Šodien mēs apskatīsim vairākas vienkāršu, varētu pat teikt, vienkāršu impulsu līdzstrāvas-līdzstrāvas sprieguma pārveidotāju shēmas (vienas vērtības līdzstrāvas sprieguma pārveidotājus uz citas vērtības pastāvīgu spriegumu)
Kādas ir impulsu pārveidotāju priekšrocības? Pirmkārt, tiem ir augsta efektivitāte, un, otrkārt, tie var darboties ar ieejas spriegumu, kas ir zemāks par izejas spriegumu. Impulsu pārveidotājus iedala grupās:
- - apgriešana, paaugstināšana, apgriešana;
- - stabilizēts, nestabilizēts;
- - galvaniski izolēts, neizolēts;
- - ar šauru un plašu ieejas spriegumu diapazonu.
Lai izgatavotu pašmāju impulsu pārveidotājus, vislabāk ir izmantot specializētas integrālās shēmas - tās ir vieglāk montēt un nav kaprīzas iestatīšanas laikā. Tātad, šeit ir 14 shēmas katrai gaumei:
Šis pārveidotājs darbojas ar frekvenci 50 kHz, galvanisko izolāciju nodrošina transformators T1, kas uztīts uz K10x6x4,5 gredzena, kas izgatavots no 2000NM ferīta un satur: primāro tinumu - 2x10 apgriezienus, sekundāro tinumu - 2x70 apgriezienus PEV-0,2 stieples. . Tranzistorus var aizstāt ar KT501B. Ja nav slodzes, no akumulatora gandrīz netiek patērēta strāva.
Transformators T1 ir uztīts uz ferīta gredzena ar diametru 7 mm, un tajā ir divi tinumi pa 25 apgriezieniem stieples PEV = 0,3.
Push-pull nestabilizēts pārveidotājs, kura pamatā ir multivibrators (VT1 un VT2) un jaudas pastiprinātājs (VT3 un VT4). Izejas spriegumu izvēlas pēc impulsa transformatora T1 sekundārā tinuma apgriezienu skaita.
Stabilizējoša tipa pārveidotājs, kura pamatā ir MAXIM mikroshēma MAX631. Ģenerācijas frekvence 40...50 kHz, glabāšanas elements - induktors L1.
Varat izmantot vienu no divām mikroshēmām atsevišķi, piemēram, otro, lai reizinātu spriegumu no divām baterijām.
Tipiska shēma impulsa pastiprināšanas stabilizatora pievienošanai mikroshēmai MAX1674 no MAXIM. Darbība tiek uzturēta pie ieejas sprieguma 1,1 volts. Efektivitāte - 94%, slodzes strāva - līdz 200 mA.
Ļauj iegūt divus dažādus stabilizētus spriegumus ar efektivitāti 50...60% un slodzes strāvu līdz 150 mA katrā kanālā. Kondensatori C2 un C3 ir enerģijas uzkrāšanas ierīces.
8. Pastiprināšanas stabilizatora pārslēgšana mikroshēmā MAX1724EZK33 no MAXIM
Tipiska shēmas shēma specializētas mikroshēmas pievienošanai no MAXIM. Tas joprojām darbojas ar ieejas spriegumu 0,91 volts, tam ir maza izmēra SMD korpuss un tas nodrošina slodzes strāvu līdz 150 mA ar efektivitāti 90%.
Tipiska shēma impulsa pazeminoša stabilizatora pievienošanai plaši pieejamai TEXAS mikroshēmai. Rezistors R3 regulē izejas spriegumu +2,8…+5 voltu robežās. Rezistors R1 iestata īssavienojuma strāvu, ko aprēķina pēc formulas: Is(A)= 0.5/R1(Ohm)
Integrēts sprieguma invertors, efektivitāte - 98%.
Divi izolēti sprieguma pārveidotāji DA1 un DA2, kas savienoti “neizolētā” ķēdē ar kopīgu zemējumu.
Transformatora T1 primārā tinuma induktivitāte ir 22 μH, primārā tinuma pagriezienu attiecība pret katru sekundāro ir 1: 2,5.
Tipiska stabilizētā pastiprināšanas pārveidotāja shēma MAXIM mikroshēmā.
Iegādāties gatavu ierīci nebūs problēmu– auto veikalos var atrast dažādu jaudu un cenu (impulsu sprieguma pārveidotājus).
Tomēr šādas vidējas jaudas ierīces (300-500 W) cena ir vairāki tūkstoši rubļu, un daudzu Ķīnas invertoru uzticamība ir diezgan pretrunīga. Vienkārša pārveidotāja izgatavošana ar savām rokām ir ne tikai veids, kā ievērojami ietaupīt naudu, bet arī iespēja uzlabot savas zināšanas elektronikā. Neveiksmes gadījumā paštaisītas ķēdes remonts būs daudz vienkāršāks.
Vienkāršs impulsu pārveidotājs
Šīs ierīces shēma ir ļoti vienkārša, un lielāko daļu daļu var noņemt no nevajadzīga datora barošanas avota. Protams, tam ir arī manāms trūkums - transformatora izejā iegūtais 220 voltu spriegums ir tālu no sinusoidālas formas, un tā frekvence ir ievērojami augstāka par pieņemtajiem 50 Hz. Elektromotorus vai jutīgu elektroniku nedrīkst pieslēgt tai tieši.
Lai šim invertoram varētu pieslēgt iekārtas, kas satur komutācijas barošanas avotus (piemēram, klēpjdatora barošanas avotu), tika izmantots interesants risinājums - Transformatora izejā ir uzstādīts taisngriezis ar izlīdzinošiem kondensatoriem. Tiesa, pieslēgtais adapteris var darboties tikai vienā kontaktligzdas pozīcijā, kad izejas sprieguma polaritāte sakrīt ar adapterī iebūvētā taisngrieža virzienu. Vienkāršus patērētājus, piemēram, kvēlspuldzes vai lodāmuru, var pieslēgt tieši pie transformatora TR1 izejas.
Iepriekš minētās shēmas pamatā ir TL494 PWM kontrolieris, kas ir visizplatītākais šādās ierīcēs. Pārveidotāja darbības frekvenci nosaka rezistors R1 un kondensators C2, to vērtības var nedaudz atšķirties no norādītajām bez ievērojamām izmaiņām ķēdes darbībā.
Lai panāktu lielāku efektivitāti, pārveidotāja ķēdē ir iekļautas divas sviras uz jaudas lauka efekta tranzistoriem Q1 un Q2. Šie tranzistori jānovieto uz alumīnija radiatoriem, ja plānojat izmantot kopīgu radiatoru, uzstādiet tranzistorus caur izolācijas starplikām. Diagrammā norādītā IRFZ44 vietā varat izmantot IRFZ46 vai IRFZ48, kuru parametri ir līdzīgi.
Izejas drosele ir uztīta uz ferīta gredzena no droseles, kas arī izņemta no datora barošanas avota. Primārais tinums ir uztīts ar stiepli ar diametru 0,6 mm, un tam ir 10 apgriezieni ar krānu no vidus. Tam virsū ir uztīts sekundārais tinums, kas satur 80 apgriezienus. Varat arī ņemt izejas transformatoru no bojāta nepārtrauktās barošanas avota.
Lasi arī: Mēs runājam par metināšanas transformatora dizainu
Augstfrekvences diožu D1 un D2 vietā varat ņemt FR107, FR207 tipa diodes.
Tā kā shēma ir ļoti vienkārša, pēc ieslēgšanas un pareizas uzstādīšanas tā nekavējoties sāks darboties un tai nebūs nepieciešama nekāda konfigurācija. Slodzei tas spēs pievadīt strāvu līdz 2,5 A, bet optimālais darba režīms būs strāva, kas nav lielāka par 1,5 A - un tas ir vairāk nekā 300 W jauda.
Gatavs šādas jaudas invertors maksātu apmēram trīs līdz četrus tūkstošus rubļu.Šī shēma ir izgatavota no vietējiem komponentiem un ir diezgan veca, taču tas nepadara to mazāk efektīvu. Tās galvenā priekšrocība ir pilnas maiņstrāvas izvade ar 220 voltu spriegumu un 50 Hz frekvenci.
Šeit svārstību ģenerators ir izgatavots uz K561TM2 mikroshēmas, kas ir divkāršs D sprūda. Tas ir pilnīgs ārvalstu CD4013 mikroshēmas analogs, un to var aizstāt ar to bez izmaiņām ķēdē.
Pārveidotājam ir arī divas jaudas sviras, kuru pamatā ir KT827A bipolāri tranzistori. To galvenais trūkums, salīdzinot ar mūsdienu lauka, ir lielāka pretestība atvērtā stāvoklī, tāpēc tie vairāk uzsilst par to pašu komutācijas jaudu.
Tā kā invertors darbojas zemā frekvencē, transformatoram jābūt ar jaudīgu tērauda serdi. Diagrammas autors iesaka izmantot parasto padomju tīkla transformatoru TS-180.
Tāpat kā citiem invertoriem, kuru pamatā ir vienkāršas PWM shēmas, šim pārveidotājam izejas sprieguma viļņu forma ir diezgan atšķirīga no sinusoidālās, taču to nedaudz izlīdzina transformatora tinumu un izejas kondensatora C7 lielā induktivitāte. Turklāt šī iemesla dēļ transformators darbības laikā var izdalīt jūtamu dūkoņu - tas neliecina par ķēdes darbības traucējumiem.
Vienkāršs tranzistoru invertors
Šis pārveidotājs darbojas pēc tāda paša principa kā iepriekš uzskaitītās shēmas, taču tajā esošais kvadrātviļņu ģenerators (multibrators) ir veidots uz bipolāriem tranzistoriem.
Šīs shēmas īpatnība ir tāda, ka tā darbojas pat ar ļoti izlādētu akumulatoru: ieejas sprieguma diapazons ir 3,5...18 volti. Bet, tā kā tam nav izejas sprieguma stabilizācijas, tad, kad akumulators ir izlādējies, spriegums pāri slodzei vienlaikus proporcionāli samazināsies.
Tā kā šī ķēde ir arī zemfrekvences, būs nepieciešams transformators, kas līdzīgs tam, kas tiek izmantots pārveidotājā, kura pamatā ir K561TM2.
Invertora ķēžu uzlabojumi
Rakstā izklāstītās ierīces ir ārkārtīgi vienkāršas, un tām ir vairākas funkcijas. nevar salīdzināt ar rūpnīcas analogiem. Lai uzlabotu to īpašības, varat ķerties pie vienkāršām modifikācijām, kas arī ļaus labāk izprast impulsu pārveidotāju darbības principus.
Lasi arī: Ar savām rokām izgatavojam pusautomātisko metināšanas iekārtu
Palielināta jauda
Visas aprakstītās ierīces darbojas pēc tāda paša principa: caur atslēgas elementu (rokas izejas tranzistoru) transformatora primārais tinums tiek savienots ar strāvas ievadi uz laiku, ko nosaka galvenā oscilatora frekvence un darba cikls. Šajā gadījumā tiek ģenerēti magnētiskā lauka impulsi, aizraujoši kopējā režīma impulsi transformatora sekundārajā tinumā ar spriegumu, kas vienāds ar spriegumu primārajā tinumā, kas reizināts ar tinumu apgriezienu skaita attiecību.
Tāpēc strāva, kas plūst caur izejas tranzistoru, ir vienāda ar slodzes strāvu, kas reizināta ar apgriezto pagriezienu attiecību (transformācijas koeficientu). Tā ir maksimālā strāva, ko tranzistors var iziet caur sevi, kas nosaka pārveidotāja maksimālo jaudu.
Ir divi veidi, kā palielināt invertora jaudu: vai nu izmantot jaudīgāku tranzistoru, vai arī izmantot paralēlu vairāku mazāk jaudīgu tranzistoru savienojumu vienā rokā. Pašdarinātam pārveidotājam ir vēlama otrā metode, jo tā ne tikai ļauj izmantot lētākas detaļas, bet arī saglabā pārveidotāja funkcionalitāti, ja kāds no tranzistoriem neizdodas. Ja nav iebūvētas pārslodzes aizsardzības, šāds risinājums ievērojami palielinās paštaisītas ierīces uzticamību. Arī tranzistoru sildīšana samazināsies, ja tie darbosies ar tādu pašu slodzi.
Izmantojot pēdējo diagrammu kā piemēru, tā izskatīsies šādi:
Automātiska izslēgšanās, kad akumulators ir zems
Pārveidotāja ķēdē nav ierīces, kas to automātiski izslēdz, kad barošanas spriegums kritiski pazeminās, var jūs nopietni pievilt, ja atstājat šādu invertoru pieslēgtu automašīnas akumulatoram. Pašdarināta invertora papildināšana ar automātisko vadību būs ārkārtīgi noderīga.
Vienkāršāko automātisko slodzes slēdzi var izgatavot no automašīnas releja:
Kā zināms, katram relejam ir noteikts spriegums, pie kura tā kontakti aizveras. Izvēloties rezistora R1 pretestību (tā būs aptuveni 10% no releja tinuma pretestības), jūs noregulējat brīdi, kad relejs atver kontaktus un pārtrauc strāvas padevi invertoram.
PIEMĒRS: Paņemsim releju ar darba spriegumu (U p) 9 volti un tinuma pretestība (R o) 330 omi. Lai tas darbotos ar spriegumu virs 11 voltiem (U min), rezistors ar pretestību ir jāsavieno virknē ar tinumuR n, kas aprēķināts no vienlīdzības nosacījumaU r /R o =(U min —U p)/R n. Mūsu gadījumā mums būs nepieciešams 73 omi rezistors, tuvākā standarta vērtība ir 68 omi.Protams, šī ierīce ir ārkārtīgi primitīva un vairāk ir prāta treniņš. Lai nodrošinātu stabilāku darbību, tas jāpapildina ar vienkāršu vadības ķēdi, kas daudz precīzāk uztur izslēgšanas slieksni:
Izmantojot šo sprieguma pārveidotāju, jūs varat iegūt 220 voltus no akumulatora ar spriegumu 3,7 volti. Shēma nav sarežģīta un visas daļas ir pieejamas, šos pārveidotājus var darbināt ar enerģijas taupīšanas vai LED lampu. Diemžēl jaudīgākas ierīces nevarēs pieslēgt, jo pārveidotājs ir mazjaudas un neizturēs lielas slodzes.
Tātad, lai saliktu pārveidotāju, mums ir nepieciešams:
- Transformators no veca telefona lādētāja.
- Tranzistors 882P vai tā vietējie analogi KT815, KT817.
- Diode IN5398, KD226 analogs, vai jebkura cita diode, kas paredzēta reversajai strāvai līdz 10 voltiem vidējai vai lielai jaudai.
- Rezistors (pretestība) 1 kOhm.
- Attīstības padome.
Protams, jums būs nepieciešams arī lodāmurs ar lodmetālu un plūsmu, stiepļu griezēji, vadi un multimetrs (testeris). Jūs, protams, varat izgatavot iespiedshēmas plati, taču ķēdei, kas sastāv no vairākām daļām, nevajadzētu tērēt laiku sliežu ceļu izkārtojuma izstrādei, to zīmēšanai un folijas PCB vai getinax kodināšanai. Transformatora pārbaude. Vecs lādētāja panelis.
Uzmanīgi pielodējiet transformatoru.
Tālāk mums jāpārbauda transformators un jāatrod tā tinumu spailes. Paņemiet multimetru un pārslēdziet to uz ommetra režīmu. Pārbaudām visus secinājumus pēc kārtas, atrodam tos, kas “zvana” pa pāriem un pierakstām to pretestības.
1. Pirmie 0,7 omi.
2. Otrais 1,3 omi.
3. Trešais 6,2 omi.
Tinums ar vislielāko pretestību bija primārais tinums, tam tika piegādāts 220 V mūsu ierīcē tas būs sekundārais, tas ir, izeja. Pārējie tika atbrīvoti no pazeminātā sprieguma. Mums tie kalpos kā primārie (tā ar pretestību 0,7 omi) un daļa no ģeneratora (ar pretestību 1,3). Mērījumu rezultāti dažādiem transformatoriem var atšķirties, jums jākoncentrējas uz to savstarpējām attiecībām.
Ierīces diagramma
Kā redzat, tas ir visvienkāršākais. Ērtības labad esam atzīmējuši tinumu pretestības. Transformators nevar pārveidot līdzstrāvu. Tāpēc ģenerators ir samontēts uz tranzistora un viena no tā tinumiem. Tas piegādā pulsējošu spriegumu no ieejas (akumulatora) uz primāro tinumu, no sekundārā tiek noņemts aptuveni 220 voltu spriegums.
Pārveidotāja montāža
Ņemam maizes dēli.
Uz tā uzstādām transformatoru. Mēs izvēlamies 1 kiloomu rezistoru. Mēs ievietojam to tāfeles caurumos, blakus transformatoram. Mēs saliecam rezistora vadus tā, lai savienotu tos ar atbilstošajiem transformatora kontaktiem. Mēs to lodējam. Dēli ir ērti nostiprināt kaut kādā skavā, kā fotoattēlā, lai nerastos problēma ar trūkstošo “trešo roku”. Lodēts rezistors. Nokožam lieko izejas garumu. Dēlis ar nokostiem rezistoru vadiem. Tālāk mēs ņemam tranzistoru. Mēs to uzstādām uz tāfeles transformatora otrā pusē, tāpat kā ekrānuzņēmumā (detaļu atrašanās vietu izvēlējos tā, lai būtu ērtāk tās savienot saskaņā ar shēmas shēmu). Mēs saliekam tranzistora spailes. Mēs tos lodējam. Uzstādīts tranzistors. Ņemsim diodi. Mēs to uzstādām uz tāfeles paralēli tranzistoram. Lodējiet to. Mūsu shēma ir gatava.
Lodējiet vadus, lai pievienotu pastāvīgu spriegumu (līdzstrāvas ieeja). Un vadi pulsējoša augsta sprieguma uztveršanai (maiņstrāvas izeja).
Ērtības labad mēs ņemam 220 voltu vadus ar “krokodiliem”.
Mūsu ierīce ir gatava.
Pārveidotāja pārbaude
Lai nodrošinātu spriegumu, izvēlieties 3-4 voltu akumulatoru. Lai gan jūs varat izmantot jebkuru citu strāvas avotu.
Pielodējiet pie tā zemsprieguma ieejas vadus, ievērojot polaritāti. Mēs mēra spriegumu mūsu ierīces izejā. Izrādās 215 volti.
Uzmanību. Nav vēlams pieskarties detaļām, kamēr ir pievienots strāvas padeve. Tas nav tik bīstami, ja jums nav veselības problēmu, it īpaši ar sirdi (lai gan divsimt voltu, strāva ir vāja), taču tas var nepatīkami “saspiest”.
Mēs pabeidzam pārbaudi, pievienojot 220 voltu enerģijas taupīšanas dienasgaismas spuldzi. Pateicoties "krokodiliem", to ir viegli izdarīt bez lodāmura. Kā redzat, lampiņa ir ieslēgta.
Mūsu ierīce ir gatava.
Padoms. Jūs varat palielināt pārveidotāja jaudu, uzstādot tranzistoru uz radiatora.
Tiesa, akumulatora ietilpība nebūs ilga. Ja jūs gatavojaties izmantot pārveidotāju pastāvīgi, izvēlieties lielākas ietilpības akumulatoru un izveidojiet to.
Tas ir vienkāršs pastiprināšanas pārveidotājs, kas būvēts uz NE555 m/s, kas šeit pilda impulsu ģeneratora funkciju. Izejas spriegums var svārstīties no 110 līdz 220 V (regulē ar potenciometru).
Piemērošanas joma
Pārveidotājs ir ideāli piemērots Nixie pulksteņu lampu vai mazjaudas pastiprinātāju vai austiņu pastiprinātāju barošanai, aizstājot klasisko augstsprieguma transformatora barošanas avotu. Šīs ierīces izveides mērķis bija izveidot pulksteni, pamatojoties uz vakuuma indikatoriem, kurā ķēde darbojas kā augstsprieguma strāvas avots. Pārveidotājs tiek darbināts ar 9 V spriegumu un patērē aptuveni 120 mA strāvu (pie 10 mA slodzes).
Ķēdes darbības princips
Kā redzat, tas ir standarta paaugstināšanas sprieguma pārveidotājs. U1 mikroshēmas (NE555) izejas frekvence tiek noteikta pēc elementu R1 (56k), R3 (10k), C2 (2,2 nF) reitingiem, un tā ir aptuveni 45 kHz. Ģeneratora izeja tieši darbina MOSFET tranzistoru T1, kas pārslēdz strāvu, kas plūst caur spoli L1. Normālas darbības laikā spole L1 periodiski uzglabā un atbrīvo enerģiju, palielinot izejas spriegumu.
555 invertora ķēde
Kad tranzistors T1 (IRF740) ieslēdzas un piegādā strāvu spolei L1 (100 μH) (strāva plūst no barošanas avota uz zemi - tas ir pirmais posms. Otrajā posmā, kad tranzistors ir izslēgts, strāva caur spole saskaņā ar komutācijas likumu izraisa sprieguma pieaugumu uz diodes D1 (BA159) anoda, līdz tas tiek polarizēts vadīšanas virzienā. Spole izlādējas kondensatorā C4 (2,2 μF). spriegums pie dalītāja R5 (220k), P1 (1k) un R6 470R nepaaugstināsies līdz apmēram 0,7 V. Tas ieslēgs tranzistoru T2 (BC547) un izslēgs 555 ģeneratoru izejas spriegums samazinās, tranzistors T2 tiks aizvērts un ģenerators atkal ieslēgsies Tātad pārveidotāja izejas spriegums tiek regulēts.
Gatavs dēlis lodēšanai Kondensators C1 (470uF) filtrē ķēdes barošanas spriegumu. Izejas spriegumu regulē, izmantojot potenciometru P1.
Beztransformatora pārveidotāja montāža
Samontēts 9-150 voltu pārveidotājs Pārveidotāju var pielodēt uz iespiedshēmas plates. Tāfeles PDF rasējums, ieskaitot spoguļattēlu un detaļu atrašanās vietu - . Uzstādīšana ir vienkārša un elementu lodēšana ir bez maksas. Ir lietderīgi izmantot U1 mikroshēmas ligzdu. Ierīcei jābūt darbinātai ar 9 V spriegumu.
Ļoti vienkāršs 50 kV pārveidotājs, kas būtībā satur trīs elementus. Visas sastāvdaļas ir pieejamas, un, ja vēlaties, tās var viegli atrast.
Augstsprieguma pārveidotāju var izmantot dažādiem eksperimentiem ar lielu elektrību, kā jonizatoru, izolācijas integritātes testeri utt.
Kas jums būs nepieciešams:
- Lineārās skenēšanas transformators no jebkura televizora ar kineskopu.
- Lauka efekta tranzistors IRFZ44 -
- Rezistors 150 omi (1/2 W).
Augstsprieguma pārveidotāja ķēde
Saliksim visu uz maizes dēļa bez lodēšanas. Es jums tikai parādīšu darbu, un, ja jums tas patīk, varat to pārsūtīt uz uzticamāku dēli un pielodēt visus elementus.
Tranzistora pievienošana, ja kāds nezina.
Mums ir jāpārtin transformatora tinums. Augstsprieguma tinums būs oriģināls. Ņemam parastu, ne pārāk plānu stiepli un aptinam ar 14-16 apgriezieniem. Mēs izveidosim krānu tinuma vidū.
Tagad mēs savienojam visu ar mūsu ķēdi. Pēdējā lieta, kas jādara, ir pieslēgt strāvu. Esiet piesardzīgs, strādājot ar augstu spriegumu. Nelieciet rokas pie ieslēgta transformatora.
Starp transformatora augstsprieguma izvadi un otrās puses spailēm izveidojiet aptuveni 1 cm attālumu. Un tikai tad pasniedz ēdienu. Ja tas uzliesmo, tas nozīmē, ka ģenerators ir satraukts un viss darbojas labi.
Ja jūs to izmantosit ilgu laiku, tranzistoru ieteicams uzstādīt uz radiatora. Un, ja dzirkstele ir maza, varat palielināt spriegumu līdz 10 vai 15 V.
