- Pretvornici i njihove vrste
- Uobičajene sheme
- Jednostavan tranzistorski pretvarač
- Otkrivanje kvarova na pretvaraču
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Za spajanje električnog uređaja na kućnu mrežu dovoljan je jedan mrežni filter ili neprekidno napajanje. Ti će uređaji zaštititi opremu od prenapona. Ali što učiniti u slučaju snažnog pada napona u mreži ili u slučaju da napajanje uključuje uporabu većeg mulja ili niskog napona. Za takve situacije možete sastaviti kućni pretvarač struje od 12 V do 220V. Da biste to učinili, morate razumjeti osnovne principe ovog uređaja.
Pretvornici i njihove vrste
Pretvarač je uređaj koji može povećati ili smanjiti napon električnog kruga. Tako možete promijeniti napon u krugu s 220V na 380V, i obrnuto. Razmotrite princip konstrukcije pretvarača od 12 V do 220V.
Ovi se uređaji mogu podijeliti u nekoliko klasa / tipova, ovisno o njihovoj funkcionalnoj namjeni:
- Ispravljači. Oni rade na principu pretvaranja AC u DC.
- Pretvarača. Oni rade obrnutim redoslijedom, pretvarajući jednosmjernu struju u izmjeničnu struju.
- Pretvarači frekvencije. Promijenite frekvencijske karakteristike struje u krugu.
- Pretvarači napona. Promijenite napon prema gore ili dolje. Među njima se razlikuju:
- Preklopni izvori napajanja.
- Uređaji za neprekidno napajanje (UPS).
- Napon transformatora.
Također su svi uređaji podijeljeni u dvije skupine - po principu upravljanja:
- Upravlja.
- Slobodan.
Uobičajene sheme
Za pretvaranje napona jedne razine u drugu koriste se impulsni pretvarači s ugrađenim uređajima za induktivno skladištenje energije. Na temelju toga razlikuju se tri vrste shema pretvorbe:
- Inverting.
- Povećanje.
- Spuštanje.
Svi ovi sklopovi koriste električne dijelove:
- Glavna sklopna komponenta.
- Izvor napajanja
- Kondenzator filtra, koji je spojen paralelno s otporom opterećenja.
- Induktivno skladištenje energije (induktor, induktor).
- Dioda za zaključavanje.
Kombinacija ovih elemenata u određenom slijedu omogućuje vam izgradnju bilo koje od gore navedenih shema.
Jednostavni pretvarač impulsa
Najosnovniji pretvarač može se sastaviti iz nepotrebnih dijelova iz stare računalne sistemske jedinice. Značajan nedostatak ovog kruga je da je izlazni napon od 220 V u obliku sinusoida daleko od idealnog, ima frekvenciju koja prelazi standardnih 50 Hz. Ne preporučuje se spajanje osjetljive elektronike na takav uređaj.
Ova shema koristi zanimljivo tehničko rješenje. Za povezivanje opreme s prekidačem napajanja (na primjer, prijenosno računalo) na pretvarač koriste se ispravljači s kondenzatima za izglađivanje na izlazu uređaja. Jedina negacija - adapter će raditi samo ako polarnost izlaznog napona utičnice odgovara naponu ispravljača koji je ugrađen u adapter.
Za jednostavne potrošače energije spajanje se može uspostaviti izravno na izlaz transformatora TR1. Razmotrimo glavne komponente ove sheme:
- Otpornik R1 i kondenzator C2 - postavite frekvenciju pretvarača.
- PWM kontroler TL494. Osnova cijele sheme.
- Tranzistori napajanja polja Q1 i Q2 - koriste se za veću učinkovitost. Postavljeno na aluminijske radijatore.
- Tranzistori IRFZ44 mogu se zamijeniti sličnim karakteristikama IRFZ46 ili IRFZ48.
- Diode D1 i D2 također se mogu zamijeniti s FR107, FR207.
Ako shema uključuje upotrebu jednog uobičajenog radijatora, potrebno je ugraditi tranzistore kroz izolacijske brtve. Prema shemi, izlazni induktor je namotan na feritni prsten iz induktora, koji je također uklonjen iz računarskog napajanja. Primarno navijanje je napravljeno od žice od 0, 6 mm. Trebao bi imati 10 okreta s slavinom iz sredine. Povrh toga namotan je sekundarni namot koji se sastoji od 80 zavoja. Izlazni transformator može se ukloniti s nepotrebnog UPS-a.
Shema je vrlo jednostavna. Pravilnom montažom započinje s radom odmah, ne zahtijeva fino podešavanje. Moći će isporučiti opterećenje do 2, 5 A, ali optimalni način rada bit će struja ne veća od 1, 5 A - a to je više od 300 W snage.
ZANIMLJIVOST: U trgovini takav pretvarač košta oko 3-4 tisuće rubalja.
Priključni krug s izmjeničnim izlazom
Ova je shema poznata i radio entuzijastima SSSR-a. Međutim, to ga ne čini neučinkovitim. Naprotiv, pokazao se vrlo dobro, a njegov glavni plus je primanje stabilne naizmjenične struje s naponom od 220 V i frekvencijom od 50 Hz.
Oscilator djeluje kao mikrokontroler K561TM2, koji je dvostruki D-okidač. Ovaj se element može zamijeniti stranim analogom CD4013.
Sam pretvarač ima dvije ručice napajanja ugrađene na bipolarne tranzistore KT827A. Imaju jedan značajan nedostatak u usporedbi s novim tranzistorima s efektom na terenu - ove komponente su vrlo vruće u otvorenom stanju, što je zbog visokih vrijednosti otpora. Pretvarač djeluje na niskoj frekvenciji, pa se u transformatoru koristi moćna čelična jezgra.
U ovom se krugu koristi stari mrežni transformator TC-180. I on, kao i drugi pretvarači temeljeni na jednostavnim PWM sklopovima, proizvodi znatno drugačiji oblik sinusoidnog napona. Međutim, ovaj nedostatak je malo ublažen velikom induktivnošću namota transformatora i izlaznim kondenzatorom C7.
VAŽNO: Ponekad transformator može stvoriti značajnu buku tijekom rada. To ukazuje na kvar u krugu.
Jednostavan tranzistorski pretvarač
Ta se shema ne razlikuje od gore navedenog. Glavna razlika je uporaba pravokutnog generatora impulsa izgrađenog na bipolarnim tranzistorima.
Glavna prednost ovog kruga je sposobnost pretvarača da održi operativnost čak i na dobro opremljenoj bateriji. U tom slučaju raspon ulaznog napona može biti u rasponu od 3, 5 do 18V. Ali postoje i nedostaci takvog pretvarača. Budući da na izlazu u krugu nema stabilizatora, moguće su promjene napona, primjerice, kada je baterija prazna. Budući da je i ovaj krug niskofrekventni, za njega je odabran transformator, sličan onome instaliranom u pretvaraču na temelju čipa K561TM2.
Poboljšanja kruga pretvarača
Gornje sheme ne uspoređuju se s tvorničkim proizvodima. Jednostavni su i slabo funkcionalni. Da biste poboljšali njihove karakteristike, možete pribjeći prilično jednostavnim izmjenama koje povećavaju performanse uređaja.
PAŽNJA: Svaka instalacija električne i elektroničke opreme obavlja se s isključenim napajanjem. Prije provjere kruga, zvonite sve ulaze i izlaze multimetrom - to će izbjeći neugodne posljedice.
Povećanje izlazne snage
Gore navedeni krugovi temelje se na jednoj osnovi - primarno navijanje transformatora spojeno je putem ključne komponente (izlazni tranzistor ruke). Priključuje se na ulaz izvora napajanja određeno vrijeme frekvencijom i radnim ciklusom glavnog oscilatora. U tom se slučaju generiraju impulsi magnetskog polja koji pobuđuju međufazne impulse u sekundarnom namotu transformatora s naponom jednakim naponu u primarnom namotu pomnoženom s omjerom broja okretaja u namotima.
Prema tome, struja teče kroz izlazni tranzistor. Istodobno, jednaka je struji opterećenja pomnoženoj s inverznim omjerom zavoja (omjer transformacije). Ispada da maksimalna struja koju tranzistor može proći kroz sebe postavlja maksimalnu snagu pretvarača.
Za povećanje izlazne snage koriste se dvije metode:
- Ugradnja snažnijeg tranzistora.
- Upotrebom paralelnog povezivanja nekoliko tranzistora male snage u jedno rame.
Za domaći pretvarač poželjno je koristiti drugu metodu jer vam omogućuje održavanje operabilnosti uređaja kada jedan od tranzistora ne uspije. Osim toga, takvi tranzistori koštaju manje novca.
U nedostatku unutarnje zaštite od preopterećenja, ova metoda značajno povećava održivost pretvarača. Pri radu s istim opterećenjem smanjuje se i ukupno zagrijavanje unutarnjih komponenata.
Automatsko isključivanje kad je baterija prazna
Te sheme imaju jedan značajan nedostatak. Ne nude komponentu koja automatski može isključiti pretvarač u slučaju kritičnog pada napona. Ali riješiti taj problem je prilično jednostavno. Dovoljno je ugraditi konvencionalni automobilski relej kao prekidač.
Relej ima vlastiti kritični napon, pri kojem su njegovi kontakti zatvoreni. Odabirom otpora otpornika R1, koji će iznositi otprilike 10% otpora namota releja, podešava se trenutak prekida kontakta. Ova je opcija prikazana na dijagramu.
Ova je opcija prilično primitivna. Da bi se stabilizirao rad, pretvarač je nadopunjen jednostavnim upravljačkim krugom koji mnogo bolje i točnije podržava prag isključivanja. Postavljanje praga odziva u ovom se slučaju izračunava odabirom otpornika R3.
Otkrivanje kvarova na pretvaraču
Gore opisane sheme često imaju dva specifična nedostatka:
- Nedostatak napona na izlazu transformatora.
- Niski napon na izlazu transformatora.
Razmislite o načinima dijagnosticiranja ovih smetnji:
- Neuspjeh svih krakova pretvarača ili kvar PWM generatora. Pomoću diode možete provjeriti oštećenja. Radni PWM pokazat će pukotinu na diodi kada je spojen na vrata tranzistora. Također je vrijedno provjeriti integritet namota transformatora "otvoren" u prisutnosti kontrolnog signala.
- Snažno smanjenje napetosti glavni je znak da jedno rame za napajanje prestaje raditi. Pronalaženje kvara nije teško. Propali tranzistor imat će hladno hladnjak. Za popravak morat ćete zamijeniti ključ pretvarača.
zaključak
Izrada pretvarača kod kuće nije teško. Glavna stvar je promatrati redoslijed veza i ispravno odabrati komponente. Najbolje je sastaviti pretvarač s ugrađenim zaštitnim mehanizmima koji će zaštititi uređaj kada napon padne u bateriji.