Kompozitný tranzistor (Darlingtonov obvod)
Kompozitný Darlingtonov tranzistor je tvorený dvojicou štandardných tranzistorov kombinovaných kryštálom a spoločným ochranným...
Pred šiestimi mesiacmi som si kúpil auto. Nebudem opisovať všetky vykonané modernizácie na jeho zlepšenie, zameriam sa len na jednu. Ide o 12-220V menič pre napájanie spotrebnej elektroniky z palubnej siete vozidla.
Samozrejme, že ste si ho mohli kúpiť v obchode za 25-30 dolárov, ale bol som zmätený ich silou. Na napájanie aj notebooku prúd 0,5-1 ampéra, ktorý produkuje väčšina meničov do auta, zjavne nestačí.
Výber schémy zapojenia.
Od prírody som lenivý človek, a tak som sa rozhodol „nevynájsť koleso“, ale vyhľadať na internete podobné návrhy a prispôsobiť si okruh jedného z nich. Čas veľmi tlačil, a tak bola prioritou jednoduchosť a absencia drahých náhradných dielov.
Na jednom z fór bol zvolený jednoduchý obvod pomocou bežného PWM regulátora TL494. Nevýhodou tohto obvodu je, že na výstupe vytvára obdĺžnikové napätie 220 V, ale pre impulzné výkonové obvody to nie je kritické.
Výber dielov.
Obvod bol vybraný, pretože takmer všetky časti bolo možné odobrať z počítačového zdroja. Pre mňa to bolo veľmi kritické, pretože najbližšia špecializovaná predajňa je vzdialená viac ako 150 km.
Výstupné kondenzátory, odpory a samotný mikroobvod boli odstránené z dvojice chybných napájacích zdrojov 250 a 350 W.
Ťažkosti vznikli iba pri vysokofrekvenčných diódach na prevod napätia na výstupe zvyšovacieho transformátora, ale tu ma zachránili staré zdroje. Charakteristika KD2999V mi celkom vyhovovala.
Montáž hotového zariadenia.
Zariadenie som musel zložiť do niekoľkých hodín po práci, pretože bola naplánovaná dlhá cesta.
Keďže čas bol veľmi obmedzený, ďalšie materiály a nástroje som jednoducho nehľadal. Použil som len to, čo bolo po ruke. Opäť som kvôli rýchlosti nepoužil vzorky plošných spojov uvedené na fórach. Za 30 minút sme si na papier navrhli vlastnú dosku plošných spojov a jej dizajn sa preniesol na DPS.
Pomocou skalpela bola odstránená jedna z vrstiev fólie. Na zostávajúcej vrstve boli pozdĺž nanesených línií nakreslené hlboké drážky. Pomocou zakrivenej pinzety sa to ukázalo ako najvýhodnejšie, drážky sa prehĺbili až na nevodivú vrstvu. Na miestach, kde boli diely inštalované pomocou šidla, to nebolo na fotke, boli urobené diery.
Montáž som začal inštaláciou transformátora, použil som zostupný jeden z blokov, jednoducho som ho otočil a namiesto zníženia napätia zo 400 V na 12 V zvýšil z 12 V na 268 V. Nahradením rezistorov R3 a kondenzátora C1 bolo možné znížiť výstupné napätie na 220 V, ale ďalšie experimenty ukázali, že by sa to nemalo robiť.
Po transformátore, v poradí klesajúcej veľkosti, som nainštaloval zvyšné náhradné diely.
Bolo rozhodnuté nainštalovať tranzistory s efektom poľa na podlhovasté vstupy, aby sa dali ľahšie pripojiť k chladiču.
Konečným výsledkom je toto zariadenie:
Ostáva už len konečná úprava – uchytenie radiátora. Na doske sú viditeľné 4 otvory, aj keď sú tam len 3 samorezné skrutky, práve pri montáži sa rozhodlo o miernej zmene polohy radiátora pre lepší vzhľad. Po konečnej montáži sme dostali toto:
Testy.
Nebol čas na konkrétne testovanie zariadenia, bolo jednoducho pripojené k batérii z neprerušiteľného zdroja napájania. Na výstup bola pripojená záťaž v podobe 30 W žiarovky. Po vznietení sa zariadenie jednoducho hodilo do batohu a na 2 týždne som odišiel na služobnú cestu.
Za 2 týždne zariadenie nikdy nezlyhalo. Z neho boli napájané rôzne zariadenia. Pri meraní multimetrom dosiahol maximálny získaný prúd 2,7 A.
Tento menič bol vyvinutý len pred mesiacom a odvtedy si získal veľkú popularitu. Obvod je pomerne jednoduchý, neobsahuje mikroobvody ani zložité obvodové riešenia – jednoduchý hlavný oscilátor naladený na 57Hz a výkonové spínače.
Výkon meniča priamo závisí od počtu párov výstupných spínačov a od celkových rozmerov použitého transformátora. Samotný transformátor je prevzatý zo starého neprerušiteľného zdroja napájania. Výstupné napätie 220-260 Voltov. Výkon s 3 pármi poľných spínačov je až 400 wattov, s dobrou batériou až 500 wattov!
Výstupná frekvencia umožňuje pripojiť k tomuto meniču také domáce spotrebiče ako TV, magnetofón, prehrávače, nabíjačky pre mobilné telefóny, notebooky a netbooky, počítač, chladničku, uhlovú brúsku, vŕtačku, vysávač a všetko, príde pod ruku.
Obvod môže byť implementovaný len za pár dolárov, ak je k dispozícii transformátor. Niekoľko slov o samotnom obvode. Poľné kľúče je možné použiť IRFZ40/44/48, IRF3205, IRL3705 alebo výkonnejšie IRF3808 - len s dvoma pármi týchto kľúčov môžete odobrať energiu v rozsahu 800-900 wattov! Tranzistory generátora je možné nahradiť KT817/815 /819/805
S jedným párom irfz44 môžete vytiahnuť až 150 wattov čistého výkonu (v niektorých prípadoch až 200 wattov). Filmové kondenzátory s napätím 65-400 voltov nie sú obzvlášť dôležité. Hradlové rezistory kľúčov môžu mať hodnotu od 2,2 do 22 Ohmov.
>Menič pracuje bez dodatočného nastavovania - ihneď po zapnutí je odber prúdu naprázdno 270-300 mA, pričom tranzistory by sa pri voľnobehu nemali prehrievať. Tranzistory sú pripevnené k spoločnému chladiču cez sľudové rozpery. Napájacie zbernice musia mať priemer minimálne 5 mm, výkon meniča stále nie je malý.
Celý dizajn perfektne zapadá do puzdra od zdroja počítača a stále pomáha v niektorých situáciách, keď v dome nie je elektrina alebo potrebujete napájať domácu záťaž v teréne, výborná voľba pre motoristu, ak potrebujete vykonajte opravy na aute ďaleko od zásuvky (s 3 pármi irf3205 bude výkon okolo 1000 wattov, preto bez problémov pripojíte vŕtačky, brúsky a iné podobné nástroje).
Ahoj. Dnes budem hovoriť o pomerne výkonnom meniči (invertore) z 12 voltov DC na 220 voltov AC. Deklarovaný výkon tohto meniča je až 3000 W. Či je to pravda alebo nie, pokúsim sa ukázať v recenzii.
Preskúmanie bude zahŕňať aj demontáž, podrobné preskúmanie všetkých vnútorných častí a testovanie.
Predmet som kúpil za 55,38 $ + 19,57 $ poštovné, spolu 74,95 $. Teraz je to trochu drahšie.
Pre záujemcov prosím...
Napäťový menič do auta môže byť niekedy neuveriteľne užitočný, ale väčšina produktov v obchodoch má buď nízku kvalitu, alebo nevyhovuje z hľadiska výkonu a nie je lacná. Obvod meniča sa však skladá z najjednoduchších častí, preto ponúkame pokyny na zostavenie meniča napätia vlastnými rukami.
Prvá vec, ktorú treba zvážiť, sú straty pri premene elektriny uvoľnené vo forme tepla na spínačoch okruhu. V priemere je táto hodnota 2-5% menovitého výkonu zariadenia, ale toto číslo má tendenciu sa zvyšovať v dôsledku nesprávneho výberu alebo starnutia komponentov.
Odvod tepla z polovodičových prvkov má kľúčový význam: tranzistory sú veľmi citlivé na prehriatie, čo sa prejavuje v rýchlej degradácii polovodičových prvkov a pravdepodobne aj v ich úplnom zlyhaní. Z tohto dôvodu by mal byť základom pre puzdro chladič - hliníkový radiátor.
Pre profily radiátorov je vhodný bežný „hrebeň“ so šírkou 80-120 mm a dĺžkou asi 300-400 mm. Tranzistorové clony s efektom poľa sú pripevnené k plochej časti profilu skrutkami - kovovými bodkami na ich zadnej ploche. Ale to nie je všetko jednoduché: medzi obrazovkami všetkých tranzistorov v obvode by nemal byť žiadny elektrický kontakt, takže chladič a upevňovacie prvky sú izolované sľudovými fóliami a kartónovými podložkami, zatiaľ čo na oboch stranách dielektrickej rozpery je aplikované tepelné rozhranie. s pastou obsahujúcou kov.
Je mimoriadne dôležité pochopiť, prečo invertor nie je len napäťový transformátor a tiež prečo existuje taká rôznorodá škála takýchto zariadení. Najprv si pamätajte, že pripojením transformátora k zdroju jednosmerného prúdu nedostanete na výstupe nič: prúd v batérii nemení polaritu, preto fenomén elektromagnetickej indukcie v transformátore ako taký chýba.
Prvou časťou invertorového obvodu je vstupný multivibrátor, ktorý simuluje oscilácie siete na vykonanie transformácie. Zvyčajne je zostavený na dvoch bipolárnych tranzistoroch schopných riadiť výkonové spínače (napríklad IRFZ44, IRF1010NPBF alebo výkonnejšie - IRF1404ZPBF), pre ktoré je najdôležitejším parametrom maximálny povolený prúd. Môže dosiahnuť niekoľko stoviek ampérov, ale vo všeobecnosti stačí vynásobiť prúd napätím batérie, aby ste získali približný počet wattov výkonu bez zohľadnenia strát.
Jednoduchý prevodník založený na multivibrátore a prepínačoch výkonových polí IRFZ44
Pracovná frekvencia multivibrátora nie je konštantná, jej výpočet a stabilizácia je strata času. Namiesto toho sa prúd na výstupe transformátora premení späť na jednosmerný prúd pomocou diódového mostíka. Takýto menič môže byť vhodný na napájanie čisto aktívnych záťaží - žiaroviek alebo elektrických ohrievačov, sporákov.
Na základe získanej základne môžete zostaviť ďalšie obvody, ktoré sa líšia frekvenciou a čistotou výstupného signálu. Je jednoduchšie vybrať komponenty pre vysokonapäťovú časť obvodu: prúdy tu nie sú také vysoké, v niektorých prípadoch je možné výstupný multivibrátor a zostavu filtra nahradiť párom mikroobvodov s príslušným zapojením. Pre záťažovú sieť by sa mali použiť elektrolytické kondenzátory a pre obvody s nízkou úrovňou signálu sľudové kondenzátory.
Možnosť prevodníka s frekvenčným generátorom na báze mikroobvodov K561TM2 v primárnom okruhu
Za zmienku tiež stojí, že na zvýšenie konečného výkonu nie je vôbec potrebné kupovať výkonnejšie a tepelne odolnejšie komponenty primárneho multivibrátora. Problém možno vyriešiť zvýšením počtu paralelne zapojených obvodov meniča, ale každý z nich bude vyžadovať vlastný transformátor.
Možnosť s paralelným zapojením obvodov
Napäťové meniče dnes využívajú všade, ako motoristi, ktorí chcú používať domáce spotrebiče mimo domova, tak aj obyvatelia autonómnych domov poháňaných solárnou energiou. A vo všeobecnosti môžeme povedať, že zložitosť meničového zariadenia priamo určuje šírku rozsahu prúdových kolektorov, ktoré je možné k nemu pripojiť.
Bohužiaľ, čistý „sínus“ je prítomný iba v hlavnej napájacej sieti, je veľmi, veľmi ťažké dosiahnuť konverziu jednosmerného prúdu do nej. Ale vo väčšine prípadov to nie je potrebné. Na pripojenie elektromotorov (od vŕtačiek až po mlynčeky na kávu) stačí pulzujúci prúd s frekvenciou 50 až 100 hertzov bez vyhladzovania.
ESL, LED lampy a všetky druhy generátorov prúdu (napájacie zdroje, nabíjačky) sú kritickejšie pre výber frekvencie, pretože ich prevádzkový obvod je založený na 50 Hz. V takýchto prípadoch by mali byť do sekundárneho vibrátora zahrnuté mikroobvody nazývané generátor impulzov. Môžu spínať malú záťaž priamo alebo pôsobiť ako „vodič“ pre sériu výkonových spínačov vo výstupnom obvode meniča.
Ale ani takýto prefíkaný plán nebude fungovať, ak plánujete použiť menič na poskytovanie stabilného napájania do sietí s množstvom heterogénnych spotrebiteľov vrátane asynchrónnych elektrických strojov. Tu je čistý „sínus“ veľmi dôležitý a toto dokážu realizovať iba frekvenčné meniče s digitálnym riadením signálu.
Na zostavenie meniča potrebujeme iba jeden obvodový prvok, ktorý transformuje nízke napätie na vysoké napätie. Môžete použiť transformátory z napájacích zdrojov osobných počítačov a starých UPS, ich vinutia sú určené na transformáciu 12/24-250 V a späť, zostáva len správne určiť závery.
Napriek tomu je lepšie navíjať transformátor vlastnými rukami, pretože feritové krúžky to umožňujú sami a s akýmikoľvek parametrami. Ferit má vynikajúcu elektromagnetickú vodivosť, čo znamená, že transformačné straty budú minimálne, aj keď je drôt navinutý ručne a nie tesne. Okrem toho môžete ľahko vypočítať požadovaný počet závitov a hrúbku drôtu pomocou kalkulačiek dostupných na internete.
Pred navíjaním je potrebné pripraviť jadrový krúžok - odstrániť ostré hrany pilníkom a pevne zabaliť izolátorom - sklolaminátom impregnovaným epoxidovým lepidlom. Ďalej prichádza navíjanie primárneho vinutia z hrubého medeného drôtu vypočítaného prierezu. Po vytočení požadovaného počtu otáčok musia byť rovnomerne rozložené po povrchu krúžku v rovnakých intervaloch. Svorky vinutia sú zapojené podľa schémy a izolované tepelným zmršťovaním.
Primárne vinutie je pokryté dvoma vrstvami izolačnej pásky Mylar, potom je navinuté vysokonapäťové sekundárne vinutie a ďalšia vrstva izolácie. Dôležitým bodom je, že sekundár musí byť navinutý v opačnom smere, inak transformátor nebude fungovať. Nakoniec je potrebné do medzery k jednému z odbočiek prispájkovať polovodičovú tepelnú poistku, ktorej prúd a reakčná teplota sú určené parametrami vodiča sekundárneho vinutia (telo poistky musí byť tesne navinuté na transformátor). Transformátor je zvrchu obalený dvomi vrstvami vinylovej izolácie bez lepiacej základne, koniec je zaistený viazačkou alebo kyanoakrylátovým lepidlom.
Zostáva len zostaviť zariadenie. Pretože v obvode nie je toľko komponentov, môžu byť umiestnené nie na doske s plošnými spojmi, ale namontované na radiátor, to znamená na telo zariadenia. Nožičky kolíkov prispájkujeme pevným medeným drôtom dostatočne veľkého prierezu, potom sa miesto pripojenia spevní 5-7 závitmi tenkého transformátorového drôtu a malým množstvom spájky POS-61. Po vychladnutí spoja sa izoluje tenkou teplom zmrštiteľnou bužírkou.
Vysokovýkonné obvody so zložitými sekundárnymi obvodmi môžu vyžadovať dosku s plošnými spojmi s tranzistormi zoradenými na okraji pre voľné pripojenie k chladiču. Na výrobu pečate je vhodné sklolaminát s hrúbkou fólie aspoň 50 mikrónov, ak je náter tenší, vystužte nízkonapäťové obvody prepojkami z medeného drôtu.
Dnes je ľahké vyrobiť si dosku plošných spojov doma - program Sprint-Layout vám umožňuje kresliť orezávacie šablóny pre obvody akejkoľvek zložitosti, vrátane obojstranných dosiek. Výsledný obrázok je vytlačený laserovou tlačiarňou na kvalitný fotopapier. Potom sa šablóna nanesie na očistenú a odmastenú meď, zažehlí sa a papier sa zmyje vodou. Táto technológia sa nazýva „laser ironing“ (LIT) a je dostatočne podrobne opísaná na internete.
Zvyšky medi môžete rozleptať chloridom železitým, elektrolytom alebo dokonca kuchynskou soľou; existuje veľa spôsobov. Po leptaní je potrebné zapečený toner zmyť, vyvŕtať montážne otvory 1 mm vrtákom a prejsť všetky dráhy spájkovačkou (ponorený oblúk), aby sa pocínovala meď kontaktných plôšok a zlepšila sa vodivosť kanálov.
Zaujal ma obvod meniča napätia auta na pripojenie 220-voltových zariadení v aute. Užitočná vec, ak potrebujete napájať spájkovačku, malý televízor, nabíjať notebook, telefón... Schéma zapojenia je na obrázku - kliknutím zväčšíte:Napájanie počas testov bolo 13V. Prúd je približne 900 mA. Pri záťaži v podobe asynchrónneho motora s výkonom 30 wattov je prúd cca 6A. Najprv som nemohol prísť na to, prečo obvod na XX spotreboval 5A (pri pripojení vo všeobecnosti až 10A). Ukázalo sa, že sovietsky elektrolyt bol úplne suchý a nemal takmer žiadnu kapacitu, neskôr som ho vymenil za iný a obvod meniča sa rozbehol ako hodinky. Na obrázku Kote pozoruje zaujímavý elektromotor:
Použil som tranzistory (nepamätám si názov) pre 40A a 50V. Ovládač a regulátor PWM - mikroobvod SG3824, schéma zapojenia z údajového listu. Jediná úprava je, že do obvodu prúdovej ochrany som osadil diódový mostík (1. noha, inverzný vstup komparátora) a napájal napätie z trans vinutia na 12V (v UPC je to usporiadané trochu inak) a kladné napätie bolo privedené do tú istú nohu. Zároveň sa ukazuje, že výkon je stabilizovaný, čo by sa oplatilo upraviť, a predsa nevyhorela 100V žiarovka, ale motor sa zahrial - vinutia dokonca začali zapáchať. Ak zmeníte odpor rezistora na 7. vetve, frekvencia generátora sa zmení a zmení rýchlosť, ale v úzkom rozsahu, pretože asynchrónny motor je navrhnutý pre 50 Hz (to je miesto, kde je výstupný výkon najväčší) a napätie pri prvom štarte bolo 260V, čo je tiež normálne.
Čo sa týka plošných spojov, urobil som to jednoduchým spôsobom: DPS som zopnul a nožnicami som hlúpo odrezal samotný generátor z celej dosky a potom ďalší kus dosky, aby som naskrutkoval tranzistorové radiátory. Teraz už len musím nájsť normálny kondenzátor na napájanie zariadenia a kryt meniča sa dá pevne priskrutkovať.
Rozmýšľal som aj nad súčasnou ochranou. Pri určitom zaťažovacom prúde nainštalujte indikátor vo forme červenej LED, ako aj na indikáciu napájania (zelená). Môžete si pozrieť krátke video, ktoré názorne demonštruje činnosť meniča napätia:
Nakoniec som zložil telo. Pri testovaní som len tak zo srandy pripojil 100V žiarovku a hľa: ručička ampérmetra zamrzla pri 10A, čiže prakticky žiadne straty! Testy v teréne ukázali, že menič bez problémov zvládne záťaž 250 wattov pri napájaní z autobatérie. Vzhľad zmontovaného zariadenia v prípade:
A to najdôležitejšie, čo ma teší, sú studené radiátory tranzistorov, aj keď už začínajú vrieť usmerňovacie diódy (D242) pri nabíjačke!
Na korpus som priskrutkoval aj výbornú kľučku prevzatú z rádiostanice RSV-2 a teraz je konečne hotový menič 12-220V. Autor návrhu: bvz
Diskutujte o článku DOMÁCI MENIČ 12 - 220V