- Pretvorniki in njihove vrste
- Skupne sheme
- Preprost tranzistorski pretvornik
- Zaznavanje napak na pretvorniku
Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Za priključitev električnega aparata na domače omrežje zadostuje en napajalni filter ali neprekinjeno napajanje. Te naprave bodo zaščitile opremo pred prenapetostmi. Toda kaj storiti v primeru močnega padca napetosti v omrežju ali v primeru, da napajanje vključuje uporabo večjega blata ali nizke napetosti. Za takšne situacije lahko sestavite domači električni pretvornik toka od 12 V do 220V. Če želite to narediti, morate razumeti osnovna načela te naprave.
Pretvorniki in njihove vrste
Pretvornik je naprava, ki lahko poveča ali zmanjša napetost električnega tokokroga. Torej lahko spremenite napetost vezja z 220V na 380V in obratno. Razmislite o načelu gradnje pretvornika od 12 V do 220V.
Te naprave lahko razdelimo v več razredov / vrst, odvisno od njihovega funkcionalnega namena:
- Usmerniki Delujejo na principu pretvorbe AC v DC.
- Pretvorniki Delujejo v obratnem vrstnem redu, pretvarjajo enosmerni tok v izmenični tok.
- Frekvenčni pretvorniki. Spremenite frekvenčne značilnosti toka v vezju.
- Pretvorniki napetosti. Spremenite napetost navzgor ali navzdol. Med njimi se razlikujejo:
- Preklapljanje napajalnikov.
- Neprekinjeni napajalniki (UPS).
- Napetostni transformatorji.
Prav tako so vse naprave razdeljene v dve skupini - po načelu nadzora:
- Upravljan.
- Nenadzorovan.
Skupne sheme
Za pretvorbo napetosti ene ravni v drugo se uporabljajo impulzni pretvorniki z nameščenimi induktivnimi napravami za shranjevanje energije. Na podlagi tega ločimo tri vrste shem pretvorbe:
- Obračanje.
- Pospeševalci.
- Spuščanje.
Vsa ta vezja uporabljajo električne komponente:
- Glavna preklopna komponenta.
- Vir energije
- Kondenzator filtra, ki je povezan z uporom obremenitve.
- Induktivno shranjevanje energije (induktor, induktor).
- Dioda za zaklepanje.
Če združite te elemente v določenem zaporedju, lahko zgradite katero koli od zgornjih shem.
Preprost impulzni pretvornik
Najosnovnejši pretvornik je mogoče sestaviti iz nepotrebnih delov iz stare računalniške sistemske enote. Pomembna pomanjkljivost tega vezja je, da je izhodna napetost 220V v obliki sinusoida daleč od idealne, ima frekvenco, ki presega standardne 50 Hz. Na takšno napravo ni priporočljivo priključiti občutljive elektronike.
Ta shema uporablja zanimivo tehnično rešitev. Za povezavo opreme s stikalnimi napajalniki (na primer prenosni računalnik) na pretvornik se uporabljajo usmerniki z izravnalnimi kondenzatorji na izhodu naprave. Edina negativa - adapter bo deloval le, če se polarnost izhodne napetosti odtoka ujema z napetostjo usmernika, vgrajenega v adapter.
Za preproste porabnike energije je mogoče povezavo opraviti neposredno na izhod transformatorja TR1. Upoštevajte glavne sestavne dele te sheme:
- Upor R1 in kondenzator C2 - nastavite frekvenco pretvornika.
- PWM regulator TL494. Osnova celotne sheme.
- Tranzistorji z efektnim poljem Q1 in Q2 - se uporabljajo za večjo učinkovitost. Postavljen na aluminijaste radiatorje.
- Tranzistorje IRFZ44 lahko zamenjamo s podobnimi lastnostmi IRFZ46 ali IRFZ48.
- Diode D1 in D2 lahko nadomestite tudi s FR107, FR207.
Če shema vključuje uporabo enega skupnega radiatorja, je potrebno namestiti tranzistorje skozi izolacijska tesnila. Po shemi je izhodni induktor navit na feritnem obroču iz induktorja, ki je odstranjen tudi iz napajalnika računalnika. Primarno navijanje je narejeno iz 0, 6 mm žice. Na sredini naj bi bilo 10 obratov s pipo. Nad njim je navit sekundarno navijanje, sestavljeno iz 80 obratov. Izhodni transformator lahko odstranite tudi iz nepotrebnega UPS-a.
Shema je zelo preprosta. S pravilno montažo začne delovati takoj, ne zahteva natančne nastavitve. Tovoru bo lahko dostavil do 2, 5 A, vendar bo optimalni način delovanja tok največ 1, 5 A - in to je več kot 300 vatov moči.
Zanimivost: V trgovini tak pretvornik stane približno 3-4 tisoč rubljev.
Pretvornik z izmeničnim izhodom
Ta shema je znana tudi radijskim navdušencem ZSSR. Vendar to ne deluje neučinkovito. Nasprotno, zelo dobro se je izkazal, njen glavni plus pa je sprejem stabilnega izmeničnega toka z napetostjo 220V in frekvenco 50 Hz.
Oscilator deluje kot mikro vezje K561TM2, ki je dvojni D-sprožilec. Ta element je mogoče nadomestiti s tujim analogom CD4013.
Sam pretvornik ima dve močni ročki, vgrajeni na bipolarne tranzistorje KT827A. V primerjavi z novimi poljskimi tranzistorji imajo eno pomembno pomanjkljivost - te komponente so zelo odprte v odprtem stanju, kar je posledica visokih vrednosti upora. Pretvornik deluje na nizki frekvenci, zato se v transformatorju uporablja močno jekleno jedro.
V tem vezju se uporablja stari električni transformator TC-180. Tako kot drugi razsmerniki, ki temeljijo na preprostih PWM vezjih, proizvaja bistveno drugačno obliko sinusoidne napetosti. Vendar pa to pomanjkljivost nekoliko ublaži velika induktivnost navitij transformatorja in izhodni kondenzator C7.
POMEMBNO: Včasih lahko transformator med delovanjem povzroči veliko hrup. To kaže na okvaro v tokokrogu.
Preprost tranzistorski pretvornik
Ta shema ni zelo drugačna od zgornje. Glavna razlika je uporaba pravokotnega generatorja impulzov, zgrajenega na bipolarnih tranzistorjih.
Glavna prednost tega vezja je zmožnost pretvornika, da ohrani uporabnost tudi na močno nameščeni bateriji. V tem primeru je lahko razpon vhodne napetosti v območju od 3, 5 do 18V. Vendar pa obstajajo tudi slabosti takega pretvornika. Ker na izhodu v tokokrogu ni stabilizatorja, so možni napetostni zamiki, na primer, ko je baterija prazna. Ker je to vezje tudi nizkofrekvenčno, je zanj izbran transformator, podoben tistemu, ki je nameščen v pretvorniku na osnovi čipa K561TM2.
Izboljšave pretvornika
Zgornje sheme se ne primerjajo s tovarniškimi izdelki. So preproste in slabo funkcionalne. Če želite izboljšati njihove značilnosti, se lahko zatečete do precej preprostih sprememb, ki povečajo zmogljivost naprave.
POZOR: Vsaka namestitev elektrike in elektronike se izvede z izklopljenim napajanjem. Pred preverjanjem vezja obesite vse vhode in izhode z multimetrom - tako se boste izognili neprijetnim posledicam.
Povečanje izhodne moči
Zgoraj opisana vezja temeljijo na eni osnovi - primarno navijanje transformatorja je povezano s ključno komponento (izhodni tranzistor roke). Povezana je z vhodom vira energije za čas, ki ga določa frekvenca in delovni cikel glavnega oscilatorja. V tem primeru nastanejo impulzi magnetnega polja, ki vzbujajo vfazne impulze v sekundarnem navitju transformatorja z napetostjo, ki je enaka napetosti v primarnem navitju, pomnoženo z razmerjem števila obratov v navitjih.
V skladu s tem tok teče skozi izhodni tranzistor. Hkrati je enak obremenitvi, pomnoženi z obratnim razmerjem zavojev (razmerje transformacije). Izkaže se, da največji tok, ki ga tranzistor lahko prehaja skozi sebe, nastavi največjo moč pretvornika.
Za povečanje izhodne moči uporabljamo dve metodi:
- Namestitev močnejšega tranzistorja.
- Uporaba vzporedne povezave več tranzistorjev majhne moči na enem ramenu.
Za domači pretvornik je bolje uporabiti drugo metodo, saj vam omogoča, da ohranite uporabnost naprave, ko eden od tranzistorjev ne uspe. Poleg tega takšni tranzistorji stanejo manj denarja.
Ker ni notranje zaščite pred preobremenitvijo, ta metoda znatno poveča preživetje pretvornika. Celotno ogrevanje notranjih komponent se zmanjša tudi pri obratovanju pri isti obremenitvi.
Samodejno izklopite, ko je baterija skoraj prazna
Te sheme imajo eno pomembno pomanjkljivost. Ne nudijo komponente, ki lahko samodejno izklopi pretvornik v primeru kritičnega padca napetosti. Toda rešiti to težavo je precej preprosto. Dovolj je, da kot odklopnik vgradite običajni avtomobilski rele.
Rele ima svojo kritično napetost, pri kateri se njegovi kontakti zaprejo. Z izbiro upora upora R1, ki bo približno 10% upora navitja releja, se prilagodi trenutek dotika stika. Ta možnost je prikazana na diagramu.
Ta možnost je precej primitivna. Za stabilizacijo delovanja je pretvornik dopolnjen s preprostim krmilnim vezjem, ki veliko bolje in natančneje podpira prag izklopa. Nastavitev odzivnega praga se v tem primeru izračuna z izbiro upora R3.
Zaznavanje napak na pretvorniku
Zgoraj opisane sheme imajo pogosto dve posebni pomanjkljivosti:
- Pomanjkanje napetosti na izhodu transformatorja.
- Nizka napetost na izhodu transformatorja.
Razmislite o načinih diagnoze teh napak:
- Okvara vseh krakov pretvornika ali okvara generatorja PWM. Poškodbe lahko preverite s pomočjo diode. Delovni PWM bo na diodi pokazal valovanje na diodi, ko je priključen na vrata tranzistorjev. Prav tako je vredno preveriti celovitost navitja transformatorja "odprto" v prisotnosti kontrolnega signala.
- Močno znižanje napetosti je glavni znak, da je ena močna rama prenehala delovati. Najti razčlenitev ni težko. Neuspeli tranzistor ima hladen hladilnik. Če želite popraviti, boste morali zamenjati ključ pretvornika.
Zaključek
Izdelava pretvornika doma ni težavna. Glavna stvar je upoštevati zaporedje povezav in pravilno izbrati komponente. Najbolje je sestaviti pretvornik z vgrajenimi zaščitnimi mehanizmi, ki bodo zaščitili napravo, ko napetost pade v baterijo.