DIY Spannungswandler 12 bis 220 und 220 bis 12 Volt

Ein Autospannungswechselrichter kann manchmal unglaublich nützlich sein, aber die meisten Produkte in Geschäften weisen entweder einen Qualitätsfehler auf oder passen hinsichtlich der Leistung nicht zu ihnen und sind gleichzeitig nicht billig. Da die Wechselrichterschaltung jedoch aus den einfachsten Teilen besteht, bieten wir Anweisungen zum Zusammenbau eines Spannungswandlers mit eigenen Händen.

DIY Spannungswandler 12 bis 220 und 220 bis 12 Volt

Wechselrichtergehäuse

Das erste, was zu berücksichtigen ist, ist der Verlust der Stromumwandlung, die in Form von Wärme auf den Tasten des Stromkreises freigesetzt wird. Im Durchschnitt beträgt dieser Wert 2–5% der Nennleistung des Geräts. Dieser Indikator steigt jedoch aufgrund falscher Auswahl oder Alterung der Komponenten tendenziell an.

Die Wärmeabfuhr von Halbleiterelementen ist von zentraler Bedeutung: Transistoren reagieren sehr empfindlich auf Überhitzung, was sich in der raschen Verschlechterung der letzteren und wahrscheinlich in ihrem vollständigen Ausfall äußert. Aus diesem Grund sollte die Basis für das Gehäuse ein Kühlkörper sein – ein Aluminiumkühler.

Kühler für Transistoren

Von den Kühlerprofilen ist der übliche „Kamm“ mit einer Breite von 80 bis 120 mm und einer Länge von etwa 300 bis 400 mm gut geeignet. Abschirmungen von Feldeffekttransistoren werden mit Schrauben am flachen Teil des Profils befestigt – Metallflecken auf ihrer Rückseite. Aber auch damit ist nicht alles einfach: Es sollte keinen elektrischen Kontakt zwischen den Abschirmungen aller Transistoren des Stromkreises geben, daher sind der Kühler und die Befestigungselemente mit Glimmerfilmen und Pappscheiben isoliert, während auf beiden Seiten der dielektrischen Dichtung eine thermische Grenzfläche mit einer metallhaltigen Paste angebracht ist .

Montage des Transistors am Kühler

Bestimmen der Last und Einkaufskomponenten

Es ist äußerst wichtig zu verstehen, warum ein Wechselrichter nicht nur ein Spannungswandler ist und warum es eine so vielfältige Liste solcher Geräte gibt. Denken Sie zunächst daran, dass Sie durch Anschließen des Transformators an eine Gleichstromquelle nichts am Ausgang erhalten: Der Strom in der Batterie ändert nicht die Polarität, und es gibt kein Phänomen der elektromagnetischen Induktion im Transformator als solchem..

Der erste Teil der Wechselrichterschaltung ist ein Eingangsmultivibrator, der die Schwingungen des Netzwerks simuliert, um eine Transformation durchzuführen. Es wird normalerweise auf zwei Bipolartransistoren montiert, die Leistungsschalter schwingen können (z. B. IRFZ44, IRF1010NPBF oder leistungsstärker – IRF1404ZPBF), wobei der wichtigste Parameter der maximal zulässige Strom ist. Es kann mehrere hundert Ampere erreichen, aber im Allgemeinen müssen Sie nur den Stromwert mit der Batteriespannung multiplizieren, um eine ungefähre Anzahl von Watt Ausgangsleistung zu erhalten, ohne Verluste zu berücksichtigen..

Spannungswandler basierend auf Multivibrator- und Leistungsfeldschaltern IRFZ44 Einfacher Konverter basierend auf Multivibrator- und Leistungsfeldschaltern IRFZ44

Die Betriebsfrequenz des Multivibrators ist nicht konstant, es ist Zeitverschwendung, ihn zu berechnen und zu stabilisieren. Stattdessen wird der Strom am Ausgang des Transformators mittels einer Diodenbrücke wieder in konstanten Strom umgewandelt. Ein solcher Wechselrichter kann zur Versorgung rein aktiver Lasten geeignet sein – Glühlampen oder elektrische Heizungen, Öfen.

Auf der Grundlage der resultierenden Basis können Sie andere Schaltkreise sammeln, die sich in der Frequenz und Reinheit des Ausgangssignals unterscheiden. Die Auswahl der Komponenten für den Hochspannungsteil der Schaltung ist einfacher: Die Ströme sind hier nicht so hoch, in einigen Fällen kann die Baugruppe aus Ausgangsmultivibrator und Filter durch ein Paar Mikroschaltungen mit der entsprechenden Umreifung ersetzt werden. Kondensatoren für das Lastnetz sollten elektrolytisch sein und für Stromkreise mit niedrigem Signalpegel – Glimmer.

Spannungswandler am K561TM2-Mikrokreis Eine Variante des Wandlers mit Frequenzgenerator auf K561TM2-Mikroschaltungen im Primärkreis

Es sollte auch beachtet werden, dass es zur Erhöhung der Endleistung überhaupt nicht notwendig ist, leistungsstärkere und hitzebeständigere Komponenten des primären Multivibrators zu kaufen. Das Problem kann gelöst werden, indem die Anzahl der parallel geschalteten Wandlerschaltungen erhöht wird. Für jede dieser Schaltkreise ist jedoch ein eigener Transformator erforderlich.

Parallelschaltplan der Wandlerschaltungen Option mit Parallelschaltung von Stromkreisen

Kampf um eine Sinuskurve – Analyse typischer Schaltkreise

Spannungswechselrichter werden heute überall eingesetzt, sowohl von Autofahrern, die Haushaltsgeräte außerhalb ihres Zuhauses verwenden möchten, als auch von Bewohnern autonomer Häuser, die mit Solarenergie betrieben werden. Und im Allgemeinen können wir sagen, dass die Breite des Spektrums der Stromkollektoren, die direkt daran angeschlossen werden können, von der Komplexität der Wandlervorrichtung abhängt.

Leider ist ein reiner „Sinus“ nur im Hauptstromnetz vorhanden, es ist sehr, sehr schwierig, die Umwandlung von Gleichstrom in dieses zu erreichen. In den meisten Fällen ist dies jedoch nicht erforderlich. Zum Anschluss von Elektromotoren (von einer Bohrmaschine an eine Kaffeemühle) reicht ein pulsierender Strom mit einer Frequenz von 50 bis 100 Hertz ohne Glättung aus.

Sinuswelle auf einem Oszilloskop

ESL, LED-Lampen und alle Arten von Stromerzeugern (Netzteile, Ladegeräte) sind für die Wahl der Frequenz kritischer, da ihr Betriebsschema bei 50 Hz basiert. In solchen Fällen sollten Mikroschaltungen, die als Impulsgenerator bezeichnet werden, im Sekundärvibrator enthalten sein. Sie können eine kleine Last direkt schalten oder als „Leiter“ für eine Reihe von Leistungsschaltern des Wechselrichterausgangsstromkreises fungieren.

Aber selbst ein solcher schlauer Plan funktioniert nicht, wenn Sie den Wechselrichter verwenden möchten, um Netzwerke mit einer Masse unterschiedlicher Verbraucher, einschließlich asynchroner elektrischer Maschinen, stabil mit Strom zu versorgen. Hier ist reiner „Sinus“ sehr wichtig und dies können nur digital gesteuerte Frequenzumrichter..

Transformator: abholen oder sich selbst

Für die Montage des Wechselrichters benötigen wir nur ein Schaltungselement, das die Umwandlung von Niederspannung in Hochspannung durchführt. Sie können Transformatoren aus Netzteilen von PCs und alten USVs verwenden. Ihre Wicklungen sind nur für die Transformation von 12 / 24-250 V ausgelegt und umgekehrt. Es bleibt nur, um die Schlussfolgerungen korrekt zu bestimmen.

Transformator von einem Computer-Netzteil

Und doch ist es besser, den Transformator mit eigenen Händen aufzuwickeln, da die Ferritringe es ermöglichen, dies selbst und mit beliebigen Parametern zu tun. Ferrit hat eine ausgezeichnete elektromagnetische Leitfähigkeit, was bedeutet, dass die Transformationsverluste minimal sind, selbst wenn der Draht von Hand gewickelt und nicht fest ist. Darüber hinaus können Sie die erforderliche Anzahl von Windungen und die Drahtstärke mithilfe der im Netzwerk verfügbaren Taschenrechner einfach berechnen..

Ferritring für Transformator

Vor dem Aufwickeln muss der Kernring vorbereitet werden – entfernen Sie die scharfen Kanten mit einer Feile und wickeln Sie sie fest mit einem Isolator ein – Glasfaser mit Epoxidkleber imprägniert. Darauf folgt die Wicklung der Primärwicklung aus einem dicken Kupferdraht mit berechnetem Querschnitt. Nach dem Wählen der erforderlichen Anzahl von Umdrehungen müssen diese in gleichen Abständen gleichmäßig über die Oberfläche des Rings verteilt werden. Die Wicklungsklemmen sind planmäßig angeschlossen und wärmeschrumpfisoliert.

Wickeln Sie die Primärwicklung um den Ring

Die Primärwicklung wird mit zwei Schichten Mylar-Band bedeckt, dann werden die Hochspannungs-Sekundärwicklung und eine weitere Isolationsschicht gewickelt. Ein wichtiger Punkt – Sie müssen die „Sekundärwicklung“ in die entgegengesetzte Richtung wickeln, sonst funktioniert der Transformator nicht. Schließlich muss eine Halbleiter-Thermosicherung an einen der Abgriffe gelötet werden, deren Strom und Betriebstemperatur durch die Parameter des Sekundärwicklungsdrahtes bestimmt werden (das Sicherungsgehäuse muss fest mit dem Transformator verbunden sein). Von oben wird der Transformator mit zwei Schichten Vinylisolierung ohne Kleberücken umwickelt, das Ende mit einem Kabelbinder oder Cyanacrylatkleber fixiert.

Fertiger hausgemachter Transformator für den Konverter

Installation von Radioelementen

Es bleibt das Gerät zusammenzubauen. Da die Schaltung nicht so viele Komponenten enthält, können sie nicht auf der Leiterplatte platziert werden, sondern durch Aufputzmontage mit Befestigung am Kühlkörper, dh am Gerätekörper. Wir löten die Stiftbeine mit einem einadrigen Kupferdraht mit ausreichend großem Querschnitt an, dann wird die Verbindung mit 5-7 Windungen dünnem Transformatordraht und einer kleinen Menge POS-61-Lot verstärkt. Nachdem die Verbindung abgekühlt ist, wird sie mit einem dünnen Schrumpfschlauch isoliert.

Lötkolben und Lötmittel POS-61

Hochleistungsschaltungen mit komplexen Sekundärschaltungen erfordern möglicherweise eine Leiterplatte mit Transistoren in einer Reihe am Rand zur freien Befestigung am Kühlkörper. Glasfaserlaminat mit einer Foliendicke von mindestens 50 Mikrometern eignet sich zur Herstellung einer Versiegelung. Wenn die Beschichtung jedoch dünner ist, verstärken Sie Niederspannungskreise mit Kupferdrahtbrücken.

Ätzbrett

Die Herstellung einer Leiterplatte zu Hause ist heute einfach – Mit Sprint-Layout können Sie Beschneidungsschablonen für Schaltungen beliebiger Komplexität zeichnen, auch für doppelseitige Leiterplatten. Das resultierende Bild wird von einem Laserdrucker auf hochwertigem Fotopapier gedruckt. Dann wird die Schablone auf das gereinigte und entfettete Kupfer aufgetragen, mit einem Bügeleisen gebügelt und das Papier mit Wasser ausgewaschen. Die Technologie wurde als „Laser-Bügeln“ (LUT) bezeichnet und ist im Netzwerk ausreichend detailliert beschrieben.

Verzinntes Brett

Sie können die Kupferreste mit Eisenchlorid, Elektrolyt oder sogar Speisesalz ätzen. Es gibt viele Möglichkeiten. Nach dem Ätzen muss der festsitzende Toner abgewaschen, die Befestigungslöcher mit einem 1-mm-Bohrer gebohrt und mit einem Lötkolben (untergetauchter Lichtbogen) über alle Pfade gelaufen werden, um das Kupfer der Kontaktflächen zu verzinnen und die Kanalleitfähigkeit zu verbessern.

Artikel bewerten
An Freunde weitergeben
Empfehlungen zu jedem Thema von Experten
Einen Kommentar hinzufügen

Durch Klicken auf die Schaltfläche "Kommentar senden" stimme ich der Verarbeitung personenbezogener Daten zu und akzeptiere die Datenschutzrichtlinie