prima pornire, deși circuitul a produs o tensiune puțin mai mare decât tensiunea de intrare.

Condensatorul C1, 80 nF, poate fi schimbat de la 1 la 100 nF, afectează tensiunea de ieșire și, în consecință, eficiența.

Video cu funcționarea convertorului

Este clar că acest cel mai simplu convertor de tensiune poate fi folosit nu numai pentru a obține 9 volți la ieșire și nu numai pentru a alimenta un multimetru - domeniul său de aplicare este foarte larg, inclusiv pentru lanterne cu LED. Autorul designului BFG5000.

Discutați articolul CONVERTORUL SIMPLU DE TENSIUNE