Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Na pripojenie elektrického zariadenia k domácej sieti stačí jeden sieťový filter alebo nepretržité napájanie. Tieto zariadenia budú chrániť zariadenie pred prepätím. Čo robiť v prípade silného poklesu napätia v sieti alebo v prípade, že dodávka energie vyžaduje použitie vyššieho kalu alebo nízkeho napätia. V takýchto situáciách môžete zostaviť domáci elektrický menič od 12V do 220V. Ak to chcete urobiť, musíte porozumieť základným princípom tohto zariadenia.
Prevodníky a ich typy
Konvertor je zariadenie, ktoré je schopné zvýšiť alebo znížiť napätie elektrického obvodu. Takže môžete zmeniť napätie obvodu z 220V na 380V a naopak. Zvážte princíp konštrukcie prevodníka z 12 na 220 V.
Tieto zariadenia sa dajú rozdeliť do niekoľkých tried / typov v závislosti od ich funkčného účelu:
- Usmerňovače. Pracujú na princípe konverzie AC na DC.
- Striedače. Pracujú v opačnom poradí a prevádzajú jednosmerný prúd na striedavý prúd.
- Frekvenčné meniče. Zmeňte frekvenčné charakteristiky prúdu v obvode.
- Meniče napätia. Zmeňte napätie nahor alebo nadol. Medzi nimi sa rozlišujú:
- Spínané zdroje energie.
- Nepretržité napájacie zdroje (UPS).
- Transformátory napätia.
Všetky zariadenia sú tiež rozdelené do dvoch skupín - podľa princípu riadenia:
- Riadené.
- Neriadený.
Spoločné systémy
Na konverziu napätia jednej úrovne na druhú sa používajú pulzné prevodníky s nainštalovanými zariadeniami na uchovávanie induktívnej energie. Na základe toho sa rozlišujú tri typy konverzných schém:
- Inverting.
- Zvyšovať.
- Spúšťanie.
Všetky tieto obvody používajú elektrické komponenty:
- Hlavný spínací komponent.
- Zdroj energie
- Kondenzátor filtra, ktorý je pripojený paralelne s odporom záťaže.
- Uchovávanie induktívnej energie (induktor, induktor).
- Dióda sa uzamkne.
Kombinácia týchto prvkov v určitom poradí vám umožní zostaviť ktorúkoľvek z vyššie uvedených schém.
Jednoduchý pulzný prevodník
Najzákladnejší prevodník môže byť zostavený z nepotrebných častí zo starej počítačovej systémovej jednotky. Významnou nevýhodou tohto obvodu je to, že výstupné napätie 220 V nie je ani zďaleka ideálne vo forme sínusoidy, má frekvenciu presahujúcu štandardnú 50 Hz. Neodporúča sa pripájať citlivú elektroniku k takémuto zariadeniu.
Táto schéma využíva zaujímavé technické riešenie. Na pripojenie zariadenia so spínanými zdrojmi energie (napríklad laptop) k prevodníku sa na výstupe zariadenia používajú usmerňovače s vyhladzovacími kondenzátormi. Jediné záporné - adaptér bude fungovať iba vtedy, ak sa polarita výstupného napätia výstupu zhoduje s napätím usmerňovača zabudovaného v adaptéri.
Pre jednoduché spotrebiče energie je možné pripojenie priamo na výstup transformátora TR1. Zvážte hlavné komponenty tejto schémy:
- Rezistor R1 a kondenzátor C2 - nastavenie frekvencie prevodníka.
- Ovládač PWM TL494. Základ celého systému.
- Tranzistory s výkonovým poľom Q1 a Q2 - sa používajú na zvýšenie účinnosti. Umiestnené na hliníkových radiátoroch.
- Tranzistory IRFZ44 môžu byť nahradené podobnými charakteristikami IRFZ46 alebo IRFZ48.
- Diódy Dl a D2 môžu byť tiež nahradené FR107, FR207.
Ak schéma zahŕňa použitie jedného spoločného žiariča, je potrebné nainštalovať tranzistory prostredníctvom izolačných tesnení. Podľa schémy je výstupný induktor navinutý na feritovom krúžku z induktora, ktorý je tiež odstránený z napájania počítača. Primárne vinutie je vyrobené z drôtu 0, 6 mm. Mal by mať 10 zákrut s kohútikom od stredu. Na jej vrch sa navíja sekundárne vinutie pozostávajúce z 80 závitov. Výstupný transformátor môže byť tiež odstránený z nepotrebnej UPS.
Táto schéma je veľmi jednoduchá. Pri správnej montáži začne pracovať okamžite, nevyžaduje jemné doladenie. Bude schopný dodať do záťaže až 2, 5 A, ale optimálny prevádzkový režim bude prúd nie viac ako 1, 5 A - a to je viac ako 300 wattov energie.
ZAUJÍMAVOSTI: V obchode stojí taký prevodník okolo 3 - 3 000 rubľov.
Obvod meniča so striedavým výstupom
Táto schéma je známa aj rádiovým nadšencom ZSSR. To však neznamená, že je to neúčinné. Naopak, osvedčil sa veľmi dobre a jeho hlavným plusom je príjem stabilného striedavého prúdu s napätím 220 V a frekvenciou 50 Hz.
Oscilátor funguje ako mikroobvod K561TM2, ktorý je D-spúšťačom dvojitého typu. Tento prvok môže byť nahradený cudzím analógom CD4013.
Samotný prevodník má dve výkonové ramená postavené na bipolárnych tranzistoroch KT827A. V porovnaní s novými tranzistormi s poľným efektom majú jednu významnú nevýhodu - tieto komponenty sú v otvorenom stave veľmi horúce, čo je spôsobené vysokými hodnotami odporu. Prevodník pracuje na nízkej frekvencii, takže v transformátore sa používa silné oceľové jadro.
Tento obvod používa starý sieťový transformátor TC-180. Rovnako ako iné meniče založené na jednoduchých obvodoch PWM vytvára výrazne odlišný tvar sínusového napätia. Táto nevýhoda je však mierne vyrovnaná veľkou indukčnosťou vinutí transformátora a výstupného kondenzátora C7.
DÔLEŽITÉ: Niekedy môže transformátor počas prevádzky vydávať značné zvuky. Znamená to poruchu v obvode.
Jednoduchý tranzistorový menič
Tento systém sa príliš nelíši od vyššie uvedeného. Hlavným rozdielom je použitie pravouhlého generátora impulzov postaveného na bipolárnych tranzistoroch.
Hlavnou výhodou tohto obvodu je schopnosť prevodníka udržiavať funkčnosť aj na silne namontovanej batérii. V tomto prípade môže byť rozsah vstupného napätia v rozsahu od 3, 5 do 18V. Takýto menič však má aj svoje nevýhody. Pretože na výstupe v obvode nie je žiadny stabilizátor, sú možné poklesy napätia napríklad pri vybití batérie. Pretože tento obvod je tiež nízkofrekvenčný, vyberie sa preň transformátor podobný tomu, ktorý je nainštalovaný v invertore na základe čipu K561TM2.
Vylepšenia invertorového obvodu
Uvedené schémy sa neporovnávajú s výrobkami z továrne. Sú jednoduché a zle funkčné. Ak chcete vylepšiť ich vlastnosti, môžete sa uchýliť k pomerne jednoduchým úpravám, ktoré zvyšujú výkon zariadenia.
UPOZORNENIE: Akákoľvek inštalácia elektriny a elektroniky sa vykonáva pri vypnutom napájaní. Pred kontrolou obvodu zazvonite všetky vstupy a výstupy multimetrom - predídete tým nepríjemným následkom.
Zvýšenie výstupného výkonu
Vyššie uvedené obvody sú založené na jednom základe - primárne vinutie transformátora je pripojené cez komponent kľúča (výstupný tranzistor ramena). Je pripojený na vstup zdroja energie na čas určený frekvenciou a pracovným cyklom hlavného oscilátora. V tomto prípade sa generujú impulzy magnetického poľa, ktoré excitujú fázové impulzy v sekundárnom vinutí transformátora napätím rovnajúcim sa napätiu v primárnom vinutí vynásobenému pomerom počtu závitov vo vinutí.
Preto prúd prechádza výstupným tranzistorom. Zároveň sa rovná záťažovému prúdu vynásobenému inverzným pomerom závitov (transformačný pomer). Ukazuje sa, že maximálny prúd, ktorým tranzistor môže prechádzať, nastavuje maximálny výkon prevodníka.
Na zvýšenie výstupného výkonu sa používajú dve metódy:
- Inštalácia výkonnejšieho tranzistora.
- Použitie paralelného pripojenia niekoľkých tranzistorov s nízkym výkonom v jednom ramene.
Pre domáci prevodník je vhodnejšie použiť druhú metódu, pretože vám umožňuje zachovať funkčnosť zariadenia v prípade zlyhania jedného z tranzistorov. Okrem toho také tranzistory stoja menej peňazí.
Pri absencii vnútornej ochrany proti preťaženiu táto metóda významne zvyšuje prežitie prevodníka. Celkové zahrievanie vnútorných komponentov sa tiež zníži, keď sa pracuje pri rovnakom zaťažení.
Automatické vypnutie, keď je batéria takmer vybitá
Tieto systémy majú jednu významnú nevýhodu. Neposkytujú komponenty, ktoré môžu automaticky vypnúť prevodník v prípade kritického poklesu napätia. Riešenie tohto problému je však celkom jednoduché. Postačuje nainštalovať konvenčné automobilové relé ako istič.
Relé má vlastné kritické napätie, pri ktorom sú jeho kontakty zopnuté. Výberom odporu rezistora R1, ktorý bude približne 10% odporu vinutia relé, sa nastaví moment prerušenia kontaktu. Táto možnosť je zobrazená v diagrame.
Táto možnosť je pomerne primitívna. Pre stabilizáciu prevádzky je prevodník doplnený jednoduchým ovládacím obvodom, ktorý podporuje prahovú hodnotu vypnutia oveľa lepšie a presnejšie. Nastavenie prahovej hodnoty odozvy sa v tomto prípade vypočíta výberom rezistora R3.
Detekcia poruchy meniča
Vyššie uvedené schémy majú často dve špecifické chyby:
- Nedostatok napätia na výstupe z transformátora.
- Nízke napätie na výstupe z transformátora.
Zvážte spôsoby diagnostikovania týchto porúch:
- Porucha všetkých ramien meniča alebo porucha generátora PWM. Poškodenie môžete skontrolovať pomocou diódy. Pracovný PWM zobrazí zvlnenie na dióde, keď je pripojený k bránam tranzistorov. Tiež je potrebné skontrolovať integritu vinutia transformátora „otvoreného“ v prítomnosti riadiaceho signálu.
- Silný pokles napätia je hlavným znakom toho, že jedno rameno s elektrickou energiou prestalo fungovať. Nájdenie poruchy nie je ťažké. Porucha tranzistora bude mať chladič. Na opravu budete musieť vymeniť kľúč meniča.
záver
Vytvorenie prevodníka doma nie je ťažké. Hlavnou vecou je pozorovanie sledu pripojení a správne výber komponentov. Najlepšie je zostaviť prevodník so vstavanými ochrannými mechanizmami, ktoré ochránia zariadenie pri poklese napätia v batérii.