- Корпус для інвертора
- Визначаємо навантаження і закуповуємо компоненти
- Боротьба за синусоїду - розбираємо типові схеми
- Трансформатор: підберемо або самі
- монтаж радіоелементів
Автомобільний інвертор напруги часом буває неймовірно корисний, але більшість виробів у магазинах або грішать якістю, або за потужністю не влаштовують, а стоять при цьому недешево. Але ж схема інвертора складається з найпростіших деталей, тому ми пропонуємо інструкцію по збірці перетворювача напруги своїми руками.
Корпус для інвертора
Перше, що потрібно врахувати - втрати перетворення електрики, що виділяються у вигляді тепла на ключах схеми. В середньому ця величина складає 2-5% від номінальної потужності пристрою, але показник цей має властивість рости через неправильний вибір або старіння комплектуючих.
Відведення тепла від напівпровідникових елементів має ключове значення: транзистори дуже чутливі до перегріву і виражається це в швидкої деградації останніх і, ймовірно, їх повної відмови. З цієї причини підставою для корпусу повинен служити тепловідвід - алюмінієвий радіатор.
З радіаторних профілів добре підійде звичайна «гребінець» шириною 80-120 мм і довжиною близько 300-400 мм. до плоскої частини профілю гвинтами кріпляться екрани польових транзисторів - металеві п'ятачки на їх задній поверхні. Але і з цим не все просто: електричного контакту між екранами всіх транзисторів схеми бути не повинно, тому радіатор і кріплення ізолюються слюдяними плівками і картонними шайбами, при цьому по обидва боки діелектричної прокладки металлсодержащими пастою наноситься термоінтерфейс.
Визначаємо навантаження і закуповуємо компоненти
Вкрай важливо розуміти, чому інвертор - це не просто трансформатор напруги, а також чому існує настільки різноманітний перелік подібних пристроїв. Перш за все пам'ятайте, що підключивши трансформатор до джерела постійного струму, ви нічого не отримаєте на виході: ток в АКБ не змінює полярності, відповідно, явище електромагнітної індукції в трансформаторі відсутнє як таке.
Перша частина схеми інвертора - вхідний мультивибратор, що імітує коливання мережі для здійснення трансформації. Збирається він зазвичай на двох біполярних транзисторах, здатних розгойдати силові ключі (наприклад, IRFZ44, IRF1010NPBF або могутніше - IRF1404ZPBF), для яких найважливіший параметр - гранично допустимий струм. Він може досягати декількох сотень ампер, але в цілому вам досить помножити значення струму на вольтаж акумуляторної батареї, щоб отримати орієнтовну кількість ват вихідної потужності без урахування втрат.
Простий перетворювач на основі мультивібратора і силових польових ключів IRFZ44
Частота роботи мультивібратора непостійна, розраховувати і стабілізувати її - марна трата часу. Замість цього ток на виході трансформатора знову перетворюється в постійний за допомогою діодного моста. Такий інвертор може бути придатний для харчування чисто активних навантажень - ламп розжарювання або електричних нагрівачів , Грубок.
На основі отриманої бази можна збирати і інші схеми, що відрізняються частотою і чистотою вихідного сигналу. Підбір компонентів для високовольтної частини схеми зробити простіше: струми тут не такі високі, в ряді випадків складання вихідного мультивибратора і фільтра можна замінити парою мікросхем з відповідною обв'язкою. Конденсатори для навантажувальної мережі слід використовувати електролітичні, а для ланцюгів з низьким рівнем сигналу - слюдяні.
Варіант перетворювача з генератором частоти на мікросхемах К561ТМ2 в первинному контурі
Варто також зауважити, що для збільшення підсумкової потужності зовсім не обов'язково купувати більш потужні і стійкі до нагрівання компоненти первинного мультивибратора. Завдання можна вирішити збільшенням числа перетворювальних контурів, включених паралельно, але для кожного з них буде потрібно власний трансформатор.
Варіант з пареллельним підключенням контурів
Боротьба за синусоїду - розбираємо типові схеми
Інвертори напруги сьогодні використовуються повсюдно як автолюбителями, які бажають користуватися побутовою технікою далеко від дому, так і мешканцями автономних жител, що харчуються сонячною енергією . І в цілому можна сказати, що від складності пристрою перетворювача безпосередньо залежить ширина спектра струмоприймачів, які можна до нього підключити.
На жаль, чистий «синус» присутній тільки в магістральної електромережі, домогтися перетворення постійного струму в нього дуже і дуже складно. Але в більшості випадків цього і не потрібно. Щоб підключати електричні двигуни (від дрилі до кавомолки), досить пульсуючого струму з частотою від 50 до 100 герц без згладжування.
ЕСЛ, світлодіодні лампи і всілякі генератори струму (блоки живлення, зарядні пристрої) більш критичні до вибору частоти, оскільки саме на 50 Гц заснована схема їх роботи. У таких випадках слід включати у вторинний вібратор мікросхеми, що кличе генератором імпульсів. Вони можуть комутувати невелике навантаження безпосередньо, або виконувати роль «диригента» для серії силових ключів вихідний ланцюга інвертора.
Але навіть такий хитрий план не спрацює, якщо ви плануєте використовувати інвертор для стабільного живлення мереж з масою різнорідних споживачів, включаючи асинхронні електричні машини. Тут чистий «синус» дуже важливий і реалізувати таке під силу лише перетворювачів частоти з цифровим управлінням сигналом.
Трансформатор: підберемо або самі
Для складання інвертора нам не вистачає всього одного елемента схеми, що виконує трансформацію низької напруги в висока. Ви можете використовувати трансформатори з блоків живлення персональних комп'ютерів і старих ИБП, їх обмотки якраз розраховані на трансформацію 12 / 24-250 В і назад, залишається лише правильно визначити висновки.
І все ж краще намотати трансформатор своїми руками, благо що ферритові кільця дають можливість зробити це самому і з будь-якими параметрами. Ферит має відмінну електромагнітної провідність, а значить, втрати при трансформації будуть мінімальними навіть якщо провід намотаний вручну і не щільно. До того ж ви легко розрахуєте необхідну кількість витків і товщину проводу за наявними в мережі калькуляторах.
Перед намотуванням кільце сердечника потрібно підготувати - зняти надфілем гострі кромки і щільно обмотати ізолятором - стеклотканью, просоченої епоксидним клеєм. Далі слід намотування первинної обмотки з товстого мідного дроту розрахункового перетину. Після набору потрібної кількості витків їх необхідно рівномірно розподілити по поверхні кільця з рівним інтервалом. Висновки обмотки з'єднуються відповідно до схеми і ізолюються термоусадкой.
Первинна обмотка покривається двома шарами лавсанової ізоляційної стрічки, потім намотується високовольтна вторинна обмотка і ще один шар ізоляції. Важливий момент - мотати «вторинку» потрібно в зворотному напрямку, інакше трансформатор працювати не буде. На завершення до одного з відводів потрібно припаяти в розрив напівпровідниковий термопредохранитель, ток і температура спрацьовування якого визначаються параметрами проводи вторинної обмотки (корпус запобіжника потрібно щільно примотати до трансформатора). Зверху трансформатор обмотується двома шарами вінілової ізоляції без клейкою основи, кінець закріплюється стяжкою або ціанакрілатним клеєм.
монтаж радіоелементів
Залишилося зібрати пристрій. Оскільки компонентів у схемі не так багато, можна розміщувати їх не на друкованій платі, а навісним монтажем з кріпленням до радіатора, тобто до корпусу пристрою. До штирьовим ніжок підпоюють моножільних мідним дротом досить великого перерізу, потім місце з'єднання зміцнюється 5-7 витками тонкої трансформаторної дроту і невеликою кількістю припою ПОС-61. Після охолодження з'єднання воно ізолюється тонкої термоусадочної трубкою.
Схеми високої потужності і зі складним вторинним контуром можуть зажадати виготовлення друкованої плати, на краю якої в ряд розміщені транзистори для вільного кріплення до теплоотводу. Для виготовлення печатки придатний стеклотекстолит з товщиною фольги не менше 50 мкм, якщо ж покриття більш тонке - підсилюйте ланцюга низької напруги перемичками з мідного дроту.
Виготовити друковану плату в домашніх умовах сьогодні просто - програма Sprint-Layout дозволяє малювати обтравочні трафарети для схем будь-якої складності, в тому числі і для двосторонніх плат. Отримане зображення роздруковується лазерним принтером на якісної фотопапері. Потім трафарет прикладається до очищеної і знежиреної міді, пропрасовується праскою, папір розмивається водою. Технологія отримала назву «лазерно-прасувальну» (ЛУТ) і описана в мережі досить докладно.
Витравляти залишки міді можна хлорним залізом, електролітом або навіть кухонною сіллю, способів предостатньо. Після витравлення пріпекшійся тонер потрібно змити, просвердлити монтажні отвори свердлом в 1 мм і пройтися по всіх доріжках паяльником (під флюсом), щоб залудити мідь контактних майданчиків і поліпшити провідність каналів.
рмнт.ру
16.09.16
