DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Treść artykułu



Przetwornica napięcia samochodowego może być czasami niesamowicie przydatna, ale większość produktów w sklepach ma wadę jakościową lub nie odpowiada im pod względem mocy, a jednocześnie nie jest tania. Ale w końcu obwód falownika składa się z najprostszych części, dlatego oferujemy instrukcje montażu przetwornika napięcia własnymi rękami.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Obudowa falownika

Pierwszą rzeczą do rozważenia jest utrata konwersji energii elektrycznej, uwalniana w postaci ciepła na klawiszach obwodu. Średnio wartość ta wynosi 2–5% mocy znamionowej urządzenia, ale wskaźnik ten ma tendencję wzrostową z powodu niewłaściwego doboru lub starzenia się podzespołów.

Kluczowe znaczenie ma usuwanie ciepła z elementów półprzewodnikowych: tranzystory są bardzo wrażliwe na przegrzanie, co wyraża się w szybkiej degradacji tych ostatnich i zapewne ich całkowitej awarii. Z tego powodu podstawą obudowy powinien być radiator – aluminiowy radiator.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Spośród profili grzejników dobrze nadaje się zwykła „szczotka do włosów” o szerokości 80–120 mm i długości około 300–400 mm. osłony tranzystorów polowych mocowane są do płaskiej części profilu za pomocą śrub – metalowych plamek na ich tylnej powierzchni. Ale nawet przy tym nie wszystko jest proste: nie powinno być kontaktu elektrycznego między ekranami wszystkich tranzystorów obwodu, dlatego grzejnik i łączniki są izolowane foliami mikowymi i podkładkami kartonowymi, a interfejs termiczny jest nakładany po obu stronach uszczelki dielektrycznej za pomocą pasty zawierającej metal .

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Określenie obciążenia i zakup komponentów

Niezwykle ważne jest, aby zrozumieć, dlaczego falownik to nie tylko transformator napięcia, a także dlaczego istnieje tak różnorodna lista takich urządzeń. Przede wszystkim pamiętaj, że podłączając transformator do źródła prądu stałego nic nie uzyskasz na wyjściu: prąd w akumulatorze nie zmienia odpowiednio polaryzacji, nie występuje zjawisko indukcji elektromagnetycznej w transformatorze jako takie.

Pierwsza część obwodu falownika to wejściowy multiwibrator, który symuluje oscylacje sieci w celu dokonania transformacji. Zwykle montowany jest na dwóch tranzystorach bipolarnych, które mogą kołysać wyłącznikami mocy (na przykład IRFZ44, IRF1010NPBF lub mocniejszy – IRF1404ZPBF), dla których najważniejszym parametrem jest maksymalny dopuszczalny prąd. Może osiągnąć kilkaset amperów, ale generalnie wystarczy pomnożyć wartość prądu przez napięcie akumulatora, aby uzyskać przybliżoną liczbę watów mocy wyjściowej bez uwzględnienia strat..

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów Prosty konwerter oparty na multiwibratorze i przełącznikach pola zasilającego IRFZ44

Częstotliwość multiwibratora nie jest stała, a jej obliczanie i stabilizowanie jest stratą czasu. Zamiast tego prąd na wyjściu transformatora jest zamieniany z powrotem na prąd stały za pomocą mostka diodowego. Taki falownik może być odpowiedni do zasilania czysto aktywnych obciążeń – żarówek lub grzejników elektrycznych, pieców.

Na podstawie powstałej bazy można zebrać inne obwody różniące się częstotliwością i czystością sygnału wyjściowego. Dobór komponentów do części wysokonapięciowej obwodu jest łatwiejszy do wykonania: prądy tutaj nie są tak wysokie, w niektórych przypadkach montaż wyjściowego multiwibratora i filtra można zastąpić parą mikroukładów z odpowiednią opaską. Kondensatory dla sieci obciążenia powinny być elektrolityczne, a dla obwodów o niskim poziomie sygnału – mika.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów Wariant konwertera z generatorem częstotliwości na mikroukładach K561TM2 w obwodzie pierwotnym

Należy również zauważyć, że w celu zwiększenia mocy końcowej wcale nie jest konieczne kupowanie mocniejszych i odpornych na ciepło komponentów głównego multiwibratora. Problem można rozwiązać zwiększając liczbę obwodów konwertera połączonych równolegle, ale każdy z nich będzie wymagał własnego transformatora.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów Opcja z połączeniem równoległym

Walka o sinusoidę – analiza typowych obwodów

Przetwornice napięcia są dziś używane wszędzie, zarówno przez kierowców, którzy chcą korzystać z urządzeń gospodarstwa domowego poza domem, jak i przez mieszkańców autonomicznych domów zasilanych energią słoneczną. Ogólnie możemy powiedzieć, że szerokość widma kolektorów prądu, które można do niego podłączyć, zależy bezpośrednio od złożoności urządzenia konwertera.

Niestety czysty „sinus” występuje tylko w głównej sieci elektroenergetycznej, bardzo, bardzo trudno jest uzyskać konwersję na nią prądu stałego. Ale w większości przypadków nie jest to wymagane. Do podłączenia silników elektrycznych (od wiertarki do młynka do kawy) wystarczy prąd pulsujący o częstotliwości od 50 do 100 Hz bez wygładzania.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

ESL, lampy LED i wszelkiego rodzaju prądnice (zasilacze, ładowarki) są bardziej krytyczne przy wyborze częstotliwości, ponieważ to przy 50 Hz opiera się ich schemat działania. W takich przypadkach do wibratora wtórnego należy włączyć mikroukłady, zwane generatorem impulsów. Mogą bezpośrednio przełączać małe obciążenie lub działać jako „przewodnik” dla szeregu przełączników mocy obwodu wyjściowego falownika.

Ale nawet taki przebiegły plan nie zadziała, jeśli planujesz użyć falownika do stabilnego zasilania sieci z masą odmiennych konsumentów, w tym asynchronicznych maszyn elektrycznych. Tutaj czysty „sinus” jest bardzo ważny i tylko cyfrowo sterowane przetwornice częstotliwości mogą to zrobić..

Transformer: podnieś lub siebie

Do montażu falownika potrzebujemy tylko jednego elementu obwodu, który dokonuje transformacji niskiego napięcia na wysokie. Możesz użyć transformatorów z zasilaczy komputerów osobistych i starych zasilaczy UPS, ich uzwojenia są po prostu zaprojektowane do transformacji 12 / 24-250 V i odwrotnie, pozostaje tylko poprawnie określić wnioski.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

A jednak lepiej jest nawijać transformator własnymi rękami, ponieważ pierścienie ferrytowe umożliwiają to samemu i przy dowolnych parametrach. Ferryt ma doskonałe przewodnictwo elektromagnetyczne, co oznacza, że ​​straty podczas transformacji będą minimalne, nawet jeśli drut jest ręcznie nawijany i nie jest napięty. Ponadto w prosty sposób można obliczyć wymaganą liczbę zwojów i grubość drutu za pomocą kalkulatorów dostępnych w sieci..

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Przed nawinięciem rdzenia pierścienia należy przygotować – usunąć ostre krawędzie pilnikiem i szczelnie owinąć izolatorem – włókno szklane impregnowane klejem epoksydowym. Następnie następuje nawijanie uzwojenia pierwotnego z grubego drutu miedzianego o obliczonym przekroju. Po wybraniu wymaganej liczby zwojów należy je równomiernie rozłożyć na powierzchni pierścienia w równych odstępach. Zaciski uzwojenia są połączone zgodnie ze schematem i izolowane termokurczliwie.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Uzwojenie pierwotne pokryte jest dwiema warstwami taśmy Mylar, następnie nawijane jest uzwojenie wtórne wysokiego napięcia i druga warstwa izolacji. Ważna uwaga – należy nawinąć „wtórny” w przeciwnym kierunku, w przeciwnym razie transformator nie będzie działał. Na koniec do jednego z odczepów należy przylutować półprzewodnikowy bezpiecznik termiczny, którego prąd i temperaturę pracy określają parametry drutu uzwojenia wtórnego (obudowa bezpiecznika musi być mocno przymocowana do transformatora). Od góry transformator jest owinięty dwiema warstwami izolacji winylowej bez podkładu samoprzylepnego, koniec mocowany za pomocą krawata lub kleju cyjanoakrylowego.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Instalacja radioelementów

Pozostaje złożyć urządzenie. Ponieważ w obwodzie nie ma tak wielu elementów, można je umieścić nie na płytce drukowanej, ale poprzez montaż powierzchniowy z mocowaniem do radiatora, czyli do korpusu urządzenia. Do nóżek szpilki przylutujemy drutem miedzianym jednożyłowym o dostatecznie dużym przekroju, następnie złącze wzmocnione jest 5-7 zwojami cienkiego drutu transformatorowego i niewielką ilością lutu POS-61. Po ostygnięciu złącza izolowane jest cienką rurką termokurczliwą.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Obwody dużej mocy ze złożonymi obwodami wtórnymi mogą wymagać płytki obwodu drukowanego z tranzystorami w rzędzie na krawędzi w celu swobodnego podłączenia do radiatora. Do wykonania uszczelnienia nadaje się laminat z włókna szklanego o grubości folii co najmniej 50 mikronów, ale jeśli powłoka jest cieńsza, obwody niskiego napięcia wzmocnić zworkami z drutu miedzianego.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Wykonanie płytki drukowanej w domu jest dziś łatwe – Sprint-Layout umożliwia rysowanie szablonów obcinania dla obwodów o dowolnej złożoności, w tym dla płytek dwustronnych. Powstały obraz drukowany jest za pomocą drukarki laserowej na wysokiej jakości papierze fotograficznym. Następnie szablon nakłada się na oczyszczoną i odtłuszczoną miedź, prasuje, papier spłukuje wodą. Technologia ta została nazwana „prasowaniem laserowym” (LUT) i jest wystarczająco szczegółowo opisana w sieci.

DIY konwerter napięcia 12 na 220 i 220 na 12 woltów

Resztki miedzi można wytrawić chlorkiem żelazowym, elektrolitem, a nawet solą kuchenną, sposobów jest wiele. Po wytrawieniu zakleszczony toner należy zmyć, wywiercić otwory montażowe wiertłem 1 mm i przejść lutownicą wzdłuż wszystkich ścieżek (łukiem krytym), aby cynować miedź pól kontaktowych i poprawić przewodność kanałów.

O Katarzyna Nowak 1217 artykułów
Katarzyna Nowak, urodzona 15 marca 1980 roku w Warszawie, to utalentowana autorka i ekspertka ds. gospodarstwa domowego. Jej pasja do organizacji domu i tworzenia efektywnych systemów zarządzania codziennym życiem zrodziła się już we wczesnym dzieciństwie, obserwując swoją matkę w troskliwej opiece nad rodziną.

Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.


*