Направи си преобразувател на напрежение 12 до 220 и 220 до 12 волта

Съдържанието на статията

• Корпус на инвертора
• Определяне на товара и закупуване на компоненти
• Борба за синусоида – анализ на типични схеми
• Трансформатор: вземете или сами
• Монтаж на радиоелементи

Инверторът за напрежение в автомобила понякога е изключително полезен, но повечето продукти в магазините грешат като качество или не подхождат по отношение на мощността и в същото време не са евтини. Но в края на краищата веригата на инвертора се състои от най-простите части, затова предлагаме инструкции за сглобяване на преобразувател на напрежение със собствените си ръце.

Корпус на инвертора

Първото нещо, което трябва да се вземе предвид, е загубата на преобразуване на електроенергия, освободена под формата на топлина върху клавишите на веригата. Средно тази стойност е 2–5% от номиналната мощност на устройството, но този показател има тенденция да расте поради неправилен избор или стареене на компонентите.

Отделянето на топлина от полупроводникови елементи е от ключово значение: транзисторите са много чувствителни към прегряване и това се изразява в бързото разграждане на последните и, вероятно, пълната им повреда. Поради тази причина основата за случая трябва да бъде радиатор – алуминиев радиатор.

От профилите на радиаторите обичайният „гребен“ с ширина 80–120 мм и дължина около 300–400 мм е добре подходящ. щитовете на полеви транзистори се закрепват към плоската част на профила с винтове – метални петна на задната им повърхност. Но дори и с това не всичко е просто: не трябва да има електрически контакт между екраните на всички транзистори на веригата, следователно радиаторът и крепежните елементи са изолирани с филми за слюда и шайби от картон, докато от двете страни на диелектричното уплътнение се прилага термичен интерфейс с металосъдържаща паста .

Определяне на товара и закупуване на компоненти

Изключително важно е да се разбере защо даден инвертор не е само напрежение трансформатор, а също и защо има толкова разнообразен списък от такива устройства. На първо място, не забравяйте, че свързвайки трансформатора към източник на постоянен ток, няма да получите нищо на изхода: токът в батерията не променя полярността, съответно явлението електромагнитна индукция в трансформатора отсъства като такова.

Първата част на веригата на инвертора е входен мултивибратор, който симулира трептенията на мрежата за извършване на трансформация. Обикновено се сглобява на два биполярни транзистора, способни да задвижват силови превключватели (например IRFZ44, IRF1010NPBF или по-мощен – IRF1404ZPBF), за които най-важният параметър е максимално допустимият ток. Тя може да достигне няколкостотин ампера, но като цяло, просто трябва да умножите текущата стойност по напрежението на батерията, за да получите приблизителен брой ватове на изходната мощност, без да вземате предвид загубите..

Прост преобразувател на базата на мултивибратор и превключватели на мощност IRFZ44

Честотата на работа на мултивибратора не е постоянна, загуба на време е да се изчисли и стабилизира. Вместо това токът на изхода на трансформатора се преобразува обратно в постоянен ток с помощта на диоден мост. Такъв инвертор може да бъде подходящ за захранване на чисто активни товари – лампи с нажежаема жичка или електрически нагреватели, печки.

Въз основа на получената база можете да събирате други вериги, които се различават по честотата и чистотата на изходния сигнал. Изборът на компоненти за високоволтовата част на веригата е по-лесен за извършване: токовете тук не са толкова високи, в някои случаи сглобяването на изходния мултивибратор и филтър може да бъде заменено с двойка микросхеми със съответната лента. Кондензаторите за товарната мрежа трябва да бъдат електролитни, а за вериги с ниско ниво на сигнала – слюда.

Вариант на преобразувателя с честотен генератор на микросхеми K561TM2 в първи контур

Също така си струва да се отбележи, че за да се увеличи крайната мощност, изобщо не е необходимо да се купуват по-мощни и топлоустойчиви компоненти на първичния мултивибратор. Проблемът може да бъде решен чрез увеличаване на броя на конверторните вериги, свързани паралелно, но всеки от тях ще изисква собствен трансформатор.

Възможност с паралелно свързване на вериги

Борба за синусоида – анализ на типични схеми

Инверторите за напрежение днес се използват навсякъде както от автомобилистите, които искат да използват домакински уреди далеч от дома, така и от жителите на автономни домове, захранвани от слънчева енергия. И като цяло можем да кажем, че ширината на спектъра на токовите колектори, които могат да бъдат свързани към него, зависи директно от сложността на преобразуващото устройство.

За съжаление, чист „синус“ присъства само в основната електрическа мрежа, много, много трудно е да се постигне преобразуването на постоянен ток в него. Но в повечето случаи това не се изисква. За свързване на електродвигатели (от бормашина към кафемелачка) е достатъчен пулсиращ ток с честота от 50 до 100 херца, без да се заглажда.

ESL, LED лампи и всички видове генератори на ток (захранвания, зарядни устройства) са по-критични за избора на честотата, тъй като именно на 50 Hz се основава тяхната схема на работа. В такива случаи микросхемите, наречени генератор на импулси, трябва да бъдат включени във вторичния вибратор. Те могат да превключват малък товар директно или да действат като „проводник“ за поредица от силови превключватели на изходната верига на инвертора.

Но дори такъв хитър план няма да работи, ако планирате да използвате инвертора, за да осигурите стабилно захранване на мрежи с маса различни потребители, включително асинхронни електрически машини. Тук чистият „синус“ е много важен и само цифрово контролирани честотни преобразуватели могат да направят това..

Трансформатор: вземете или сами

За монтажа на инвертора ни е необходим само един елемент на веригата, който извършва трансформацията на ниско напрежение във високо напрежение. Можете да използвате трансформатори от захранвания на персонални компютри и стари UPS, техните намотки са направени само за трансформация на 12 / 24-250 V и обратно, остава само правилно да се определят изводите.

И все пак е по-добре да навиете трансформатора със собствените си ръце, тъй като феритовите пръстени дават възможност да го направите сами и с всякакви параметри. Феритът има отлична електромагнитна проводимост, което означава, че загубите при трансформация ще бъдат минимални, дори ако жицата е навита на ръка и не е стегната. Освен това можете лесно да изчислите необходимия брой завои и дебелина на проводника, като използвате калкулатори, налични в мрежата..

Преди да навиете основния пръстен, трябва да се подготвите – отстранете острите ръбове с файл и увийте плътно с изолатор – фибростъкло, импрегнирано с епоксидно лепило. Това е последвано от навиване на първичната намотка от дебела медна тел с изчисленото напречно сечение. След набиране на необходимия брой обороти, те трябва да бъдат равномерно разпределени по повърхността на пръстена на равни интервали. Клемите на намотките са свързани съгласно схемата и са изолирани с термосвиване.

Първичната намотка е покрита с два слоя Mylar лента, след това се намотава високо напрежение вторична намотка и друг слой изолация. Важен момент – трябва да навиете „вторичното“ в обратна посока, в противен случай трансформаторът няма да работи. И накрая, един полупроводников термичен предпазител трябва да бъде споен на един от крановете, чиято текуща и работна температура се определят от параметрите на проводника на вторичната намотка (корпусът на предпазителя трябва да бъде плътно свързан към трансформатора). Отгоре трансформаторът е обвит с два слоя винилова изолация без лепилна основа, краят е фиксиран с лепило или цианоакрилатно лепило.

Монтаж на радиоелементи

Остава да сглобим устройството. Тъй като в схемата няма толкова много компоненти, те могат да бъдат поставени не върху печатаната платка, а чрез повърхностен монтаж с прикрепване към радиатора, тоест към тялото на устройството. Припояваме към краката на щифтовете с едноядрен меден проводник с достатъчно голямо напречно сечение, след това съединението е подсилено с 5-7 оборота на тънка трансформаторна тел и малко количество POS-61 спойка. След като връзката изстине, тя се изолира с тънка термосвиваема тръба..

Електрически вериги с висока мощност със сложни вторични вериги може да изискват печатна платка с транзистори в редица на ръба за свободно закрепване към радиатора. Ламинатът от стъклени влакна с дебелина на фолиото най-малко 50 микрона е подходящ за изработване на уплътнение, но ако покритието е по-тънко, подсилете вериги с ниско напрежение с медни джъмпери.

Направата на печатна платка у дома е лесна днес – Sprint-Layout ви позволява да рисувате подрязващи шаблони за схеми с всякаква сложност, включително за двустранни платки. Полученото изображение се отпечатва от лазерен принтер върху висококачествена фотохартия. След това шаблонът се нанася върху почистена и обезмаслена мед, глади се, хартията се измива с вода. Технологията беше наречена „лазерно гладене“ (LUT) и е описана в мрежата достатъчно подробно.

Можете да гравите остатъците от мед с железен хлорид, електролит или дори трапезна сол, има много начини. След ецване залепеният тонер трябва да се измие, да се пробият монтажните отвори с 1 мм свредло и да се извърви по всички коловози с поялник (потопена дъга), за да се калайдира медта на контактните накладки и да се подобри проводимостта на каналите.