Inverteris (keitiklis) naudojamas įvairiems 220 voltų įtampai, pavyzdžiui, galingam stiprintuvui ar nešiojamam kompiuteriui, prijungti prie transporto priemonės tinklo. Parduotuvėse parduodami keitikliai ne visada gali pagaminti reikiamą galią, todėl daugelis elektroniką išmanančių vairuotojų savo rankomis pasigamina 12 220 V automobilinį keitiklį. „Pasidaryk pats“ įrenginiai geriau tinka maitinti konkrečius įrenginius, taip pat yra pigesni nei parduotuvėse parduodami rimti įrenginiai.

Kaip veikia inverteris?

Automobilio keitiklio pagrindas yra generatorius su impulsų pločio moduliacija (PWM). Šis prietaisas veikia su 12 voltų baterija ir gamina stačiakampius impulsus (meander) su kintamu darbo ciklu (laiko, kai įtampa yra / jos nėra, santykis). Kai darbo ciklas yra vienas, keitiklis suteikia maksimalią srovę. Kuo mažesnis darbo ciklas, tuo atitinkamai mažesnė srovė. Šiuo atveju išėjimo įtampa visada atitinka 220 voltų. Generatoriaus veikimo dažnis yra nuo 50 kilohercų iki 5 megahercų, priklausomai nuo grandinės ir detalių. Aukšto dažnio įtampos pavertimas žemo dažnio (50 hercų) įvyksta išlyginant vingiavimą transformatoriaus ir kondensatoriaus suformuotoje virpesių grandinėje, taip pat filtruojant harmonikas. Galų gale, PWM generatorius ne tik sukuria kintamą 220 voltų įtampą aukštu dažniu, bet dėl ​​kintančio darbo ciklo moduliuoja išėjimo įtampą sinusiniu signalu, kurio dažnis yra 50 Hz.

Kai keitiklis veikia be apkrovos, PWM generatoriaus signalų darbo ciklas yra minimalus, o išėjimo įtampa yra 220 V. Prijungus apkrovą, srovė padidėja ir įtampa krinta įrenginio išėjime žemiau 220v. Grįžtamojo ryšio sistema lygina išėjimo įtampą su tam tikru standartu, o tada siunčia signalą į generatorių, kuris padidina impulsų darbo ciklą. Dėl to padidėja išėjimo galia ir pakyla įtampa. Išjungus apkrovą, išėjimo įtampa pakyla virš 220 voltų, po to grįžtamojo ryšio sistema sumažina impulsų darbo ciklą, kol įtampa grįš į normalią. Pakeitus darbo ciklą ir išėjimo srovę, padidėja akumuliatoriaus apkrova, todėl jo įtampa dažnai nukrenta žemiau 12 voltų. Tokiu atveju grįžtamojo ryšio grandinė dar labiau padidina darbo ciklą iki vienybės.

Dažnai namuose pagamintas keitiklis, kuris nesuteikia grįžtamojo ryšio, reaguoja į prijungimą prie išsikrovusio akumuliatoriaus sumažindamas išėjimo įtampą. Todėl jie nėra labai tinkami maitinti stiprintuvą ar nešiojamąjį kompiuterį, tačiau jie gali visiškai užtikrinti įrenginių su reaktyviąja apkrova - rankinių elektrinių įrankių, lempų, katilų - veikimą.

Jei stiprintuvo, imtuvo, televizoriaus ar nešiojamojo kompiuterio maitinimui reikalingas keitiklis, neapsieisite be atsiliepimų. Tam tikrą grandinės sudėtingumą kompensuoja tai, kad grįžtamasis ryšys kompensuoja įtampos kritimus, taip užtikrinant normalų stiprintuvo ar kitų įrenginių veikimą.

Schemos pasirinkimas

Internete yra daugybė įrenginių diagramų, kurios paverčia automobilio akumuliatoriaus energiją (12 voltų) į kintamąją 220 voltų įtampą ir yra tinkamos gaminti savo rankomis. Todėl būtina pasirinkti grandinę pagal prieigą prie elementų bazės ir patirtį su tokiais įrenginiais. Jei šalia jūsų yra radijo dalių parduotuvė, tuomet iš jų galite sužinoti, kokie valdikliai ir galios tranzistoriai yra prieinamiausi ir parinkti jiems tinkamiausią grandinę. Taip pat galite naudoti dalis, kurios yra bet kuriame kompiuterio maitinimo šaltinyje. Iš ten galite pasiimti:

• valdiklis (PWM generatorius);
• ferito žiedas transformatoriui;
• galios tranzistoriai;
• kondensatoriai;
• rezistoriai;
• filtrų droseliai.

Jei nesate tikri, kad savo rankomis galite sukurti sudėtingą grįžtamojo ryšio įrenginį, surinkite 12 → 220 voltų keitiklį, pagrįstą 50 Hz multivibratoriumi. Jam skirtą transformatorių galima išimti iš seno tranzistorinio televizoriaus arba nepertraukiamo maitinimo šaltinio (UPS). Toks inverteris užima daug daugiau vietos nei aukšto dažnio įrenginys, tačiau jį lengviau nustatyti, o detales jam rasti lengviau.

Grandinės pavyzdys

Inverterio prijungimas ir valdymas

Automobilinis keitiklis nuo 12 iki 220 voltų, kurio galia didesnė nei 120 vatų, sunaudoja daugiau nei 10 amperų srovę, todėl jo nepatartina jungti prie įprasto cigarečių žiebtuvėlio ar uždegimo jungiklio. Tai ypač pasakytina apie šiuolaikinius automobilius. Galų gale, dėl didesnės srovės perdegs saugiklis, o vietoj jo įdiegus „klaidą“ gali kilti laidų gaisras. Todėl per saugiklį ir jungiklį su rele prie akumuliatoriaus reikia prijungti keitiklį, kurio galia viršija 120 vatų. Norėdami tai padaryti, savo rankomis turėsite nutiesti atskirą laidą ir kažkur įdiegti 220 voltų lizdą. Jis gali būti dedamas po priekiniu skydeliu keleivio pusėje arba bagažinėje. Juk labai nepatogu kiekvieną kartą atidaryti gaubtą, prijungti keitiklį prie akumuliatoriaus ir tempti laidą į automobilio saloną. Lengviau paspausti mygtuką, kuris įjungia relę ir keitiklis nuo 12 iki 220 voltų pradės veikti.

Bet kuris keitiklis, veikiantis iš 12 voltų akumuliatoriaus, be 50 hercų dažnio įtampos, taip pat sukuria daugybę harmonikų, kurių dauguma yra PWM generatoriaus veikimo dažnio kartotiniai. Šios harmonikos atsiranda dėl meandro įtakos transformatoriaus ir kondensatoriaus suformuotai virpesių grandinei. Jei harmonikų lygis aukštas, jos turės įtakos prie automobilio borto maitinimo šaltinio (12 voltų) prijungto stiprintuvo, CD grotuvo ar imtuvo veikimui, užpildydamos jų signalą triukšmu, traškėjimu, urzgimu ir kitais pašaliniais garsais. Tačiau harmonikos neturės įtakos nešiojamojo kompiuterio, lempos ar rankinio elektrinio įrankio veikimui.

Labai dažnai automobilyje reikia gauti tinklo įtampą. Tokiais atvejais parduodami jau paruošti įtampos keitikliai 12-220. Standartinis (pigiau) inverteriai kurių kaina yra 20-30 USD, jie išvysto galią iki 300 vatų, o vėliau - piko metu, kartais šios galios nepakanka.
The inverteris Aš surinkau už maitinimo šaltinis galingam stiprintuvui, tačiau antrinės apvijos pakeitimas leidžia gauti bet kokią išėjimo įtampą. Mano atveju inverterio galia yra 400 vatų, tačiau ją galima padidinti iki 600 vatų ir tai yra tikra galia! Yra keletas būdų, kaip padidinti galią.

1) Pakeitus galingus dvipolius jungiklius IRF3205, tokiu atveju galia padidės iki 600 vatų ir tai nėra riba.
Scheminės savybėsŠis keitiklis leidžia vienu metu lygiagrečiai prijungti 4 poras išėjimo tranzistorių, o tai leidžia gauti iki 1200-1300 vatų išėjimo galią, pramoniniai šios galios kiniški inverteriai kainuoja apie 100-130 USD.

Inverterio grandinė neapsaugota nuo perkaitimo, trumpojo jungimo, išėjimo perkrovos, plikas keitiklis pagal tradicinę stūmimo grandinę.

Generatorius pastatytas ant TL494 lusto su papildoma tvarkykle, pagrįsta mažos galios dvipoliais tranzistoriais. Tranzistorius galima pakeisti buitiniais - KT3107.
Inverteris įgyvendina nuotolinio valdymo grandinę, kad jums nereikėtų naudoti galingų jungiklių tiekiant maitinimą į grandinę.

Diodai vairavimo dalyje naudotas SCHOTTKI tipo 4148 arba mūsų KD522, ypatingo skirtumo nėra.
Nuotolinio valdymo grandinėje tranzistorių galima pakeisti buitiniu KT3102.
Transformatorius yra svarbiausia mūsų projekto dalis, nuo jo priklauso visas konstrukcijos veikimas.
Mano atveju transformatorius yra suvyniotas ant dviejų klijuotų 3000 NM prekės ženklo žiedų, kiekvieno žiedo matmenys yra 45 * 28 * 8. Žiedų niekuo nesuklijavau, tik apvyniojau juostele, kad tvirtai užsifiksuotų.

Uždengus juosta, žiedai buvo apvynioti stiklo pluoštu, pats stiklo pluošto ritinys buvo pirktas ūkinės įrangos parduotuvėje už 1 dolerį.

Iš anksto reikia iškirpti 50 cm ilgio, 1,5–2 cm pločio stiklo pluošto juosteles. Vietoj stiklo pluošto galite naudoti medžiaginę izoliacinę juostą, pluoštas patogus, nes medžiaga yra atspari karščiui ir gana plona, ​​izoliacija yra tikslesnė.

Pirminė apvija yra 2x5 apsisukimų, t.y. 10 apsisukimų čiaupu nuo vidurio. Kiekviena ranka suvyniota 12 vijų 0,7-0,8 mm vielos. Apvijų nuotraukos man viską pasakys.

Abu pečiai suvynioti žnyplėmis – 5 apsisukimai ištempti per visą žiedą kuo tolygiau. Dėl to gauname dvi visiškai identiškas apvijas.

Dėl to turime 4 galus (laidus), lituojame pirmos apvijos pradžią iki antros apvijos galo, būtent litavimo vieta yra kranai, į kuriuos tiekiamas +12 voltų maitinimas.
Apvyniojus pirminę apviją, žiedas vėl izoliuojamas stiklo pluoštu ir apvyniojama antrinė apvija.

Ši apvija yra pakopinė apvija, išėjimo įtampa pavojinga, todėl imkitės visų atsargumo priemonių ir montavimo darbus atlikite tik išjungę maitinimą.

Apvija suvyniota dviem lygiagrečiomis 0,7-0,8 mm vielos gijomis. Antrinės apvijos apsisukimų skaičius yra 80. Posūkiai vėl tolygiai ištempiami visame žiede. Po apvijos šią apviją patartina izoliuoti taip pat, kaip ir pirminę.

Galite tiesiogine prasme naudoti laužo medžiagas. Jūs netgi galite naudoti įrenginius iš paprasto nepertraukiamo maitinimo šaltinio – iš tikrųjų tai yra dvigubas keitiklis – pirmiausia įtampa sumažinama iki 12 V, kad būtų užtikrintas akumuliatoriaus įkrovimas.

Ir tada įtampa padidinama iki 220 V, srovė konvertuojama iš tiesioginės į kintamąją. Tokiais įrenginiais galima maitinti ne namuose esančią buitinę įrangą – grąžtus, šlifuoklius, televizorius ir tt Tokį įrenginį nesunku pasigaminti patiems, o jo kaina bus mažesnė nei panašių parduotuvėse parduodamų prietaisų.

Inverterio veikimo principas

Antrasis keitiklio pavadinimas yra inverteris. Iš esmės tai yra impulso pločio moduliavimas. Maitinimas tiekiamas iš nuolatinės 12 voltų įtampos šaltinio (šiuo atveju iš akumuliatoriaus). Prietaiso išvestyje atsiranda impulsai, kurių darbo ciklas keičiasi. Priklauso nuo laiko, per kurį įtampa yra arba jos nėra, santykio. Kai darbo ciklas yra lygus vienetui, išvestis turi didžiausią srovės vertę. Kai darbo ciklas mažėja, srovė mažėja.

Išėjimo įtampa bet kuriuo metu yra 220 V. Net ir paprasčiausias 12V iki 220V keitiklis gali veikti plačiame dažnių diapazone – 50 kHz...5 MHz. Viskas priklauso nuo konkrečios schemos ir joje naudojamų elementų. Įtampos dažnis yra labai didelis, jis kenkia buitinei įrangai. Norint jį sumažinti iki standartinio 50 Hz, būtina naudoti specialiai tam skirtus transformatorius. PWM moduliatorius leidžia sukurti kintamą įtampą iš nuolatinės įtampos reikiamu dažniu.

Atsiliepimų sistema

Kai nėra PWM moduliatoriaus apkrovos, impulsų darbo ciklas yra minimalus, įtampos vertė yra 220 V. Kai tik prie įrenginio prijungiama apkrova, srovė smarkiai padidės, o įtampa kris. , jis bus mažesnis nei 220 V. Jei nuspręsite savo rankomis pasidaryti įtampos keitiklį nuo 12 iki 220 voltų, tuomet būtinai atsižvelkite į grįžtamojo ryšio buvimą. Tai leidžia palyginti išėjimo įtampą su etalonine verte.

Jei yra įtampų skirtumas, į generatorių siunčiamas signalas, leidžiantis padidinti impulsų darbo ciklą. Naudojant šią sistemą galima pasiekti maksimalią išėjimo galią ir stabilesnę įtampą. Kai tik apkrova išjungiama, įtampa vėl šokteli virš 220 V – grįžtamojo ryšio sistema tai užfiksuoja ir sumažina impulsų darbo ciklo reikšmę. Ir taip toliau, kol įtampa išsilygins.

Darbas su išsikrovusiu akumuliatoriumi

Kai pasikeičia darbo ciklas ir išėjimo srovė, didėja maitinimo šaltinio apkrova. Tai veda prie jo iškrovimo ir įtampos sumažėjimo. O jei naudojama grįžtamojo ryšio sistema, ji maksimaliai padidina signalų darbo ciklą, kartais iki maksimumo – vienybę. Savarankiškai pagaminti 12/220 voltų įtampos keitikliai be grįžtamojo ryšio labai stipriai reaguoja į išsikrovusias baterijas. Veikimo metu išėjimo įtampos vertė būtinai mažėja.

Jei planuojate prijungti įrangą, tokią kaip malūnėliai, elektros lempos, katilai ar virduliai, įtampos sumažinimas neturės įtakos jų veikimui. Bet jei keitiklis reikalingas televizijos įrangai, nešiojamiesiems kompiuteriams, kompiuteriams, serveriams, stiprintuvams prijungti, atsiliepimai yra tiesiog būtini. Tai leidžia kompensuoti visus įtampos viršįtampius, o tai užtikrins stabilų prietaisų darbą.

Schemos pasirinkimas

Norėdami savo rankomis pasidaryti 12/220 V įtampos keitiklį, turite pasirinkti konkrečią grandinę. Be to, būtinai atsižvelkite į įrenginių, kuriuos planuojate prie jo prijungti, galią. Apytiksliai įvertinkite, kokią apkrovą maitins keitiklis. Prie gautos galios rezerve būtinai pridėkite dar 25%, pertekliaus nebus. Remdamiesi gautais duomenimis, galite pasirinkti konkrečią schemą. Ir, žinoma, vienas iš svarbiausių dalykų yra

Jei planuojate įsigyti visus komponentus, įvertinkite savo finansines galimybes. Ir jums reikės daug brangių elementų. Laimei, beveik visi jie aptinkami šiuolaikinėse technologijose – nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose, kompiuterių ir nešiojamųjų kompiuterių maitinimo šaltiniuose. Beje, standartinis UPS gali būti naudojamas kaip įtampos keitiklis, net nereikia jokių modifikacijų. Prijunkite prie jo galingesnę bateriją ir viskas. Bet jūs turėsite įkrauti akumuliatorių iš papildomo maitinimo šaltinio - standartinis negalės sukurti reikiamos srovės vertės.

Konverterio grandinės elementai

Standartinę keitiklio, skirto 12 V DC į 220 V kintamąją įtampą konvertuoti, konstrukciją sudaro šie elementai, kuriuos galima rasti bet kurioje šiuolaikinėje technologijoje:

1. PWM moduliatorius yra specialiai sukurtas mikrovaldiklis.
2. Ferito žiedai, skirti HF transformatoriams gaminti.
3. Galios lauko tranzistoriai IGBT.
4. Elektrolitiniai kondensatoriai.
5. Įvairių galių nuolatinės varžos.
6. Droseliai srovės filtravimui.

Jei nesate tikri savo sugebėjimais, galite savarankiškai surinkti keitiklį naudodami multivibratoriaus grandinę. Tokio įrenginio transformatorius tinka iš UPS arba maitinimo šaltinio tranzistoriniams televizoriams. Šis įrenginys turi vieną trūkumą – įspūdingus matmenis. Tačiau jį nustatyti yra daug lengviau nei sudėtingas struktūras, veikiančias aukšto dažnio srove.

Inverterių veikimas

Jei nuspręsite savo rankomis pasigaminti 12/220 įtampos keitiklį naudodami paprastą grandinę, jo galia gali būti maža. Tačiau to visiškai užtenka buitinei įrangai maitinti. Bet jei galia viršija 120 W, tada srovės suvartojimas padidėja bent iki 10 amperų. Todėl naudojant automobilyje jo negalima kišti į cigarečių degiklio lizdą – išsilydys visi laidai ir suges saugikliai.

Todėl automobiliniai inverteriai, kurių galia viršija 120 W, turi būti prijungti prie akumuliatoriaus naudojant papildomą saugiklį ir relę. Būtinai nutieskite laidą nuo akumuliatoriaus iki automobilio keitiklio montavimo vietos. Norėdami įjungti keitiklį, galite naudoti raktinį jungiklį arba mygtuką, suporuotą su elektromagnetine rele - tai leidžia pašalinti didelę srovę iš valdiklių.

Prieš šešis mėnesius nusipirkau automobilį. Visų jai tobulinti atliktų modernizacijų neaprašysiu, sutelksiu dėmesį tik į vieną. Tai 12–220 V keitiklis, skirtas plataus vartojimo elektronikai maitinti iš transporto priemonės tinklo.
Žinoma, galėjai nusipirkti parduotuvėje už 25-30 USD, bet mane supainiojo jų galia. Norint maitinti net nešiojamąjį kompiuterį, 0,5–1 ampero srovės, kurią gamina dauguma automobilių keitiklių, akivaizdžiai nepakanka.

Grandinės schemos pasirinkimas.
Iš prigimties esu tinginys, todėl nusprendžiau ne „išradinėti dviračio iš naujo“, o paieškoti panašių dizainų internete ir vieno iš jų grandinę pritaikyti sau. Laikas labai spaudė, todėl prioritetas buvo paprastumas ir brangių atsarginių dalių nebuvimas.

Viename iš forumų buvo pasirinkta paprasta grandinė naudojant bendrą PWM valdiklį TL494. Šios grandinės trūkumas yra tas, kad ji sukuria stačiakampę 220 V įtampą išėjime, tačiau impulsinėms maitinimo grandinėms tai nėra labai svarbu.

Dalių pasirinkimas.
Grandinė pasirinkta todėl, kad beveik visas dalis buvo galima paimti iš kompiuterio maitinimo šaltinio. Man tai buvo labai kritiška, nes iki artimiausios specializuotos parduotuvės yra daugiau nei 150 km.

Iš poros sugedusių 250 ir 350 W maitinimo šaltinių buvo pašalinti išėjimo kondensatoriai, rezistoriai ir pati mikroschema.
Sunkumų kilo tik naudojant aukšto dažnio diodus, skirtus konvertuoti įtampą paaukštinimo transformatoriaus išvestyje, tačiau čia mane išgelbėjo seni įrenginiai. Likau patenkintas KD2999V charakteristikomis.

Gatavo įrenginio surinkimas.

Įrenginį turėjau surinkti per porą valandų po darbo, nes buvo suplanuota ilga kelionė.
Kadangi laikas buvo labai ribotas, tiesiog neieškojau papildomų medžiagų ir įrankių. Naudojau tik tai, kas buvo po ranka. Vėlgi, dėl greičio nenaudojau forumuose pateiktų spausdintinių plokščių pavyzdžių. Per 30 minučių sukūrėme savo spausdintinę plokštę ant popieriaus lapo, o jos dizainas buvo perkeltas į PCB.
Skalpeliu buvo pašalintas vienas iš folijos sluoksnių. Ant likusio sluoksnio išilgai pritaikytų linijų buvo nubrėžti gilūs grioveliai. Naudojant lenktą pincetą, pasirodė patogiausia, grioveliai buvo pagilinti iki nelaidžio sluoksnio. Vietose, kur detalės buvo sumontuotos naudojant ylą, jo nuotraukoje nebuvo, padarytos skylės.

Surinkimą pradėjau nuo transformatoriaus montavimo, vieną bloką panaudojau pažemintą, jį tiesiog apverčiau ir užuot sumažinęs įtampą nuo 400 V iki 12 V, pakėlė nuo 12 V iki 268 V. Pakeitus rezistorius R3 ir kondensatorių C1 pavyko sumažinti išėjimo įtampą iki 220 V, tačiau tolesni eksperimentai parodė, kad to daryti nereikėtų.
Po transformatoriaus mažėjančio dydžio tvarka sumontavau likusias atsargines dalis.

Nuspręsta lauko tranzistorius montuoti ant pailgų įvadų, kad juos būtų lengviau pritvirtinti prie aušinimo radiatoriaus.

Galutinis rezultatas yra toks įrenginys:

Belieka tik apdaila – pritvirtinti radiatorių. Lentoje matomos 4 skylės, nors yra tik 3 savisriegiai varžtai, kaip tik surinkimo metu buvo nuspręsta šiek tiek pakeisti radiatoriaus padėtį, kad išvaizda būtų geresnė. Po galutinio surinkimo gavome štai ką:

Testai.
Nebuvo laiko specialiai išbandyti įrenginio, jis buvo tiesiog prijungtas prie baterijos iš nepertraukiamo maitinimo šaltinio. Prie išvesties buvo prijungta apkrova 30 W lemputės pavidalu. Jam užsiliepsnojus, prietaisą tiesiog įmetė į kuprinę, o aš išvykau į komandiruotę 2 savaitėms.
Per 2 savaites prietaisas nė karto nesugeso. Iš jo buvo maitinami įvairūs įrenginiai. Matuojant multimetru, didžiausia gauta srovė siekė 2,7 A.

Norint prijungti elektros įrenginį prie namų tinklo, užtenka vieno viršįtampių apsaugoto arba nepertraukiamo maitinimo bloko. Šie įrenginiai apsaugos įrangą nuo įtampos šuolių. Bet ką daryti, jei tinkle stipriai krenta įtampa arba elektros tinklui reikia naudoti aukštesnę ar žemesnę įtampą. Tokiose situacijose galite surinkti naminį elektros srovės keitiklį nuo 12 V iki 220 V. Norėdami tai padaryti, turite suprasti pagrindinius šio įrenginio veikimo principus.

Keitiklis yra įtaisas, galintis padidinti arba sumažinti elektros grandinės įtampą. Tokiu būdu galite pakeisti grandinės įtampą nuo 220V iki 380V ir atvirkščiai. Panagrinėkime keitiklio konstravimo nuo 12V iki 220V principą.

Šiuos įrenginius galima suskirstyti į kelias klases/tipus, atsižvelgiant į jų funkcinę paskirtį:

• Lygintuvai. Jie veikia kintamosios srovės konvertavimo į nuolatinę srovę principu.
• Inverteriai. Jie veikia atvirkštine tvarka, konvertuodami nuolatinę srovę į kintamąją.
• Dažnio keitikliai. Jie keičia srovės dažnines charakteristikas grandinėje.
• Įtampos keitikliai. Pakeiskite įtampą aukštyn arba žemyn. Tarp jų yra:
  • Perjungiami maitinimo šaltiniai.
  • Nepertraukiamo maitinimo šaltiniai (UPS).
  • Įtampos transformatoriai.

Taip pat visi įrenginiai skirstomi į dvi grupes – pagal valdymo principą:

1. Tvarko.
2. Nevaldomas.

Bendrosios schemos

Norint konvertuoti įtampą iš vieno lygio į kitą, naudojami impulsiniai keitikliai su sumontuotais indukciniais energijos kaupikliais. Remiantis tuo, išskiriami trys konversijos schemų tipai:

• Apversdamas.
• Pakėlimas.
• Sumažėja.

Visose šiose grandinėse naudojami elektriniai komponentai:

1. Pagrindinis perjungimo komponentas.
2. Maitinimas.
3. Filtro kondensatorius, kuris yra prijungtas lygiagrečiai su apkrovos varža.
4. Indukcinis energijos kaupimas (droselis, induktorius).
5. Diodas blokavimui.

Sujungus šiuos elementus tam tikra seka, galite sukurti bet kurią iš aukščiau pateiktų schemų.

Paprastas impulsų keitiklis

Paprasčiausią keitiklį galima surinkti iš nereikalingų dalių iš seno kompiuterio sistemos bloko. Reikšmingas šios grandinės trūkumas yra tas, kad 220 V išėjimo įtampa toli gražu nėra ideali sinusinės bangos forma ir jos dažnis viršija standartinį 50 Hz. Prie tokio įrenginio nerekomenduojama jungti jautrios elektronikos.

Šioje schemoje naudojamas įdomus techninis sprendimas. Norint prijungti įrangą su perjungimo maitinimo šaltiniais (pavyzdžiui, nešiojamuoju kompiuteriu) prie keitiklio, įrenginio išvestyje naudojami lygintuvai su išlyginamaisiais kondensatoriais. Vienintelis minusas yra tas, kad adapteris veiks tik tuo atveju, jei lizdo išėjimo įtampos poliškumas sutampa su adapteryje įmontuoto lygintuvo įtampa.

Paprastiems energijos vartotojams jungtis galima tiesiogiai prie transformatoriaus TR1 išėjimo. Apsvarstykite pagrindinius šios schemos komponentus:

• Rezistorius R1 ir kondensatorius C2 - nustatykite keitiklio veikimo dažnį.
• PWM valdiklis TL494. Visos schemos pagrindas.
• Siekiant didesnio efektyvumo, naudojami galios lauko tranzistoriai Q1 ir Q2. Dedamas ant aliuminio radiatorių.
• IRFZ44 tranzistorius galima pakeisti panašių charakteristikų IRFZ46 arba IRFZ48.
• Diodus D1 ir D2 taip pat galima pakeisti FR107, FR207.

Jei grandinėje naudojamas vienas bendras radiatorius, tranzistorius reikia sumontuoti per izoliacinius tarpiklius. Pagal schemą išėjimo droselis yra suvyniotas ant ferito žiedo iš droselio, kuris taip pat pašalinamas iš kompiuterio maitinimo šaltinio. Pirminė apvija pagaminta iš 0,6 mm vielos. Turi būti 10 apsisukimų su čiaupu iš vidurio. Ant jo suvyniota antrinė apvija, susidedanti iš 80 apsisukimų. Išėjimo transformatorių taip pat galima išimti iš nereikalingo UPS.

Schema labai paprasta. Teisingai surinktas jis pradeda veikti iš karto ir nereikalauja tikslaus derinimo. Jis galės tiekti iki 2,5 A srovę į apkrovą, tačiau optimalus darbo režimas bus ne didesnė kaip 1,5 A srovė - ir tai yra daugiau nei 300 W galios.

ĮDOMU: parduotuvėje panašus keitiklis kainuoja apie 3-4 tūkstančius rublių.

Konverterio grandinė su kintamosios srovės išėjimu

Šią schemą žino ir SSRS radijo mėgėjai. Tačiau tai nepadaro jo neveiksminga. Priešingai, jis labai gerai pasiteisino, o pagrindinis jo pranašumas yra stabilios kintamosios srovės gavimas, kurio įtampa yra 220 V ir dažnis 50 Hz.

K561TM2 mikroschema, kuri yra dviejų tipų D trigeris, veikia kaip virpesių generatorius. Šį elementą galima pakeisti užsienio analogu CD4013.

Pats keitiklis turi dvi galios svirtis, pastatytas ant KT827A bipolinių tranzistorių. Jie turi vieną reikšmingą trūkumą, lyginant su naujais lauko tranzistoriais – šie komponentai atidarę labai įkaista, o tai lemia didelės varžos vertės. Keitiklis veikia žemu dažniu, todėl transformatoriuje naudojama galinga plieninė šerdis.

Šioje grandinėje naudojamas senas TC-180 tinklo transformatorius. Jis, kaip ir kiti keitikliai, pagrįsti paprastomis PWM grandinėmis, sukuria žymiai skirtingą sinusoidinės įtampos bangos formą. Tačiau šį trūkumą šiek tiek sumažina didelė transformatoriaus apvijų ir išėjimo kondensatoriaus C7 induktyvumas.

SVARBU: Kartais transformatorius veikimo metu gali sukelti pastebimą ūžesį. Tai rodo grandinės problemą.

Paprastas tranzistorinis keitiklis

Ši schema labai nesiskiria nuo aukščiau pateiktų. Pagrindinis skirtumas yra stačiakampio impulsų generatoriaus, pastatyto ant bipolinių tranzistorių, naudojimas.

Pagrindinis šios grandinės privalumas yra keitiklio gebėjimas veikti net esant labai išsikrovusiam akumuliatoriui. Šiuo atveju įėjimo įtampos diapazonas gali būti nuo 3,5 iki 18 V. Tačiau yra ir tokio keitiklio trūkumų. Kadangi grandinės išėjime nėra stabilizatoriaus, galimi įtampos kritimai, pavyzdžiui, išsikrovus akumuliatoriui. Kadangi ši grandinė taip pat yra žemo dažnio, jai parenkamas transformatorius, panašus į įmontuotą keitiklyje K561TM2 mikroschemos pagrindu.

Inverterių grandinių patobulinimai

Aukščiau pateiktų diagramų negalima palyginti su gamykliniais gaminiais. Jie yra paprasti ir prastai funkcionalūs. Norėdami pagerinti jų charakteristikas, galite imtis gana paprastų modifikacijų, kurios padidina įrenginio našumą.

DĖMESIO: bet kokia elektros ir elektroninė instaliacija atliekama atjungus maitinimo šaltinį. Prieš tikrindami grandinę, išbandykite visus įėjimus ir išėjimus multimetru – taip išvengsite nemalonių pasekmių.

Padidinta galia

Aukščiau aptartos grandinės yra pagrįstos tuo pačiu principu - transformatoriaus pirminė apvija yra prijungta per pagrindinį komponentą (rankos išvesties tranzistorių). Jis prijungtas prie maitinimo šaltinio įvesties tam laikui, kurį nustato pagrindinio generatoriaus dažnis ir darbo ciklas. Tokiu atveju generuojami magnetinio lauko impulsai, jaudinantys bendrojo režimo impulsai transformatoriaus antrinėje apvijoje, kurių įtampa lygi pirminės apvijos įtampai, padaugintai iš apvijų skaičiaus santykio.

Atitinkamai, srovė praeina per išėjimo tranzistorių. Šiuo atveju jis yra lygus apkrovos srovei, padaugintai iš atvirkštinio posūkių santykio (transformacijos koeficiento). Pasirodo, maksimali srovė, kurią tranzistorius gali praleisti per save, nustato didžiausią keitiklio galią.

Išėjimo galiai padidinti naudojami du būdai:

• Galingesnio tranzistoriaus montavimas.
• Naudojant lygiagretų kelių mažos galios tranzistorių sujungimą vienoje rankoje.

Naminiam keitikliui pageidautina naudoti antrąjį metodą, nes jis leidžia išlaikyti įrenginio funkcionalumą, jei vienas iš tranzistorių sugenda. Be to, tokie tranzistoriai kainuoja mažiau pinigų.

Jei nėra vidinės apsaugos nuo perkrovos, šis metodas žymiai padidina keitiklio patvarumą. Tai taip pat sumažina bendrą vidinių komponentų įkaitimą dirbant ta pačia apkrova.

Automatinis išsijungimas išsikrovus akumuliatoriui

Šios schemos turi vieną reikšmingą trūkumą. Juose nėra komponento, kuris gali automatiškai išjungti keitiklį kritinio įtampos kritimo atveju. Tačiau išspręsti šią problemą yra gana paprasta. Pakanka įdiegti įprastą automobilio relę kaip grandinės pertraukiklį.

Relė turi savo kritinę įtampą, kuriai esant jos kontaktai užsidaro. Pasirinkus rezistoriaus R1 varžą, kuri bus maždaug 10% relės apvijos varžos, reguliuojamas kontakto trūkimo momentas. Ši parinktis parodyta diagramoje.

Ši parinktis yra gana primityvi. Norint stabilizuoti darbą, keitiklis papildytas paprasta valdymo grandine, kuri daug geriau ir tiksliau palaiko išjungimo slenkstį. Atsako slenksčio nustatymas šiuo atveju apskaičiuojamas pasirinkus rezistorių R3.

Inverterio gedimų aptikimas

Aukščiau aprašytos grandinės dažnai turi du specifinius defektus:

1. Transformatoriaus išėjime nėra įtampos.
2. Žema įtampa transformatoriaus išėjime.

Pažvelkime į šių gedimų diagnozavimo būdus:

• Visų keitiklio rankenų gedimas arba PWM generatoriaus gedimas. Suskirstymą galite patikrinti naudodami diodą. Veikiantis PWM rodys pulsaciją ant diodo, kai jis prijungtas prie tranzistorių užtvarų. Esant valdymo signalui, taip pat verta patikrinti transformatoriaus apvijos vientisumą „ar neatidaryta“.
• Stiprus įtampos kritimas yra pagrindinis ženklas, kad viena maitinimo svirtis nustojo veikti. Rasti gedimą nėra sunku. Sugedęs tranzistorius turės šaltą radiatorių. Norėdami taisyti, turėsite pakeisti keitiklio raktą.

Išvada

Padaryti keitiklį namuose nėra sunku. Svarbiausia yra sekti jungčių seką ir teisingai pasirinkti komponentus. Geriausia surinkti keitiklį su įmontuotais apsaugos mechanizmais, kurie apsaugos įrenginį nukritus akumuliatoriaus įtampai.