واحد اینورتر یا واحد منبع تغذیه. چگونه با دست خود یک اینورتر جوشکاری از منبع تغذیه رایانه بسازیم؟ مدار مونتاژ شده چگونه باید کار کند

اکثر دستگاه های الکترونیکی مدرن عملاً از منابع تغذیه آنالوگ (ترانسفورماتور) استفاده نمی کنند مبدل های پالسولتاژ. برای درک اینکه چرا این اتفاق افتاده است، باید در نظر گرفت ویژگی های طراحیو همچنین نقاط قوت و ضعف این دستگاه ها. ما همچنین در مورد هدف اجزای اصلی منابع پالس صحبت خواهیم کرد و یک مثال ساده از پیاده سازی ارائه می دهیم که می تواند با دستان شما مونتاژ شود.

ویژگی های طراحی و اصل عملیات

از چندین روش تبدیل ولتاژ به قطعات الکترونیکی قدرت، دو روش را می توان شناسایی کرد که گسترده ترین هستند:

1. آنالوگ که عنصر اصلی آن یک ترانسفورماتور کاهنده است، علاوه بر عملکرد اصلی خود، ایزولاسیون گالوانیکی را نیز فراهم می کند.
2. اصل تکانه.

بیایید ببینیم که این دو گزینه چگونه با هم تفاوت دارند.

PSU مبتنی بر ترانسفورماتور قدرت

بیایید یک بلوک دیاگرام ساده شده از این دستگاه را در نظر بگیریم. همانطور که از شکل مشخص است، یک ترانسفورماتور کاهنده در ورودی نصب شده است، با کمک آن دامنه ولتاژ تغذیه تبدیل می شود، به عنوان مثال، از 220 ولت 15 ولت می گیریم. بلوک بعدی یک یکسو کننده است، آن وظیفه تبدیل جریان سینوسی به جریان پالسی است (هارمونیک در بالای تصویر نمادین نشان داده شده است). برای این منظور از عناصر نیمه هادی یکسو کننده (دیود) متصل شده از طریق مدار پل استفاده می شود. اصل عملکرد آنها را می توان در وب سایت ما یافت.

بلوک بعدی دو عملکرد را انجام می دهد: ولتاژ را صاف می کند (خازنی با ظرفیت مناسب برای این منظور استفاده می شود) و تثبیت آن. مورد دوم ضروری است تا با افزایش بار، ولتاژ "افت" نداشته باشد.

نمودار بلوک داده شده به عنوان یک قاعده بسیار ساده شده است، منبعی از این نوع دارای فیلتر ورودی و مدارهای محافظ است، اما این برای توضیح عملکرد دستگاه مهم نیست.

تمام معایب گزینه فوق به طور مستقیم یا غیر مستقیم به عنصر طراحی اصلی - ترانسفورماتور مربوط می شود. اولا، وزن و ابعاد آن کوچک سازی را محدود می کند. برای اینکه بی‌اساس نباشیم، به عنوان مثال از ترانسفورماتور کاهنده 220/12 ولت با توان نامی 250 وات استفاده می‌کنیم. وزن چنین واحدی حدود 4 کیلوگرم، ابعاد 125x124x89 میلی متر است. می توانید تصور کنید که یک شارژر لپ تاپ بر اساس آن چقدر وزن دارد.

ثانیاً قیمت چنین دستگاه هایی گاهی چندین برابر قیمت کل سایر قطعات است.

دستگاه های پالس

همانطور که از بلوک دیاگرام نشان داده شده در شکل 3 مشاهده می شود، اصل عملکرد این دستگاه ها به طور قابل توجهی با مبدل های آنالوگ متفاوت است، در درجه اول در غیاب ترانسفورماتور کاهنده ورودی.

شکل 3. بلوک دیاگرام بلوک پالستغذیه

بیایید الگوریتم عملیاتی چنین منبعی را در نظر بگیریم:

• برق به فیلتر شبکه تامین می شود.
• سپس واحد تبدیل ولتاژ سینوسی به ولتاژ ثابت پالسی و یک فیلتر صاف کننده وارد عمل می شود.
• در مرحله بعد، یک اینورتر به فرآیند متصل می شود. بازخورد به اینورتر از طریق واحد کنترل انجام می شود.
• بلوک بعدی IT است، برای حالت ژنراتور اتوماتیک، تامین ولتاژ به مدار، حفاظت، کنترل کنترلر و همچنین بار ضروری است. علاوه بر این، وظیفه IT شامل اطمینان از جداسازی گالوانیکی بین مدارهای ولتاژ بالا و پایین است.

بر خلاف یک ترانسفورماتور کاهنده، هسته این دستگاه از مواد فرومغناطیسی ساخته شده است، این به انتقال قابل اعتماد سیگنال های RF، که می تواند در محدوده 20-100 کیلوهرتز باشد، کمک می کند. ویژگی IT این است که هنگام اتصال آن، گنجاندن ابتدا و انتهای سیم پیچ ها بسیار مهم است. ابعاد کوچک این دستگاه امکان تولید دستگاه های مینیاتوری را فراهم می کند.

• در مرحله بعد، یکسو کننده خروجی وارد عمل می شود، زیرا با ولتاژ فرکانس بالا کار می کند، این فرآیند به عناصر نیمه هادی با سرعت بالا نیاز دارد، بنابراین از دیودهای شاتکی برای این منظور استفاده می شود.
• در مرحله نهایی، صاف کردن روی یک فیلتر سودمند انجام می شود و پس از آن ولتاژ به بار اعمال می شود.

اکنون، همانطور که وعده داده شده بود، بیایید به اصل عملکرد عنصر اصلی این دستگاه - اینورتر نگاه کنیم.

اینورتر چگونه کار می کند؟

مدولاسیون RF را می توان به سه روش انجام داد:

• فرکانس پالس؛
• پالس فاز؛
• عرض پالس

در عمل از آخرین گزینه استفاده می شود. این هم به دلیل سادگی اجرا و هم به دلیل این است که PWM برخلاف دو روش مدولاسیون دیگر دارای فرکانس ارتباطی ثابت است. یک بلوک دیاگرام که عملکرد کنترلر را توصیف می کند در زیر نشان داده شده است.

الگوریتم عملکرد دستگاه به شرح زیر است:

مولد فرکانس مرجع مجموعه ای از سیگنال های مستطیلی را تولید می کند که فرکانس آنها با سیگنال مرجع مطابقت دارد. بر اساس این سیگنال، یک دندانه اره ای U P تشکیل می شود که به ورودی مقایسه کننده K PWM عرضه می شود. سیگنال UUS که از تقویت کننده کنترل می آید به ورودی دوم این دستگاه می رسد. سیگنال تولید شده توسط این تقویت کننده مطابق با اختلاف متناسب بین U P (ولتاژ مرجع) و U RS (سیگنال کنترل از مدار است. بازخورد). یعنی سیگنال کنترل UUS در واقع یک ولتاژ عدم تطابق با سطحی است که هم به جریان روی بار و هم به ولتاژ روی آن (U OUT) بستگی دارد.

این روش پیاده سازی به شما امکان می دهد یک مدار بسته را سازماندهی کنید که به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی را کنترل کنید ، یعنی در واقع ما در مورد یک واحد عملکردی خطی-گسسته صحبت می کنیم. پالس ها در خروجی آن تولید می شوند، با مدت زمان بسته به تفاوت بین سیگنال های مرجع و کنترل. بر اساس آن، یک ولتاژ برای کنترل ترانزیستور کلید اینورتر ایجاد می شود.

فرآیند تثبیت ولتاژ خروجی با نظارت بر سطح آن هنگام تغییر انجام می شود، ولتاژ سیگنال کنترل U PC به طور متناسب تغییر می کند، که منجر به افزایش یا کاهش مدت زمان بین پالس ها می شود.

در نتیجه، قدرت مدارهای ثانویه تغییر می کند که تثبیت ولتاژ خروجی را تضمین می کند.

برای اطمینان از ایمنی، جداسازی گالوانیکی بین منبع تغذیه و بازخورد ضروری است. به عنوان یک قاعده، اپتوکوپلرها برای این منظور استفاده می شوند.

نقاط قوت و ضعف منابع پالسی

اگر دستگاه های آنالوگ و پالس با قدرت یکسان را مقایسه کنیم، دومی مزایای زیر را خواهد داشت:

• اندازه و وزن کوچک به دلیل عدم وجود ترانسفورماتور کاهنده فرکانس پایین و عناصر کنترلی که نیاز به حذف گرما با استفاده از رادیاتورهای بزرگ دارند. به لطف استفاده از فناوری تبدیل سیگنال با فرکانس بالا، امکان کاهش ظرفیت خازن های مورد استفاده در فیلترها وجود دارد که امکان نصب عناصر کوچکتر را فراهم می کند.
• راندمان بالاتر، زیرا تلفات اصلی فقط توسط فرآیندهای گذرا ایجاد می شود، در حالی که در مدارهای آنالوگ انرژی زیادی به طور مداوم در طول تبدیل الکترومغناطیسی از دست می رود. نتیجه برای خود صحبت می کند و کارایی را به 95-98٪ افزایش می دهد.
• هزینه کمتر به دلیل استفاده از قدرت کمتر عناصر نیمه هادی.
• محدوده ولتاژ ورودی گسترده تر این نوع تجهیزات از نظر فرکانس و دامنه زیاد نیست، بنابراین اتصال به شبکه های استانداردهای مختلف مجاز است.
• در دسترس بودن حفاظت قابل اعتماد در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار و سایر شرایط اضطراری.

معایب فناوری پالس عبارتند از:

وجود تداخل RF نتیجه عملکرد مبدل فرکانس بالا است. این عامل مستلزم نصب فیلتری است که تداخل را سرکوب می کند. متأسفانه، عملکرد آن همیشه مؤثر نیست، که محدودیت هایی را برای استفاده از دستگاه هایی از این نوع در تجهیزات با دقت بالا اعمال می کند.

الزامات ویژه برای بار، نباید کاهش یا افزایش یابد. به محض اینکه سطح جریان از آستانه بالا یا پایین فراتر رفت، ویژگی های ولتاژ خروجی به طور قابل توجهی با موارد استاندارد متفاوت خواهد بود. به عنوان یک قاعده، تولید کنندگان (حتی چینی های اخیر) چنین شرایطی را فراهم می کنند و حفاظت مناسب را در محصولات خود نصب می کنند.

دامنه کاربرد

تقریباً تمام وسایل الکترونیکی مدرن از بلوک هایی از این نوع تغذیه می شوند، به عنوان مثال:

مونتاژ منبع تغذیه سوئیچینگ با دستان خود

بیایید به نمودار نگاه کنیم منبع سادهمنبع تغذیه، که در آن اصل عملیاتی توصیف شده در بالا اعمال می شود.

نام گذاری ها:

• مقاومت ها: R1 – 100 Ohm، R2 – از 150 kOhm تا 300 kOhm (قابل انتخاب)، R3 – 1 kOhm.
• ظرفیت‌ها: C1 و C2 - 0.01 µF x 630 V، C3 -22 µF x 450 V، C4 - 0.22 µF x 400 V، C5 - 6800-15000 pF (قابل انتخاب)، 012 µF، C6 - 10 µF x 50 V. - 220 µF x 25 V، C8 - 22 µF x 25 V.
• دیودها: VD1-4 - KD258V، VD5 و VD7 - KD510A، VD6 - KS156A، VD8-11 - KD258A.
• ترانزیستور VT1 – KT872A.
• تثبیت کننده ولتاژ D1 - ریز مدار KR142 با شاخص EH5 - EH8 (بسته به ولتاژ خروجی مورد نیاز).
• ترانسفورماتور T1 - از یک هسته فریت w شکل با ابعاد 5x5 استفاده شده است. سیم پیچ اولیه با 600 دور سیم Ø 0.1 میلی متر، ثانویه (پین 3-4) شامل 44 پیچ Ø 0.25 میلی متر و آخرین سیم پیچ حاوی 5 پیچ Ø 0.1 میلی متر است.
• فیوز FU1 – 0.25A.

تنظیم به انتخاب مقادیر R2 و C5 می رسد که تحریک ژنراتور را در ولتاژ ورودی 185-240 ولت تضمین می کند.

اینورتر جوشکاری DIY که از منبع تغذیه کامپیوتر ساخته شده است به طور فزاینده ای در بین جوشکاران حرفه ای و آماتور محبوب می شود. از مزایای چنین دستگاه هایی می توان به راحتی و سبک بودن آنها اشاره کرد.

استفاده از منبع تغذیه اینورتر به شما امکان می دهد تا به طور کیفی ویژگی های قوس جوش را بهبود بخشید، اندازه ترانسفورماتور قدرت را کاهش دهید و در نتیجه وزن دستگاه را سبک کنید، این امکان را فراهم می کند تا تنظیمات را صاف تر کنید و پاشش را در حین جوشکاری کاهش دهید. منهای دستگاه جوشنوع اینورتر به طور قابل توجهی گرانتر از همتای ترانسفورماتور خود است.

برای اینکه مبالغ هنگفتی را در فروشگاه ها برای جوشکاری پرداخت نکنید، می توانید یکی بسازید. برای انجام این کار، به یک منبع تغذیه کامپیوتر کار، چندین ابزار اندازه گیری الکتریکی، ابزار، دانش اولیه و مهارت های عملی در کار برق نیاز دارید. همچنین به دست آوردن ادبیات مرتبط مفید خواهد بود.

اگر به توانایی های خود اطمینان ندارید، باید برای دستگاه جوش آماده به فروشگاه مراجعه کنید، در غیر این صورت، با کوچکترین اشتباهی در هنگام مونتاژ، خطر برق گرفتگی یا سوختن تمام سیم های برق وجود دارد. . اما اگر در مونتاژ مدارها، چرخاندن ترانسفورماتورها و ایجاد وسایل برقی با دستان خود تجربه دارید، می توانید با خیال راحت مونتاژ را شروع کنید.

اصل عملیات جوشکاری اینورتر

اینورتر جوشکاری متشکل از یک ترانسفورماتور قدرت است که ولتاژ شبکه را کاهش می دهد، چوک های تثبیت کننده که امواج جریان را کاهش می دهد و بلوکی از مدارهای الکتریکی. برای مدارها می توان از ترانزیستورهای ماسفت یا IGBT استفاده کرد.

اصل کار اینورتر به شرح زیر است: جریان متناوب از شبکه به یکسو کننده ارسال می شود، پس از آن ماژول قدرت، جریان مستقیم را با افزایش فرکانس به جریان متناوب تبدیل می کند. سپس جریان وارد ترانسفورماتور فرکانس بالا می شود و خروجی از آن جریان قوس جوش است.

بازگشت به مطالب

ابزار مورد نیاز برای ساخت اینورتر

برای مونتاژ اینورتر جوشکاری از منبع تغذیه با دستان خود، به ابزارهای زیر نیاز دارید:

• آهن لحیم کاری؛
• پیچ گوشتی با نوک های مختلف؛
• انبر؛
• سیم بر، دم باریک؛
• مته یا پیچ گوشتی؛
• تمساح;
• سیم های مقطع مورد نیاز؛
• آزمایشکننده؛
• مولتی متر؛
• مواد مصرفی (سیم، لحیم کاری برای لحیم کاری، نوار الکتریکی، پیچ و غیره).

برای ایجاد یک دستگاه جوش از منبع تغذیه کامپیوتر، به موادی برای ساخت برد مدار چاپی، گتیناکس و قطعات یدکی نیاز دارید. برای کاهش حجم کار، باید به فروشگاه های نگهدارنده الکترود آماده مراجعه کنید. با این حال، می توانید آنها را خودتان با لحیم کردن کروکودیل ها به سیم هایی با قطر مورد نیاز درست کنید. رعایت قطبیت هنگام انجام این کار مهم است.

بازگشت به مطالب

روش مونتاژ دستگاه جوش

اول از همه، برای ایجاد یک دستگاه جوش از منبع تغذیه کامپیوتر، باید منبع تغذیه را از کیس کامپیوتر جدا کرده و آن را جدا کنید. عناصر اصلی که می توان از آن استفاده کرد، چند قطعه یدکی، یک فن و صفحات کیس استاندارد است. مهم است که حالت عملکرد خنک کننده را در نظر بگیرید. این مشخص می کند که برای اطمینان از تهویه لازم چه عناصری باید اضافه شوند.

عملکرد یک فن استاندارد، که دستگاه جوش آینده را از یک واحد رایانه خنک می کند، باید در چندین حالت آزمایش شود. این بررسی عملکرد عنصر را تضمین می کند. برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد دستگاه جوش در حین کار، می توانید یک منبع خنک کننده اضافی و قدرتمندتر نصب کنید.

برای کنترل دمای مورد نیاز باید ترموکوپل نصب شود. دمای مطلوب برای کارکرد دستگاه جوش نباید از 72-75 درجه سانتیگراد تجاوز کند.

اما قبل از هر چیز باید دستگیره ای به اندازه مورد نیاز روی دستگاه جوش از منبع تغذیه کامپیوتر برای حمل و سهولت در استفاده نصب کنید. دسته با استفاده از پیچ در پانل بالایی بلوک نصب می شود.

مهم است که پیچ هایی را انتخاب کنید که طول آنها بهینه باشد، در غیر این صورت پیچ های بیش از حد بزرگ ممکن است بر مدار داخلی تأثیر بگذارد که غیرقابل قبول است. در این مرحله از کار باید نگران تهویه خوب دستگاه باشید. قرار دادن عناصر در داخل منبع تغذیه بسیار متراکم است، بنابراین باید از قبل ترتیب داده شود عدد بزرگاز طریق سوراخ ها آنها با مته یا پیچ گوشتی انجام می شوند.

در مرحله بعد، می توانید از چندین ترانسفورماتور برای ایجاد یک مدار اینورتر استفاده کنید. به طور معمول، 3 ترانسفورماتور مانند ETD59، E20 و Kx20x10x5 انتخاب می شوند. تقریباً در هر فروشگاه لوازم الکترونیکی رادیویی می توانید آنها را پیدا کنید. و اگر قبلاً تجربه ایجاد ترانسفورماتورها را دارید، انجام آنها با تمرکز بر تعداد چرخش ها و ویژگی های عملکرد ترانسفورماتورها آسان تر است. یافتن چنین اطلاعاتی در اینترنت کار دشواری نخواهد بود. ممکن است به یک ترانسفورماتور جریان K17x6x5 نیاز داشته باشید.

بهتر است ترانسفورماتورهای خانگی را از سیم پیچ های getinax بسازید. می توانید از ورق مسی 0.3x40 میلی متری استفاده کنید، پس از پیچیدن آن در کاغذ بادوام. کاغذ حرارتی از صندوق فروش(0.05 میلی متر)، بادوام است و به اندازه کافی پاره نمی شود. چین دادن باید از بلوک های چوبی انجام شود و پس از آن کل ساختار باید با "اپوکسی" پر شود یا لاک زده شود.

هنگام ایجاد یک دستگاه جوش از یک بلوک کامپیوتری، می توانید از ترانسفورماتور استفاده کنید اجاق مایکروویویا مانیتورهای قدیمی، فراموش نکنید که تعداد چرخش سیم پیچ را تغییر دهید. برای این کار، استفاده از ادبیات مهندسی برق مفید خواهد بود.

به عنوان یک رادیاتور، می توانید از PIV که قبلاً به 3 قسمت بریده شده است یا سایر رادیاتورهای رایانه های قدیمی استفاده کنید. می توانید آنها را در فروشگاه های تخصصی که کامپیوترها را جداسازی و ارتقاء می دهند خریداری کنید. چنین گزینه هایی باعث صرفه جویی در زمان و تلاش در جستجوی خنک کننده مناسب می شود.

برای ایجاد یک دستگاه از منبع تغذیه رایانه، باید از یک شبه پل رو به جلو تک چرخه یا "پل مایل" استفاده کنید. این عنصر یکی از عناصر اصلی در عملکرد دستگاه جوش است، بنابراین بهتر است در آن صرفه جویی نکنید، بلکه یک مورد جدید را در فروشگاه خریداری کنید.

بردهای مدار چاپی را می توان در اینترنت دانلود کرد. این کار بازسازی مدار را بسیار آسان تر می کند. در فرآیند ایجاد برد، به خازن های 12-14 قطعه، 0.15 میکرون، 630 ولت نیاز دارید. آنها برای جلوگیری از افزایش جریان رزونانس از ترانسفورماتور ضروری هستند. همچنین برای ساخت چنین دستگاهی از منبع تغذیه کامپیوتر به خازن های C15 یا C16 با نام تجاری K78-2 یا SVV-81 نیاز دارید. ترانزیستورها و دیودهای خروجی باید روی رادیاتورها بدون استفاده از واشر اضافی نصب شوند.

در حین کار، برای جلوگیری از خطا و مونتاژ سریعتر مدار، باید دائما از تستر و مولتی متر استفاده کنید.

پس از ساخت تمام قطعات لازم، آنها باید در محفظه قرار داده شده و سپس مسیریابی شوند. دمای ترموکوپل باید روی 70 درجه سانتیگراد تنظیم شود: این کار از کل ساختار در برابر گرمای بیش از حد محافظت می کند. پس از مونتاژ، دستگاه جوش از یک واحد کامپیوتری باید از قبل تست شود. در غیر این صورت، اگر در هنگام مونتاژ اشتباه کنید، می توانید تمام عناصر اصلی را بسوزانید یا حتی دچار برق گرفتگی شوید.

در سمت جلو، دو نگهدارنده تماس و چندین تنظیم کننده جریان باید نصب شود. سوئیچ دستگاه در این طرح یک سوئیچ استاندارد واحد کامپیوتری خواهد بود. بدنه دستگاه تمام شده پس از مونتاژ نیاز به تقویت اضافی دارد.

دامنه کاربرد منابع تغذیه سوئیچینگ در زندگی روزمره به طور مداوم در حال گسترش است. چنین منابعی برای تامین برق تمام تجهیزات مدرن خانگی و کامپیوتری، برای اجرای منابع تغذیه اضطراری، شارژرهای باتری برای اهداف مختلف، برای اجرای سیستم های روشنایی ولتاژ پایین و سایر نیازها استفاده می شود.

در برخی موارد خرید پاور آماده از نظر اقتصادی و فنی چندان قابل قبول نیست و مونتاژ منبع سوئیچینگ با دستان خود بهترین راه برون رفت از این وضعیت است. این گزینه همچنین با در دسترس بودن گسترده قطعات مدرن با قیمت های پایین ساده شده است.

محبوب ترین در زندگی روزمره، منابع سوئیچینگ هستند که توسط یک شبکه AC استاندارد و یک خروجی ولتاژ پایین قدرتمند تغذیه می شوند. بلوک دیاگرام چنین منبعی در شکل نشان داده شده است.

یکسو کننده شبکه CB ولتاژ متناوب شبکه تغذیه را به ولتاژ مستقیم تبدیل می کند و موج های ولتاژ یکسو شده را در خروجی صاف می کند. مبدل فرکانس بالا VChP ولتاژ اصلاح شده را به ولتاژ متناوب یا تک قطبی تبدیل می کند که به شکل پالس های مستطیلی با دامنه مورد نیاز است.

متعاقباً، این ولتاژ، چه مستقیماً یا پس از یکسوسازی (VN)، به یک فیلتر صاف کننده، که یک بار به خروجی آن متصل است، عرضه می شود. VChP توسط یک سیستم کنترلی کنترل می شود که سیگنال بازخوردی را از یکسو کننده بار دریافت می کند.

این ساختار دستگاه به دلیل وجود چندین مرحله تبدیل قابل انتقاد است که باعث کاهش کارایی منبع می شود. با این حال، با انتخاب صحیح عناصر نیمه هادی و محاسبه با کیفیت بالا و ساخت واحدهای سیم پیچ، سطح تلفات برق در مدار کم است که به دست آوردن مقادیر بازده واقعی بالای 90٪ امکان پذیر است.

نمودارهای شماتیک منابع تغذیه سوئیچینگ

راه حل های بلوک های ساختاری نه تنها شامل منطق انتخاب گزینه های اجرای مدار، بلکه توصیه های عملی برای انتخاب عناصر اساسی است.

برای تصحیح ولتاژ شبکه تک فاز، از یکی از سه طرح کلاسیک نشان داده شده در شکل استفاده کنید:

• نیم موج؛
• صفر (موج کامل با نقطه میانی)؛
• پل نیم موج

هر یک از آنها دارای مزایا و معایبی هستند که دامنه کاربرد را تعیین می کند.

مدار نیم موجبا سهولت اجرا و حداقل تعداد اجزای نیمه هادی مشخص می شود. معایب اصلی چنین یکسو کننده مقدار قابل توجهی از موج ولتاژ خروجی (در یک اصلاح شده فقط یک نیمه موج ولتاژ اصلی وجود دارد) و ضریب یکسوسازی کم است.

ضریب اصلاح Kvبا نسبت ولتاژ متوسط ​​در خروجی یکسو کننده تعیین می شود Udкمقدار موثر ولتاژ شبکه فاز بالا.

برای یک مدار نیم موج Kv=0.45.

برای صاف کردن موج در خروجی چنین یکسو کننده، فیلترهای قدرتمندی مورد نیاز است.

مدار صفر یا تمام موج با نقطه میانیاگرچه به دو برابر تعداد دیودهای یکسو کننده نیاز دارد، با این حال، این نقطه ضعف تا حد زیادی با سطح پایین تر ریپل ولتاژ اصلاح شده و افزایش ضریب یکسوسازی به 0.9 جبران می شود.

نقطه ضعف اصلی چنین طرحی برای استفاده در شرایط خانگی نیاز به سازماندهی نقطه میانی ولتاژ اصلی است که به وجود ترانسفورماتور اصلی دلالت دارد. ابعاد و وزن آن با ایده یک منبع پالس خانگی در اندازه کوچک ناسازگار است.

مدار پل تمام موجیکسوسازی از نظر سطح ریپل و ضریب یکسوسازی مشابه مدار صفر است، اما نیازی به اتصال به شبکه ندارد. این همچنین نقص اصلی را جبران می کند - تعداد دو برابر دیودهای یکسو کننده، هم از نظر کارایی و هم از نظر هزینه.

برای صاف کردن امواج ولتاژ اصلاح شده بهترین راه حلاستفاده از فیلتر خازنی است. استفاده از آن به شما امکان می دهد مقدار ولتاژ اصلاح شده را به مقدار دامنه شبکه (در Uph = 220V Ufm = 314V) افزایش دهید. معایب چنین فیلتری مقادیر زیاد جریان پالس عناصر یکسو کننده در نظر گرفته می شود، اما این نقطه ضعف حیاتی نیست.

انتخاب دیودهای یکسو کننده با توجه به میانگین جریان رو به جلو Ia و حداکثر ولتاژ معکوس U BM انجام می شود.

با در نظر گرفتن مقدار ضریب ریپل ولتاژ خروجی Kp = 10٪، مقدار متوسط ​​ولتاژ یکسو شده Ud = 300 ولت را به دست می آوریم. با در نظر گرفتن قدرت بار و راندمان مبدل RF (برای محاسبه، 80٪ گرفته می شود، اما در عمل بیشتر خواهد بود، این باعث ایجاد حاشیه می شود).

Ia جریان متوسط ​​دیود یکسو کننده، Рн قدرت بار، η بازده مبدل RF است.

حداکثر ولتاژ معکوس عنصر یکسو کننده از مقدار دامنه ولتاژ شبکه (314 ولت) تجاوز نمی کند، که امکان استفاده از قطعات با مقدار U BM = 400 ولت با حاشیه قابل توجهی را فراهم می کند. شما می توانید هم از دیودهای گسسته و هم از پل های یکسو کننده آماده سازندگان مختلف استفاده کنید.

برای اطمینان از یک موج معین (10٪) در خروجی یکسو کننده، ظرفیت خازن های فیلتر با نرخ 1 μF در هر 1 وات توان خروجی گرفته می شود. از خازن های الکترولیتی با حداکثر ولتاژ حداقل 350 ولت استفاده می شود. ظرفیت فیلتر برای توان های مختلف در جدول نشان داده شده است.

مبدل فرکانس بالا: عملکردها و مدارهای آن

مبدل فرکانس بالا یک مبدل سوئیچ تک سیکل یا فشار کش (اینورتر) با ترانسفورماتور پالس است. انواع مدارهای مبدل RF در شکل نشان داده شده است.

مدار تک سر. با وجود حداقل تعداد عناصر قدرت و سهولت اجرا، دارای معایب متعددی است.

1. ترانسفورماتور در مدار در یک حلقه هیسترزیس خصوصی کار می کند که نیاز به افزایش اندازه و قدرت کلی آن دارد.
2. برای اطمینان از توان خروجی، لازم است دامنه قابل توجهی از جریان پالسی که از طریق سوئیچ نیمه هادی عبور می کند، بدست آوریم.

این مدار بیشترین کاربرد خود را در دستگاه های کم مصرف پیدا کرده است، جایی که تأثیر این معایب چندان قابل توجه نیست.

برای تغییر یا نصب کنتور جدید به مهارت خاصی نیاز نیست. انتخاب مناسب، اندازه گیری صحیح جریان مصرفی را تضمین می کند و امنیت شبکه برق خانگی شما را افزایش می دهد.

در شرایط مدرن تامین روشنایی هم در داخل و هم در فضای باز، سنسورهای حرکتی به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. این نه تنها راحتی و راحتی را به خانه های ما می افزاید، بلکه به ما امکان می دهد تا به میزان قابل توجهی پس انداز کنیم. می توانید نکات کاربردی در مورد انتخاب محل نصب و نمودارهای اتصال را بیابید.

مدار فشار کش با نقطه وسط ترانسفورماتور (فشار کش). نام دوم خود را از نسخه انگلیسی (Push-pull) شرح شغل گرفته است. مدار عاری از معایب نسخه تک چرخه است، اما خود را دارد - طراحی پیچیده ترانسفورماتور (تولید بخش های یکسان سیم پیچ اولیه مورد نیاز است) و افزایش نیاز برای حداکثر ولتاژ سوئیچ ها. در غیر این صورت، راه حل قابل توجه است و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد منابع پالسیغذای ساخته شده با دستان خود و موارد دیگر.

مدار نیم پل فشاری-کشی. پارامترهای مدار مشابه مدار با نقطه وسط است، اما نیازی به پیکربندی پیچیده سیم پیچ ترانسفورماتور ندارد. نقطه ضعف ذاتی مدار نیاز به سازماندهی نقطه میانی فیلتر یکسو کننده است که مستلزم افزایش چهار برابری تعداد خازن ها است.

مدار به دلیل سهولت اجرا، بیشترین کاربرد را در منابع تغذیه سوئیچینگ با توان تا 3 کیلو وات دارد. در توان های بالا، هزینه خازن های فیلتر در مقایسه با سوئیچ های اینورتر نیمه هادی به طور غیرقابل قبولی بالا می رود و مدار پل سودآورترین است.

مدار پل فشاری-کششی. پارامترها مشابه سایر مدارهای فشار کش هستند، اما نیازی به ایجاد "نقطه میانی" مصنوعی نیست. قیمت این کار دو برابر تعداد کلیدهای برق است که از نظر اقتصادی و فنی برای ساخت منابع پالسی قدرتمند مفید است.

انتخاب کلیدهای اینورتر با توجه به دامنه جریان کلکتور (درین) I KMAX و حداکثر ولتاژ کلکتور-امیتر U KEMAKH انجام می شود. برای محاسبه، از توان بار و نسبت تبدیل ترانسفورماتور پالس استفاده می شود.

با این حال، ابتدا لازم است خود ترانسفورماتور محاسبه شود. ترانسفورماتور پالس بر روی یک هسته ساخته شده از فریت، پرمالوی یا آهن ترانسفورماتور ساخته شده است که به صورت یک حلقه پیچیده شده است. برای توان های تا چند کیلو وات، هسته های فریت از نوع حلقه یا W شکل کاملاً مناسب هستند. ترانسفورماتور بر اساس توان مورد نیاز و فرکانس تبدیل محاسبه می شود. برای از بین بردن ظاهر نویز صوتی، توصیه می شود فرکانس تبدیل را به خارج از محدوده صدا منتقل کنید (آن را بالای 20 کیلوهرتز قرار دهید).

باید به خاطر داشت که در فرکانس های نزدیک به 100 کیلوهرتز، تلفات در هسته های مغناطیسی فریت به طور قابل توجهی افزایش می یابد. محاسبه ترانسفورماتور خود دشوار نیست و به راحتی در ادبیات یافت می شود. برخی از نتایج برای توان های منبع مختلف و مدارهای مغناطیسی در جدول زیر آورده شده است.

محاسبه برای فرکانس تبدیل 50 کیلوهرتز انجام شد. شایان ذکر است که هنگام کار در فرکانس های بالا، اثر جابجایی جریان به سطح هادی رخ می دهد که منجر به کاهش ناحیه موثر سیم پیچ می شود. برای جلوگیری از این نوع مشکل و کاهش تلفات در هادی ها، باید سیم پیچی از چند هادی با سطح مقطع کوچکتر ایجاد کرد. در فرکانس 50 کیلوهرتز، قطر مجاز سیم سیم پیچ از 0.85 میلی متر تجاوز نمی کند.

با دانستن قدرت بار و نسبت تبدیل، می توانید جریان سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور و حداکثر جریان کلکتور کلید برق را محاسبه کنید. ولتاژ روی ترانزیستور در حالت بسته بالاتر از ولتاژ یکسو شده ارائه شده به ورودی مبدل RF با مقداری حاشیه (U KEMAKH>=400V) انتخاب می شود. بر اساس این داده ها، کلیدها انتخاب می شوند. در حال حاضر بهترین گزینهاستفاده از ترانزیستورهای قدرت IGBT یا MOSFET است.

برای دیودهای یکسو کننده در سمت ثانویه، یک قانون باید رعایت شود - حداکثر فرکانس کاری آنها باید از فرکانس تبدیل تجاوز کند. در غیر این صورت، راندمان یکسو کننده خروجی و مبدل به طور کلی کاهش قابل توجهی خواهد داشت.

ویدئویی در مورد ساخت یک منبع تغذیه پالسی ساده

برای انجام کارهای جوشکاری در خانه، دستگاه جوش اینورتر ضروری است. اصل عملکرد آن بر اساس استفاده از ترانزیستورها و سوئیچ ها است که با کمک آنها ولتاژ اصلی ابتدا به ولتاژ ثابت تبدیل می شود.

سپس مشخصات فعلی تغییر می کند (فرکانس سینوسی افزایش می یابد). این اقدامات منجر به کاهش مقدار ولتاژ می شود که منجر به یکسو شدن جریان می شود، در حالی که فرکانس جریان تغییر نمی کند.

استفاده گسترده از این دستگاه ها با تعدادی از مزایای آن همراه است که عبارتند از:

• ابعاد کلی کوچکو همچنین وزن کم، که به طور قابل توجهی کار را در حین کار جوش تسهیل می کند و به شما امکان می دهد دستگاه را در مکانی مناسب قرار دهید.
• توانایی ساختن آن توسط خودتان، صرف پول کمی.علاوه بر این، مونتاژ خودتان به شما امکان می دهد قطعاتی را با ویژگی های لازم انتخاب کنید و در آینده تعمیر واحد یا تعویض قطعات برای تنظیم ویژگی ها بسیار آسان است.
• بازدهی بالا، که به آن امکان رقابت با دستگاه های آماده را می دهد.

معایب اینورتر جوشکاری که به طور مستقل ساخته می شود عبارتند از:

• عمر مفید کوتاه، با قطعات انتخاب نادرست؛
• امکان اجرای توابع اضافی وجود ندارد، که می تواند کیفیت جوش را بهبود بخشد.
• در صورت لزوم، یک دستگاه تهیه کنید قدرت بالا یک سیستم خنک کننده اضافی مورد نیاز است که هزینه و ابعاد نهایی را افزایش می دهد.

لطفا توجه داشته باشید که خود مونتاژ یک اینورتر کار بسیار پر زحمتی است.، که زمان زیادی می برد و نیاز به مهارت های خاصی دارد. اما تولید کنندگان مدرن طیف گسترده ای از قطعات را ارائه می دهند که انتخاب آنها را بسیار آسان تر می کند. انتخاب قطعات خود بر اساس سازگاری پارامترها بر اساس نوع و ویژگی ها و همچنین امکان تعویض آسان در آینده است.

عناصر اصلی اینورتر عبارتند از:

• واحد قدرت؛
• پاور پاور و کلیدهای آن

ویژگی های اصلی خروجی عبارتند از:

• مصرف فعلی و حداکثر مقدار آن؛
• ولتاژ و فرکانس در شبکه؛
• مقدار جریان جوشکاری که درز در آن ساخته می شود.

مرحله مقدماتی

قبل از شروع خرید قطعات برای ساخت اینورتر، باید مقادیر پارامترهای خروجی را به دقت درک کنید و همچنین مدارهای الکتریکیتمام عناصر (مدار عمومی، منبع تغذیه).

بیایید ساخت دستگاه جوش با مشخصات ورودی را در نظر بگیریم:

• ولتاژ شبکه 220 ولت؛
• فرکانس 50 هرتز؛
• فعلی 32 A.

خروجی یک جریان تبدیل به مقدار 250 A خواهد بود، یعنی مقدار ورودی خود را 8 برابر افزایش داده است. با این دستگاه می توانید با قرار دادن الکترود کمتر از 1 سانتی متر به قسمت در حال جوش، جوش ایجاد کنید.

قبل از شروع مونتاژ دستگاه، باید مواد و ابزار زیر را آماده کنید:

• پیچ گوشتی (تخت و فیلیپس) در اندازه های مختلف؛
• ابزار اندازه گیری ولتاژ و جریان (ولت متر و آمپر متر) که می تواند با یک جهانی مدرن جایگزین شود. ابزار اندازه گیری;
• با یک نیش کوچک؛
• قطعات برای کار لحیم کاری (کلوفون، سیم)؛
• یک اسیلوسکوپ که استفاده از آن به شما امکان می دهد تغییرات سینوسی فعلی را نظارت کنید.
• فولاد ویژه با پارامترهای الکتریکی مناسب؛
• پارچه های پنبه ای و فایبرگلاس؛
• هسته برای ترانسفورماتور؛
• سیم پیچ ترانسفورماتور:
• اولیه برای 100 دور سیم با قطر 0.3 میلی متر
• ثانویه (داخلی - 15 پیچ سیم 1 میلی متری ، وسط - 15 پیچ سیم 0.2 میلی متری ، بیرونی - 20 پیچ سیم 0.35 میلی متری)؛
• تکستولیت;
• پیچ و مهره و پیچ؛
• ترانزیستور با ویژگی های لازم؛
• سیم های بخش های مختلف؛
• کابل برق؛
• نوار برق یا کاغذ مخصوص.

پس از اتمام کار مقدماتی، می توانید مونتاژ را شروع کنید.

منبع تغذیه اینورتر

بردی که منبع تغذیه اینورتر در آن قرار دارد جدا از پاور المنت دستگاه مونتاژ می شود. علاوه بر این، آنها باید توسط یک ورقه فلزی که به سختی به بدنه متصل است از یکدیگر جدا شوند.

عنصر اصلی منبع تغذیه یک ترانسفورماتور است که می توانید خودتان آن را بسازید. با کمک آن، ولتاژی که از شبکه می آید به مقدار ایمن برای زندگی تبدیل می شود و سپس قدرت جریان برای انجام جوشکاری افزایش می یابد.

جنس هسته می تواند آهن با ابعاد 7x7 یا 8x8 باشد.در این صورت می توانید صفحات استاندارد بردارید یا قطعه فلزی مورد نیاز را از ورق موجود برش دهید. سیم پیچ با سیم مسی با نام تجاری PEV ساخته شده است، زیرا این ماده است که ویژگی های مورد نیاز را به حداکثر می رساند (مقطع کوچک با عرض کافی).

استفاده از مواد مختلف به عنوان سیم پیچ می تواند به طور قابل توجهی بر ویژگی های ترانسفورماتور تأثیر بگذارد، به عنوان مثال، گرمایش این قسمت را افزایش دهد.

مونتاژ یک ترانسفورماتور متشکل از 2 سیم پیچ با ایجاد سیم پیچ اولیه آغاز می شود. برای انجام این کار، یک سیم با سطح مقطع 0.3 میلی متر 100 بار دور هسته پیچیده می شود. مهم است که سیم پیچ تمام عرض هسته را اشغال کند. این ویژگی باعث بهبود عملکرد اینورتر در هنگام نوسانات ولتاژ شبکه در حین کار بیشتر می شود.

در این مورد، هر چرخش باید محکم به چرخش قبلی متصل شود، در حالی که باید از همپوشانی اجتناب شود. پس از اتمام تمام 100 چرخش، باید یک لایه کاغذ عایق مخصوص یا پارچه فایبرگلاس گذاشته شود. لطفا توجه داشته باشید که کاغذ در هنگام استفاده تیره می شود.

بعد، سیم پیچ ثانویه انجام می شود. برای انجام این کار، باید یک سیم مسی با سطح مقطع 1 میلی متر بگیرید و 15 چرخش بچرخانید، سعی کنید آنها را در کل عرض، در فاصله مساوی از یکدیگر توزیع کنید. پس از پوشش دادن آنها با لاک و خشک شدن، لایه دوم را با سیم مسی با سطح مقطع 0.2 میلی متر بپیچید و همچنین 15 دور بچرخانید.

آنها همچنین باید مانند مورد قبلی توزیع شوند و جدا شوند. آخرین لایه برای سیم پیچ ثانویه PEV با مقطع 0.35 میلی متر خواهد بود، با 20 چرخش آخرین لایه نیز نیاز به عایق بندی دارد.

قاب

در مرحله بعد، ما شروع به ساخت بدن می کنیم. اندازه آن باید متناسب با ابعاد ترانسفورماتور و به اضافه 70 درصد برای قرارگیری سایر قسمت های اینورتر باشد. بدنه خود را می توان از ورق فولادی با ضخامت 0.5-1 میلی متر ساخت.

برای اتصال گوشه ها می توانید از پیچ و مهره استفاده کنید یا از دستگاه های خم کن مخصوص ورق را به اندازه دلخواه خم کنید. اگر برای اتصال اینورتر به تسمه یا سهولت در جابجایی دسته ای روی کیس قرار دهید، این کار در آینده کارکرد دستگاه را بسیار تسهیل می کند.

علاوه بر این، طراحی محفظه باید دسترسی نسبتاً آسانی به تمام قسمت های واقع در داخل آن فراهم کند. لازم است چندین سوراخ تکنولوژیکی روی آن برای سوئیچ ها، دکمه پاور، سیگنال دهی نوری و همچنین اتصالات کابل ایجاد کنید.

بخش برق و واحد اینورتر

واحد قدرت اینورتر یک ترانسفورماتور است که ویژگی آن وجود 2 هسته است که در کنار یک شکاف کوچک قرار می گیرند و یک ورق کاغذ می گذارند. این ترانسفورماتور مشابه ترانسفورماتور قبلی مونتاژ می شود. یک جزئیات مهم این است که لایه عایق بین پیچ های سیم باید تقویت شود که از خرابی ولتاژ جلوگیری می کند. علاوه بر این، واشرهای ساخته شده از فلوروپلاستیک بین لایه های سیم قرار می گیرند.

قسمت پاور شامل خازن هایی است که طبق نمودار به هم متصل می شوند.آنها برای کاهش رزونانس ترانسفورماتورها طراحی شده اند و همچنین برای به حداقل رساندن و جبران تلفات جریان در ترانزیستورها طراحی شده اند.

واحد اینورتر دستگاه برای تبدیل جریان استفاده می شود، که فرکانس خروجی آن افزایش می یابد. برای این کار از ترانزیستور یا دیود در اینورتر استفاده می شود. اگر تصمیم به استفاده از دیودها در این بلوک دارید، باید آنها را با استفاده از یک مدار خاص در یک پل مورب مونتاژ کنید. سرنخ های آن به ترانزیستورها می رود که برای برگشت جریان متناوب در فرکانس بالاتر طراحی شده اند. پل دیود و ترانزیستورها باید توسط یک پارتیشن از هم جدا شوند.

سیستم خنک کننده

از آنجایی که تمام عناصر واحد در معرض گرما هستند، لازم است یک سیستم خنک کننده سازماندهی شود که عملکرد مطمئن بی وقفه را تضمین کند. برای این کار می توانید از کولرهای کامپیوتری استفاده کنید و همچنین چندین سوراخ اضافی برای دسترسی آسان به هوای داخل دستگاه در کیس ایجاد کنید. با این حال، برای جلوگیری از ورود گرد و غبار اضافی به بدنه، چنین سوراخ هایی نباید زیاد باشد.

کولرها باید به گونه ای قرار گیرند که بتوانند هوا را از بدنه دستگاه خارج کنند.عناصر خنک کننده نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، به عنوان مثال، جایگزینی خمیر حرارتی، بنابراین دسترسی به آنها باید آسان باشد.

چندین بخش در اینورتر وجود دارد که نیاز به خنک کننده اجباری دارند. اینها ترانسفورماتور هستند. برای خنک کردن آنها، نصب 2 فن منطقی است. علاوه بر این، پل دیودی نیاز به خنک کننده اضافی دارد. روی رادیاتور نصب می شود.

نصب عنصری مانند سنسور دما و سپس اتصال آن به LED روی کیس به شما این امکان را می دهد که در صورت رسیدن به دمای غیرقابل قبول سیگنال ارسال کنید و اینورتر را برای خنک شدن از برق جدا کنید.

مونتاژ

اینورتر به ترتیب زیر مونتاژ می شود:

• یک ترانسفورماتور، یک پل دیود و یک مدار کنترل در پایه محفظه قرار دارد.
• همه سیم ها پیچ خورده، لحیم شده و به هم متصل می شوند.
• در پنل بیرونی یک نشانگر نور، یک دکمه استارت و یک رابط کابل وجود دارد.

وقتی همه چیز نصب شد، می توانید عملکرد دستگاه را بررسی کنید.

بررسی کار

برای بررسی دستگاه باید از اسیلوسکوپ استفاده کنید. اینورتر به یک شبکه 220 ولت متصل می شود و سپس از دستگاه برای بررسی اینکه آیا پارامترهای خروجی با پارامترهای مورد نیاز مطابقت دارند یا خیر استفاده می شود. به عنوان مثال، ولتاژ باید در محدوده 500-550 ولت باشد. با مونتاژ کاملا صحیح و قطعات به درستی انتخاب شده، این مقدار نباید از آستانه 350 ولت تجاوز کند.

پس از چنین اندازه گیری ها و قرائت های قابل قبول اسیلوسکوپ، می توانید شروع به ساخت جوش کنید. پس از سوختن کامل الکترود اول، اندازه گیری دما روی ترانسفورماتور ضروری است. اگر بجوشد، پس مدار باید بهبود یابد، دستگاه باید خاموش شود و تغییرات ایجاد شود. تنها پس از انجام اقدامات برای رفع این نقص، می توانید پس از اتمام کار با همان اندازه گیری دما دوباره راه اندازی کنید.

قوانین عملیاتی

اینورتر جوشکاری را می توان هم برای جوشکاری قطعات ساخته شده از فلز آهنی و هم برای کار با فلزات غیرآهنی استفاده کرد. هم در یک خانه خصوصی، هم در یک خانه روستایی و هم در گاراژ مفید است.

هنگام کار با آن، نظارت بر کیفیت ولتاژ و فرکانس در شبکه ضروری است.

برای استفاده طولانی مدت از این دستگاه، لازم است به طور دوره ای عملکرد تمیز کردن فردی آن بررسی شود و اقدامات پیشگیرانه برای تمیز کردن آن از گرد و غبار و آلودگی انجام شود.

هنگام ساخت اینورتر خودتان، باید:

• دارای نمودارهای تمام عناصر دستگاه؛
• اجزای مناسب را انتخاب کنید؛
• تمام شکاف های لازم را حفظ کنید و عناصر را به دقت عایق بندی کنید.
• قوانین ایمنی را رعایت کنید