Il convertitore più semplice su tl494.  Convertitore di tensione step-up su TL494.  La lotta per una sinusoide: analizziamo i circuiti tipici

Il convertitore più semplice su tl494. Convertitore di tensione step-up su TL494. La lotta per una sinusoide: analizziamo i circuiti tipici

Ho deciso di dedicare un articolo separato alla produzione di un convertitore boost DC AC per 220V. Questo, ovviamente, è in remoto correlato al tema dei faretti e delle lampade a LED, ma una tale fonte di alimentazione mobile è ampiamente utilizzata a casa e in macchina.


  • 1. Opzioni di assemblaggio
  • 2. Il design del convertitore di tensione
  • 3. Sinusoide
  • 4. Un esempio di riempimento del convertitore
  • 5. Assemblaggio da UPS
  • 6. Assemblaggio da blocchi già pronti
  • 7. Costruttori radiofonici
  • 8. Schemi potenti convertitori

Opzioni di assemblaggio

Esistono 3 modi migliori per realizzare un inverter da 12 a 220 con le tue mani:

  1. assemblaggio da blocchi prefabbricati o radiocostruttori;
  2. produzione da un gruppo di continuità;
  3. uso di circuiti radioamatoriali.

I cinesi possono trovare buoni progettisti radio e blocchi già pronti per l'assemblaggio di convertitori CC-CA 220V. Per il prezzo, questo metodo sarà il più costoso, ma richiede un minimo di tempo.

Il secondo modo è aggiornare un gruppo di continuità (UPS) che, senza batteria, grandi quantità sono venduti su Avito e costano da 100 a 300 rubli.

L'opzione più difficile è l'assemblaggio da zero, non puoi fare a meno dell'esperienza radioamatoriale. Devi realizzare circuiti stampati, selezionare i componenti, molto lavoro.

Progettazione del convertitore di tensione

Considera la progettazione di un convertitore di tensione step-up convenzionale da 12 a 220. Il principio di funzionamento per tutti i moderni inverter sarà lo stesso. Il controller PWM ad alta frequenza imposta la modalità operativa, la frequenza e l'ampiezza. La parte di potenza è realizzata su potenti transistor, il cui calore viene rimosso dal corpo del dispositivo.

All'ingresso è installato un fusibile per proteggere la batteria dell'auto dal cortocircuito. Accanto ai transistor è collegato un sensore termico che ne monitora il riscaldamento. In caso di surriscaldamento dell'inverter 12v 220v si attiva un sistema di raffreddamento attivo, costituito da una o più ventole. Nei modelli economici, la ventola può funzionare costantemente e non solo a carico elevato.

Transistori di potenza in uscita

sinusoide

La forma d'onda all'uscita dell'inverter dell'automobile è formata da un generatore ad alta frequenza. La sinusoide può essere di due tipi:

  1. sinusoide modificata;
  2. onda sinusoidale pura, onda sinusoidale pura.

Non tutti gli elettrodomestici possono funzionare con un'onda sinusoidale modificata che ha una forma rettangolare. Alcuni componenti nella modalità di funzionamento cambiano, possono riscaldarsi e iniziare a scarabocchiare. Una cosa simile si può ottenere dimmerando una lampada a LED, che non è dimmerabile. Inizia il crepitio e il lampeggio.

I costosi convertitori di tensione DC AC 12v 220v hanno un'uscita sinusoidale pura. Sono molto più costosi, ma gli elettrodomestici funzionano benissimo.

Un esempio di riempimento del convertitore

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Montaggio da UPS

Per non inventare nulla e non acquistare moduli già pronti, puoi provare un gruppo di continuità per computer, abbreviato in IPB. Sono classificati per 300-600 watt. Ho un Ippon con 6 prese, 2 monitor, 1 unità di sistema, 1 televisore, 3 telecamere di sorveglianza, sistema di gestione della videosorveglianza. Passo periodicamente alla modalità di funzionamento scollegando dalla rete 220 in modo che la batteria si scarichi, altrimenti la vita utile sarà notevolmente ridotta.

I colleghi di elettricisti hanno collegato una normale batteria all'acido per auto a un gruppo di continuità, hanno funzionato perfettamente ininterrottamente per 6 ore, hanno guardato il calcio nel paese. L'UPS di solito ha un sistema diagnostico integrato. batteria al gel, che ne determina la bassa capacità. Non si sa come reagirà all'automobile, anche se la differenza principale è il gel invece dell'acido.

Ripieno UPS

L'unico problema è che il gruppo di continuità potrebbe non gradire i salti nella rete dell'auto con il motore acceso. Per un vero radioamatore, questo problema è risolto. Utilizzabile solo a motore spento.

La maggior parte degli UPS sono progettati per il funzionamento a breve termine quando si perde 220 V nella presa. Con il funzionamento continuo a lungo termine, è molto desiderabile installare il raffreddamento attivo. La ventilazione è utile per una versione stazionaria e per un inverter per auto.

Come tutti i dispositivi, si comporterà in modo imprevedibile all'avvio del motore con un carico collegato. Il motorino di avviamento della vettura sperpera parecchio i Volt, nella migliore delle ipotesi andrà in difesa come se si guastasse la batteria. Nel peggiore dei casi, ci saranno salti all'uscita 220V, la sinusoide sarà distorta.

Assemblaggio da blocchi prefabbricati

Per assemblare un inverter stazionario o per auto 12v 220v con le tue mani, puoi utilizzare blocchi già pronti venduti su Ebeee o dai cinesi. Ciò consentirà di risparmiare tempo nella fabbricazione della scheda, nella saldatura e nella configurazione finale. È sufficiente aggiungere una custodia e fili con coccodrilli.

Puoi anche acquistare un designer radio, che è dotato di tutti i componenti radio, non resta che saldare.

Prezzo indicativo per l'autunno 2016:

  1. 300 w - 400 rubli;
  2. 500 w - 700 rubli;
  3. 1000 w - 1500 rubli;
  4. 2000w - 1700 rubli;
  5. 3000w - 2500 rubli.

Per cercare su Aliexpress, inserisci una query nella casella di ricerca "inverter 220 diy". L'abbreviazione "DIY" sta per assemblaggio fai-da-te.

Scheda per 500W, uscita per 160, 220, 380 volt

Costruttori radiofonici

Il progettista radiofonico è più economico della scheda finita. Più elementi complessi potrebbe essere già nel consiglio di amministrazione. Dopo l'assemblaggio, non richiede quasi nessuna configurazione, che richiede un oscilloscopio. La diffusione dei parametri dei componenti radio e delle denominazioni sono ben assortiti. A volte i pezzi di ricambio vengono messi in una borsa, all'improvviso, a causa dell'inesperienza, ti strapperai la gamba.

Schemi di potenti convertitori

Un potente inverter viene utilizzato principalmente per collegare utensili elettrici da costruzione durante la costruzione di una casa estiva o di una tenuta. Un convertitore di tensione a bassa potenza per 500 W differisce da uno potente per 5000-10000 W per il numero di trasformatori e transistor di potenza in uscita. Pertanto, la complessità della produzione e il prezzo sono quasi gli stessi, i transistor sono economici. La potenza è di 3000 W in modo ottimale, è possibile collegare un trapano, una smerigliatrice e altri strumenti.

Mostrerò diversi circuiti inverter da 12, 24, 36 a 220V. Non è consigliabile metterlo in un'autovettura, potresti rovinare accidentalmente l'elettricista. Il circuito dei convertitori CC-CA da 12 a 220 è semplice, l'oscillatore principale e la sezione di potenza. Il generatore è realizzato sul popolare TL494 o analoghi.

Un gran numero di i circuiti booster da 12v a 220v per il fai da te li trovate al link
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
Ci sono circa 140 circuiti in totale, metà dei quali sono convertitori step-up da 12, 24 a 220V. Potenza da 50 a 5000 watt.

Dopo il montaggio, sarà necessario regolare l'intero circuito utilizzando un oscilloscopio, è auspicabile avere esperienza con i circuiti ad alta tensione.

Per assemblare un potente inverter da 2500 watt sono necessari 16 transistor e 4 trasformatori adeguati. Il costo del prodotto sarà considerevole, paragonabile al costo di un progettista radiofonico simile. Il vantaggio di tali costi sarà un'uscita sinusoidale pura.

L'acquisto di un dispositivo già pronto non sarà un problema- può essere trovato nelle concessionarie di auto ( convertitori di impulsi voltaggio) di diversa potenza e prezzo.

Tuttavia, il prezzo di un tale dispositivo media potenza(300-500 W) è di diverse migliaia di rubli e l'affidabilità di molti inverter cinesi è piuttosto controversa. Realizzare un semplice convertitore con le tue mani non è solo un modo per risparmiare in modo significativo, ma anche un'opportunità per migliorare le tue conoscenze in elettronica. In caso di guasto, riparare schema fatto in casa sarà notevolmente più facile.

Semplice convertitore di impulsi

Il circuito di questo dispositivo è molto semplice. e la maggior parte delle parti può essere rimossa dall'alimentatore non necessario del computer. Naturalmente, ha anche un notevole inconveniente: la tensione di 220 volt ottenuta all'uscita del trasformatore è tutt'altro che sinusoidale e ha una frequenza molto superiore ai 50 Hz accettati. Non collegare direttamente motori elettrici o componenti elettronici sensibili.

Per potersi collegare a questo inverter contenente blocchi di impulsi attrezzatura di alimentazione (ad esempio, un alimentatore per laptop), applicata soluzione interessanteall'uscita del trasformatore è installato un raddrizzatore con condensatori di livellamento. È vero, l'adattatore collegato può funzionare solo in una posizione della presa, quando la polarità della tensione di uscita corrisponde alla direzione del raddrizzatore integrato nell'adattatore. Semplici utenze come lampade a incandescenza o un saldatore possono essere collegate direttamente all'uscita del trasformatore TR1.

La base del circuito di cui sopra è il controller PWM TL494, il più comune in tali dispositivi. La frequenza del convertitore è impostata dal resistore R1 e dal condensatore C2, i loro valori nominali possono essere presi leggermente diversi da quelli indicati senza un cambiamento evidente nel funzionamento del circuito.

Per una maggiore efficienza, il circuito del convertitore comprende due bracci per l'alimentazione transistor ad effetto di campo Q1 e Q2. Questi transistor devono essere posizionati su dissipatori in alluminio, se si intende utilizzare un comune dissipatore, installare i transistor tramite guarnizioni isolanti. Al posto di quelli indicati nel diagramma IRFZ44, è possibile utilizzare IRFZ46 o IRFZ48 chiusi nei parametri.

L'induttore di uscita è avvolto su un anello di ferrite dall'induttore, anch'esso rimosso blocco informatico nutrizione. L'avvolgimento primario è avvolto con un filo con un diametro di 0,6 mm e ha 10 giri con un tocco dal centro. Sopra di esso è avvolto un avvolgimento secondario contenente 80 spire. Puoi anche prendere il trasformatore di uscita da un gruppo di continuità rotto.

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Invece dei diodi ad alta frequenza D1 e D2, puoi prendere diodi dei tipi FR107, FR207.

Essendo il circuito molto semplice, dopo l'accensione, con una corretta installazione, inizierà a funzionare immediatamente e non richiederà alcuna configurazione. Sarà in grado di fornire corrente fino a 2,5 A al carico, ma la modalità di funzionamento ottimale sarà una corrente non superiore a 1,5 A - e questa è più di 300 W di potenza.

Inverter pronto di tale potenza costerebbe circa tre o quattromila rubli.

Questo schema è realizzato su componenti domestici ed è piuttosto vecchio, ma questo non lo rende meno efficace. Il suo principale vantaggio è quello di ottenere un output completo corrente alternata con una tensione di 220 volt e una frequenza di 50 Hz.

Qui, il generatore di oscillazioni è realizzato su un chip K561TM2, che è un doppio D-flip-flop. È un analogo completo del chip CD4013 straniero e può essere sostituito da esso senza modifiche al circuito.

Il convertitore ha anche due bracci di potenza sui transistor bipolari KT827A. Il loro principale svantaggio rispetto a quelli da campo moderni è una maggiore resistenza allo stato aperto, motivo per cui hanno un riscaldamento più forte a parità di potenza commutata.

Poiché l'inverter funziona a bassa frequenza, il trasformatore deve avere un potente nucleo in acciaio. L'autore dello schema suggerisce di utilizzare il comune trasformatore di rete sovietico TS-180.

Come altri inverter basati su semplici circuiti PWM, questo convertitore ha una forma d'onda di tensione abbastanza diversa dall'uscita sinusoidale, ma questo è in qualche modo attenuato dalla grande induttanza degli avvolgimenti del trasformatore e dal condensatore di uscita C7. Inoltre, per questo motivo, il trasformatore potrebbe emettere un notevole ronzio durante il funzionamento: questo non è un segno di un malfunzionamento del circuito.

Un semplice inverter a transistor

Questo convertitore funziona secondo lo stesso principio dei circuiti sopra elencati, ma il generatore di impulsi rettangolare (multivibratore) al suo interno è costruito su transistor bipolari.

La particolarità di questo circuito è che rimane operativo anche con una batteria molto scarica: il range di tensione in ingresso è 3,5 ... 18 volt. Ma, poiché manca una stabilizzazione della tensione di uscita, quando la batteria è scarica, anche la tensione al carico diminuirà proporzionalmente.

Poiché questo circuito è anche a bassa frequenza, sarà necessario un trasformatore simile a quello utilizzato nell'inverter basato su K561TM2.

Miglioramenti al circuito dell'invertitore

I dispositivi presentati nell'articolo sono estremamente semplici e per una serie di funzioni non può essere paragonato alle controparti di fabbrica. Per migliorarne le caratteristiche, puoi ricorrere a semplici alterazioni che, inoltre, ti permetteranno di comprendere meglio i principi di funzionamento dei convertitori di impulsi.

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Aumento della potenza di uscita

Tutti i dispositivi descritti funzionano secondo lo stesso principio: tramite l'elemento chiave (il transistor di uscita del braccio), l'avvolgimento primario del trasformatore è collegato all'ingresso di potenza per un tempo determinato dalla frequenza e dal duty cycle dell'oscillatore master . Questo genera impulsi campo magnetico, che eccitano impulsi di modo comune nell'avvolgimento secondario del trasformatore con una tensione uguale alla tensione nell'avvolgimento primario moltiplicata per il rapporto tra il numero di spire negli avvolgimenti.

Pertanto, la corrente che scorre attraverso il transistor di uscita è uguale alla corrente di carico moltiplicata per il reciproco del rapporto di spire (rapporto di trasformazione). È la corrente massima che un transistor può attraversare su se stesso che determina la potenza massima del convertitore.

Esistono due modi per aumentare la potenza dell'inverter: utilizzare un transistor più potente o utilizzare una connessione parallela di molti meno transistor potenti in una spalla. Per un convertitore fatto in casa, è preferibile il secondo metodo, poiché consente non solo l'uso di parti più economiche, ma mantiene anche il convertitore funzionante se uno dei transistor si guasta. In assenza di protezione da sovraccarico integrata, questa soluzione aumenterà notevolmente l'affidabilità. dispositivo fatto in casa. Anche il riscaldamento dei transistor diminuirà durante il loro funzionamento allo stesso carico.

Nell'esempio dell'ultimo schema, sarà simile a questo:

Spegnimento automatico quando la batteria è scarica

L'assenza nel circuito del convertitore di un dispositivo che lo spenga automaticamente quando la tensione di alimentazione scende in modo critico, può seriamente deluderti, se si lascia un tale inverter collegato alla batteria dell'auto. L'integrazione di un inverter fatto in casa con il controllo automatico sarà estremamente utile.

Il più semplice interruttore di carico automatico può essere realizzato da un relè automobilistico:

Come sai, ogni relè ha una certa tensione alla quale i suoi contatti si chiudono. Selezionando la resistenza del resistore R1 (sarà circa il 10% della resistenza dell'avvolgimento del relè), viene impostato il momento in cui il relè rompe i contatti e smette di fornire corrente all'inverter.

ESEMPIO: Prendi un relè con una tensione di esercizio (Up) 9 volt e resistenza dell'avvolgimento (R o) 330 ohm. Per farlo funzionare a una tensione superiore a 11 volt (U min), in serie con l'avvolgimento, è necessario attivare un resistore con resistenzaR n, calcolato dalla condizione di uguaglianzaSu /R o =(U min —Su) /R n. Nel nostro caso è necessaria una resistenza da 73 ohm, il valore standard più vicino è 68 ohm.

Naturalmente, questo dispositivo è estremamente primitivo ed è più un allenamento per la mente. Per un funzionamento più stabile, deve essere integrato con un semplice schema di controllo che mantenga la soglia di spegnimento in modo molto più accurato:

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La regolazione della soglia di risposta si effettua selezionando la resistenza R3.

Suggeriamo di guardare un video sull'argomento

Rilevamento guasti dell'inverter

Elencato circuiti semplici hanno due guasti più comuni: non c'è tensione all'uscita del trasformatore o è troppo bassa.

Questo inverter è stato sviluppato solo un mese fa e da quel giorno ha guadagnato un'ampia popolarità. Il circuito è relativamente semplice, non contiene chip e schemi complessi soluzioni atiche: un semplice oscillatore principale sintonizzato su 57 Hz e chiavi di accensione.

La potenza dell'inverter dipende direttamente dal numero di coppie di tasti di uscita e dall'ingombro del trasformatore utilizzato. Il trasformatore stesso è preso da un vecchio gruppo di continuità. Tensione di uscita 220-260 Volt. La potenza con 3 coppie di tasti di campo è fino a 400 watt, con una buona batteria fino a 500 watt!

La frequenza di uscita consente di collegare a questo inverter tale Elettrodomestici come - TV, registratore, lettori, caricabatterie da cellulari, laptop e netbook, un computer, un frigorifero, una smerigliatrice, un trapano, un aspirapolvere e tutto, cadranno sotto le braccia.

Il circuito può essere implementato per un paio di dollari se è disponibile un trasformatore. Qualche parola sul circuito stesso. I tasti di campo possono essere utilizzati IRFZ40/44/48, IRF3205, IRL3705 o più potenti IRF3808 - con solo due coppie di questi tasti, è possibile rimuovere la potenza nella regione di 800-900 watt!I transistor del generatore possono essere sostituiti con KT817/815/ 819/805



Con una coppia di irfz44, puoi assorbire fino a 150 watt di potenza pura (fino a 200 watt in alcuni casi). Condensatori a film con una tensione di 65-400 volt, non importa. Le resistenze di gate dei tasti possono avere un valore da 2,2 a 22 ohm.



> L'inverter funziona senza ulteriori regolazioni: subito dopo l'accensione, il consumo di corrente senza carico è di 270-300 mA, mentre a riposo i transistor non devono surriscaldarsi. Rafforzare i transistor a un comune dissipatore di calore necessariamente attraverso guarnizioni in mica. Le sbarre di potenza devono avere un diametro di almeno 5mm, la potenza dell'inverter non è ancora piccola.



L'intera struttura è entrata perfettamente nel case dall'alimentatore del computer e aiuta ancora in alcune situazioni quando non c'è elettricità in casa o è necessario alimentare un carico domestico in condizioni del campo, un'ottima opzione per un automobilista se devi effettuare lavori di riparazione su un'auto lontana da una presa di corrente (con 3 paia di irf3205 la potenza sarà di circa 1000 watt, quindi puoi collegare senza problemi trapani, smerigliatrici e altri strumenti simili ).



L'inverter 12V / 220V è una cosa necessaria in azienda. A volte è solo necessario: la rete, ad esempio, è sparita, il telefono è scarico e c'è della carne nel frigorifero. La domanda determina l'offerta: per i modelli già pronti da 1 kW o più, dai quali puoi alimentare qualsiasi apparecchio elettrico, dovrai pagare da qualche parte da $ 150. Possibilmente oltre $ 300. Tuttavia, realizzare un convertitore di tensione fai-da-te ai nostri tempi è accessibile a chiunque sappia saldare: assemblarlo da un set di componenti già pronto costerà da tre a quattro volte in meno + un po' di lavoro e metallo da spazzatura improvvisata . Se c'è per le batterie per auto (batterie), generalmente puoi incontrare 300-500 rubli. E se hai anche abilità radioamatoriali di base, quindi, dopo aver frugato nella scorta, è del tutto possibile realizzare un inverter da 12 V CC / 220 V CA a 50 Hz per 500-1200 W per niente. Considera le possibili opzioni.

Opzioni: globale

Un convertitore di tensione 12-220 V per alimentare un carico fino a 1000 W o più può essere generalmente realizzato in modo indipendente nei seguenti modi (in ordine di aumento dei costi):

  1. Metti un blocco finito in una custodia con un dissipatore di calore di Avito, Ebay o AliExpress. Ricercato "inverter 220" o "inverter 12/220"; è possibile aggiungere immediatamente la potenza richiesta. Costerà ca. la metà del prezzo della stessa fabbrica. Non sono richieste competenze elettriche, ma - vedi sotto;
  2. Raccogli lo stesso dal set: scheda a circuito stampato+ componente "scatter". Viene acquistato lì, ma alla richiesta viene aggiunto il fai da te, il che significa per l'autoassemblaggio. Prezzo ancora ca. 1,5 volte inferiore. Sono necessarie competenze di base in radioelettronica: uso di un multimetro, conoscenza del cablaggio (pinout) delle uscite degli elementi attivi o capacità di ricercarli, le regole per inserire i componenti polari (diodi, condensatori elettrolitici) nel circuito e il capacità di determinare quale corrente di cui i fili di sezione sono necessari;
  3. Adattare un gruppo di continuità per computer (UPS, UPS) per l'inverter. Un UPS usato riparabile senza una batteria standard può essere trovato per 300-500 rubli. Non sono necessarie competenze: la batteria dell'auto è semplicemente collegata all'UPS. Ma dovrai caricarlo separatamente, vedi anche sotto;
  4. Scegli un metodo di conversione, un diagramma (vedi sotto) in base alle tue esigenze e alla disponibilità dei pezzi, calcola e assembla completamente da solo. Forse per niente, ma oltre alle competenze elettroniche di base, avrai bisogno della capacità di utilizzare alcuni strumenti di misura speciali (vedi anche sotto) ed eseguire semplici calcoli ingegneristici.

Dal modulo finito

Modalità di montaggio secondo paragrafi. 1 e 2 in realtà non sono così semplici. I casi di inverter di fabbrica già pronti servono allo stesso tempo come dissipatori di calore per potenti interruttori a transistor all'interno. Se prendiamo un "semilavorato" o un "placer", allora non ci sarà motivo per loro: al costo attuale dell'elettronica, della manodopera e dei metalli non ferrosi, la differenza di prezzo si spiega proprio con l'assenza di il secondo e, eventualmente, il terzo. Cioè, dovrai realizzare tu stesso un radiatore per chiavi potenti o cercarne uno già pronto in alluminio. Il suo spessore nel punto in cui sono installate le chiavi dovrebbe essere di 4 mm e l'area per ciascuna chiave dovrebbe essere di 50 metri quadrati. vedere per kW di potenza in uscita; con flusso d'aria da un dispositivo di raffreddamento della ventola del computer per 12 V 110-130 mA - da 30 mq. cm*kw*chiave.

Ad esempio, in un set (modulo) ci sono 2 chiavi (si vedono, sporgono dalla scheda, vedi a sinistra in figura); i moduli con chiavi sul radiatore (a destra nella figura) sono più costosi e sono progettati per una certa potenza, di norma, non molto elevata. Non c'è il radiatore, la potenza necessaria è di 1,5 kW. Quindi, hai bisogno di un radiatore da 150 mq. vedi Inoltre, kit di installazione per chiavi: guarnizioni termoconduttive isolanti e accessori per viti di montaggio - calotte e rondelle isolanti. Se il modulo ha una protezione termica (qualche altro stoppino sporgerà tra i tasti - un sensore termico), quindi un po' di pasta termica per attaccarlo al radiatore. Fili - ovviamente, vedi sotto.

Da UPS (UPS)

Un inverter 12V DC/220 V AC 50 Hz, a cui collegare qualsiasi dispositivo entro la potenza consentita, è costituito da un UPS per computer in modo molto semplice: i normali fili alla "vostra" batteria vengono sostituiti con quelli lunghi con clip per la batteria dell'auto terminali. La sezione trasversale dei fili viene calcolata in base alla densità di corrente consentita di 20-25 A / mq. mm, vedi anche sotto. Ma a causa di una batteria non standard, possono sorgere problemi - con essa, ma è più costosa e più necessaria di un convertitore.

L'UPS utilizza anche batterie al piombo. Attualmente è l'unico secondario ampiamente disponibile fonte chimica alimentatore, in grado di erogare regolarmente elevate correnti (extracorrenti), senza “uccidere” completamente in 10-15 cicli di carica-scarica. Nell'aviazione vengono utilizzate batterie argento-zinco, che sono ancora più potenti, ma sono terribilmente costose, non sono ampiamente utilizzate e la loro risorsa è trascurabile per gli standard domestici - ca. 150 cicli.

La scarica delle batterie all'acido è chiaramente monitorata dalla tensione sulla banca e il controller dell'UPS non consentirà alla batteria "estranea" di scaricarsi oltre misura. Ma nelle normali batterie dell'UPS, l'elettrolito è gel e nelle batterie per auto è liquido. I regimi di carica in entrambi i casi sono significativamente differenti: tali correnti non possono essere fatte passare attraverso il gel come attraverso un liquido, e in un elettrolita liquido con una corrente di carica troppo bassa, la mobilità ionica sarà bassa e non tutte torneranno alla loro posti negli elettrodi. Di conseguenza, l'UPS scaricherà cronicamente la batteria dell'auto, diventerà presto solfatata e diventerà completamente inutilizzabile. Pertanto, nel kit per l'inverter sull'UPS è necessario Caricabatterie per batterie. Puoi farlo da solo, ma questo è un altro argomento.

Batteria e alimentazione

L'idoneità del convertitore per uno scopo particolare dipende anche dalla batteria. L'inverter di tensione step-up non prende energia per i consumatori dalla "materia oscura" dell'Universo, dai buchi neri, dallo spirito santo o da qualche altra parte proprio così. Solo - dalla batteria. E da esso trarrà la potenza data ai consumatori, divisa per l'efficienza del convertitore stesso.

Se vedi un inverter con marchio "6800W" o più sul case, credi ai tuoi occhi. L'elettronica moderna consente di posizionare dispositivi ancora più potenti nel volume di un pacchetto di sigarette. Ma diciamo che abbiamo bisogno di una potenza di carico di 1000 W e abbiamo a nostra disposizione una normale batteria per auto da 12 V 60 A / h. L'efficienza tipica dell'inverter è 0,8. Quindi, dalla batteria, impiegherà ca. 100 A. Per tale corrente sono necessari anche fili con una sezione di 5 metri quadrati. mm (vedi sopra), ma questa non è la cosa principale qui.

Gli automobilisti lo sanno: il motorino di avviamento ha guidato per 20 minuti: acquista una nuova batteria. È vero, nelle nuove macchine ci sono limiti di tempo per il suo funzionamento, quindi forse non lo sanno. E non tutti sanno con certezza che il motorino di avviamento di un'autovettura, dopo essersi srotolato, prende una corrente di ca. 75 A (entro 0,1-0,2 s all'avvio - fino a 600 A). Il calcolo più semplice - e si scopre che se non c'è automazione nell'inverter che limiti lo scaricamento della batteria, il nostro si siederà completamente in 15 minuti. Quindi scegli o progetta il tuo convertitore tenendo conto delle capacità della batteria disponibile.

Nota: ciò implica un enorme vantaggio dei convertitori 12/220 V basati su UPS per computer: il loro controller non consentirà alla batteria di scaricarsi completamente.

La risorsa delle batterie ad acido non diminuisce sensibilmente se vengono scaricate con una corrente di 2 ore (12 A per 60 A/h, 24 A per 120 A/h e 42 A per 210 A/h). Tenendo conto dell'efficienza di conversione, ciò fornisce la potenza di carico continua ammessa in ca. 120W, 230W e 400W risp. Per 10 min. carico (ad esempio per l'alimentazione di un elettroutensile), può essere aumentato di un fattore 2,5, dopodiché l'ABA deve riposare per almeno 20 minuti.

In generale, il risultato non è del tutto negativo. Da un utensile elettrico domestico convenzionale, solo una smerigliatrice può richiedere 1000-1300 watt. Il resto, di regola, costa fino a 400 W e i cacciaviti fino a 250 W. Il frigorifero dalla batteria 12 V 60 A / h tramite l'inverter funzionerà per 1,5-5 ore; sufficiente per intraprendere le azioni necessarie. Pertanto, ha senso realizzare un convertitore da 1 kW per una batteria da 60 A / h.

Quale sarà l'output?

Al fine di ridurre il peso e le dimensioni del dispositivo, i convertitori di tensione, con rare eccezioni (vedi sotto), funzionano a frequenze elevate da centinaia di Hz a unità e decine di kHz. Nessun consumatore accetterà una corrente di questa frequenza e la perdita della sua energia nel cablaggio ordinario sarà enorme. Pertanto, gli inverter 12-200 sono costruiti per la tensione di uscita successiva. tipi:

  • Costante rettificata 220 V (220 V AC). Adatto per alimentare caricabatterie per telefoni, la maggior parte dei tablet con alimentatori (IP), lampade a incandescenza, lampade fluorescenti e LED. Per potenze da 150-250 W, sono perfetti per gli elettroutensili portatili: la potenza da essi consumata in corrente continua è leggermente ridotta e la coppia aumenta. Non adatto per alimentatori switching (UPS) di TV, computer, laptop, forni a microonde, ecc. con una potenza superiore a 40-50 W: in tale deve esserci un cosiddetto. nodo di partenza, per il cui normale funzionamento la tensione di rete deve passare periodicamente per zero. Inadatto e pericoloso per dispositivi con trasformatori di alimentazione su ferro e motori a corrente alternata: utensili elettrici fissi, frigoriferi, condizionatori d'aria, la maggior parte dell'audio Hi-Fi, robot da cucina, alcuni aspirapolvere, caffettiere, macinacaffè e microonde (per quest'ultimo - a causa di la presenza di una tavola motore di rotazione).
  • Onda sinusoidale modificata (vedi sotto) - adatta a tutti i consumatori, ad eccezione dell'audio Hi-Fi con un UPS, altri dispositivi con un UPS da 40-50 W (vedi sopra) e spesso sistemi di sicurezza locali, stazioni meteorologiche domestiche, ecc. con sensori analogici sensibili.
  • Pura sinusoidale - adatta senza restrizioni, fatta eccezione per la potenza, per qualsiasi consumatore di elettricità.

Seno o pseudoseno?

Per aumentare l'efficienza, la conversione della tensione viene eseguita non solo a frequenze più elevate, ma anche con impulsi multipolari. Tuttavia, è impossibile alimentare molti dispositivi di consumo con una sequenza di impulsi rettangolari bipolari (il cosiddetto meandro): grandi picchi sui fronti del meandro con almeno un piccolo carico reattivo porteranno a grandi perdite di energia e possono causare un malfunzionamento del consumatore . Tuttavia, è anche impossibile progettare un convertitore per una corrente sinusoidale: l'efficienza non supererà ca. 0.6.

Una rivoluzione silenziosa ma significativa in questo settore si è verificata quando i microcircuiti sono stati sviluppati appositamente per inverter di tensione, formando i cosiddetti. sinusoide modificata (a sinistra nella figura), anche se sarebbe più corretto chiamarla pseudo-, meta-, quasi-, ecc. sinusoide. La forma attuale della sinusoide modificata è a gradini e i fronti degli impulsi sono serrati (i fronti dei meandri spesso non sono visibili sullo schermo di un oscilloscopio a raggi catodici). Grazie a ciò, i consumatori con trasformatori a base di ferro o reattività notevole (motori elettrici asincroni) "capiscono" l'onda pseudosinusoidale "come reale" e lavorano come se nulla fosse; L'audio Hi-Fi con trasformatore di rete su ferro può essere alimentato da un'onda sinusoidale modificata. Inoltre, può essere sufficiente una sinusoide modificata modi semplici da liscio a "quasi reale", le differenze rispetto a quello pulito sull'oscilloscopio sono appena percettibili; I convertitori di tipo "puro seno" non sono molto più costosi di quelli convenzionali, a destra in fig.

Tuttavia, non è desiderabile avviare dispositivi con nodi analogici capricciosi e UPS da una sinusoide modificata. Quest'ultimo è altamente indesiderabile. Il fatto è che l'area media della sinusoide modificata non è una tensione zero pura. Il nodo di avvio dell'UPS dall'onda sinusoidale modificata non funziona in modo chiaro e l'intero UPS potrebbe non uscire dalla modalità di avvio a quella funzionante. L'utente all'inizio vede questo come brutti difetti, quindi il fumo esce dal dispositivo, come in uno scherzo. Pertanto, i dispositivi nell'UPS devono essere alimentati da inverter Pure Sine.

Produciamo noi stessi l'inverter

Quindi, mentre è chiaro che è meglio realizzare un inverter per un'uscita di 220 V 50 Hz, anche se ricorderemo anche l'uscita CA. Nel primo caso, avrai bisogno di un frequenzimetro per controllare la frequenza: le norme per le fluttuazioni della frequenza della rete di alimentazione sono 48-53 Hz. I motori elettrici AC sono particolarmente sensibili alle sue deviazioni: quando la frequenza della tensione di alimentazione raggiunge i limiti di tolleranza, si riscaldano e “abbandonano” la velocità nominale. Quest'ultimo è molto pericoloso per frigoriferi e condizionatori d'aria; possono guastarsi permanentemente a causa della depressurizzazione. Ma non c'è bisogno di acquistare, affittare o chiedere l'elemosina per un certo tempo un misuratore di frequenza elettronico accurato e multifunzionale: non abbiamo bisogno della sua precisione. O un frequenzimetro elettromeccanico risonante (pos. 1 in figura), o un puntatore di qualsiasi sistema, pos. 2:

Entrambi sono economici, venduti su Internet e nelle grandi città nei negozi speciali di articoli elettrici. Sul mercato del ferro è possibile trovare un vecchio misuratore di frequenza risonante e l'uno o l'altro, dopo aver installato l'inverter, è molto adatto per controllare la frequenza di rete in casa: il contatore non risponde al collegamento alla rete.

50 Hz dal computer

Nella maggior parte dei casi è richiesta una potenza di 220 V 50 Hz per utenze non molto potenti, fino a 250-350 watt. Quindi la base del convertitore 12/220 V 50 Hz può essere un UPS di un vecchio computer, a meno che, ovviamente, questo non sia in giro nella spazzatura o qualcuno lo venda a buon mercato. La potenza erogata al carico sarà di ca. 0,7 dell'UPS nominale. Ad esempio, se sulla custodia viene visualizzato "250 W", è possibile collegare senza paura dispositivi fino a 150-170 W. Hai bisogno di più: devi prima controllare il carico delle lampade a incandescenza. Ha resistito a 2 ore: è in grado di fornire tale potenza per molto tempo. Come realizzare un inverter da 12 V CC/220 V CA 50 Hz da un alimentatore per computer, vedere il video qui sotto.

Video: un semplice convertitore 12-220 da un alimentatore per computer


Chiavi

Diciamo che non c'è un UPS per computer o è necessaria più energia. Quindi la scelta degli elementi chiave diventa importante: devono commutare correnti elevate con le perdite di commutazione più basse, essere affidabili e convenienti. A questo proposito, transistor bipolari e tiristori in questo campo di applicazione stanno sicuramente diventando un ricordo del passato.

La seconda rivoluzione nel settore degli inverter è associata all'emergere di potenti transistor ad effetto di campo ("lavoratori sul campo"), i cosiddetti. struttura verticale. Hanno però stravolto tutta la tecnica di alimentazione dei dispositivi a bassa potenza: negli “elettrodomestici” è sempre più difficile trovare un trasformatore su ferro.

Il meglio dei convertitori di campo ad alta potenza per convertitori di tensione - gate isolato e canale indotto (MOSFET), ad es. IFR3205, a sinistra nella figura:

A causa della potenza di commutazione trascurabile, l'efficienza di un inverter con un'uscita CC su tali transistor può raggiungere 0,95 e con un'uscita CA di 50 Hz 0,85-0,87. Analoghi MOSFET con canale integrato, ad es. IFRZ44, danno un'efficienza inferiore, ma sono molto più economici. Una coppia dell'uno o dell'altro permette di portare la potenza al carico fino a ca. 600 W; entrambi possono essere messi in parallelo senza problemi (a destra in figura), il che permette di realizzare inverter per potenze fino a 3 kW.

Nota: la potenza di perdita di commutazione degli interruttori con un canale integrato quando si opera su un carico significativamente reattivo (ad esempio un motore elettrico asincrono) può raggiungere 1,5 W per interruttore. Le chiavi con un canale indotto sono esenti da questa mancanza.

TL494

Il terzo elemento che ha permesso di portare i convertitori di tensione al loro stato attuale è il microcircuito specializzato TL494 e i suoi analoghi. Tutti loro sono un controller a modulazione di larghezza di impulso (PWM) che genera un segnale d'onda sinusoidale modificato alle uscite. Le uscite sono bipolari, il che consente di controllare coppie di tasti. La frequenza di conversione di riferimento è impostata da un circuito RC, i cui parametri possono essere modificati su un ampio intervallo.

Quando basta la permanenza

La cerchia dei consumatori di corrente 220 V CC è limitata, ma hanno solo bisogno di un'alimentazione autonoma non solo in situazioni di emergenza. Ad esempio, quando si lavora con un utensile elettrico sulla strada o nell'angolo più lontano del proprio sito. O è sempre presente, diciamo, all'illuminazione di emergenza dell'ingresso della casa, corridoio, corridoio, territorio della casa da batteria solare, durante il giorno ricaricare la batteria. Il terzo caso tipico è caricare il telefono in movimento dall'accendisigari. Qui, la potenza di uscita è necessaria molto poco, in modo che l'inverter possa essere realizzato con un solo transistor secondo il circuito dell'oscillatore di rilassamento, vedere di seguito. video clip.

Video: convertitore boost a transistor singolo


Già per alimentare 2-3 lampadine LED, è necessaria più potenza. L'efficienza dei generatori di blocco quando si tenta di "comprimerlo" diminuisce drasticamente e devi passare a circuiti con elementi di temporizzazione separati o feedback induttivo interno completo, sono i più economici e contengono il minor numero di componenti. Nel primo caso, per commutare una chiave, viene utilizzato l'EMF di autoinduzione di uno degli avvolgimenti del trasformatore insieme a un circuito di temporizzazione. Nella seconda, lo stesso trasformatore elevatore è l'elemento di regolazione della frequenza per la sua stessa costante di tempo; il suo valore è determinato principalmente dal fenomeno dell'autoinduzione. Pertanto, questi e altri inverter sono talvolta chiamati convertitori ad autoinduzione. La loro efficienza, di regola, non è superiore a 0,6-0,65, ma, in primo luogo, il circuito è semplice e non richiede regolazioni. In secondo luogo, la tensione di uscita è trapezoidale anziché ad onda quadra; i consumatori "esigenti" la "capiscono" come un'onda sinusoidale modificata. Lo svantaggio è che le chiavi di campo in tali convertitori sono praticamente inapplicabili, perché spesso falliscono a causa di picchi di tensione sull'avvolgimento primario durante la commutazione.

Un esempio di circuito con elementi di temporizzazione esterni è riportato in pos. 1 fig.:

L'autore del progetto non è riuscito a spremere più di 11 watt, ma a quanto pare ha confuso la ferrite con il ferro carbonile. In ogni caso, il circuito magnetico corazzato (coppa) nella sua stessa foto (vedi figura a destra) non è affatto ferrite. Assomiglia più a un vecchio carbonile, ossidato all'esterno di tanto in tanto, vedi fig. sulla destra. È meglio avvolgere il trasformatore per questo inverter su un anello di ferrite con una sezione di ferrite di 0,7-1,2 metri quadrati. vedere L'avvolgimento primario dovrebbe quindi contenere 7 spire di filo con un diametro di rame di 0,6-0,8 mm e il secondario 57-58 spire di filo 0,3-0,32 mm. Questo è in fase di raddrizzamento con raddoppio, vedi sotto. Sotto il "pulito" 220 V - 230-235 giri di filo 0,2-0,25. In questo caso, questo inverter, quando si sostituisce KT814 con KT818, fornirà una potenza fino a 25-30 W, sufficiente per 3-4 lampade a LED. Quando si sostituisce KT814 con KT626, la potenza del carico sarà di ca. 15 W, ma l'efficienza aumenterà. In entrambi i casi, il radiatore chiave è da 50 mq. centimetro.

Alla pos. 2 è un diagramma di un convertitore "antidiluviano" 12-220 con avvolgimenti separati feedback. Non è così arcaico. Innanzitutto, la tensione di uscita sotto carico è un trapezio con fratture arrotondate senza picchi. È anche meglio dell'onda sinusoidale modificata. In secondo luogo, questo convertitore può essere realizzato senza alcuna alterazione nel circuito per potenze fino a 300-350 W e una frequenza di 50 Hz, quindi non è necessario un raddrizzatore, basta mettere VT1 e VT2 su radiatori da 250 mq. vedi ciascuno. In terzo luogo, consente di risparmiare la batteria: in caso di sovraccarico, la frequenza di conversione diminuisce, la potenza di uscita diminuisce e se la carichi ancora di più, la generazione fallisce. Cioè, non è necessaria alcuna automazione per evitare di scaricare eccessivamente la batteria.

La procedura di calcolo per questo inverter è riportata nella scansione di Fig.:

Le grandezze chiave in esso contenute sono la frequenza di conversione e l'induzione di lavoro nel circuito magnetico. La frequenza di conversione viene selezionata in base al materiale del nucleo disponibile e alla potenza richiesta:

Tipo di

Nucleo magnetico

Frequenza di induzione/conversione
Fino a 50 W50-100 W100-200 W200-350 W
Ferro "di potenza" da trasformatori di potenza con uno spessore di 0,35-0,6 mm0,5 T/(50-1000) Hz0,55T/(50-400)Hz0,6 T/(50-150) Hz0,7 T/(50-60) Hz
Ferro "suono" da trasformatori di uscita UMZCH con uno spessore di 0,2-0,25 mm0,4 T/(1000-3000) Hz0,35 T/(1000-2000) Hz- -
Ferro "segnale" da trasformatori di segnale con uno spessore di 0,06-0,15 mm (non permalloy!)0,3 T/(2000-8000) Hz0,25T/(2000-5000)Hz- -
Ferrite0,15 T/(5-30) kHz0,15 T/(5-30) kHz0,15 T/(5-30) kHz0,15 T/(5-30) kHz

Una tale ferrite "onnivora" è spiegata dal fatto che il suo ciclo di isteresi è rettangolare e l'induzione di lavoro è uguale all'induzione di saturazione. La diminuzione rispetto ai valori tipici calcolati dell'induzione nei nuclei magnetici in acciaio è causata da un forte aumento delle perdite di commutazione delle correnti non sinusoidali all'aumentare dell'aumento. Pertanto, non è possibile rimuovere più di 100-120 watt dal nucleo del trasformatore di alimentazione di un vecchio televisore "bara" da 270 watt in questo convertitore da 50 Hz. Ma - per mancanza di pesce e pesce cancro.

Nota: se è presente un circuito magnetico in acciaio con una sezione trasversale volutamente sovradimensionata, non spremere energia da esso! Lascia che sia meglio che l'induzione sia inferiore: l'efficienza del convertitore aumenterà e la forma della tensione di uscita migliorerà.

raddrizzamento

È meglio rettificare la tensione di uscita di questi inverter secondo lo schema con raddoppio della tensione in parallelo (pos. 3 nella figura con diagrammi): i componenti saranno più economici e le perdite di potenza sulla corrente non sinusoidale saranno meno che nel ponte. I condensatori devono essere presi "potenza", progettati per un'elevata potenza reattiva (con le designazioni PE o W). Se metti "suono" senza queste lettere, possono semplicemente esplodere.

50 Hz? È molto semplice!

Un semplice inverter a 50 Hz (pos. 4 della figura sopra con diagrammi) è un progetto interessante. Alcuni tipi di trasformatori di potenza tipici hanno la loro costante di tempo vicina a 10 ms, ad es. semiperiodo 50 Hz. Correggendolo con resistori di impostazione del tempo, che limiteranno contemporaneamente la corrente di controllo dei tasti, è possibile ottenere immediatamente un meandro di 50 Hz levigato in uscita senza schemi di formazione complessi. I trasformatori TP, CCI, TN per 50-120 W sono adatti, ma non tutti. Potrebbe essere necessario modificare i valori del resistore e / o collegare condensatori 1-22 nF in parallelo con essi. Se la frequenza di conversione è ancora lontana da 50 Hz, è inutile smontare e riavvolgere il trasformatore: il nucleo magnetico incollato con colla ferromagnetica si gonfierà e i parametri del trasformatore si deterioreranno bruscamente.

Questo inverter è un convertitore per weekend in campagna. Non farà atterrare la batteria dell'auto per gli stessi motivi della precedente. Ma basterà illuminare la casa con una veranda con lampade a led e un televisore o una pompa a vibrazione nel pozzo. La frequenza di conversione di un consolidato inverter al passaggio della corrente di carico da 0 al massimo non va oltre lo standard tecnico per le reti di alimentazione.

Gli avvolgimenti del trasformatore originale sono allevati come segue. Nei tipici trasformatori di potenza è presente un numero pari di avvolgimenti secondari per 12 o 6 V. Due di essi sono "ritardati" e il resto è saldato in parallelo in gruppi di numero uguale avvolgimenti in ciascuno. Successivamente, i gruppi sono collegati in serie in modo da ottenere 2 semi-avvolgimenti da 12 V ciascuno, questo sarà un avvolgimento di bassa tensione (primario) con un punto medio. Dei restanti avvolgimenti di bassa tensione, uno è collegato in serie con una rete a 220 V, questo sarà un avvolgimento step-up. È necessario un additivo, perché. la caduta di tensione attraverso i tasti dei transistor compositi bipolari, insieme alle sue perdite nel trasformatore, può raggiungere 2,5-3 V e la tensione di uscita sarà sottovalutata. L'avvolgimento aggiuntivo lo riporterà alla normalità.

CC dal chip

L'efficienza dei convertitori descritti non supera 0,8 e la frequenza, a seconda della corrente di carico, fluttua notevolmente. La potenza di carico massima è inferiore a 400 W, quindi è tempo di pensare a moderne soluzioni di circuito.

Nella figura è mostrato uno schema di un semplice convertitore 12 V CC / 220 V CC per 500-600 W:

Il suo scopo principale è quello di alimentare utensili elettrici portatili. Un tale carico non richiede la qualità della tensione di ingresso, quindi i tasti sono meno costosi; Sono adatti anche IFRZ46, 48. Il trasformatore è avvolto su una ferrite con una sezione trasversale di 2-2,5 metri quadrati. centimetro; è adatto un nucleo del trasformatore di alimentazione da un UPS per computer. Avvolgimento primario - 2x5 giri di un fascio di 5-6 fili di avvolgimento con un diametro di rame di 0,7-0,8 mm (vedi sotto); secondario - 80 giri dello stesso filo. L'installazione non è richiesta, ma non c'è il controllo della scarica della batteria, quindi durante il funzionamento è necessario collegare un multimetro ai suoi terminali e non dimenticare di guardarlo (lo stesso vale per tutti gli altri inverter fatti in casa tensione). Se la tensione scende a 10,8 V (1,8 V per lattina) - fermati, spegni! È sceso a 1,75 V per cella (10,5 V per l'intera batteria) - questa è già solfatazione!

Come avvolgere un trasformatore su un anello

Le caratteristiche qualitative dell'inverter, in particolare la sua efficienza, sono fortemente influenzate dal campo parassita del suo trasformatore. La soluzione fondamentale per la sua riduzione è nota da tempo: ad esso è posto l'avvolgimento primario, che “pompa” di energia il circuito magnetico; secondario sopra di esso in ordine decrescente della loro potenza. Ma la tecnologia è una cosa tale che a volte i principi teorici in progetti specifici devono essere capovolti. Una delle leggi di Murphy dice ca. quindi: se il pezzo di ferro, beh, ancora non vuole lavorare come dovrebbe, prova a fare il contrario. Ciò si applica pienamente a un trasformatore ad alta frequenza basato su un nucleo magnetico anulare di ferrite con avvolgimenti costituiti da un filo rigido relativamente spesso. Il trasformatore del convertitore di tensione è avvolto su un anello di ferrite come segue:

  • Il circuito magnetico è isolato e, utilizzando una navetta di avvolgimento, su di esso viene avvolto un avvolgimento secondario step-up, disponendo le spire il più strettamente possibile, pos. 1 nella figura:

  • Fissare saldamente il "secondario" con nastro adesivo, pos 2.
  • Preparare 2 cablaggi identici per l'avvolgimento primario: avvolgere il numero di giri di metà dell'avvolgimento di bassa tensione con un filo sottile inutilizzabile, rimuoverlo, misurare la lunghezza, tagliare il numero richiesto di segmenti di filo dell'avvolgimento con un margine e assemblare loro in mazzi.
  • Inoltre, l'avvolgimento secondario viene isolato fino ad ottenere una superficie relativamente piana.
  • Avvolgono il "primario" con 2 fasci contemporaneamente, disponendo i fili dei fasci con un nastro e distribuendo uniformemente i giri sull'anima, pos. 3.
  • Vengono chiamate le estremità dei fasci e l'inizio di uno è collegato alla fine dell'altro, questo sarà il punto medio dell'avvolgimento.

Nota: su elettrico schemi circuitali l'inizio degli avvolgimenti, se importante, è indicato da un punto.

50 Hz liscio

Un'onda sinusoidale modificata da un controller PWM non è l'unico modo per ottenere un'uscita inverter a 50 Hz, adatta per collegare qualsiasi consumatori domestici elettricità, e anche quella non farebbe male a "levigarla". Il più semplice di questi è il buon vecchio trasformatore di ferro, che "accarezza" bene grazie alla sua inerzia elettrica. È vero, trovare un circuito magnetico per più di 500 W sta diventando sempre più difficile. Un tale trasformatore di isolamento viene acceso sull'uscita a bassa tensione dell'inverter e un carico è collegato al suo avvolgimento elevatore. A proposito, la maggior parte degli UPS per computer sono costruiti secondo questo schema, quindi sono abbastanza adatti a questo scopo. Se avvolgi tu stesso il trasformatore, viene calcolato in modo simile a quello di potenza, ma con una traccia. caratteristiche:

  • Il valore inizialmente determinato dell'induzione di lavoro è diviso per 1,1 e viene utilizzato in tutti gli ulteriori calcoli. Quindi è necessario tenere conto del cosiddetto. fattore di forma della tensione non sinusoidale Kf; per una sinusoide, Kf \u003d 1.
  • L'avvolgimento step-up viene prima calcolato come un avvolgimento di rete a 220 V per una data potenza (o determinato dai parametri del circuito magnetico e dal valore dell'induzione di lavoro). Quindi il numero trovato dei suoi giri viene moltiplicato per 1,08 per potenze fino a 150 W, per 1,05 per potenze da 150-400 W e per 1,02 per potenze da 400-1300 W.
  • Metà dell'avvolgimento di bassa tensione è calcolato come secondario per una tensione di 14,5 V per interruttori bipolari o con canale integrato e per 13,2 V per interruttori con canale indotto.

Nella figura sono mostrati esempi di soluzioni circuitali per convertitori 12-200 V 50 Hz con trasformatore di isolamento:

Su quello di sinistra, i tasti sono controllati dall'oscillatore principale sul cosiddetto. multivibratore "morbido", genera già un meandro nei fronti disseminati e nelle pause levigate, quindi non sono necessarie ulteriori misure di levigatura. L'instabilità di frequenza di un multivibratore morbido è maggiore del solito, quindi per regolarla è necessario un potenziometro P. Con i tasti del KT827 è possibile rimuovere una potenza fino a 200 W (radiatori - da 200 cm quadrati senza flusso d'aria). I tasti su KP904 da vecchia spazzatura o IRFZ44 consentono di aumentarlo a 350 W; singolo su IRF3205 fino a 600 W e accoppiato su di essi fino a 1000 W.

Un inverter 12-220 V 50 Hz con oscillatore master sul TL494 (a destra nella figura) mantiene il ferro di frequenza in tutte le condizioni di funzionamento immaginabili e inimmaginabili. Per un livellamento più efficiente dello pseudosinusoide viene utilizzato il cosiddetto fenomeno. risonanza indifferente, in cui i rapporti di fase delle correnti e delle tensioni nel circuito oscillatorio diventano gli stessi della risonanza acuta, ma le loro ampiezze non aumentano notevolmente. Tecnicamente, questo è risolto semplicemente: un condensatore di livellamento è collegato all'avvolgimento step-up, il cui valore di capacità è selezionato in base alla migliore forma di corrente (non tensione!) Sotto carico. Per controllare la forma della corrente, nel circuito di carico è inclusa una resistenza da 0,1-0,5 Ohm per una potenza di 0,03-0,1 del nominale, a cui è collegato un oscilloscopio con un ingresso chiuso. La capacità di livellamento non riduce l'efficienza dell'inverter, ma dovrebbe essere utilizzata per la regolazione programmi per computer la simulazione a bassa frequenza dell'oscilloscopio è impossibile, perché l'ingresso della scheda audio che utilizzano non è progettato per un'ampiezza di 220x1,4 = 310 V! Le chiavi e i poteri sono gli stessi di prima. Astuccio.

Un circuito convertitore più avanzato 12-200 V 50 Hz è mostrato in Fig.:

Utilizza chiavi composite complesse. Per migliorare la qualità della tensione di uscita, sfrutta il fatto che l'emettitore dei transistor bipolari epitassiali planari è drogato molto più fortemente della base e del collettore. Quando TL494 applica un potenziale di chiusura, ad esempio, alla base del VT3, la sua corrente di collettore si interrompe, ma a causa dell'assorbimento della carica spaziale dell'emettitore, rallenterà il blocco di T1 e le sovratensioni dell'EMF di autoinduzione Tr sarà assorbito dai circuiti L1 e R11C5; "inclineranno" maggiormente i frontali. La potenza di uscita dell'inverter è determinata dalla potenza complessiva Tr, ma non superiore a 600 W, perché è impossibile utilizzare potenti interruttori accoppiati in questo circuito: la diffusione della carica di gate dei transistor MOSFET è piuttosto significativa e la commutazione dei tasti sarà sfocata, il che potrebbe persino peggiorare la forma della tensione di uscita.

L'induttore L1 è costituito da 5-6 spire di filo con un diametro di 2,4 mm o più su rame, avvolto su un pezzo di un'asta di ferrite con un diametro di 8-10 me una lunghezza di 30-40 mm con incrementi di 3,5-4 mm. Il circuito magnetico dell'acceleratore non deve essere chiuso! La realizzazione di un circuito è un compito piuttosto faticoso e richiede una notevole esperienza: è necessario selezionare L1, R11 e C5 in base alla forma migliore della corrente di uscita sotto carico, come nel precedente. Astuccio. D'altra parte, l'Hi-Fi, alimentato da questo convertitore, rimane "Hi-Fi" per le orecchie più esigenti.

È possibile senza trasformatore?

Già un filo di avvolgimento per un potente trasformatore da 50 Hz costerà un bel soldo. Sono disponibili circuiti più o meno magnetici da trasformatori "a bara" fino a 270 W complessivi, ma in un inverter non è possibile spremere più di 120-150 W da questo e l'efficienza sarà al massimo 0,7, perché. I circuiti magnetici "bara" sono avvolti da un nastro spesso, in cui le perdite di correnti parassite sono grandi a tensione non sinusoidale sugli avvolgimenti. In genere è problematico trovare un circuito magnetico SL da un nastro sottile in grado di erogare più di 350 W a un'induzione di 0,7 T, costerà molto e l'intero convertitore risulterà enorme e insopportabile. I trasformatori UPS non sono progettati per un funzionamento continuo e frequente - si surriscaldano e i loro circuiti magnetici negli inverter si degradano molto presto - proprietà magnetiche peggiorare, la potenza del convertitore diminuisce. C'è una via d'uscita?

Sì, e una tale soluzione viene spesso utilizzata nei convertitori proprietari. Questo è un ponte elettrico da chiavi su transistor ad effetto di campo di potenza ad alta tensione con una tensione di rottura di 400 V e una corrente di drenaggio superiore a 5 A. Adatto dai circuiti primari degli UPS per computer e dalla vecchia spazzatura - KP904, ecc. .

Il ponte è alimentato a 220 V CC costante da un semplice inverter 12-220 con rettifica. I bracci del ponte si aprono a coppie trasversalmente alternativamente, e la corrente nel carico compreso nella diagonale del ponte cambia direzione; i circuiti di controllo di tutte le chiavi sono isolati galvanicamente. Nelle costruzioni industriali le chiavi sono comandate da speciali Circuiti integrati con disaccoppiamento fotoaccoppiatore, ma in condizioni amatoriali, entrambi possono essere sostituiti da un inverter aggiuntivo a bassa potenza 12 V CC - 12 V 50 Hz, funzionante su un piccolo trasformatore di ferro, vedi fig. Il nucleo magnetico può essere preso da un trasformatore di potenza a bassa potenza del mercato cinese. Grazie alla sua inerzia elettrica, la qualità della tensione di uscita è persino migliore dell'onda sinusoidale modificata.