DIY prevodník napätia 12 až 220 a 220 až 12 voltov

Obsah článku

• Kryt meniča
• Stanovenie zaťaženia a nákup komponentov
• Boj o sínusoidy – analyzujúce typické obvody
• Transformátor: vyzdvihnite alebo sami
• Inštalácia rádiových prvkov

Menič napätia v aute môže byť niekedy neskutočne užitočný, ale väčšina výrobkov v obchodoch má buď poruchu kvality, alebo sa nehodia z hľadiska energie a nie sú súčasne lacné. Napokon, meničový obvod pozostáva z najjednoduchších častí, preto vám ponúkame pokyny na zostavenie meniča napätia vlastnými rukami..

Kryt meniča

Prvá vec, ktorú treba vziať do úvahy, je strata konverzie elektriny, ktorá sa uvoľňuje vo forme tepla na kľúčoch obvodu. V priemere je táto hodnota 2 až 5% menovitého výkonu zariadenia, ale tento indikátor má tendenciu rásť v dôsledku nesprávneho výberu alebo starnutia komponentov..

Odvod tepla z polovodičových prvkov je kľúčový: tranzistory sú veľmi citlivé na prehrievanie, čo sa prejavuje jeho rýchlou degradáciou a pravdepodobne úplným zlyhaním. Z tohto dôvodu by základňou pre tento prípad mal byť chladič – hliníkový radiátor.

Z profilov radiátorov sa dobre hodí obvyklý „hrebeň“ šírky 80 až 120 mm a dĺžky asi 300 až 400 mm. štíty tranzistorov s efektom poľa sú pripevnené k plochej časti profilu pomocou skrutiek – kovových škvŕn na ich zadnej strane. Ale ani s tým nie je všetko jednoduché: medzi tienidlami všetkých tranzistorov obvodu by nemal existovať elektrický kontakt, preto sú radiátor a upevňovacie prvky izolované sľudovými filmami a podložkami z lepenky, zatiaľ čo tepelné rozhranie je aplikované na oboch stranách dielektrického tesnenia kovovou pastou. .

Stanovenie zaťaženia a nákup komponentov

Je nesmierne dôležité pochopiť, prečo menič nie je iba napäťový transformátor, a tiež prečo existuje taký rozmanitý zoznam takýchto zariadení. Najskôr nezabudnite, že pripojením transformátora na zdroj jednosmerného prúdu na výstupe nič nezískate: prúd v batérii nemení polaritu, resp. Jav elektromagnetickej indukcie v transformátore ako taký chýba.

Prvou časťou invertorového obvodu je vstupný multivibrátor, ktorý simuluje kmitanie siete na uskutočnenie transformácie. Zvyčajne sa montuje na dva bipolárne tranzistory, ktoré dokážu prepínať výkonové spínače (napríklad IRFZ44, IRF1010NPBF alebo výkonnejšie – IRF1404ZPBF), pre ktoré je najdôležitejším parametrom maximálny povolený prúd. Môže dosiahnuť niekoľko stoviek ampérov, ale vo všeobecnosti stačí vynásobiť aktuálnu hodnotu napätím batérie, aby ste získali približný počet wattov výstupného výkonu bez zohľadnenia strát..

Jednoduchý prevodník založený na multivibrátorových a výkonových prepínačoch IRFZ44

Frekvencia multivibrátora nie je konštantná, jej výpočet a stabilizácia je strata času. Namiesto toho sa prúd na výstupe z transformátora prevedie späť na konštantný prúd pomocou diódového mostíka. Takýto invertor je vhodný na napájanie čisto aktívnych záťaží – žiaroviek alebo elektrických ohrievačov, pecí.

Na základe výslednej bázy môžete zbierať ďalšie obvody, ktoré sa líšia frekvenciou a čistotou výstupného signálu. Výber komponentov pre vysokonapäťovú časť obvodu je jednoduchší: prúdy tu nie sú také vysoké, v niektorých prípadoch je možné zostavenie výstupného multivibrátora a filtra nahradiť párom mikroobvodov s vhodným páskovaním. Kondenzátory pre záťažovú sieť by mali byť elektrolytické a pre obvody s nízkou úrovňou signálu – sľuda.

Variant prevodníka s frekvenčným generátorom na mikroobvodoch K561TM2 v primárnom obvode

Malo by sa tiež poznamenať, že na zvýšenie konečnej energie nie je vôbec potrebné kupovať výkonnejšie a tepelne odolné komponenty primárneho multivibrátora. Tento problém možno vyriešiť zvýšením počtu paralelne zapojených obvodov prevodníka, ale každý z nich bude vyžadovať vlastný transformátor.

Možnosť paralelného zapojenia obvodov

Boj o sínusoidy – analyzujúce typické obvody

Meniče napätia sa dnes používajú všade, ako pre motoristov, ktorí chcú používať domáce spotrebiče ďaleko od domova, tak pre obyvateľov autonómnych domácností poháňaných slnečnou energiou. Všeobecne možno povedať, že šírka spektra kolektorov prúdu, ktoré sa k nemu môžu priamo pripojiť, závisí od zložitosti prevodníka..

Bohužiaľ, čistý „sínus“ je prítomný iba v hlavnej rozvodnej sieti, je veľmi, veľmi ťažké dosiahnuť konverziu jednosmerného prúdu naň. Ale vo väčšine prípadov to nie je potrebné. Na pripojenie elektrických motorov (od vŕtačiek do kávových mlynčekov) postačuje pulzujúci prúd s frekvenciou 50 až 100 Hz bez vyhladenia.

ESL, LED žiarovky a všetky druhy generátorov prúdu (zdroje energie, nabíjačky) sú kritickejšie pre výber frekvencie, pretože ich prevádzka je založená na 50 Hz. V takýchto prípadoch by sa do sekundárneho vibrátora mali zahrnúť mikroobvody nazývané generátor impulzov. Môžu priamo prepínať malé zaťaženie alebo pôsobiť ako „vodič“ pre sériu výkonových spínačov výstupného obvodu invertora.

Ale ani taký plán prefíkanosti nebude fungovať, ak plánujete používať menič na zabezpečenie stabilného napájania sietí s množstvom odlišných spotrebiteľov vrátane asynchrónnych elektrických strojov. Tu je veľmi dôležitý čistý „sínus“ a môžu to robiť iba digitálne riadené frekvenčné meniče..

Transformátor: vyzdvihnite alebo sami

Na zostavenie meniča potrebujeme iba jeden prvok obvodu, ktorý vykonáva transformáciu nízkeho napätia na vysoké napätie. Môžete použiť transformátory z napájacích zdrojov osobných počítačov a starých UPS, ich vinutia sú určené iba na transformáciu 12 / 24-250 V a naopak, ostáva iba správne určiť závery.

A predsa je lepšie transformátor transformovať vlastnými rukami, pretože feritové krúžky to umožňujú sami a pri akýchkoľvek parametroch. Ferit má vynikajúcu elektromagnetickú vodivosť, čo znamená, že transformačné straty budú minimálne, aj keď je vodič navinutý ručne a nie je napnutý. Okrem toho môžete pomocou kalkulačiek dostupných v sieti ľahko vypočítať požadovaný počet zákrutov a hrúbky drôtu..

Pred navinutím jadrového prstenca musíte pripraviť – ostré hrany odstrániť pomocou pilníka a pevne obaliť izolantom – sklolaminát impregnovaný epoxidovým lepidlom. Potom nasleduje navinutie primárneho vinutia z hrubého medeného drôtu vypočítaného prierezu. Po vytočení požadovaného počtu otáčok musia byť rovnomerne rozmiestnené po povrchu krúžku v rovnakých intervaloch. Terminály vinutia sú zapojené podľa schémy a izolované tepelným zmrašťovaním.

Primárne vinutie je pokryté dvoma vrstvami polyesterovej pásky, potom je navinuté vysokonapäťové sekundárne vinutie a ďalšia vrstva izolácie. Dôležitý bod – musíte „navíjať“ sekundárny smer opačným smerom, inak transformátor nebude fungovať. Nakoniec sa musí polovodičová tepelná poistka pripájať k jednému z kohútikov do medzery, ktorej aktuálna a prevádzková teplota je určená parametrami sekundárneho vinutia drôtu (telo poistky musí byť pevne spojené s transformátorom). Zhora je transformátor obalený dvoma vrstvami vinylovej izolácie bez adhezívnej základne, koniec je pripevnený pomocou spojovacieho alebo kyanoakrylátového lepidla..

Inštalácia rádiových prvkov

Zostáva zostať na montáž zariadenia. Pretože v obvode nie je toľko komponentov, môžu sa umiestniť nie na dosku plošných spojov, ale povrchovou montážou s pripevnením k radiátoru, to znamená k telu zariadenia. Spájkujeme na nohy pinov pomocou jednojadrového medeného drôtu s dostatočne veľkým prierezom, potom sa spoj zosilní 5 až 7 otáčkami tenkého transformátorového drôtu a malým množstvom spájky POS-61. Po ochladení spojenia sa izoluje tenkou zmršťovacou trubicou..

Vysoko výkonné obvody so zložitými sekundárnymi obvodmi môžu vyžadovať dosku s plošnými spojmi s tranzistormi v rade na okraji na voľné pripojenie k chladiču. Laminát zo sklenených vlákien s hrúbkou fólie najmenej 50 mikrónov je vhodný na vytvorenie tesnenia, ale ak je povlak tenší, vystužte nízkonapäťové obvody pomocou prepojok z medených drôtov..

Výroba PCB doma je dnes jednoduchá – Sprint-Layout vám umožňuje kresliť orezové šablóny pre obvody akejkoľvek zložitosti, vrátane obojstranných dosiek. Výsledný obrázok sa vytlačí laserovou tlačiarňou na kvalitný fotografický papier. Potom sa šablóna nanesie na vyčistenú a odtučnenú meď, žehlí, papier sa vymyje vodou. Táto technológia sa nazýva „žehlenie laserom“ (LUT) a je v sieti opísaná dostatočne podrobne.

Zvyšky medi môžete leptať chloridom železitým, elektrolytom alebo dokonca jedlou soľou, existuje veľa spôsobov. Po vyleptaní sa zaseknutý toner musí umyť, vyvŕtať upevňovacie otvory vrtákom 1 mm a prechádzať pozdĺž všetkých dráh pomocou spájkovačky (ponorený oblúk), aby sa pocínovala meď kontaktných doštičiek a zlepšila sa vodivosť kanálov..