อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้แหล่งจ่ายไฟแบบอะนาล็อก (หม้อแปลง) แต่จะถูกแทนที่ด้วยตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบพัลซิ่ง เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น จำเป็นต้องพิจารณาคุณสมบัติการออกแบบตลอดจนจุดแข็งและจุดอ่อนของอุปกรณ์เหล่านี้ นอกจากนี้เรายังจะพูดถึงวัตถุประสงค์ของส่วนประกอบหลักของแหล่งกำเนิดพัลส์และยกตัวอย่างง่ายๆ ของการใช้งานที่สามารถประกอบได้ด้วยมือของคุณเอง

คุณสมบัติการออกแบบและหลักการทำงาน

จากหลายวิธีในการแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นพลังงานให้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ มีสองวิธีที่แพร่หลายที่สุดที่สามารถระบุได้:

1. อะนาล็อกซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักซึ่งเป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์นอกเหนือจากหน้าที่หลักแล้วยังให้การแยกกระแสไฟฟ้าอีกด้วย
2. หลักการแรงกระตุ้น

มาดูกันว่าทั้งสองตัวเลือกนี้แตกต่างกันอย่างไร

PSU ขึ้นอยู่กับหม้อแปลงไฟฟ้า

ลองพิจารณาบล็อกไดอะแกรมแบบง่ายของอุปกรณ์นี้ ดังที่เห็นได้จากรูปมีการติดตั้งหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ที่อินพุตโดยช่วยในการแปลงแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเช่นจาก 220 V เราได้ 15 V บล็อกถัดไปคือวงจรเรียงกระแสของมัน ภารกิจคือการแปลงกระแสไซน์ให้เป็นพัลซิ่ง (ฮาร์มอนิกจะแสดงอยู่เหนือภาพสัญลักษณ์) เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้การแก้ไของค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ (ไดโอด) ที่เชื่อมต่อผ่านวงจรบริดจ์ หลักการทำงานสามารถดูได้จากเว็บไซต์ของเรา

บล็อกถัดไปทำหน้าที่สองอย่าง: ทำให้แรงดันไฟฟ้าเรียบขึ้น (ใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุที่เหมาะสมเพื่อจุดประสงค์นี้) และทำให้เสถียร สิ่งหลังจำเป็นเพื่อไม่ให้แรงดันไฟฟ้า "ลดลง" เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

แผนภาพบล็อกที่กำหนดนั้นง่ายมาก ตามกฎแล้วแหล่งที่มาประเภทนี้มีตัวกรองอินพุตและวงจรป้องกัน แต่สิ่งนี้ไม่สำคัญสำหรับการอธิบายการทำงานของอุปกรณ์

ข้อเสียทั้งหมดของตัวเลือกข้างต้นเกี่ยวข้องโดยตรงหรือโดยอ้อมกับองค์ประกอบการออกแบบหลัก - หม้อแปลงไฟฟ้า ประการแรก น้ำหนักและขนาดของมันจำกัดการย่อขนาด เพื่อไม่ให้ไม่มีมูลความจริงเราจะใช้เป็นตัวอย่างหม้อแปลงแบบ step-down 220/12 V ที่มีกำลังไฟพิกัด 250 W น้ำหนักของหน่วยดังกล่าวประมาณ 4 กิโลกรัม ขนาด 125x124x89 มม. คุณสามารถจินตนาการได้ว่าเครื่องชาร์จแล็ปท็อปจะมีน้ำหนักเท่าใด

ประการที่สองบางครั้งราคาของอุปกรณ์ดังกล่าวอาจสูงกว่าต้นทุนรวมของส่วนประกอบอื่น ๆ หลายเท่า

อุปกรณ์พัลส์

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพบล็อกที่แสดงในรูปที่ 3 หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้แตกต่างอย่างมากจากตัวแปลงอนาล็อก โดยหลักๆ แล้วไม่มีหม้อแปลงสเต็ปดาวน์อินพุต

รูปที่ 3 บล็อกไดอะแกรมของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง

พิจารณาอัลกอริธึมการทำงานของแหล่งที่มาดังกล่าว:

• กำลังจ่ายให้กับตัวกรองเครือข่าย หน้าที่คือลดสัญญาณรบกวนเครือข่ายทั้งขาเข้าและขาออกที่เกิดขึ้นจากการทำงานให้เหลือน้อยที่สุด
• จากนั้นหน่วยสำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์เป็นแรงดันคงที่แบบพัลซิ่งและตัวกรองการปรับให้เรียบจะเริ่มทำงาน
• ในขั้นต่อไป อินเวอร์เตอร์จะเชื่อมต่อกับกระบวนการ โดยงานของมันเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสัญญาณความถี่สูงรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า การป้อนกลับอินเวอร์เตอร์จะดำเนินการผ่านชุดควบคุม
• บล็อกถัดไปคือ IT ซึ่งจำเป็นสำหรับโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติ การจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับวงจร การป้องกัน การควบคุมตัวควบคุม รวมถึงโหลด นอกจากนี้ งานด้านไอทียังรวมถึงการตรวจสอบการแยกกระแสไฟฟ้าระหว่างวงจรไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ

แกนของอุปกรณ์นี้ทำจากวัสดุเฟอร์ริแมกเนติกต่างจากหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการส่งสัญญาณ RF ที่เชื่อถือได้ซึ่งอาจอยู่ในช่วง 20-100 kHz คุณลักษณะเฉพาะของไอทีคือเมื่อทำการเชื่อมต่อการรวมจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของขดลวดเป็นสิ่งสำคัญ ขนาดที่เล็กของอุปกรณ์นี้ทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์ขนาดเล็กได้ ตัวอย่างเช่น ชุดสายไฟอิเล็กทรอนิกส์ (บัลลาสต์) ของ LED หรือหลอดประหยัดไฟ

• ถัดไป วงจรเรียงกระแสเอาต์พุตเริ่มทำงานเนื่องจากทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง กระบวนการนี้ต้องใช้องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ความเร็วสูง ดังนั้นจึงใช้ไดโอด Schottky เพื่อจุดประสงค์นี้
• ในขั้นตอนสุดท้าย การปรับให้เรียบจะดำเนินการบนตัวกรองที่ได้เปรียบ หลังจากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับโหลด

ตามที่สัญญาไว้ มาดูหลักการทำงานขององค์ประกอบหลักของอุปกรณ์นี้ นั่นก็คือ อินเวอร์เตอร์

อินเวอร์เตอร์ทำงานอย่างไร?

การมอดูเลต RF สามารถทำได้สามวิธี:

• ความถี่พัลส์;
• เฟสชีพจร;
• ความกว้างของพัลส์

ในทางปฏิบัติจะใช้ตัวเลือกสุดท้าย นี่เป็นเพราะทั้งความเรียบง่ายในการใช้งานและความจริงที่ว่า PWM มีความถี่การสื่อสารคงที่ ซึ่งแตกต่างจากวิธีการมอดูเลตอีกสองวิธี แผนภาพบล็อกที่อธิบายการทำงานของคอนโทรลเลอร์แสดงอยู่ด้านล่าง

อัลกอริธึมการทำงานของอุปกรณ์มีดังนี้:

เครื่องกำเนิดความถี่อ้างอิงจะสร้างชุดสัญญาณสี่เหลี่ยม ซึ่งความถี่จะสอดคล้องกับสัญญาณอ้างอิง จากสัญญาณนี้ฟันเลื่อย U P จะเกิดขึ้นซึ่งจ่ายให้กับอินพุตของตัวเปรียบเทียบ K PWM สัญญาณ UUS ที่มาจากเครื่องขยายสัญญาณควบคุมจะถูกส่งไปยังอินพุตที่สองของอุปกรณ์นี้ สัญญาณที่สร้างโดยแอมพลิฟายเออร์นี้สอดคล้องกับความแตกต่างตามสัดส่วนระหว่าง U P (แรงดันอ้างอิง) และ U RS (สัญญาณควบคุมจากวงจรป้อนกลับ) นั่นคือสัญญาณควบคุม UUS ที่จริงแล้วเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ตรงกันซึ่งมีระดับที่ขึ้นอยู่กับทั้งกระแสของโหลดและแรงดันไฟฟ้า (U OUT)

วิธีการนำไปใช้นี้ช่วยให้คุณสามารถจัดระเบียบวงจรปิดที่ช่วยให้คุณสามารถควบคุมแรงดันไฟขาออกได้ซึ่งอันที่จริงเรากำลังพูดถึงหน่วยการทำงานเชิงเส้นแบบไม่ต่อเนื่อง พัลส์จะถูกสร้างขึ้นที่เอาท์พุต โดยมีระยะเวลาขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างสัญญาณอ้างอิงและสัญญาณควบคุม จากนั้นจะมีการสร้างแรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมทรานซิสเตอร์หลักของอินเวอร์เตอร์

กระบวนการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าขาออกนั้นดำเนินการโดยการตรวจสอบระดับของมันเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณควบคุม U PC จะเปลี่ยนตามสัดส่วนซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มหรือลดระยะเวลาระหว่างพัลส์

เป็นผลให้พลังของวงจรทุติยภูมิเปลี่ยนไปซึ่งทำให้แรงดันไฟขาออกมีเสถียรภาพ

เพื่อความปลอดภัย จำเป็นต้องมีการแยกกระแสไฟฟ้าระหว่างแหล่งจ่ายไฟและฟีดแบ็ค ตามกฎแล้วออปโตคัปเปลอร์ถูกใช้เพื่อจุดประสงค์นี้

จุดแข็งและจุดอ่อนของแหล่งกำเนิดพัลส์

หากเราเปรียบเทียบอุปกรณ์อะนาล็อกและพัลส์ที่มีกำลังเท่ากันอุปกรณ์หลังจะมีข้อดีดังต่อไปนี้:

• ขนาดและน้ำหนักน้อย เนื่องจากไม่มีหม้อแปลงสเต็ปดาวน์ความถี่ต่ำและองค์ประกอบควบคุมที่ต้องกำจัดความร้อนโดยใช้หม้อน้ำขนาดใหญ่ ด้วยการใช้เทคโนโลยีการแปลงสัญญาณความถี่สูง จึงเป็นไปได้ที่จะลดความจุของตัวเก็บประจุที่ใช้ในตัวกรอง ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งองค์ประกอบขนาดเล็กได้
• ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น เนื่องจากการสูญเสียหลักเกิดจากกระบวนการชั่วคราวเท่านั้น ในขณะที่ในวงจรแอนะล็อก พลังงานจำนวนมากจะสูญเสียอย่างต่อเนื่องระหว่างการแปลงแม่เหล็กไฟฟ้า ผลลัพธ์แสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นถึง 95-98%
• ต้นทุนลดลงเนื่องจากการใช้องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า
• ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่กว้างขึ้น อุปกรณ์ประเภทนี้ไม่ต้องการความถี่และแอมพลิจูดดังนั้นจึงอนุญาตให้เชื่อมต่อกับเครือข่ายมาตรฐานต่างๆ
• มีการป้องกันที่เชื่อถือได้จากการลัดวงจร การโอเวอร์โหลด และสถานการณ์ฉุกเฉินอื่นๆ

ข้อเสียของเทคโนโลยีพัลส์ ได้แก่:

การมีอยู่ของสัญญาณรบกวน RF เป็นผลมาจากการทำงานของตัวแปลงความถี่สูง ปัจจัยนี้จำเป็นต้องติดตั้งตัวกรองที่ระงับสัญญาณรบกวน น่าเสียดายที่การทำงานของมันไม่ได้ผลเสมอไป ซึ่งมีข้อจำกัดบางประการในการใช้อุปกรณ์ประเภทนี้ในอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง

ข้อกำหนดพิเศษสำหรับการโหลดก็ไม่ควรลดหรือเพิ่มขึ้น ทันทีที่ระดับกระแสเกินเกณฑ์บนหรือล่าง ลักษณะแรงดันเอาต์พุตจะเริ่มแตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติมาตรฐาน ตามกฎแล้วผู้ผลิต (แม้แต่ชาวจีนเมื่อเร็ว ๆ นี้) จะจัดเตรียมสถานการณ์ดังกล่าวและติดตั้งการป้องกันที่เหมาะสมในผลิตภัณฑ์ของตน

ขอบเขตการใช้งาน

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เกือบทั้งหมดใช้พลังงานจากบล็อกประเภทนี้ ดังตัวอย่าง:

การประกอบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งด้วยมือของคุณเอง

ลองพิจารณาวงจรของแหล่งจ่ายไฟแบบธรรมดาซึ่งใช้หลักการทำงานที่อธิบายไว้ข้างต้น

การกำหนด:

• ตัวต้านทาน: R1 – 100 โอห์ม, R2 – ตั้งแต่ 150 kOhm ถึง 300 kOhm (เลือกได้), R3 – 1 kOhm
• ความจุ: C1 และ C2 – 0.01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0.22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (เลือกได้), 012 µF, C6 – 10 µF x 50 V, C7 – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V
• ไดโอด: VD1-4 - KD258V, VD5 และ VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A
• ทรานซิสเตอร์ VT1 – KT872A.
• ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า D1 - ไมโครวงจร KR142 พร้อมดัชนี EH5 - EH8 (ขึ้นอยู่กับแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการ)
• Transformer T1 - ใช้แกนเฟอร์ไรต์รูปตัว w ขนาด 5x5 ขดลวดปฐมภูมินั้นพันด้วยลวด 600 รอบØ 0.1 มม. ขดลวดทุติยภูมิ (พิน 3-4) มี 44 รอบØ 0.25 มม. และขดลวดสุดท้ายมี 5 รอบØ 0.1 มม.
• ฟิวส์ FU1 – 0.25A.

การตั้งค่าลงมาเพื่อเลือกค่า R2 และ C5 ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าอินพุต 185-240 V

ฉันตัดสินใจอุทิศบทความแยกต่างหากเพื่อผลิตตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพ DC AC สำหรับ 220V แน่นอนว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับหัวข้อของสปอตไลท์และหลอดไฟ LED ในระยะไกล แต่แหล่งพลังงานเคลื่อนที่ดังกล่าวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งที่บ้านและในรถยนต์

• 1. ตัวเลือกการประกอบ
• 2. การออกแบบตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า
• 3. คลื่นไซน์
• 4. ตัวอย่างการเติมคอนเวอร์เตอร์
• 5. การประกอบจาก UPS
• 6. การประกอบจากบล็อกสำเร็จรูป
• 7. ผู้สร้างวิทยุ
• 8. วงจรแปลงไฟ

ตัวเลือกการประกอบ

มี 3 วิธีที่เหมาะสมที่สุดในการสร้างอินเวอร์เตอร์ 12 ถึง 220 ด้วยมือของคุณเอง:

1. การประกอบจากบล็อกสำเร็จรูปหรือตัวสร้างวิทยุ
2. การผลิตจากเครื่องสำรองไฟฟ้า
3. การใช้วงจรวิทยุสมัครเล่น

จากภาษาจีนคุณสามารถค้นหาตัวสร้างวิทยุที่ดีและบล็อกสำเร็จรูปสำหรับประกอบตัวแปลง DC เป็น AC 220V ในด้านราคาวิธีนี้จะมีราคาแพงที่สุดแต่ใช้เวลาน้อยที่สุด

วิธีที่สองคือการอัพเกรดเครื่องสำรองไฟ (UPS) ซึ่งขาย Avito ในปริมาณมากโดยไม่มีแบตเตอรี่และมีราคาตั้งแต่ 100 ถึง 300 รูเบิล

ตัวเลือกที่ยากที่สุดคือการประกอบตั้งแต่เริ่มต้นคุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีประสบการณ์วิทยุสมัครเล่น เราจะต้องทำแผงวงจรพิมพ์ เลือกส่วนประกอบ งานเยอะมาก

การออกแบบตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า

พิจารณาการออกแบบตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพแบบธรรมดาตั้งแต่ 12 ถึง 220 หลักการทำงานของอินเวอร์เตอร์สมัยใหม่ทั้งหมดจะเหมือนกัน ตัวควบคุม PWM ความถี่สูงจะตั้งค่าโหมดการทำงาน ความถี่ และแอมพลิจูด ส่วนกำลังทำจากทรานซิสเตอร์ทรงพลังซึ่งความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวเครื่อง

มีการติดตั้งฟิวส์ที่อินพุตเพื่อป้องกันแบตเตอรี่รถยนต์จากการลัดวงจร เซ็นเซอร์ความร้อนติดอยู่ติดกับทรานซิสเตอร์ซึ่งจะตรวจสอบความร้อน หากอินเวอร์เตอร์ 12v-220v มีความร้อนสูงเกินไป ระบบจะเปิดระบบระบายความร้อนแบบแอคทีฟที่ประกอบด้วยพัดลมตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ในรุ่นราคาประหยัด พัดลมสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่แค่ภายใต้ภาระที่สูงเท่านั้น

ทรานซิสเตอร์กำลังที่เอาต์พุต

คลื่นไซน์

รูปร่างสัญญาณที่เอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ในรถยนต์ถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดความถี่สูง คลื่นไซน์สามารถมีได้สองประเภท:

1. คลื่นไซน์ดัดแปลง
2. คลื่นไซน์บริสุทธิ์, คลื่นไซน์บริสุทธิ์

ไม่ใช่ว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดจะทำงานร่วมกับคลื่นไซน์ดัดแปลงซึ่งมีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าได้ ส่วนประกอบบางอย่างเปลี่ยนโหมดการทำงานซึ่งอาจร้อนขึ้นและเริ่มสกปรก คุณสามารถได้สิ่งที่คล้ายกันหากคุณหรี่ไฟ LED ที่ไม่สามารถปรับความสว่างได้ เริ่มมีเสียงแตกและกระพริบ

ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพ DC AC ราคาแพง 12V-220V มีเอาต์พุตคลื่นไซน์บริสุทธิ์ พวกเขามีราคาแพงกว่ามาก แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าก็ใช้งานได้ดี

ตัวอย่างการเติมคอนเวอร์เตอร์

..

การประกอบจาก UPS

เพื่อไม่ให้ประดิษฐ์อะไรและไม่ซื้อโมดูลสำเร็จรูปคุณสามารถลองใช้เครื่องสำรองไฟของคอมพิวเตอร์ซึ่งย่อว่า UPS ออกแบบมาสำหรับ 300-600W ฉันมี Ippon ที่มี 6 ซ็อกเก็ต, 2 จอภาพ, 1 ยูนิตระบบ, 1 ทีวี, กล้องวงจรปิด 3 ตัว, เชื่อมต่อระบบการจัดการวิดีโอวงจรปิดแล้ว ฉันเปลี่ยนเป็นโหมดการทำงานเป็นระยะโดยตัดการเชื่อมต่อ 220 ออกจากเครือข่ายเพื่อให้แบตเตอรี่หมด ไม่เช่นนั้นอายุการใช้งานจะลดลงอย่างมาก

เพื่อนร่วมงานช่างไฟฟ้าเชื่อมต่อแบตเตอรี่กรดของรถยนต์ทั่วไปเข้ากับเครื่องสำรองไฟ ซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบต่อเนื่อง 6 ชั่วโมง และพวกเขาดูฟุตบอลในประเทศ โดยปกติแล้ว UPS จะมีระบบวินิจฉัยแบตเตอรี่เจลในตัวที่ตรวจจับความจุต่ำ ไม่ทราบถึงปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นกับรถยนต์ แม้ว่าความแตกต่างหลักๆ ก็คือเจลแทนที่จะเป็นกรดก็ตาม

การเติมยูพีเอส

ปัญหาเดียวคือ UPS อาจไม่ชอบไฟกระชากในเครือข่ายรถยนต์เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นตัวจริงปัญหานี้จะหมดไป ใช้ได้เฉพาะตอนดับเครื่องยนต์เท่านั้น

UPS ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานระยะสั้นเมื่อไฟ 220V ในเต้ารับหายไป เพื่อการทำงานต่อเนื่องในระยะยาว ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ติดตั้งระบบระบายความร้อนแบบแอคทีฟ การระบายอากาศมีประโยชน์สำหรับตัวเลือกแบบอยู่กับที่และสำหรับอินเวอร์เตอร์ในรถยนต์

เช่นเดียวกับอุปกรณ์ทั้งหมด มันจะทำงานคาดเดาไม่ได้เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยโหลดที่เชื่อมต่ออยู่ สตาร์ทเตอร์ของรถดึงโวลต์จำนวนมาก โดยอย่างดีที่สุด มันจะเข้าไปสู่การป้องกันราวกับว่าแบตเตอรี่หมด ที่แย่ที่สุดจะเกิดไฟกระชากในเอาต์พุต 220V คลื่นไซน์จะบิดเบี้ยว

การประกอบจากบล็อกสำเร็จรูป

ในการประกอบอินเวอร์เตอร์ 12v 220v แบบอยู่กับที่หรือในรถยนต์ด้วยมือของคุณเองคุณสามารถใช้บล็อกสำเร็จรูปที่ขายบน eBay หรือจากจีน ซึ่งจะช่วยประหยัดเวลาในการผลิตบอร์ด การบัดกรี และการตั้งค่าขั้นสุดท้าย ก็เพียงพอที่จะเพิ่มตัวเรือนและสายไฟที่มีจระเข้เข้าไป

คุณยังสามารถซื้อชุดวิทยุซึ่งติดตั้งส่วนประกอบวิทยุทั้งหมดได้สิ่งที่เหลืออยู่คือการบัดกรี

ราคาโดยประมาณสำหรับฤดูใบไม้ร่วงปี 2559:

1. 300W – 400rub;
2. 500W – 700rub;
3. 1,000W – 1,500rub;
4. 2000W – 1700rub;
5. 3000W - 2,500 ถู

หากต้องการค้นหาใน Aliexpress ให้ป้อนคำค้นหาในแถบค้นหา "inverter 220 diy" ตัวย่อ "DIY" ย่อมาจาก "do-it-yourself assembly"

บอร์ด 500W เอาต์พุต 160, 220, 380 โวลต์

ผู้สร้างวิทยุ

ชุดวิทยุมีราคาถูกกว่าบอร์ดสำเร็จรูป องค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุดอาจอยู่บนกระดานอยู่แล้ว เมื่อประกอบแล้ว แทบไม่ต้องตั้งค่าใดๆ ซึ่งต้องใช้ออสซิลโลสโคป ช่วงของพารามิเตอร์ส่วนประกอบวิทยุและการให้คะแนนได้รับการคัดเลือกอย่างดี บางทีก็ใส่อะไหล่ใส่ถุงเผื่อขาดขาเพราะขาดประสบการณ์

วงจรแปลงไฟ

อินเวอร์เตอร์ที่ทรงพลังส่วนใหญ่จะใช้เพื่อเชื่อมต่อเครื่องมือไฟฟ้าในการก่อสร้างระหว่างการก่อสร้างบ้านพักฤดูร้อนหรือไร่องุ่น ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า 500 วัตต์กำลังต่ำแตกต่างจากตัวแปลงกำลัง 5,000-10,000 วัตต์ในจำนวนหม้อแปลงและทรานซิสเตอร์กำลังที่เอาต์พุต ดังนั้นความซับซ้อนและราคาในการผลิตจึงเกือบจะเท่ากันเพราะทรานซิสเตอร์มีราคาไม่แพง กำลังไฟ 3000 W อย่างเหมาะสม คุณสามารถเชื่อมต่อสว่าน เครื่องเจียร และเครื่องมืออื่นๆ ได้

ฉันจะแสดงวงจรอินเวอร์เตอร์หลายวงจรตั้งแต่ 12, 24, 36 ถึง 220V ไม่แนะนำให้ติดตั้งสิ่งเหล่านี้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล เพราะอาจทำให้ระบบไฟฟ้าเสียหายได้โดยไม่ได้ตั้งใจ การออกแบบวงจรของคอนเวอร์เตอร์ DC AC 12 ถึง 220 นั้นเรียบง่าย โดยมีมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์และส่วนกำลัง เครื่องกำเนิดถูกสร้างขึ้นบน TL494 หรือแอนะล็อกยอดนิยม

สามารถดูวงจรบูสเตอร์จำนวนมากตั้งแต่ 12v ถึง 220v สำหรับการผลิตแบบ DIY ได้ที่ลิงค์
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
โดยรวมแล้วมีวงจรประมาณ 140 วงจรครึ่งหนึ่งเป็นบูสต์คอนเวอร์เตอร์จาก 12, 24 ถึง 220V กำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 50 ถึง 5,000 วัตต์

หลังการประกอบคุณจะต้องปรับวงจรทั้งหมดโดยใช้ออสซิลโลสโคปขอแนะนำให้มีประสบการณ์ในการทำงานกับวงจรไฟฟ้าแรงสูง

ในการประกอบอินเวอร์เตอร์กำลัง 2500 วัตต์ คุณจะต้องมีทรานซิสเตอร์ 16 ตัวและหม้อแปลงที่เหมาะสม 4 ตัว ต้นทุนของผลิตภัณฑ์จะค่อนข้างมากเทียบได้กับต้นทุนของนักออกแบบวิทยุรายเดียวกัน ข้อดีของต้นทุนดังกล่าวคือเอาต์พุตไซน์บริสุทธิ์

ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะสร้างอินเวอร์เตอร์เชื่อมด้วยมือของคุณเองแม้ว่าจะไม่มีความรู้อย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้าก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามแผนภาพอย่างเคร่งครัดและพยายามทำความเข้าใจหลักการที่อุปกรณ์ดังกล่าวใช้งานได้ดี หากคุณสร้างอินเวอร์เตอร์ที่มีลักษณะทางเทคนิคและประสิทธิภาพแตกต่างจากรุ่นอนุกรมเพียงเล็กน้อย คุณสามารถประหยัดได้ในปริมาณที่เหมาะสม

คุณไม่ควรคิดว่าเครื่องจักรแบบโฮมเมดจะไม่เปิดโอกาสให้คุณทำงานเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ดังกล่าวที่ประกอบขึ้นตามรูปแบบที่เรียบง่ายจะช่วยให้คุณสามารถเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3-5 มม. และความยาวส่วนโค้ง 10 มม.

ลักษณะของอินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมดและวัสดุสำหรับการประกอบ

ด้วยการประกอบอินเวอร์เตอร์เชื่อมด้วยมือของคุณเองโดยใช้วงจรไฟฟ้าที่ค่อนข้างง่ายคุณจะได้อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพโดยมีคุณสมบัติทางเทคนิคดังต่อไปนี้:

• การใช้แรงดันไฟฟ้า – 220 โวลต์;
• กระแสไฟที่จ่ายให้กับอินพุตของอุปกรณ์คือ 32 A;
• กระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นที่เอาต์พุตของอุปกรณ์คือ 250 A

วงจรที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

• หน่วยพลังงาน;
• ไดรเวอร์สวิตช์ไฟ
• บล็อกไฟ

ก่อนที่คุณจะเริ่มประกอบอินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมดคุณต้องเตรียมเครื่องมือและองค์ประกอบการทำงานสำหรับสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นคุณจะต้อง:

• ชุดไขควง;
• หัวแร้งสำหรับเชื่อมต่อองค์ประกอบของวงจรอิเล็กทรอนิกส์
• เลื่อยเลือยตัดโลหะสำหรับงานโลหะ
• รัดเกลียว;
• โลหะแผ่นบาง:
• องค์ประกอบที่จะเกิดวงจรอิเล็กทรอนิกส์
• ลวดและแถบทองแดง - สำหรับขดลวดหม้อแปลง
• กระดาษความร้อนจากเครื่องบันทึกเงินสด
• ไฟเบอร์กลาส;
• ข้อความ;
• ไมกา.

สำหรับใช้ในบ้าน อินเวอร์เตอร์มักประกอบขึ้นซึ่งทำงานจากเครือข่ายไฟฟ้ามาตรฐานที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ อย่างไรก็ตาม หากจำเป็น คุณสามารถสร้างอุปกรณ์ที่จะทำงานจากเครือข่ายไฟฟ้าสามเฟสที่มีแรงดันไฟฟ้า 380 โวลต์ได้ อินเวอร์เตอร์ดังกล่าวมีข้อดี สิ่งสำคัญที่สุดคือประสิทธิภาพที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์แบบเฟสเดียว

หน่วยพลังงาน

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของแหล่งจ่ายไฟคือหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งพันอยู่บนเฟอร์ไรต์ Sh7x7 หรือ 8x8 อุปกรณ์นี้ซึ่งให้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรนั้นประกอบด้วยขดลวด 4 เส้น:

• หลัก (ลวด PEV 100 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 มม.)
• รองแรก (ลวด PEV 15 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม.)
• รองที่สอง (ลวด PEV 15 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 มม.)
• รองที่สาม (ลวด PEV 20 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 มม.)

เพื่อลดผลกระทบด้านลบของแรงดันไฟกระชากที่เกิดขึ้นเป็นประจำในเครือข่ายไฟฟ้า ควรทำขดลวดของขดลวดหม้อแปลงให้ทั่วทั้งความกว้างของเฟรม

หลังจากเสร็จสิ้นการพันขดลวดปฐมภูมิและฉนวนพื้นผิวด้วยไฟเบอร์กลาสแล้วจะมีชั้นของลวดป้องกันพันไว้บนนั้นซึ่งจะมีการพันรอบซึ่งควรปิดให้สนิท การหมุนของลวดป้องกัน (ต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันกับลวดขดลวดปฐมภูมิ) จะทำไปในทิศทางเดียวกัน กฎนี้ยังเกี่ยวข้องกับขดลวดอื่น ๆ ทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนโครงหม้อแปลงด้วย พื้นผิวของขดลวดทั้งหมดที่พันบนโครงหม้อแปลงนั้นยังหุ้มฉนวนจากกันโดยใช้ไฟเบอร์กลาสหรือเทปกาวธรรมดา

เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายจากแหล่งจ่ายไฟไปยังรีเลย์อยู่ภายใน 20–25 V จำเป็นต้องเลือกตัวต้านทานสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ หน้าที่หลักของแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อมคือการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ แหล่งจ่ายไฟใช้ไดโอดที่ประกอบขึ้นโดยใช้วงจร "สะพานเฉียง"

ในระหว่างการทำงานไดโอดของบริดจ์ดังกล่าวจะร้อนมากดังนั้นจึงต้องติดตั้งบนหม้อน้ำซึ่งสามารถใช้เป็นองค์ประกอบระบายความร้อนจากคอมพิวเตอร์เครื่องเก่าได้ ในการติดตั้งไดโอดบริดจ์คุณต้องใช้หม้อน้ำสองตัว: ส่วนบนของบริดจ์ติดกับหม้อน้ำหนึ่งตัวผ่านไมกาสเปเซอร์และส่วนล่างติดกับตัวที่สองผ่านชั้นของแผ่นระบายความร้อน

ขั้วของไดโอดที่ใช้สร้างสะพานจะต้องหันไปในทิศทางเดียวกับขั้วของทรานซิสเตอร์ด้วยความช่วยเหลือซึ่งกระแสตรงจะถูกแปลงเป็นกระแสสลับความถี่สูง สายไฟที่เชื่อมต่อเทอร์มินัลเหล่านี้ไม่ควรยาวเกิน 15 ซม. ระหว่างแหล่งจ่ายไฟและชุดอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีทรานซิสเตอร์เป็นพื้นฐานจะมีแผ่นโลหะติดอยู่กับตัวเครื่องโดยการเชื่อม

บล็อกไฟ

พื้นฐานของหน่วยกำลังของอินเวอร์เตอร์เชื่อมคือหม้อแปลงไฟฟ้าเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของกระแสความถี่สูงลดลงและเพิ่มความแข็งแรง ในการสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับบล็อกดังกล่าว จำเป็นต้องเลือกแกน Ш20x208 2000 นาโนเมตร สองแกน คุณสามารถใช้กระดาษหนังสือพิมพ์เพื่อสร้างช่องว่างระหว่างกัน

ขดลวดของหม้อแปลงดังกล่าวไม่ได้ทำจากลวด แต่เป็นแถบทองแดงหนา 0.25 มม. และกว้าง 40 มม.

เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นฉนวนกันความร้อน แต่ละชั้นจะถูกพันด้วยเทปบันทึกเงินสด ซึ่งแสดงให้เห็นความต้านทานการสึกหรอที่ดี ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงถูกสร้างขึ้นจากแถบทองแดงสามชั้นซึ่งหุ้มฉนวนซึ่งกันและกันโดยใช้เทปฟลูออโรเรซิ่น ลักษณะของขดลวดหม้อแปลงต้องสอดคล้องกับพารามิเตอร์ต่อไปนี้: 12 รอบ x 4 รอบ, 10 ตร.ม. มม. x 30 ตร.ม. มม.

หลายคนพยายามสร้างขดลวดของหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์จากลวดทองแดงหนา แต่นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ผิด หม้อแปลงดังกล่าวทำงานบนกระแสความถี่สูงซึ่งถูกบังคับให้บนพื้นผิวของตัวนำโดยไม่ให้ความร้อนภายใน นั่นคือเหตุผลที่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการขึ้นรูปขดลวดคือตัวนำที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่นั่นคือแถบทองแดงกว้าง

กระดาษธรรมดายังสามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนความร้อนได้ แต่มีความทนทานต่อการสึกหรอน้อยกว่าเทปบันทึกเงินสด เทปนี้จะเข้มขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิสูง แต่ความต้านทานการสึกหรอจะไม่ได้รับผลกระทบจากสิ่งนี้

ในระหว่างการทำงานหม้อแปลงของหน่วยจ่ายไฟจะร้อนมากดังนั้นเพื่อบังคับให้เย็นลงจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องทำความเย็นซึ่งอาจเป็นอุปกรณ์ที่เคยใช้ในหน่วยระบบคอมพิวเตอร์มาก่อน

หน่วยอินเวอร์เตอร์

แม้แต่อินเวอร์เตอร์เชื่อมธรรมดาก็ต้องทำหน้าที่หลัก - แปลงกระแสตรงที่สร้างโดยวงจรเรียงกระแสของอุปกรณ์ดังกล่าวให้เป็นกระแสสลับความถี่สูง เพื่อแก้ปัญหานี้ มีการใช้ทรานซิสเตอร์กำลังที่เปิดและปิดที่ความถี่สูง

แผนผังของหน่วยอินเวอร์เตอร์ (คลิกเพื่อดูภาพขยาย)

เป็นการดีกว่าที่จะประกอบหน่วยอินเวอร์เตอร์ของอุปกรณ์ซึ่งมีหน้าที่ในการแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับความถี่สูงโดยใช้ทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลังไม่ใช่ตัวเดียว แต่ทรงพลังน้อยกว่าหลายตัว โซลูชันการออกแบบนี้จะทำให้ความถี่ปัจจุบันคงที่และลดผลกระทบทางเสียงรบกวนเมื่อทำงานเชื่อม

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังมีตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วย จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาหลักสองประการ:

• ลดการปล่อยเรโซแนนซ์ของหม้อแปลงให้เหลือน้อยที่สุด
• ลดการสูญเสียในชุดทรานซิสเตอร์ที่เกิดขึ้นเมื่อปิดเครื่องและเนื่องจากทรานซิสเตอร์เปิดเร็วกว่าปิดมาก (ในขณะนี้อาจเกิดการสูญเสียในปัจจุบันพร้อมกับความร้อนของสวิตช์ของชุดทรานซิสเตอร์)

ระบบทำความเย็น

องค์ประกอบกำลังของวงจรอินเวอร์เตอร์เชื่อมแบบโฮมเมดจะมีความร้อนสูงระหว่างการทำงานซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวได้ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น นอกเหนือจากหม้อน้ำที่ติดตั้งยูนิตที่ร้อนที่สุดแล้ว ยังจำเป็นต้องใช้พัดลมที่รับผิดชอบในการระบายความร้อน

หากคุณมีพัดลมที่ทรงพลัง คุณสามารถใช้พัดลมเพียงตัวเดียวเพื่อควบคุมการไหลของอากาศจากพัดลมไปยังหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์ หากคุณใช้พัดลมที่ใช้พลังงานต่ำจากคอมพิวเตอร์เก่า คุณจะต้องการพัดลมประมาณหกตัว ในเวลาเดียวกันควรติดตั้งพัดลมสามตัวดังกล่าวไว้ข้างหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อควบคุมการไหลของอากาศจากพวกเขาไป

เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปของอินเวอร์เตอร์สำหรับงานเชื่อมแบบโฮมเมด คุณควรใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิโดยติดตั้งไว้บนหม้อน้ำที่ร้อนที่สุด เซ็นเซอร์ดังกล่าวหากหม้อน้ำถึงอุณหภูมิวิกฤติก็จะตัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลไป
เพื่อให้ระบบระบายอากาศแบบอินเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวเครื่องจะต้องมีช่องอากาศเข้าที่ออกแบบอย่างเหมาะสม ไม่ควรปิดกั้นตะแกรงของช่องรับดังกล่าวซึ่งอากาศจะไหลเข้าสู่อุปกรณ์

ประกอบอินเวอร์เตอร์ DIY

สำหรับอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมด คุณต้องเลือกตัวเรือนที่เชื่อถือได้หรือทำเองโดยใช้แผ่นโลหะที่มีความหนาอย่างน้อย 4 มม. คุณสามารถใช้แผ่น getinax ที่มีความหนาอย่างน้อย 0.5 ซม. เป็นฐานที่จะติดตั้งหม้อแปลงอินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อม ตัวหม้อแปลงนั้นติดตั้งอยู่บนฐานดังกล่าวโดยใช้วงเล็บที่คุณสามารถทำจากลวดทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางได้ 3 มม.

ในการสร้างแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอุปกรณ์คุณสามารถใช้ฟอยล์ PCB ที่มีความหนา 0.5–1 มม. เมื่อติดตั้งแกนแม่เหล็กที่จะร้อนขึ้นระหว่างการทำงานจำเป็นต้องจัดให้มีช่องว่างระหว่างแกนเหล่านี้ซึ่งจำเป็นสำหรับการไหลเวียนของอากาศฟรี

สำหรับการควบคุมอัตโนมัติคุณจะต้องซื้อและติดตั้งตัวควบคุม PWM ซึ่งจะรับผิดชอบในการรักษาเสถียรภาพของกระแสเชื่อมและแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้สะดวกสำหรับคุณในการทำงานกับอุปกรณ์โฮมเมด คุณจะต้องติดตั้งส่วนควบคุมที่ส่วนหน้าของตัวเครื่อง องค์ประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยสวิตช์สลับสำหรับเปิดอุปกรณ์ ปุ่มตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ซึ่งใช้ควบคุมกระแสการเชื่อม รวมถึงแคลมป์ยึดสายเคเบิลและไฟ LED สัญญาณ

การวินิจฉัยอินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมดและการเตรียมพร้อมสำหรับการใช้งาน

ลงมือทำมีชัยไปกว่าครึ่ง งานที่สำคัญไม่แพ้กันคือการเตรียมงานในระหว่างที่มีการตรวจสอบการทำงานที่ถูกต้องขององค์ประกอบทั้งหมดตลอดจนการตั้งค่า

สิ่งแรกที่คุณต้องทำเมื่อตรวจสอบอินเวอร์เตอร์เชื่อมแบบโฮมเมดคือการใช้แรงดันไฟฟ้า 15 V กับตัวควบคุม PWM และพัดลมระบายความร้อนตัวใดตัวหนึ่ง สิ่งนี้จะช่วยให้คุณสามารถตรวจสอบการทำงานของคอนโทรลเลอร์ได้พร้อม ๆ กันและหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไประหว่างการทดสอบดังกล่าว

หลังจากชาร์จตัวเก็บประจุของอุปกรณ์แล้ว รีเลย์จะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟซึ่งมีหน้าที่ปิดตัวต้านทาน หากคุณจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับตัวต้านทานโดยตรง โดยไม่ผ่านรีเลย์ อาจเกิดการระเบิดได้ หลังจากที่รีเลย์ทำงานซึ่งควรจะเกิดขึ้นภายใน 2-10 วินาทีหลังจากจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับตัวควบคุม PWM คุณต้องตรวจสอบว่าตัวต้านทานลัดวงจรหรือไม่

เมื่อรีเลย์ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทำงาน ควรสร้างพัลส์สี่เหลี่ยมบนบอร์ด PWM และจ่ายให้กับออปโตคัปเปลอร์ สามารถตรวจสอบได้โดยใช้ออสซิลโลสโคป จำเป็นต้องตรวจสอบชุดประกอบที่ถูกต้องของสะพานไดโอดของอุปกรณ์ด้วยเหตุนี้จึงใช้แรงดันไฟฟ้า 15 V (กระแสไม่ควรเกิน 100 mA)

เฟสของหม้อแปลงอาจมีการเชื่อมต่อไม่ถูกต้องเมื่อประกอบอุปกรณ์ ซึ่งอาจนำไปสู่การทำงานที่ไม่ถูกต้องของอินเวอร์เตอร์และทำให้เกิดเสียงรบกวนที่รุนแรง เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จะต้องตรวจสอบการเชื่อมต่อเฟสที่ถูกต้องโดยใช้ออสซิลโลสโคปแบบลำแสงคู่ ลำแสงหนึ่งของอุปกรณ์เชื่อมต่อกับขดลวดปฐมภูมิและลำแสงที่สองไปยังขดลวดทุติยภูมิ เฟสของพัลส์หากต่อขดลวดอย่างถูกต้องควรจะเท่ากัน

ตรวจสอบการผลิตและการเชื่อมต่อหม้อแปลงที่ถูกต้องโดยใช้ออสซิลโลสโคปและการเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่างกันกับไดโอดบริดจ์ จากเสียงของหม้อแปลงและการอ่านออสซิลโลสโคปสรุปได้ว่าจำเป็นต้องปรับปรุงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมด

หากต้องการตรวจสอบว่าคุณสามารถทำงานกับอินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมดอย่างต่อเนื่องได้นานแค่ไหน คุณต้องเริ่มการทดสอบจาก 10 วินาที หากหม้อน้ำของอุปกรณ์ไม่ร้อนขึ้นระหว่างการใช้งานในช่วงระยะเวลาดังกล่าว คุณสามารถเพิ่มระยะเวลาเป็น 20 วินาทีได้ หากช่วงเวลาดังกล่าวไม่ส่งผลเสียต่อสภาพของอินเวอร์เตอร์ คุณสามารถเพิ่มเวลาการทำงานของเครื่องเชื่อมเป็น 1 นาทีได้

การบำรุงรักษาอินเวอร์เตอร์เชื่อมแบบโฮมเมด

เพื่อให้อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ใช้งานได้นานจะต้องได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม

หากอินเวอร์เตอร์ของคุณหยุดทำงาน คุณจะต้องเปิดฝาครอบและเป่าด้านในออกด้วยเครื่องดูดฝุ่น สถานที่ที่มีฝุ่นหลงเหลืออยู่สามารถทำความสะอาดได้อย่างทั่วถึงด้วยแปรงและผ้าแห้ง

สิ่งแรกที่คุณต้องทำเมื่อวินิจฉัยอินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อมคือการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอินพุต หากไม่มีแรงดันไฟฟ้าควรตรวจสอบการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ ปัญหาในสถานการณ์นี้อาจเป็นเพราะฟิวส์ของเครื่องเชื่อมขาด จุดอ่อนอีกประการหนึ่งของอินเวอร์เตอร์คือเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ซึ่งในกรณีที่เกิดการเสียจะต้องไม่ซ่อมแซม แต่ต้องเปลี่ยนใหม่

เมื่อทำการวินิจฉัยจำเป็นต้องคำนึงถึงคุณภาพของการเชื่อมต่อของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ คุณสามารถระบุการเชื่อมต่อที่ทำไม่ดีด้วยสายตาหรือใช้ผู้ทดสอบ หากมีการระบุการเชื่อมต่อดังกล่าว จะต้องแก้ไขเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลวของอินเวอร์เตอร์การเชื่อมในอนาคต

เฉพาะในกรณีที่คุณใส่ใจในการบำรุงรักษาอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์เท่านั้น คุณจึงจะสามารถวางใจได้ว่าอุปกรณ์จะให้บริการคุณได้ยาวนานและช่วยให้คุณสามารถทำงานเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

2 คะแนนเฉลี่ย: 5,00 จาก 5)

เมื่อรถไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน คุณต้องสตาร์ทอย่างน้อยเดือนละครั้ง แบตเตอรี่จ่ายไฟฟ้าให้กับรถยนต์ได้ดีเป็นเวลา 4-5 ปี จากนั้นไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับรถยนต์ได้อย่างเหมาะสม และยังชาร์จไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องชาร์จแบบพกพาได้ไม่ดีอีกด้วย หลังจากมีประสบการณ์มากมายในการประกอบเครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ ฉันมีความคิดที่จะสร้างอุปกรณ์สำหรับสตาร์ทเครื่องยนต์โดยใช้อุปกรณ์ดังกล่าว

อุปกรณ์นี้สามารถใช้งานได้ทั้งแบบมีหรือไม่มีแบตเตอรี่ติดตั้งอยู่ พร้อมแบตเตอรี่ แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์การสตาร์ทเครื่องยนต์จะง่ายยิ่งขึ้นไปอีก ฉันพยายามสตาร์ทเครื่องยนต์ 88 แรงม้าโดยไม่มีแบตเตอรี่ การทดลองประสบผลสำเร็จโดยไม่มีข้อผิดพลาดใดๆ

บนอินเวอร์เตอร์คุณต้องตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตเป็น 11.2 V สตาร์ทเตอร์ของเครื่องยนต์สันดาปภายในได้รับการออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้านี้ (10-11 V) แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ที่เราประกอบมีความสามารถในการรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ตลอดจนฟังก์ชั่นป้องกันกระแสสูงสุด 224 A ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรของสายไฟ

เทคโนโลยีไอจีบีที ตามที่วงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์ได้รับการพัฒนานั้นขึ้นอยู่กับหลักการของการเปิดและการปิดทรานซิสเตอร์กำลังสูงที่ใช้ในยูนิตโดยสมบูรณ์ ทำให้สามารถลดการสูญเสียสวิตช์ IGBT ได้อย่างดีที่สุด

ที่เอาต์พุต สามารถควบคุมกระแสและแรงดันไฟฟ้าได้โดยการเปลี่ยนความกว้างของพัลส์ควบคุมสวิตช์เปิดปิด เนื่องจากทำงานที่ความถี่สูง จึงต้องปรับที่ความถี่ 56 kHz การดำเนินงานในอุดมคติดังกล่าวเป็นไปได้เฉพาะกับความถี่เอาต์พุตที่เสถียรเท่านั้นตลอดจนการรักษาระดับที่แหล่งจ่ายไฟทำงาน ในกรณีนี้ เฉพาะความกว้างและระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าเท่านั้นที่จะเปลี่ยนแปลงในช่วง (0% - 45%) ของความกว้างพัลส์ ส่วนที่เหลืออีก 55% เป็นระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์บนปุ่มควบคุม

หม้อแปลงหน่วยอินเวอร์เตอร์ มีแกนเฟอร์ไรต์ ทำให้สามารถปรับอุปกรณ์ที่ความถี่สูง 56 kHz ได้ ไม่มีการสร้างกระแสน้ำวนบนแกนโลหะ

ทรานซิสเตอร์ IGBT มีพลังงานที่จำเป็นและไม่สร้างสนามน้ำวนรอบตัวเอง ทำไมคุณต้องสร้างความถี่สูงในแหล่งจ่ายไฟ? คำตอบนั้นชัดเจน เมื่อใช้หม้อแปลงไฟฟ้า ยิ่งความถี่แรงดันไฟฟ้าสูงเท่าไร ขดลวดบนแกนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ข้อดีอีกประการหนึ่งของการทำงานที่มีความถี่สูงคือประสิทธิภาพสูงของหม้อแปลงซึ่งในกรณีนี้จะกลายเป็น 95% เนื่องจากขดลวดแกนทำจากลวดหนา

อุปกรณ์หม้อแปลงไฟฟ้า, ที่ใช้ในวงจรมีขนาดเล็กและเบามาก อุปกรณ์ความกว้างพัลส์ (PWM) - สร้างการสูญเสียน้อยลงทำให้แรงดันไฟฟ้ามีความเสถียรเมื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบเสถียรภาพแบบอะนาล็อก ในกรณีหลัง พลังงานจะกระจายไปในทรานซิสเตอร์กำลังสูง

คนที่เข้าใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุอาจสังเกตเห็นว่าหม้อแปลงเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานในระหว่างรอบสัญญาณนาฬิกาด้วยปุ่มสองปุ่ม อันหนึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องหมายบวก อีกอันเชื่อมต่อกับเครื่องหมายลบ วงจรไฟฟ้าตามหลักการ Flea Buck เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อหม้อแปลงด้วยปุ่มเดียว การเชื่อมต่อดังกล่าวนำไปสู่การสูญเสียพลังงานจำนวนมาก (รวมประมาณ 10-15% ของพลังงานทั้งหมด) เนื่องจากขดลวดอุปนัยจะกระจายพลังงานไปยังตัวต้านทาน การสูญเสียพลังงานดังกล่าวเป็นที่ยอมรับไม่ได้สำหรับการสร้างแหล่งจ่ายพลังงานที่ทรงพลังหลายกิโลวัตต์

ในแผนภาพด้านบน ข้อบกพร่องนี้ได้ถูกกำจัดออกไปแล้ว พลังงานที่ปล่อยออกมาจะไหลผ่านไดโอด VD18 และ VD19 กลับเข้าไปในแหล่งจ่ายไฟของบริดจ์ ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของหม้อแปลงต่อไป

การสูญเสียคีย์เพิ่มเติมคือไม่เกิน 40 วัตต์ วงจร Flea Buck ทำให้เกิดการสูญเสียตัวต้านทานจำนวน 300-200 วัตต์ ทรานซิสเตอร์ IRG64PC50W ซึ่งใช้ในวงจรไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟโดยใช้เทคโนโลยี IGBT มีคุณสมบัติการเปิดอย่างรวดเร็ว ในเวลาเดียวกัน ความเร็วในการปิดจะแย่กว่ามาก ซึ่งส่งผลให้เกิดความร้อนแบบพัลส์ของคริสตัลในขณะที่ทรานซิสเตอร์ปิด พลังงานประมาณ 1 กิโลวัตต์ถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อนบนผนังของทรานซิสเตอร์ พลังงานนี้สูงมากสำหรับทรานซิสเตอร์ ซึ่งอาจนำไปสู่ความร้อนสูงเกินได้

เพื่อลดกำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นทันทีนี้ จึงมีการเชื่อมต่อวงจรเพิ่มเติม C16 R24 VD31 ระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ เช่นเดียวกันกับ IGBT ด้านบนของทรานซิสเตอร์ซึ่งจะลดพลังงานของชิปในขณะที่ปิด การใช้งานนี้นำไปสู่การเพิ่มพลังงานในขณะที่สวิตช์ทรานซิสเตอร์เปิดขึ้น แต่มันเกิดขึ้นเกือบจะในทันที

ในขณะที่ IGBT เปิดขึ้น ตัวเก็บประจุ C16 จะถูกปล่อยผ่านตัวต้านทาน R24 การชาร์จจะเกิดขึ้นในขณะที่ทรานซิสเตอร์ปิดผ่านไดโอด VD3 ที่รวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ รูปแบบของความตึงเครียดที่เพิ่มขึ้นจึงล่าช้าออกไป ขณะที่ IGBT กำลังปิด กำลังที่ปล่อยออกมาจากสวิตช์ทรานซิสเตอร์จะลดลง

การเปลี่ยนแปลงในวงจรไฟฟ้านี้ทำหน้าที่ได้อย่างยอดเยี่ยมในการระงับไฟกระชากแบบเรโซแนนซ์ของหม้อแปลงไฟฟ้า ดังนั้นจึงป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 600 โวลต์ไม่ให้ผ่านสวิตช์

ไอจีบีทีเป็นหม้อแปลงคอมโพสิตที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ภาคสนามและทรานซิสเตอร์สองขั้วที่มีการเปลี่ยนผ่าน ทรานซิสเตอร์สนามผลทำหน้าที่เป็นตัวหลักที่นี่ ในการควบคุมต้องใช้พัลส์สี่เหลี่ยมที่มีแอมพลิจูดอย่างน้อย 12 V และไม่เกิน 18 V ออปโตคัปเปลอร์พิเศษ (HCPL3120 หรือ HCPL3180) จะรวมอยู่ในส่วนนี้ของวงจร โหลดการทำงานของอิมพัลส์ที่เป็นไปได้คือ 2 A

ออปโตคัปเปลอร์ทำงานในลักษณะนี้ ในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าปรากฏบน LED ออปโตคัปเปลอร์ อินพุต 1,2,3 และ 4 จะถูกจ่ายไฟ พัลส์กระแสอันทรงพลังที่มีแอมพลิจูด 15.8 V จะเกิดขึ้นทันทีที่เอาต์พุต ระดับพัลส์ถูก จำกัด ด้วยตัวต้านทาน R55 และ R48

เมื่อแรงดันไฟฟ้าบน LED หายไป แอมพลิจูดจะลดลงซึ่งจะเปิดทรานซิสเตอร์ T2 และ T4 สิ่งนี้จะสร้างระดับกระแสที่สูงขึ้นในตัวต้านทาน R48 และ R58 และยังคายประจุตัวเก็บประจุของสวิตช์ IGBT อย่างรวดเร็วอีกด้วย

เราประกอบสะพานร่วมกับไดรเวอร์ออปโตคัปเปลอร์โดยใช้หม้อน้ำจากคอมพิวเตอร์ Pentium 4 ซึ่งมีฐานแบน ก่อนติดตั้งทรานซิสเตอร์ คุณต้องทาซิลิโคนที่พื้นผิวหม้อน้ำ

ต้องตัดหม้อน้ำออกเป็นสองส่วนเพื่อให้ปุ่มบนและล่างไม่มีหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าซึ่งกันและกัน ไดโอดติดอยู่กับหม้อน้ำด้วยตัวเว้นระยะไมกาพิเศษ การเชื่อมต่อสายไฟทั้งหมดได้รับการติดตั้งโดยใช้การติดตั้งแบบยึดบนพื้นผิว บนพาวเวอร์บัส คุณจะต้องบัดกรีตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม 8 ตัว ตัวละ 150 nF และแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 630 V

ขดลวดเอาท์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้าและตัวเหนี่ยวนำ

เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตที่ไม่มีโหลดถึง 50 V จึงจำเป็นต้องแก้ไขโดยใช้ไดโอด VD19 และ VD20 จากนั้นแรงดันโหลดจะถูกส่งไปยังตัวเหนี่ยวนำโดยแรงดันไฟฟ้าจะถูกปรับให้เรียบและแบ่งครึ่ง

เมื่อทรานซิสเตอร์ IGBT เปิด เฟสความอิ่มตัวของตัวเหนี่ยวนำ L3 จะเริ่มต้นขึ้น เมื่อ IGBT อยู่ในสถานะปิด เฟสการปล่อยตัวเหนี่ยวนำจะเริ่มต้นขึ้น การคายประจุเกิดขึ้นผ่านไดโอด VD22 และ VD21 ที่ปิดวงจร ดังนั้นกระแสที่ไหลไปยังตัวเก็บประจุจึงถูกแก้ไข

ความเสถียรและข้อจำกัดกระแสด้วยการปรับความกว้างพัลส์

2 คืออินพุตสำหรับการขยายแรงดันไฟฟ้า 1 คือเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง แอมพลิฟายเออร์จะเปลี่ยนกระแสการทำงานของอินเวอร์เตอร์ตลอดจนความกว้างพัลส์ การเปลี่ยนแปลงแบบแยกส่วนจะสร้างลักษณะโหลดโดยขึ้นอยู่กับแรงดันป้อนกลับระหว่างแหล่งจ่ายไฟและอินพุตของวงจรขนาดเล็ก Pin 2 ของ microcircuit รักษาแรงดันไฟฟ้าที่ 2.5 V.

ความกว้างของพัลส์การทำงานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต 2 ของไมโครวงจร ความกว้างของพัลส์จะกว้างขึ้นหากแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 2.5 V หากแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าที่ระบุ ความกว้างจะแคบลง

ความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟขึ้นอยู่กับตัวต้านทาน R2 และ R1 หากแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมากเนื่องจากกระแสเอาต์พุตสูง จำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานของตัวต้านทาน R1

บางครั้งอาจเกิดขึ้นว่าในระหว่างขั้นตอนการตั้งค่า ตัวเครื่องเริ่มส่งเสียงหึ่งๆ ในกรณีนี้จำเป็นต้องปรับตัวต้านทาน R1 และความจุของตัวเก็บประจุ C1 และ C2 หากมาตรการดังกล่าวไม่สามารถช่วยได้คุณสามารถลองลดจำนวนรอบของตัวเหนี่ยวนำ C3 ได้

หม้อแปลงต้องทำงานอย่างเงียบๆ ไม่เช่นนั้นทรานซิสเตอร์จะไหม้ แม้ว่ามาตรการข้างต้นทั้งหมดจะไม่ช่วยอะไร คุณต้องเพิ่มตัวเก็บประจุ 1 µF หลายตัวลงในแหล่งจ่ายไฟสามช่อง

บอร์ดเก็บประจุไฟฟ้า 1320 µF

เมื่อเปิดแหล่งจ่ายไฟเข้ากับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 V กระแสไฟกระชากจะเกิดขึ้นหลังจากนั้นชุดไดโอด VD8 จะล้มเหลวขณะชาร์จตัวเก็บประจุ เพื่อป้องกันผลกระทบนี้ คุณต้องติดตั้งตัวต้านทาน R11 เมื่อประจุตัวเก็บประจุ ตัวจับเวลาบนทรานซิสเตอร์ศูนย์จะออกคำสั่งให้ปิดหน้าสัมผัสและสับเปลี่ยนรีเลย์ ตอนนี้กระแสไฟฟ้าที่ต้องการจะถูกส่งไปยังสะพานไฟฟ้าพร้อมกับหม้อแปลงไฟฟ้า

ตัวจับเวลาบน VT1 จะเปิดหน้าสัมผัสของรีเลย์ K2 ซึ่งอนุญาตให้ใช้กระบวนการมอดูเลตความกว้างพัลส์

การตั้งค่าบล็อก

ขั้นตอนแรกคือการใช้แรงดันไฟฟ้า 15 V กับบริดจ์ไฟฟ้า ตรวจสอบการทำงานที่ถูกต้องของบริดจ์และการติดตั้งองค์ประกอบต่างๆ ถัดไป คุณสามารถจ่ายไฟให้สะพานด้วยแรงดันไฟหลักได้ในช่องว่างระหว่าง +310 V โดยที่ตัวเก็บประจุ 1320 μF และตัวเก็บประจุที่มีความจุ 150 nF และวางหลอดไฟ 150-200 วัตต์ จากนั้นเราเชื่อมต่อออสฟิโลกราฟกับตัวสะสมและตัวปล่อยของสวิตช์ไฟล่างเข้ากับวงจรไฟฟ้า คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการปล่อยก๊าซนั้นอยู่ในโซนปกติไม่เกิน 330 V ต่อไปเราตั้งค่าความถี่สัญญาณนาฬิกา PWM จำเป็นต้องลดความถี่ลงจนกว่าออสซิลโลแกรมจะโค้งงอเล็กน้อยซึ่งบ่งชี้ว่าหม้อแปลงมีความอิ่มตัวมากเกินไป

ความถี่สัญญาณนาฬิกาในการทำงานของหม้อแปลงคำนวณด้วยวิธีนี้: ขั้นแรกเราจะวัดความถี่สัญญาณนาฬิกาของความอิ่มตัวของหม้อแปลงมากเกินไปหารด้วย 2 และเพิ่มผลลัพธ์ให้กับความถี่ที่พัลส์โค้งงอ

จากนั้นคุณจะต้องจ่ายไฟให้กับสะพานผ่านกาต้มน้ำที่มีกำลัง 2 กิโลวัตต์ เราตัดการเชื่อมต่อข้อเสนอแนะแรงดันไฟฟ้า PWM ใช้แรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้กับตัวต้านทาน R2 ณ จุดที่เชื่อมต่อกับซีเนอร์ไดโอด D4 จาก 5 V ถึง 0 ดังนั้นจึงปรับกระแสวงจรจาก 30 A ถึง 200 A

เราปรับแรงดันไฟฟ้าให้น้อยที่สุดใกล้กับ 5 V ตัวเก็บประจุคลายประจุ C23 และลัดวงจรเอาต์พุตของบล็อก หากคุณได้ยินเสียงกริ่ง คุณจะต้องส่งสายไปในทิศทางอื่น เราตรวจสอบเฟสของขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า เราเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปเข้ากับสวิตช์ด้านล่างและเพิ่มโหลดเพื่อไม่ให้มีเสียงเรียกเข้าหรือแรงดันไฟกระชากเกิน 400 V

เราวัดอุณหภูมิของหม้อน้ำสะพานเพื่อให้หม้อน้ำร้อนขึ้นอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งบ่งบอกถึงสะพานคุณภาพสูง เราเชื่อมต่อข้อเสนอแนะแรงดันไฟฟ้า เราติดตั้งตัวเก็บประจุ C23 วัดแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้อยู่ในช่วง 11-11.2 V เราโหลดแหล่งพลังงานด้วยโหลดเล็กน้อย 40 วัตต์

เราปรับการทำงานที่เงียบของหม้อแปลงโดยการเปลี่ยนจำนวนรอบของตัวเหนี่ยวนำ L3 หากวิธีนี้ไม่ได้ผลเราจะเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุ C1 และ C2 หรือวางบอร์ด PWM ให้ห่างจากการรบกวนของหม้อแปลงไฟฟ้า