اینورتر (مبدل) برای اتصال دستگاه‌های مختلفی که با ولتاژ 220 ولت کار می‌کنند، به عنوان مثال، تقویت‌کننده یا لپ‌تاپ قدرتمند، به شبکه داخلی خودرو استفاده می‌شود. مبدل هایی که در فروشگاه ها فروخته می شوند همیشه نمی توانند قدرت مورد نیاز را تولید کنند، بنابراین بسیاری از رانندگانی که به الکترونیک مسلط هستند یک اینورتر خودرو 12 220 ولتی را با دست خود می سازند. دستگاه‌های خودتان برای تامین انرژی دستگاه‌های خاص مناسب‌تر هستند و همچنین ارزان‌تر از واحدهای جدی فروخته شده در فروشگاه‌ها هستند.

اینورتر چگونه کار می کند؟

اساس یک اینورتر خودرو یک ژنراتور با مدولاسیون عرض پالس (PWM) است. این دستگاه با باتری 12 ولت کار می کند و پالس های مستطیلی (پیچان) با چرخه کاری متغیر (نسبت زمانی که ولتاژ وجود دارد / وجود ندارد) تولید می کند. هنگامی که چرخه کاری یک است، اینورتر حداکثر جریان را ارائه می دهد. هرچه سیکل کار کمتر باشد، جریان نیز کمتر می شود. در این حالت ولتاژ خروجی همیشه با 220 ولت مطابقت دارد. فرکانس کاری ژنراتور بسته به مدار و جزئیات از 50 کیلو هرتز تا 5 مگاهرتز است. تبدیل ولتاژ فرکانس بالا به فرکانس پایین (50 هرتز) با صاف کردن پیچ و خم در مدار نوسانی تشکیل شده توسط ترانسفورماتور و خازن و همچنین فیلتر کردن هارمونیک ها انجام می شود. از این گذشته، ژنراتور PWM نه تنها یک ولتاژ متناوب 220 ولت با فرکانس بالا ایجاد می کند، بلکه به لطف چرخه کاری در حال تغییر، ولتاژ خروجی را با یک سیگنال سینوسی با فرکانس 50 هرتز تعدیل می کند.

هنگامی که اینورتر بدون بار کار می کند، سیکل وظیفه سیگنال های ژنراتور PWM حداقل است و ولتاژ خروجی 220 ولت است. اتصال یک بار منجر به افزایش جریان و افت ولتاژ در خروجی دستگاه زیر 220 ولت می شود. سیستم فیدبک ولتاژ خروجی را با یک استاندارد معین مقایسه می کند و سپس سیگنالی را به ژنراتور ارسال می کند که چرخه وظیفه پالس ها را افزایش می دهد. به همین دلیل قدرت خروجی افزایش می یابد و ولتاژ افزایش می یابد. هنگامی که بار خاموش می شود، ولتاژ خروجی از 220 ولت بالاتر می رود و پس از آن سیستم فیدبک سیکل کاری پالس ها را کاهش می دهد تا ولتاژ به حالت عادی برگردد. تغییر چرخه کار و جریان خروجی باعث افزایش بار روی باتری می شود، بنابراین ولتاژ آن اغلب به زیر 12 ولت می رسد. در این حالت، مدار بازخورد چرخه وظیفه را تا حد یکپارچگی بیشتر می‌کند.

اغلب، یک مبدل خانگی، که بازخوردی ارائه نمی دهد، با کاهش ولتاژ خروجی، به اتصال به باتری تخلیه شده واکنش نشان می دهد. بنابراین، آنها برای تغذیه تقویت کننده یا لپ تاپ خیلی مناسب نیستند، اما می توانند عملکرد دستگاه هایی با بار راکتیو - ابزار برق دستی، لامپ ها، دیگهای بخار را کاملاً تضمین کنند.

اگر برای تغذیه تقویت کننده، گیرنده، تلویزیون یا لپ تاپ به مبدل نیاز است، بدون بازخورد نمی توانید این کار را انجام دهید. برخی از پیچیدگی مدار با این واقعیت جبران می شود که بازخورد افت ولتاژ را جبران می کند و در نتیجه عملکرد طبیعی تقویت کننده یا سایر دستگاه ها را تضمین می کند.

انتخاب طرح

تعداد زیادی نمودار دستگاه در اینترنت ارسال شده است که انرژی باتری ماشین (12 ولت) را به ولتاژ متناوب 220 ولت تبدیل می کند و برای ساخت با دستان خود مناسب است. بنابراین انتخاب مدار بر اساس دسترسی به پایه المنت و تجربه کار با اینگونه وسایل ضروری است. اگر یک فروشگاه قطعات رادیویی در نزدیکی شما وجود دارد، می توانید از آنها دریابید که کدام کنترلرها و ترانزیستورهای قدرت بیشتر در دسترس هستند و مناسب ترین مدار را برای آنها انتخاب کنید. همچنین می توانید از قطعاتی که در هر منبع تغذیه کامپیوتری وجود دارد استفاده کنید. از آنجا می توانید بگیرید:

• کنترل کننده (مولد PWM)؛
• حلقه فریت برای ترانسفورماتور;
• ترانزیستورهای قدرت؛
• خازن ها؛
• مقاومت ها؛
• چوک های فیلتر

اگر مطمئن نیستید که می توانید یک دستگاه بازخورد پیچیده با دستان خود بسازید، یک اینورتر 12 → 220 ولتی را بر اساس یک مولتی ویبراتور 50 هرتز مونتاژ کنید. ترانسفورماتور آن را می توان از یک تلویزیون ترانزیستوری قدیمی یا منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) جدا کرد. چنین اینورتر فضای بسیار بیشتری نسبت به دستگاه های فرکانس بالا اشغال می کند، اما راه اندازی آن آسان تر است و قطعات آن راحت تر پیدا می شوند.

نمونه مدار

اتصال و راه اندازی اینورتر

اینورتر خودرو با ولتاژ 12 تا 220 ولت با توان بیش از 120 وات جریانی بیش از 10 آمپر مصرف می کند، بنابراین توصیه نمی شود آن را به فندک استاندارد یا سوئیچ جرقه زن وصل کنید. این امر به ویژه در مورد خودروهای مدرن صادق است. از این گذشته، جریان بالاتر منجر به سوختن فیوز می‌شود و نصب یک «اشکال» به جای آن ممکن است منجر به آتش‌سوزی سیم‌کشی شود. بنابراین یک اینورتر با توان بالای 120 وات باید از طریق فیوز و کلید با رله به باتری متصل شود. برای انجام این کار، باید یک سیم جداگانه با دستان خود بگذارید و یک پریز 220 ولت در جایی نصب کنید. می توان آن را یا در زیر پنل جلو در سمت سرنشین یا در صندوق عقب قرار داد. از این گذشته ، هر بار باز کردن کاپوت ، اتصال اینورتر به باتری و کشیدن سیم به داخل خودرو بسیار ناخوشایند است. فشار دادن دکمه ای که رله را روشن می کند آسان تر است و مبدل از 12 به 220 ولت شروع به کار می کند.

هر اینورتر که از یک باتری 12 ولتی کار می کند، علاوه بر ولتاژ با فرکانس 50 هرتز، تعداد زیادی هارمونیک نیز تولید می کند که اکثر آنها چند برابر فرکانس کاری ژنراتور PWM هستند. این هارمونیک ها به دلیل تأثیر پیچ و خم بر مدار نوسانی تشکیل شده توسط ترانسفورماتور و خازن ظاهر می شوند. اگر سطح هارمونیک ها بالا باشد، بر عملکرد تقویت کننده، پخش کننده سی دی یا گیرنده متصل به منبع تغذیه خودرو (12 ولت) تأثیر می گذارد و سیگنال آنها را با نویز، ترقه، غرغر و سایر صداهای اضافی پر می کند. با این حال، هارمونیک ها بر عملکرد لپ تاپ، لامپ یا ابزار برقی دستی تأثیری نمی گذارند.

اغلب اوقات نیاز به بدست آوردن ولتاژ برق در خودرو وجود دارد. برای چنین مواردی مبدل های ولتاژ آماده 12-220 برای فروش موجود است. استاندارد (ارزان تر) اینورترهابا قیمت 20 تا 30 دلار قدرت را تا 300 وات توسعه می دهند و سپس در پیک ها، گاهی اوقات این توان کافی نیست.
این معکوس کنندهبرای جمع آوری کردم منبع تغذیه برای تقویت کننده قدرتمند، اما جایگزینی سیم پیچ ثانویه به شما امکان می دهد هر ولتاژ خروجی را دریافت کنید. در مورد من، قدرت اینورتر 400 وات است، اما می توان آن را به 600 وات افزایش داد و این قدرت واقعی است! راه های مختلفی برای افزایش قدرت وجود دارد.

1) تعویض کلیدهای دوقطبی قدرتمند با IRF3205، در این صورت قدرت به 600 وات افزایش می یابد و این محدودیت نیست.
ویژگی های شماتیکاین اینورتر به شما امکان می دهد 4 جفت ترانزیستور خروجی را به صورت موازی به هم متصل کنید که این امکان به دست آوردن توان خروجی تا 1200-1300 وات را می دهد؛ اینورترهای چینی صنعتی با این توان حدود 100-130 دلار قیمت دارند.

مدار اینورتر فاقد حفاظت در برابر گرمای بیش از حد، اتصال کوتاه، اضافه بار خروجی، یک اینورتر لخت طبق مدار فشار کش سنتی است.

ژنراتور بر روی تراشه TL494 ساخته شده استبا یک درایور اضافی مبتنی بر ترانزیستورهای دوقطبی کم مصرف. ترانزیستورها را می توان با ترانزیستورهای داخلی جایگزین کرد - KT3107.
اینورتر یک مدار کنترل از راه دور را اجرا می کند تا مجبور نباشید از کلیدهای قدرتمند برای تامین برق مدار استفاده کنید.

دیودها در قسمت محرکهاز SCHOTTKI نوع 4148 یا KD522 ما استفاده می شود، تفاوت خاصی وجود ندارد.
در مدار کنترل از راه دور، ترانزیستور را می توان با KT3102 داخلی جایگزین کرد.
ترانسفورماتور مهمترین بخش پروژه ما است و کل عملیات سازه به آن بستگی دارد.
ترانسفورماتور در کیس من روی دو حلقه چسب دار مارک 3000NM پیچیده شده است، ابعاد هر حلقه 45 * 28 * 8 است. من حلقه ها را با هیچ چیز به هم نچسبانم، فقط آنها را با چسب پیچیدم تا محکم شوند.

پس از پوشاندن با نوار، حلقه‌ها در فایبرگلاس پیچیده شدند؛ رول فایبرگلاس به قیمت 1 دلار از یک فروشگاه سخت‌افزار خریداری شد.

از قبل باید نوارهای فایبرگلاس را به طول 50 سانتی متر و عرض 1.5-2 سانتی متر برش دهید. به جای فایبرگلاس، می توانید از نوار عایق پارچه استفاده کنید؛ فیبر مناسب است زیرا مواد مقاوم در برابر حرارت و کاملاً نازک است، عایق دقیق تر است.

سیم پیچ اولیه 2x5 پیچ است، یعنی. 10 دور با یک ضربه از وسط. هر بازو با 12 رشته سیم 0.7-0.8 میلی متر زخمی می شود. عکس های سیم پیچ همه چیز را برای من بازگو خواهند کرد.

هر دو شانه با یک تورنیکت زخمی می شوند - 5 چرخش در کل حلقه تا حد امکان به طور مساوی کشیده می شود. در نتیجه، دو سیم پیچ کاملاً یکسان دریافت می کنیم.

در نتیجه 4 سر (سرنخ) داریم، ابتدای سیم پیچ اول را به انتهای سیم پیچ دوم لحیم می کنیم، دقیقاً محل لحیم کاری شیرهایی است که منبع تغذیه +12 ولت به آن ها می رسد.
پس از سیم پیچی سیم پیچ اولیه، حلقه مجدداً با فایبرگلاس عایق شده و سیم پیچ ثانویه پیچیده می شود.

این سیم پیچ یک سیم پیچ افزایش یافته است، ولتاژ خروجی خطرناک است، بنابراین تمام اقدامات احتیاطی را انجام دهید و کار نصب را فقط با قطع برق انجام دهید.

سیم پیچ با دو رشته موازی سیم 0.7-0.8 میلی متر پیچیده می شود. تعداد چرخش در سیم پیچ ثانویه 80 است. پیچ ها دوباره به طور مساوی در سراسر حلقه کشیده می شوند. پس از سیم پیچی، توصیه می شود این سیم پیچ را به همان روش اولیه عایق بندی کنید.

شما می توانید به معنای واقعی کلمه از مواد قراضه استفاده کنید. حتی می توانید واحدها را از یک منبع تغذیه اضطراری ساده به عنوان پایه استفاده کنید - در واقع یک مبدل دوگانه است - ابتدا ولتاژ به 12 ولت کاهش می یابد تا از شارژ شدن باتری اطمینان حاصل شود.

و سپس ولتاژ به 220 ولت افزایش می یابد، جریان از مستقیم به متناوب تبدیل می شود. از چنین دستگاه هایی می توان برای تامین برق وسایل خانگی در خارج از خانه - مته، آسیاب، تلویزیون و غیره استفاده کرد. ساخت چنین وسیله ای خودتان کار سختی نیست و هزینه آن کمتر از دستگاه های مشابهی خواهد بود که در فروشگاه ها به فروش می رسند.

اصل عملکرد اینورتر

نام دوم مبدل اینورتر است. در اصل، این مدولاسیون عرض پالس است. برق از یک منبع ولتاژ ثابت 12 ولت (در این مورد، از باتری) تامین می شود. پالس هایی در خروجی دستگاه ظاهر می شوند که چرخه کاری آن تغییر می کند. به نسبت زمانی که در آن ولتاژ وجود دارد یا وجود ندارد بستگی دارد. هنگامی که چرخه وظیفه برابر با واحد باشد، خروجی دارای حداکثر مقدار جریان است. با کاهش چرخه کار، جریان کاهش می یابد.

ولتاژ خروجی در هر زمان 220 ولت است. حتی ساده ترین مبدل 12 ولت به 220 ولت می تواند در محدوده فرکانس وسیع - 50 کیلوهرتز ... 5 مگاهرتز کار کند. این همه به طرح خاص و عناصر استفاده شده در آن بستگی دارد. فرکانس ولتاژ بسیار بالا است، برای تامین انرژی تجهیزات خانگی مخرب خواهد بود. برای کاهش آن به 50 هرتز استاندارد، لازم است از ترانسفورماتورهای طراحی شده ویژه استفاده شود. یک مدولاتور PWM به شما امکان می دهد یک ولتاژ متناوب از یک ولتاژ مستقیم در فرکانس مورد نیاز ایجاد کنید.

سیستم بازخورد

هنگامی که بار بر روی مدولاتور PWM وجود ندارد، چرخه کاری پالس ها در حداقل سطح است، مقدار ولتاژ 220 ولت است. به محض اتصال بار به دستگاه، جریان به شدت افزایش می یابد و ولتاژ کاهش می یابد. ، کمتر از 220 ولت خواهد بود. اگر تصمیم دارید یک مبدل ولتاژ از 12 به 220 ولت با دست خود بسازید، پس حتماً وجود بازخورد را در نظر بگیرید. این به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی را با یک مقدار مرجع مقایسه کنید.

اگر در ولتاژها تفاوت وجود داشته باشد، سیگنالی به ژنراتور ارسال می شود که به شما امکان می دهد چرخه کاری پالس ها را افزایش دهید. با استفاده از این سیستم می توان به حداکثر توان خروجی و ولتاژ پایدارتر دست یافت. به محض خاموش شدن بار، ولتاژ دوباره به بالای 220 ولت می پرد - سیستم بازخورد این را ثبت می کند و مقدار چرخه کاری پالس ها را کاهش می دهد. و به همین ترتیب تا زمانی که ولتاژ پایین بیاید.

کار با باتری مرده

هنگامی که چرخه کار و جریان خروجی تغییر می کند، بار روی منبع تغذیه افزایش می یابد. این منجر به تخلیه آن و کاهش ولتاژ می شود. و اگر از یک سیستم بازخورد استفاده شود، چرخه وظیفه سیگنال ها را تا حد امکان افزایش می دهد، گاهی اوقات تا حداکثر - وحدت. مبدل های ولتاژ 12/220 ولتی خود ساخته بدون بازخورد به شدت به باتری های مرده واکنش نشان می دهند. در حین کار، مقدار ولتاژ خروجی لزوما کاهش می یابد.

اگر قصد دارید تجهیزاتی مانند آسیاب، لامپ الکتریکی، دیگ بخار یا کتری را به هم وصل کنید، کاهش ولتاژ تاثیری بر عملکرد آنها نخواهد داشت. اما اگر برای اتصال تجهیزات تلویزیون، لپ‌تاپ، کامپیوتر، سرورها، تقویت‌کننده‌ها به مبدل نیاز است، بازخورد به سادگی ضروری است. این به شما امکان می دهد تمام نوسانات ولتاژ را جبران کنید که عملکرد پایدار دستگاه ها را تضمین می کند.

انتخاب طرح

برای ساخت مبدل ولتاژ 12/220 ولت با دستان خود، باید مدار خاصی را انتخاب کنید. علاوه بر این، مطمئن شوید که قدرت دستگاه هایی را که قصد دارید به آن متصل کنید، در نظر بگیرید. تقریباً تخمین بزنید که چه باری توسط اینورتر تغذیه می شود. اطمینان حاصل کنید که 25٪ دیگر به توان دریافتی ذخیره اضافه کنید، هیچ اضافی وجود نخواهد داشت. بر اساس داده های به دست آمده، می توانید یک طرح خاص را انتخاب کنید. و البته یکی از نکات مهم این است

اگر قصد خرید تمام قطعات را دارید، توانایی های مالی خود را ارزیابی کنید. و به عناصر گران قیمت زیادی نیاز خواهید داشت. خوشبختانه، تقریباً همه آنها در فناوری مدرن یافت می شوند - در منابع تغذیه بدون وقفه، منابع تغذیه برای رایانه ها و لپ تاپ ها. به هر حال، یک یو پی اس استاندارد می تواند به عنوان مبدل ولتاژ استفاده شود؛ حتی نیازی به تغییر نیست. باتری قدرتمندتری را به آن وصل کنید و تمام. اما باید باتری را از یک منبع انرژی اضافی شارژ کنید - نمونه استاندارد قادر به تولید مقدار جریان مورد نیاز نخواهد بود.

عناصر مدار مبدل

طراحی استاندارد یک اینورتر برای تبدیل 12 ولت DC به 220 ولت AC از عناصر زیر تشکیل شده است که در هر فناوری مدرنی یافت می شود:

1. مدولاتور PWM یک میکروکنترلر مخصوص طراحی شده است.
2. حلقه های فریت برای ساخت ترانسفورماتورهای HF.
3. ترانزیستورهای اثر میدان قدرت IGBT.
4. خازن های الکترولیتی
5. مقاومت های ثابت قدرت های مختلف.
6. چوک برای فیلتر فعلی.

اگر به توانایی های خود اطمینان ندارید، می توانید به طور مستقل یک مبدل را با استفاده از یک مدار مولتی ویبراتور مونتاژ کنید. ترانسفورماتور چنین دستگاهی از یک UPS یا منبع تغذیه برای تلویزیون های ترانزیستوری مناسب است. این دستگاه یک اشکال دارد - ابعاد چشمگیر آن. اما به نظر می رسد راه اندازی آن بسیار ساده تر از ساختارهای پیچیده ای است که با جریان فرکانس بالا کار می کنند.

عملکرد اینورترها

اگر تصمیم دارید با استفاده از یک مدار ساده یک مبدل ولتاژ 12/220 را با دست خود بسازید، ممکن است قدرت آن کم باشد. اما برای تامین برق تجهیزات خانگی کاملاً کافی است. اما اگر توان بالاتر از 120 وات باشد، مصرف جریان به حداقل 10 آمپر افزایش می یابد. بنابراین، هنگام استفاده در ماشین، نمی توان آن را به سوکت فندک وصل کرد - تمام سیم ها ذوب می شوند و فیوزها از کار می افتند.

بنابراین، اینورترهای خودرو با توان بیش از 120 وات باید با استفاده از فیوز و رله اضافی به باتری متصل شوند. حتما سیم را از باتری به محل نصب اینورتر خودرو بکشید. برای روشن کردن مبدل، می توانید از یک کلید یا دکمه جفت شده با یک رله الکترومغناطیسی استفاده کنید - به شما امکان می دهد جریان بالا را از کنترل ها حذف کنید.

شش ماه پیش برای خودم ماشین خریدم. من تمام نوسازی های انجام شده برای بهبود آن را شرح نمی دهم، فقط بر روی یکی تمرکز می کنم. این یک اینورتر 12-220 ولت برای تامین انرژی لوازم الکترونیکی مصرفی از شبکه داخل خودرو است.
البته می تونستید از فروشگاه 25-30 دلار بخرید، اما من از قدرت آنها گیج شدم. برای تامین انرژی حتی یک لپ تاپ، جریان 0.5-1 آمپری که اکثر اینورترهای خودرو تولید می کنند به وضوح کافی نیست.

انتخاب نمودار مدار
طبیعتاً من فردی تنبل هستم ، بنابراین تصمیم گرفتم "چرخ را دوباره اختراع نکنم"، بلکه در اینترنت برای طرح های مشابه جستجو کنم و مدار یکی از آنها را برای خودم تطبیق دهم. زمان بسیار سخت بود، بنابراین سادگی و عدم وجود قطعات یدکی گران قیمت در اولویت بود.

در یکی از انجمن ها، یک مدار ساده با استفاده از کنترلر معمولی PWM TL494 انتخاب شد. نقطه ضعف این مدار این است که یک ولتاژ مستطیلی 220 ولت در خروجی تولید می کند، اما برای مدارهای برق پالسی این مهم نیست.

انتخاب قطعات.
مدار به این دلیل انتخاب شد که تقریباً تمام قطعات را می‌توان از منبع تغذیه رایانه گرفت. برای من این بسیار مهم بود، زیرا نزدیکترین فروشگاه تخصصی بیش از 150 کیلومتر دورتر است.

خازن های خروجی، مقاومت ها و خود ریزمدار از یک جفت منبع تغذیه معیوب 250 و 350 وات حذف شدند.
مشکل فقط با دیودهای فرکانس بالا برای تبدیل ولتاژ در خروجی ترانسفورماتور افزایش یافت، اما در اینجا منابع قدیمی من را نجات داد. من از ویژگی های KD2999V کاملا راضی بودم.

مونتاژ دستگاه تمام شده.

من مجبور شدم ظرف چند ساعت بعد از کار دستگاه را مونتاژ کنم، زیرا یک سفر طولانی برنامه ریزی شده بود.
از آنجایی که زمان بسیار محدود بود، من به سادگی به دنبال مواد و ابزار اضافی نبودم. من فقط از چیزی که در دستم بود استفاده کردم. باز هم به دلیل سرعت از نمونه های برد مدار چاپی ارائه شده در انجمن ها استفاده نکردم. در 30 دقیقه، برد مدار چاپی خودمان را روی یک تکه کاغذ طراحی کردیم و طرح آن به PCB منتقل شد.
با استفاده از چاقوی جراحی، یکی از لایه های فویل برداشته شد. روی لایه باقیمانده، شیارهای عمیقی در امتداد خطوط اعمال شده کشیده شد. با استفاده از موچین های منحنی، معلوم شد که راحت ترین است، شیارها به لایه غیر رسانا عمیق می شوند. در مکان هایی که قطعات با استفاده از یک شیلد نصب شده اند، در عکس گنجانده نشده است، سوراخ هایی ایجاد شده است.

من مونتاژ را با نصب یک ترانسفورماتور شروع کردم، از یکی از بلوک های کشویی استفاده کردم، آن را به سادگی برگرداندم و به جای کاهش ولتاژ از 400 ولت به 12 ولت، آن را از 12 ولت به 268 ولت رساندم. با جایگزینی مقاومت های R3 و خازن C1، امکان کاهش ولتاژ خروجی تا 220 ولت وجود داشت، اما آزمایشات بعدی نشان داد که این کار نباید انجام شود.
بعد از ترانسفورماتور، به ترتیب کاهش سایز، قطعات یدکی باقیمانده را نصب کردم.

تصمیم گرفته شد که ترانزیستورهای اثر میدانی روی ورودی های کشیده نصب شوند تا راحت تر به رادیاتور خنک کننده متصل شوند.

نتیجه نهایی این دستگاه است:

تنها چیزی که باقی می ماند لمس نهایی است - وصل کردن رادیاتور. روی برد 4 سوراخ قابل مشاهده است، اگرچه فقط 3 پیچ خودکار وجود دارد؛ درست در هنگام مونتاژ بود که تصمیم گرفته شد برای ظاهر بهتر، موقعیت رادیاتور را کمی تغییر دهیم. پس از مونتاژ نهایی این چیزی است که ما دریافت کردیم:

تست ها
زمانی برای آزمایش خاص دستگاه وجود نداشت؛ این دستگاه به سادگی از طریق یک منبع تغذیه بدون وقفه به باتری متصل می شد. یک بار به شکل یک لامپ 30 واتی به خروجی متصل شد. بعد از آتش گرفتن دستگاه به سادگی داخل کوله پشتی من انداخته شد و من به مدت 2 هفته به یک سفر کاری رفتم.
در 2 هفته، دستگاه هرگز خراب نشد. دستگاه های مختلفی از آن تغذیه می شدند. هنگام اندازه گیری با مولتی متر، حداکثر جریان به دست آمده به 2.7 آمپر می رسد.

برای اتصال یک دستگاه الکتریکی به شبکه خانگی، یک محافظ برق یا منبع تغذیه بدون وقفه کافی است. این دستگاه ها از تجهیزات در برابر نوسانات برق محافظت می کنند. اما اگر افت ولتاژ شدید در شبکه وجود داشته باشد یا شبکه برق نیاز به استفاده از ولتاژ بالاتر یا پایین تر داشته باشد چه باید کرد. برای چنین شرایطی، می توانید یک مبدل جریان الکتریکی خانگی از 12 ولت به 220 ولت مونتاژ کنید. برای انجام این کار، باید اصول اولیه عملکرد این دستگاه را بدانید.

مبدل وسیله ای است که می تواند ولتاژ یک مدار الکتریکی را افزایش یا کاهش دهد. به این ترتیب می توانید ولتاژ مدار را از 220 ولت به 380 ولت و بالعکس تغییر دهید. بیایید اصل ساخت مبدل از 12 ولت به 220 ولت را در نظر بگیریم.

این دستگاه ها را می توان با توجه به هدف عملکردی آنها به چندین کلاس/نوع تقسیم کرد:

• یکسو کننده ها آنها بر اساس اصل تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم کار می کنند.
• اینورترها آنها به ترتیب معکوس کار می کنند و جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کنند.
• مبدل های فرکانس آنها ویژگی های فرکانس جریان در مدار را تغییر می دهند.
• مبدل های ولتاژ ولتاژ را بالا یا پایین تغییر دهید. از جمله آنها عبارتند از:
  • سوئیچینگ منابع تغذیه.
  • منابع تغذیه بدون وقفه (UPS).
  • ترانسفورماتورهای ولتاژ.

همچنین، تمام دستگاه ها به دو گروه تقسیم می شوند - طبق اصل کنترل:

1. اداره می شود.
2. غیر قابل کنترل.

طرح های رایج

برای تبدیل ولتاژ از یک سطح به سطح دیگر از مبدل های پالس با دستگاه های ذخیره انرژی القایی نصب شده استفاده می شود. بر این اساس، سه نوع طرح تبدیل متمایز می شود:

• معکوس کردن.
• بالا بردن.
• تنزل می دهد.

تمام مدارهای زیر از قطعات الکتریکی استفاده می کنند:

1. جزء سوئیچینگ اصلی
2. منبع تغذیه.
3. خازن فیلتری که موازی با مقاومت بار متصل می شود.
4. ذخیره انرژی القایی (خفه، سلف).
5. دیود برای مسدود کردن

ترکیب این عناصر در یک دنباله خاص به شما امکان می دهد هر یک از طرح های فوق را بسازید.

مبدل پالس ساده

ابتدایی ترین مبدل را می توان از قطعات غیر ضروری از یک واحد سیستم کامپیوتری قدیمی مونتاژ کرد. اشکال مهم این مدار این است که ولتاژ خروجی 220 ولت از نظر شکل موج سینوسی از ایده آل فاصله زیادی دارد و فرکانس آن بیش از 50 هرتز استاندارد است. اتصال الکترونیک حساس به چنین دستگاهی توصیه نمی شود.

این طرح از یک راه حل فنی جالب استفاده می کند. برای اتصال تجهیزات دارای منابع تغذیه سوئیچینگ (به عنوان مثال، لپ تاپ) به مبدل، از یکسو کننده هایی با خازن های صاف کننده در خروجی دستگاه استفاده می شود. تنها نکته منفی این است که آداپتور فقط در صورتی کار می کند که قطبیت ولتاژ خروجی سوکت با ولتاژ یکسو کننده تعبیه شده در آداپتور مطابقت داشته باشد.

برای مصرف کنندگان انرژی ساده، اتصال را می توان مستقیماً به خروجی ترانسفورماتور TR1 انجام داد. بیایید اجزای اصلی این طرح را در نظر بگیریم:

• مقاومت R1 و خازن C2 - فرکانس کاری مبدل را تنظیم کنید.
• کنترلر PWM TL494. اساس کل طرح.
• ترانزیستورهای اثر میدان قدرت Q1 و Q2 برای کارایی بیشتر استفاده می شوند. روی رادیاتورهای آلومینیومی قرار می گیرد.
• ترانزیستورهای IRFZ44 را می توان با IRFZ46 یا IRFZ48 با مشخصات مشابه جایگزین کرد.
• دیودهای D1 و D2 را می توان با FR107، FR207 نیز جایگزین کرد.

اگر مدار شامل استفاده از یک رادیاتور مشترک باشد، نصب ترانزیستورها از طریق اسپیسرهای عایق ضروری است. طبق این طرح، چوک خروجی بر روی یک حلقه فریت از چوک پیچیده می شود که از منبع تغذیه رایانه نیز خارج می شود. سیم پیچ اولیه از سیم 0.6 میلی متری ساخته شده است. باید 10 دور با یک ضربه از وسط داشته باشد. یک سیم پیچ ثانویه متشکل از 80 دور در بالای آن پیچیده می شود. ترانسفورماتور خروجی را می توان از یک یو پی اس غیر ضروری نیز جدا کرد.

طرح بسیار ساده است. هنگامی که به درستی مونتاژ شود، بلافاصله شروع به کار می کند و نیازی به تنظیم دقیق 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.

جالب: در یک فروشگاه، یک مبدل مشابه حدود 3-4 هزار روبل هزینه دارد.

مدار مبدل با خروجی AC

این طرح برای آماتورهای رادیویی اتحاد جماهیر شوروی نیز شناخته شده است. با این حال، این آن را بی اثر نمی کند. برعکس، خود را به خوبی ثابت کرده است و مزیت اصلی آن دریافت جریان متناوب پایدار با ولتاژ 220 ولت و فرکانس 50 هرتز است.

ریزمدار K561TM2 که یک تریگر D دوگانه است، به عنوان یک مولد نوسان عمل می کند. این عنصر را می توان با CD4013 آنالوگ خارجی جایگزین کرد.

خود مبدل دارای دو بازوی قدرت است که بر روی ترانزیستورهای دوقطبی KT827A ساخته شده است. آنها در مقایسه با ترانزیستورهای اثر میدان جدید یک اشکال قابل توجه دارند - این اجزا در هنگام باز شدن بسیار داغ می شوند که به دلیل مقادیر مقاومت بالا است. مبدل در فرکانس پایین کار می کند، بنابراین یک هسته فولادی قدرتمند در ترانسفورماتور استفاده می شود.

این مدار از یک ترانسفورماتور شبکه قدیمی TC-180 استفاده می کند. مانند دیگر اینورترهای مبتنی بر مدارهای PWM ساده، شکل موج ولتاژ سینوسی متفاوتی تولید می کند. با این حال، این ایراد کمی با اندوکتانس بالای سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور و خازن خروجی C7 کاهش می‌یابد.

مهم: گاهی اوقات ترانسفورماتور ممکن است صدای زمزمه قابل توجهی در حین کار ایجاد کند. این نشان دهنده مشکل در مدار است.

اینورتر ترانزیستوری ساده

این طرح با طرح های ارائه شده در بالا تفاوت چندانی ندارد. تفاوت اصلی استفاده از یک مولد پالس مستطیلی است که بر روی ترانزیستورهای دوقطبی ساخته شده است.

مزیت اصلی این مدار این است که مبدل حتی با باتری بسیار کم کار می کند. در این حالت، محدوده ولتاژ ورودی می تواند از 3.5 تا 18 ولت باشد. اما معایبی نیز برای چنین اینورتر وجود دارد. از آنجایی که مدار هیچ تثبیت کننده ای در خروجی ندارد، افت ولتاژ ممکن است، به عنوان مثال، زمانی که باتری تخلیه می شود. از آنجایی که این مدار فرکانس پایینی نیز دارد، ترانسفورماتوری برای آن انتخاب می شود، مشابه ترانسفورماتور نصب شده در اینورتر بر اساس ریزمدار K561TM2.

بهبود مدارهای اینورتر

نمودارهای فوق را نمی توان با محصولات کارخانه مقایسه کرد. آنها ساده هستند و عملکرد ضعیفی دارند. برای بهبود ویژگی های آنها، می توانید به اصلاحات نسبتاً ساده ای متوسل شوید که عملکرد دستگاه را افزایش می دهد.

توجه: هرگونه نصب برقی و الکترونیکی با قطع منبع برق انجام می شود. قبل از بررسی مدار، تمام ورودی ها و خروجی ها را با یک مولتی متر تست کنید - این از عواقب ناخوشایند جلوگیری می کند.

افزایش توان خروجی

مدارهای مورد بحث در بالا بر اساس همان اصل هستند - سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور از طریق یک جزء کلیدی (ترانزیستور خروجی بازو) متصل می شود. برای مدت زمانی که توسط فرکانس و چرخه کار نوسانگر اصلی مشخص می شود به ورودی منبع تغذیه 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.

بر این اساس، جریان از ترانزیستور خروجی عبور می کند. در این حالت برابر است با جریان بار ضرب در نسبت معکوس پیچ ها (نسبت تبدیل). معلوم می شود که حداکثر جریانی که ترانزیستور می تواند از خود عبور کند، حداکثر توان مبدل را تعیین می کند.

برای افزایش توان خروجی از دو روش استفاده می شود:

• نصب ترانزیستور قوی تر
• استفاده از اتصال موازی چند ترانزیستور کم مصرف در یک بازو.

برای مبدل خانگی، ترجیحاً از روش دوم استفاده کنید، زیرا به شما امکان می دهد در صورت خرابی یکی از ترانزیستورها، عملکرد دستگاه را حفظ کنید. علاوه بر این، چنین ترانزیستورهایی هزینه کمتری دارند.

در غیاب حفاظت اضافه بار داخلی، این روش به طور قابل توجهی دوام مبدل را افزایش می دهد. همچنین گرمایش کلی اجزای داخلی را هنگام کار با همان بار کاهش می دهد.

خاموش شدن خودکار زمانی که باتری کم است

این طرح ها یک اشکال مهم دارند. آنها قطعه ای را ارائه نمی کنند که بتواند به طور خودکار مبدل را در صورت افت ولتاژ بحرانی خاموش کند. اما حل این مشکل بسیار ساده است. کافی است یک رله معمولی خودرو را به عنوان کلید قطع کن نصب کنید.

رله ولتاژ بحرانی خود را دارد که در آن کنتاکت های آن بسته می شوند. با انتخاب مقاومت مقاومت R1 که تقریباً 10 درصد مقاومت سیم پیچ رله خواهد بود، لحظه قطع تماس تنظیم می شود. این گزینه در نمودار نشان داده شده است.

این گزینه کاملا ابتدایی است. برای تثبیت عملکرد، مبدل با یک مدار کنترل ساده تکمیل می شود که آستانه خاموش شدن را بسیار بهتر و دقیق تر حفظ می کند. تنظیم آستانه پاسخ در این مورد با انتخاب مقاومت R3 محاسبه می شود.

تشخیص عیب اینورتر

مدارهایی که در بالا توضیح داده شد اغلب دارای دو نقص خاص هستند:

1. بدون ولتاژ در خروجی ترانسفورماتور
2. ولتاژ پایین در خروجی ترانسفورماتور.

بیایید راه های تشخیص این عیوب را بررسی کنیم:

• خرابی همه بازوهای مبدل یا خرابی ژنراتور PWM. با استفاده از دیود می توانید خرابی را بررسی کنید. هنگامی که دیود به گیت های ترانزیستور متصل می شود، یک PWM کار، موجی را روی دیود نشان می دهد. همچنین ارزش بررسی یکپارچگی سیم پیچ ترانسفورماتور "برای باز بودن" در حضور سیگنال کنترل را دارد.
• افت شدید ولتاژ نشانه اصلی توقف کار یک بازوی برق است. پیدا کردن خرابی کار سختی نیست. یک ترانزیستور از کار افتاده یک هیت سینک سرد خواهد داشت. برای تعمیر، باید کلید اینورتر را تعویض کنید.

نتیجه

ساخت مبدل در خانه کار سختی نیست. نکته اصلی این است که دنباله اتصالات را دنبال کنید و اجزا را به درستی انتخاب کنید. بهتر است یک مبدل با مکانیزم های محافظ داخلی مونتاژ کنید که در صورت کاهش ولتاژ باتری از دستگاه محافظت می کند.