Как сделать простой инвертор 12-220 В мощностью 2500 Вт частотой 50 Гц своими руками

Инвертор предназначен для получения 220-вольтового переменного напряжения из невысокого постоянного. Подключается к любому 12-вольтовому источнику, в т.ч. к автомобильному аккумулятору через гнездо прикуривателя. Мощность нагрузки может достигать 2500 Вт и лимитируется преимущественно мощностью выходного трансформатора и нагрузочной способностью гнезда прикуривателя.

Инвертор интересен тем, что:

• прост со схемотехнической точки зрения;
• требует минимальной наладки;
• собирается из доступных компонентов.

Электрическая схема инвертора

В качестве ключевого компонента устройства использован интегральный управляемый мультивибратор СD4047BD с элементами подстройки частоты следования генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В использован повышающий трансформатор, входы первичных обмоток которого подключены непосредственно к выводам D (стокам) силовых транзисторных сборок.

Силовые оконечные каскады А собраны на спаренных полевых транзисторах. Схема оконечного каскада показана далее.

200-омные резисторы в цепи затвора обеспечивают выравнивание токов по отдельным транзисторам.

Электронные компоненты, используемые в устройстве

Для сборки схемы необходимы:

Особенности сборки и настройки схемы инвертора

Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на печатной плате-«слепыше». Для установки микросхемы мультивибратора целесообразно применить 14 или 16 контактную монтажную колодку.

Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в одни или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае рядной установки его функции вполне может выполнять брусок длиной порядка 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, в котором сверлятся и нарезаются отверстия для крепления транзисторов «под винт».

Часть схемы собирается навесным монтажом.

Трансформатор взят от сломанного источника бесперебойного питания.

Припаиваем плату к транзисторам.

При настройке схемы переменным резистором частота генерации импульсов устанавливается на 50 Гц.

Наблюдается некоторое отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к. мультивибратор CD4047BD генерирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглаживаются трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.

Смотрите видео

Автомобильный инвертор. Какой выбрать? Как сделать своими руками?

 Пользуясь  автомобилем ,  многие из нас хотят видеть в нем не только транспортное средство, но и своеобразный дом на колесах. Ну, а как во всяком полноценном жилище, должный комфорт в нем, нам обеспечивают электроприборы.  Для того, чтобы электроприборы были запитаны непосредственно от электрической сети автомобиля требуется множество различных переходников (адаптеров), для каждого из них.

  Это не всегда удобно и практично, особенно при условии, что большинство наших электрических помощников могут полноценно работать от универсального для них напряжения в 220 вольт. С этим напряжением, необходимо иметь всего лишь одну розетку, в которую и можно вставить вилку нашего электроприбора.
 Как получить из постоянных 12 или 24 вольт 220 переменных вольт, вопрос уже решенный. Для этих целей используется инвертор напряжения. В этой статье, мы дадим рекомендации по выбору инвертора в ваш автомобиль, а затем и рассмотрим вариант изготовления инвертора своими руками.

Выбор автомобильного инвертора напряжения

Основным показателем на который стоит обратить внимание при выборе инвертора является его мощность, вернее мощность того электрического прибора, который вы собираетесь эксплуатировать в вашем автомобиле от инвертора. На приборах иногда не указана непосредственно мощность, а указано напряжение и ток. Например 220 вольт 1,7 а (показатели энергопотребления ноутбука). В данном случае мощность рассчитывается по формуле P=U*I , то есть составит 220*1,7 = 374 Ватта.  При выборе инвертора, также не стоит забывать о запасе его мощности, которая будет гарантировать надежную, а соответственно долгую его работу.  Минимальный запас должен составлять порядка 10%, то есть в итоге, для нашего ноутбука понадобиться инвертор с мощностью порядка 450 Ватт.

Принцип работы автомобильного инвертора

Вначале мы расскажем о принципе работы инвертора, а затем и приведем принципиальную электрическую схему с маркировкой и номиналом примененных в ней радиоэлементов.
 Фактически перед инвертором стоит две задачи, это конверсия постоянного тока в переменный и увеличения напряжения с 12 (24) вольт до 220. Первая задача реализуется с помощью мультивибратора, который задает частоту импульсов. Стоит заметить, что частота переменного тока должна составлять 50 Гц, то есть такую же частоту как и в нашей электрической розетке дома.  После того как мультивибратор преобразовал напряжение в переменное с определенной частотой, оно увеличивается посредством обычного трансформатора.

 
 Трансформатор работает следующим образом. Фактически трансформатор представляет из себя две обмотки (катушки проволоки), намотанные на одном сердечнике. При подаче напряжения в одну из катушек, вокруг нее образуется магнитное поле, при этом ее магнитное поле, наводит ЭДС, фактически напряжение во вторую катушку. Так, подавая напряжение на одну из катушек, мы получаем напряжение во второй.  Соотношение напряжений будет зависеть напрямую от соотношения количество витков в катушках. То есть например в первичной обмотке имея 100 витков, и напряжение 12  вольт, во вторичной должно быть 220/12*100 = 1833 витка.
 Применение мультивибратора и соответствующего трансформатора и будут представлять из себя инвертор напряжения. При выборе радиоэлементов важно обеспечить номинальные рабочие токи не ниже токов потребителя, чтобы радиодетали не вышли из строя.

Автомобильный инвертор с 12 на 220 вольт своими руками

На рис. 1 представлена одна из схем инвертора с 12 на 220 вольт. Схема состоит из трех функциональных узлов:
— задающего мультивибратора на 100 Гц, выполненного на микросхеме;
— двухтактного транзисторного ключевого усилителя мощности, выполненного на транзисторах;
— повышающего трансформатора.

Рис. 1 Принципиальная электрическая схема автомобильного инвертора, 12 вольт на 220 вольт.

Мультивибратор выполнен на микросхеме  К561ЛН2. Выдаваемая им частота зависит от номиналов радиодеталей R1 (резистора) и C1 (конденсатора), по схеме настроена на 100 Гц. На выходе мультивибратора включен инвертор на D1.4, который создает противофазные сигналы, для каждого из транзисторов (VT1 и VT2), затем следует двухтактный усилитель мощности на транзисторах VT3 и VT4. Транзисторы нагружены на низковольтную обмотку повышающего трансформатора T1. Каждая из первичных обмоток пропускает ток с частотой 100 Гц, но так как обмотки две, и работают они в противофазе, то на вторичной обмотке получается частота напряжения 50 Гц. Конденсатор С4 дополнительно сглаживает напряжение, что приближая его к синусоидальному напряжению.

 Вместо микpocxeмы K561Лh3 можно использовать любые инверторы из серии К561, например, микросхему К561ЛА7 или К561ЛЕ5. Транзисторы КТ973 можно взять с любым буквенным индексом, транзисторы КТ805 можно заменить на КТ819, тоже с любыми буквенными индексами. Для повышающего трансформатора подойдет любой сетевой трансформатор мощностью порядка 100 Ватт. Первичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на напряжение 220 В, а две вторичных на 10…15 В каждая (или одна с отводом посередине на 20…30 В). Обмотки трансформатора включаются наоборот, то есть вторичные на вход, первичная на выход.
 Транзисторы VT4 и VT3 должны быть установлены на радиаторы, обеспечивающие надежный отвод тепла.  Мощность такого инвертора составит порядка 60 Ватт, что ограничивается током коллектора транзистора КТ805 (5А), то есть 12 вольт *5 = 60 Ватт. Для повышения мощности инвертора, необходимо подобрать более мощный трансформатор и другой транзистор (например КТ819 у которого ток коллектора  в два раза больше, то есть мощность инвертора составит 120 Ватт), либо собрать «составной» транзистор из нескольких.

 Самый простой вариант «составного» транзистора, это параллельное подключение транзисторов. На картинке приведена схема подключения второго транзистора для увеличения мощности. 

Простой преобразователь с 12 на 220 В своими руками

Сделать своими руками преобразователь 12-220 В для питания приборов мощностью до 1000 Вт и выше можно разными методами. Наиболее доступный вариант – поместить приобретенный блок инвертора в корпус с теплоотводом.

Немного сложнее собрать такой блок из печатной платы и дополнительных компонентов. Для этого нужно уметь паять и пользоваться мультиметром, знать разводки выводов активных элементов или уметь их находить. Также необходимо уметь рассчитывать подходящее сечение провода с учетом силы тока и знать правила добавления в схему электролитических конденсаторов, диодов и других полярных компонентов.

Еще один способ создания инвертора 12-220 В – использовать для этих целей UPS от компьютера. К нему подключается автоаккумулятор. Заряжается он отдельно. И последний, самый сложный метод – выбрать вариант преобразования и схему в соответствии с имеющимися потребностями и деталями, выполнить расчет и собрать ее самостоятельно. Для решения этой задачи элементарных электронных навыков недостаточно. Необходимо еще уметь пользоваться разнообразными приборами для измерений и выполнять расчеты.

Как сделать преобразователь с 12 на 220 В из готового модуля

Корпуса инверторов дополнительно выполняют функции теплоотводов для находящихся в них транзисторных ключей высокой мощности. При самостоятельной сборке преобразователя необходимо найти подходящий радиатор или сделать его самостоятельно. Он должен иметь толщину от 4 мм в области размещения ключей и достаточную площадь, чтобы на 1 кВт отдаваемой мощности каждого из ключей обеспечивалось минимум 50 см² радиатора.

Если требуется обдув от кулера на 12 В 110-130 мА, то дополнительно нужно от 30 см² на 1 кВт каждого ключа. Кроме радиатора понадобятся теплопроводящие прокладки для изоляции, чашечки и шайбы под винты, провода, для модуля с тепловой защитой – термопаста для его крепления.

Как сделать простой преобразователь с 12 на 220 В из UPS

Чтобы сделать из UPS от компьютера инвертор 12-220 В для подключения всевозможных устройств в рамках допустимой мощности, следует заменить имеющиеся провода, идущие к «родной» батарее, длинными проводами с зажимами под клеммы автоаккумулятора. Их сечение подбирается с учетом допустимых значений плотности тока 20–25 А/мм².

UPS обычно содержат свинцово-кислотные батареи. Их разряд контролируется по напряжению, и контроллер ИБП не допустит чрезмерного разряда используемой батареи. Но в штатных батареях UPS находится гелевый электролит, а в авто АКБ – жидкий. Принципы восполнения заряда у них отличаются, поэтому в дополнение к инвертору на UPS необходимо соответствующее зарядное устройство.

Алгоритм создания инвертора 12-220 В

Для создания преобразователя с выходными параметрами 220 В, 50 Гц необходим частотомер. Подойдет простейшая модель – электромеханический резонансный прибор или стрелочный вариант произвольного типа. Он обеспечит контроль частоты, колебания которой в электросети допускаются в диапазоне 48–53 Гц. К отклонениям от нормы частоты напряжения питания наиболее чувствительны электродвигатели переменного тока. В таких ситуациях они нагреваются и отклоняются от номинальных оборотов, что особенно рискованно для кондиционеров и холодильников (риск разгерметизации).

Как правило, питание 220 В, 50 Гц необходимо потребителям небольшой мощности – в пределах 350 Вт. В подобных случаях можно создать преобразователь на базе ИБП от компьютера. Отдаваемая в нагрузку мощность примерно будет составлять 0,7 от номинала мощности ИБП.

Читайте в нашей предыдущей статье о видах АКБ для систем видеоконтроля.

Сварочный инвертор своими руками

Своими руками можно сделать все. Именно таким образом создаются уникальные изобретения и единичные опытные образцы, особенно в нашей стране. Кулибины, Левши и

Можайские не переводятся с развитием техники и общества. Изготовить сварочный инвертор своими руками, в сравнении с другими сложными устройствами и механизмами, гораздо «проще». Прежде всего, можно воспользоваться готовой схемой инвертора, выбрав наиболее доступную схему, тогда паровоз и самолет изобретать, не потребуется. Можно воспользоваться готовыми узлами, например дроссельным устройством и импульсным высокочастотным трансформатором. Тогда отпадет необходимость трудоемкой работы по их намотке. Но главным стимулом по созданию сложного сварочного устройства остается стоимость готового промышленного изделия. Цена на инверторы многим просто недоступна.

Для желающих изготовить сварочный аппарат инвертор своими руками предлагается доступная схема устройства. См. Рис.

Наверное, количество активных претендентов на изготовление шедевра, после ознакомления с представленной схемой, должно значительно сократиться. Процесс покупки устройства в магазине значительно проще, чем изготовить оригинальный сварочный инвертор своими руками и, естественно, головой. Если финансовые возможности позволяют, а в успехе нет уверенности, то не стоит затевать это хлопотное дело.

Приведенная на Рис. схема была уже не раз апробирована и заслужила достойную оценку и в домашнем дворе, и в гаражах, и в кооперативном движении. Лучшее устройство можно не искать. Но схема еще не все. Силовые параметры деталей схемы необходимо просчитать. Они напрямую будут зависеть от требуемых характеристик тока сварки. Наверное, не стоит останавливаться на мощном агрегате, а реально оценить потребности в сварке электродами большого диаметра. Инвертор со сварочным током до 170А даст возможность использовать электроды до 4мм. Стоимость комплектующих для него будет процентов на 20% ниже, чем для агрегата с током сварки 250А. Хотя иногда сварочный аппарат инвертор своими руками создается из-за необходимости высокого сварочного тока, поскольку именно мощные инверторы в магазинах особенно дороги.

Корпус готового инвертора следует изготавливать в последнюю очередь. Это даст возможность максимально уменьшить габариты готового изделия. Материал для корпуса должен быть не горючим, поскольку температура может достигать до 700 градусов при длительной непрерывной сварке большим током. Воздушное охлаждение с принудительной вентиляцией обязательно. И не забудьте предусмотреть ручку для переноса сварочного инвертора.

Читайте также

---

• Сварочный аппарат инвертор

  В статье описываются основные достоинства сварочных аппаратов, работающих на инвертором принципе, которые с очевидностью показывают преимущества …

  
  

как сделать своими руками? Схема переделки, самодельные полуавтоматы из трансформаторных инверторных моделей

Сделать полуавтоматический сварочный агрегат собственными силами по плечу любому человеку, хорошо разбирающемуся в электротехнике. Всё, что потребуется для осуществления поставленной цели – определённый набор составных частей и инструментарий. Давайте рассмотрим процедуру изготовления такого агрегата более подробно.

Инструменты и материалы

Для изготовления полуавтоматического сварочного агрегата из инвертора (преобразователя переменного электротока в постоянный) своими руками требуется подготовить требуемые составные компоненты и оснащение.

1. Инвертор с выходной силой электротока от 150 А.
2. Устройство подачи присадочного материала (присадки).
3. Газовая горелка-пистолет.
4. Шланг подающий, который станет направляющим протоком для присадочного материала, идущего к свариваемой области.
5. Шланг для подвода защитных газовых смесей к свариваемой области.
6. Катушка (бобина) с присадочным материалом (проволокой).
7. Узел электроники для контроля над деятельностью полуавтоматического сварочного агрегата. Здесь производится настройка силы электротока, напряжения и скорости работы.
8. Схема сварочного полуавтоматического устройства.

Способы изготовления

Прежде всего, поговорим о возможных способах перевоплощения инверторного источника сварочного электротока в полуавтоматический сварочный агрегат.

Первый способ

Для изготовления полуавтомата непременно потребуется базовое оборудование. Это сварочный агрегат, который и будет создавать рабочие характеристики для формирования электродуги. На роль такого ведущего оборудования сгодится не всякая модификация инвертора.

Следует подобрать довольно мощный сварочный аппарат. Его вольтамперные характеристики (ВАХ) можно поменять посредством ШИМ-контроллера.

Только вот подобное устройство имеется не у всякого народного умельца, а сама процедура выполнения измерений чрезвычайно долгая и кропотливая. В конце концов, осуществить все исследования способен лишь человек с довольно большими познаниями в электротехнике.

Поскольку обыкновенному пользователю вариант с ШИМ-контроллером недоступен, лучше избрать более лёгкий путь. Первое: взятый инвертор-донор должен корректно исполнять все требуемые функции. Второе: для изготовления самодельного полуавтоматического агрегата потребуется дроссель (катушка индуктивности, балласт). Эту деталь, являющуюся обязательным атрибутом практически любого люминесцентного светильника, можно приобрести в магазине запасных частей. Выходное напряжение катушки индуктивности практикуется в виде ввода обратной связи.

2-й способ

Этот способ изготовления самодельного полуавтоматического аппарата годится лишь обладателям хорошего оснащения. В частности, инверторов, которые способны функционировать в режиме строго заданной вольтамперной характеристики.

Сварочные аппараты такого класса дорогостоящие, зато как можно лучше годятся для реализации поставленной цели.

Чтобы создать свой полуавтомат, понадобится:

• приобрести устройство подачи присадочного материала, в комплект которого входят все требуемые кабели и коммутационные элементы;
• подключить устройство подачи к инверторному сварочнику;
• подобрать вольтамперную характеристику для работы с определённым видом присадки.

По сути, устройство подачи является приставкой, расширяющей функционал сварочного аппарата. Подобная схема наделена высокой надёжностью, и не требует от пользователя специфических знаний. Более того, созданный полуавтомат демонстрирует предельную степень гибкости и непритязательности: быстро настраивается для функционирования с определённым видом материала и присадкой.

3-й способ

Этот способ потребует от владельца солидной подготовки.

Ему нужно будет отыскать неусреднённый инверторный сварочный агрегат нужной мощности.

Следует подобрать по возможности наиболее несложного донора конкретного класса.

Оптимальным будет агрегат, у которого:

• имеется на выводе токовый шунт;
• в импульсном блоке питания практикуется трансформатор электротока;
• сборка ZX-7.

Желательно выбирать агрегаты без добавочных функций контроля и возможностей для упрощения бытия сварщика. Преобразователь тока не должен иметь никакого Hot Start (горячий старт), Arcforce (форсаж электродуги).

Для изготовления личного самодельного полуавтоматического аппарата нужно будет точно выставить вольтамперные параметры взятого преобразователя тока. Также потребуется произвести настройку времени нарастания электротока.

Алгоритм переделки

Подавляющее большинство компонентов применяется без существенных переделок. Переоборудование потребуется устройству подачи присадочного материала, поскольку скорость подачи присадки по гибкому рукаву должна совпадать со скоростью плавления присадочного металла. В механизме необходимо учесть опцию настройки, потому что скорость варьируется исходя из разновидности свариваемых металлов, типа и сечения присадочного материала.

В рабочем инверторе в первую очередь следует переустроить входящее в его структуру трансформаторное устройство. Оно покрывается добавочным слоем, состоящим из медной полоски и бумаги с термочувствительным покрытием.

Не следует использовать обыкновенную проволоку из меди для трансформаторного устройства. В ходе сварочного цикла она нагревается слишком сильно и может застопорить работу всего сварочного полуавтоматического агрегата.

Вторичная обмотка трансформаторного устройства также требует доработки. Она покрывается в 3 слоя тонкой листовой сталью, изолированной лентой из фторопласта. Концы навитой обмотки соединяются посредством паяния. После выполнения этих действий электропроводность значительно увеличивается.

Важным компонентом является вентилятор, который будет осуществлять охлаждение агрегата, предохраняя от излишнего нагрева.

Преобразователь тока для ручной электросварки очень просто становится источником электропитания для полуавтоматического агрегата. Рабочее устройство можно не разбирать, а всё вспомогательное оснащение локализовать в другом корпусе. В нём располагаются бобина с присадочным материалом, беспрепятственно крутящаяся на барабане, и подающее приспособление. На обшивке сбоку устраиваются преобразователь скорости движения присадочного материала и разъём для присоединения направляющего шланга.

Запросто сгодится бэушный корпус системника ПК. Получится аккуратно и лаконично.

Параметры электротока могут настраиваться на инверторе, следовательно, и «плюсовая» клемма подсоединяется к детали от него.

«Минус» выводится из инвертора и заводится в новую несущую оболочку. Тут его присоединяют к клемме подающего шланга. Главное, чтобы и присадочный материал соединялся с данным потенциалом.

Шланг для подвода защитной газовой смеси, следующий от баллона к пистолету-горелке, также фиксируется в корпусе. Если применить клапан от «дворников» автомашины, то появится настройка подачи газовой смеси.

Представленная сборка несложная в реализации, а инвертор может параллельно практиковаться для ручной электродуговой сварки и как источник электропитания для сделанного в домашней обстановке сварочного агрегата, функционирующего в полуавтоматическом режиме.

Настройка

Аппарат требуется подключить в электрическую сеть. Когда лампочка подключения к сети засветится, к выводам преобразователя тока следует подсоединить осциллограф. Посредством данного устройства нужно найти импульсные токи частотой 40-50 кГц. Отрезок времени между возникновением таких импульсных электротоков должен равняться 1,5 мкс, что настраивается посредством изменения значений напряжения, подающегося на вход агрегата.

Следует также проконтролировать, чтобы импульсные токи, воспроизводящиеся на дисплее осциллографа, обладали прямоугольной конфигурацией, а длительность их фронта протекала не дольше 500 нс. Если все испытываемые характеристики отвечают необходимым значениям, то можно включать преобразователь электротока в электрическую сеть.

Электроток, приходящий от вывода полуавтоматического аппарата, должен обладать силой не меньше 120 А.

Если параметры силы электротока меньше, это может указывать на то, что в электропроводку оснащения поступает напряжение, показатель которого не выше, чем 100 В. В случае возникновения подобной ситуации следует выполнить следующее: провести диагностику оснащения посредством преобразования силы электротока (одновременно с этим необходимо непрерывно держать под контролем напряжение на конденсаторе). Более того, надо всё время держать под контролем температуру внутри агрегата.

Вслед за тем, как сварочный агрегат прошел тест, требуется испытать его под воздействием нагрузки. Чтобы произвести это испытание, к сварочной проводке подсоединяют балластный реостат, имеющий сопротивление не ниже 0,5 Ом. Такой прибор обязан выдерживать электроток с силой 60 А. Сила электротока, который в данной ситуации подаётся на газовую сварочную горелку-пистолет, находится под контролем амперметра. Если сила электротока при подключении балластного реостата не отвечает необходимым характеристикам, то подбор величины электрического сопротивления этого устройства осуществляется экспериментальным путём.

Несмотря на то что переделать инвертор в полуавтоматический сварочный аппарат относительно просто, всё же процесс отнимает некоторое время и предполагает вложения для приобретения дополнительных элементов. Устройство даёт возможность производить сварку в полуавтоматическом режиме, однако её качество может проигрывать заводским модификациям. С целью сэкономить, изготовление аппарата своими силами в полной мере оправданно, однако при необходимости высококачественной сварки предпочтительнее практиковать испытанные заводские устройства.

О том, как сделать полуавтомат из «Ресанты», смотрите далее.

Простой инвертор из бесперебойника своими руками

Все мы знаем как неприятно, когда внезапно отключают свет. Это может случиться в любой момент — дома или на даче. Жителям сельской местности не позавидуешь вдвойне, тем более, если в такие моменты работает инкубатор или циркуляционный насос. Внезапное выключение света может привести к гибели будущего выводка или остановке насоса для отопления.

Есть отличное решение этой проблемы – нужно всего-навсего купить автомобильный инвертор с 12-на 220 в. Однако цены на них очень велики, не каждый сельский житель сможет позволить себе купить такую дорогую вещь.

Что же делать – где можно недорого приобрести источник бесперебойного питания для освещения дома, теплицы, дачи т. д.? Конечно же, попробовать сделать его своими руками! А интернет нам в этом поможет.

Оказывается, есть более простое и дешевое решение – нужно всего лишь навсего, переделать бесперебойник в инвертор.

Для этой цели нам понадобится  рабочий источник бесперебойного питания от компьютера, который можно купить буквально за копейки на «блошиных» рынках или через объявления местных газетах по продаже б/у компьютерной техники. Однако для наших задач бесперебойник не совсем подходит и требует небольшой переделки. Все, кто умеет работать с паяльником, без особого труда справятся с такой работой.

Переделав бесперебойник на инвертор, на выходе мы получим:

• стабилизатор напряжения;
• зарядное устройство;
• и конечно инвертор.

После нашей переделки, если бесперебойник на 300 Вт, то на него можно нагрузить Вт 200. Конечно, чем мощней бесперебойник, тем больше можно увеличить на него нагрузку.

В некоторых бесперебойниках попадаются места, где можно дополнительно усилить мощность. Эти места называются транзисторными ключами. Стоит их допаять, как мощность бесперебойника увеличится.

Производители порой не допаивают такие транзисторы, чтобы удешевить изделие. Транзисторы нужно такого же номинала, как и установлены.

Так же следует увеличить сечение проводов от разъёма платы до АКБ на крокодилы.

От трансформатора вторичной обмотки до клем платы,

нужно добавить в параллель ещё по одному проводу для увеличения сечения.

Трансформатор пришлось немного расковырять, чтобы добраться до выхода вторичной обмотки. Этих проводов выходит три штуки.

Чтобы бесперебойник не пищал каждую минуту, мы должны выпаять  круглую пищалку.

Далее в корпусе я коронкой по гипсу или по дереву высверлил отверстие для вентилятора и расположил его так, чтобы он дул на ключи транзисторов и радиаторов.

На задней стенке удалил ненужные разъёмы и оставил отверстие от них для выхода воздуха.

От этих клем находим два провода питания 220 вольт – выход с платы после преобразователя и эти провода выводим наружу, закрепляем свою розетку.

Наш инвертор из бесперебойника почти готов. Для контроля разряда батареи автомобильного аккумулятора можно встроить цифровой  вольтметр. Я на всякий случай ещё подключил термодатчик для контроля температуры на транзисторных ключах. Термопару от мультиметра закрепил на радиаторе транзистора полевика.

Немаловажный момент: инвертор из бесперебойника должен иметь запуск холодного включения – это  функция, когда он может включаться без внешнего питания от бытовой розетки 220 вольт. В некоторых моделях кнопка включения холодного пуска имеет двойное нажатие с разным интервалом времени. 

Вот и все переделки. Такой инвертор можно брать с собой в поездку – на пикник, рыбалку, дома – через него можно подключать лампы, ноутбук, заряжать телефоны, фонарики, на даче и в сельской местности – подключать инкубатор, освещение теплицы и т. д., но не более 70% мощности от нашего изделия.

Для освещения лучше использовать диодные лампы, они мало тянут и ярко горят. Так же я подключал паяльник на 80 Вт, даже телевизор работает без проблем.

Автор: Алекс Олейник

Хотите иметь всегда под рукой удобный лунный календарь, в котором указаны благоприятные и неблагоприятные даты для посадки и пересадки комнатных цветов, полива и удобрения растений, обработки от вредителей? Представляем вашему вниманию приложение Лунный календарь комнатных растений, которое можно совершенно бесплатно СКАЧАТЬ в Play market по ССЫЛКЕ. 

Лунный календарь по уходу за комнатными растениями содержит точное время Новолуний, Полнолуний, начала лунных дней и вхождения Луны в знаки зодиака. Указаны благоприятные и неблагоприятные даты для посадки и пересадки комнатных цветов, полива и удобрения растений, обработки от вредителей.

как сделать преобразователь напряжения своими руками по схеме

Автор: Виктор

Современный рынок автомобильной электроники предлагает большой выбор различных устройств и девайсов, позволяющих обеспечить более комфортное управление машиной в целом. Одним из таких устройств является автомобильный инвертор. Что это за прибор, для чего он используется и как его соорудить своими руками — об этом читайте ниже.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Что такое автомобильный инвертор?

Инвертор или преобразователь напряжения 220v в 12v для авто является неотъемлемым прибором для тех автолюбителей, которые любят отдыхать на природе или большую часть времени проводят за рулем. Этот девайс представляет собой устройство, использующееся для преобразования тока, с его помощью водитель может зарядить ноутбук и другое оборудование, которое питается от бытовой сети. В продаже можно найти инверторы на 1000w, 2000w, 3000w, 5000w, но подбор этого параметра лучше осуществлять в соответствии с целями, которые преследует автолюбитель.

Например, если вы планируете заряжать ноутбук либо батарею своего смартфона, то достаточно будет приобрести простой усилитель на 300 Вт. Однако, если вы часто отдыхаете за городом, то лучше отдать предпочтение более мощным девайсам. Более простые в плане мощности устройства можно подключить к автомобильному прикуривателю, если же речь идет о более мощных приборах, то они соединяются с аккумулятором.

ТОП лучших преобразователей

Если вы решили приобрести прибор с чистой синусоидой, то предлагаем ознакомиться с рейтингом наиболее популярных моделей.

Рейтинг был составлен в соответствии с результатами многочисленных испытаний и тестов:

1. Штиль PS12/300. Данная модель выполнена в обычном корпусе, ничего примечательного. По факту девайс выдает не 220, а около 217 вольт. Перегрузка таких моделей не допускается, поскольку это может привести к снижению уровня напряжения в электросети автомобиля в целом. Благодаря наличию линейного выхода модель позволяет выдавать наиболее оптимальный сигнал, что особенно важно.
2. Следующее место в рейтинге занимает AcmePower 120. Эта модель не рассчитана на большие нагрузки — ее оптимально использовать для зарядки смартфонов, фотоаппаратов, видеокамер и т. д. По факту девайс выдает около 107 вольт напряжения, поэтому для более серьезных целей он не подойдет. Из недостатков следует выделить отсутствие кнопки активации, так что если вы вдруг перегрузите прибор, то его придется отсоединять от сети вручную.
3. Powermate-003 Tamaks. Мощность данной модели составляет около 172 В. Инвертор показал себя с положительной стороны в ходе испытаний, поэтому его рекомендуют к использованию многие специалисты. В том случае, если на Powermate-003 Tamaks будет подаваться более высокая нагрузка, чем та, на которую он рассчитан, прибор отключится и вы его не сможете включить, пока не будет устранена причина перегруза. Одним из ключевых достоинств данной модели является доступная цена.
4. Neodrive 200. Фактическая мощность, которую позволяет выдавать этот инвертор, составляет 265 Вт. Одним из основных преимуществ этого варианта является то, что девайс без проблем выдерживает даже высокие перегрузки. А в том случае, если возникнет критическая необходимость отключения прибора, он будет напоминать об этом автолюбителю. Если происходит перегрев устройства, автоматически активируется вентилятор, который также автоматически отключится, когда в его использовании отпадет необходимость.
5. Более мощная модель — AcmePower AP-DS400 — характеризуется стильным и оригинальным дизайном. Девайс должен подключаться напрямую к автомобильному аккумулятору, для этого в комплекте идет специальные зажимы. Производитель уверяет, что мощность девайса составляет 400 Вт, хотя по факту это значение составляет не более 380 Вт. Если в системе произойдет перегруз, инвертор просто отключится.
6. Следующая модель — MeanWell A301-600-F3 — не получила широкого распространения среди наших соотечественников. Устройство выполнено в металлическом корпусе, который довольно ненадежный и тонкий. По схеме прибор оснащается тремя диодными индикаторами, расположенными на лицевой части. С помощью диодов водитель сможет узнать, правильно ли работает устройство, нет ли перегруза в системе и не перегревается ли девайс.
   По факту прибор отлично работает при нагрузке до 600 Вт. Судя по отзывам, эта модель считается самой оптимальной для тех автовладельцев, которые предпочитают отдых с палатками за городом (автор видео — канал AKA KASYAN).

Инструкция по изготовлению автопреобразователя напряжения своими руками

Можно ли сделать преобразователь своими руками? Если вы планируете соорудить не самый мощный прибор, то его вполне можно сделать своими руками. Схем для изготовления девайса огромное множество, если вы поищите в Сети, то без проблем найдете нужный вариант. Мы предлагаем ознакомиться с процессом изготовления инвертора из ИБП — источника бесперебойного питания. Разумеется, сам ИБП должен быть рабочим.

Для изготовления вам потребуется бытовая розетка, а также специальные зажимы для подключения. В общем процедура производства инвертора — не особо сложная, для изготовления прибора нужно удостовериться в том, что девайс оборудован опцией холодного пуска.

Фотогалерея «Схемы для изготовления инвертора»

1. Схема на транзисторах

2. Из компьютерного блока питания

Этапы

Процедура изготовления выполняется так:

1. В первую очередь к заднему выходу прибора необходимо подключить подготовленную бытовую розетку.
2. После этого из платы следует убрать спикер. Этот элемент издает звуковые сигналы и предназначен для оповещения пользователя. В данном случае спикер не нужен, поскольку он будет фиксировать ошибки в работе прибора из-за отсутствия напряжения 200 вольт, соответственно, будет издавать постоянные звуковые сигналы предупреждения. Спикер выпаивается из платы с помощью паяльника, это позволит размягчить контакты его подключения. Для демонтажа используйте пассатижи.
3. Непосредственно ИБП используется для недолговременной работы от встроенного в него АКБ, по факту рабочий девайс может функционировать не более 15-20 минут. В том случае, если вы хотите, чтобы изготовленный прибор не перегревался, инвертор следует оборудовать вентилятором. Монтаж данного устройства должен быть произведен с учетом того, что воздушный поток должен охлаждать схему, поэтому установите вентилятор в боковую крышку.
4. После этого вам остается только подключить к плате зажимы, которые будут использоваться для соединения устройства с батареей.

 Загрузка …

Видео «Простой вариант изготовления инвертора»

В ролике ниже представлен процесс изготовления инвертора по простой схеме своими руками (автор видео — канал AKA KASYAN).

Как запустить холодильник на инверторе | Руководства для дома

Херб Кирхгоф Обновлено 9 декабря 2018 г.

Инвертор — это электрическое устройство, которое преобразует мощность батареи постоянного тока в бытовую мощность переменного тока 120 В для работы таких приборов, как холодильник. Доступны инверторы различной мощности, а некоторые из них достаточно мощны, чтобы работать с холодильниками. Но прежде чем вы побежите покупать инвертор, вам нужно выяснить, какого размера вам нужен инвертор и какой емкости батареи он потребует.

Энергопотребление

Перед покупкой инвертора вам необходимо узнать потребляемую мощность вашего холодильника в ваттах. Эта информация указана на паспортной табличке производителя и выражена в амперах или ваттах. Если тарелка дает ватт, вы дома бесплатно. Если указаны амперы, преобразуйте их в ватты, умножив амперы на напряжение. Например, если ваши типовые 16 куб. футов. холодильник потребляет 6 ампер, вы умножаете 6 на 120 вольт, чтобы получить 600 ватт. Это ваша рабочая мощность. Мотор холодильника также нуждается в толчке, примерно в три раза превышающем его рабочую мощность, чтобы запустить его, но этот всплеск необходим всего на долю секунды.Для работы этого холодильника вам понадобится инвертор, который может выдерживать 600 Вт в течение длительного времени и всплеск до 1800 Вт за доли секунды.

Номинальные характеристики инвертора

На этикетке производителя большинства инверторов указаны два значения мощности. «Непрерывная мощность» — это выходная мощность переменного тока, которую инвертор может обеспечивать круглосуточно без выходных, пока есть входной постоянный ток. «Пиковая импульсная мощность» — это выходная мощность переменного тока, которую инвертор может подавать в течение доли секунды. Типичный инвертор, предлагаемый в дисконтных магазинах или домашних центрах, обеспечивает постоянную мощность переменного тока 1500 Вт и импульсную мощность 3000 Вт.Этот блок должен работать на типичные 16 куб. футов холодильник без проблем.

Емкость аккумулятора

Вам также необходимо знать, какой емкости аккумулятора постоянного тока вам понадобится иметь под рукой для работы холодильника. Чтобы определить требования к батарее, сначала преобразуйте рабочие ватты переменного тока холодильника в амперы постоянного тока. Пусковой мощности недостаточно, чтобы сосчитать. Чтобы найти ток постоянного тока, разделите мощность переменного тока на 12 и умножьте результат на 1,1. Холодильник, которому требуется 600 погонных ватт переменного тока, потребляет 55 ампер постоянного тока.

Характеристики аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи рассчитаны на ампер-часы. Типичная батарея, рассчитанная на 105 ампер-часов, может выдавать 105 ампер постоянного тока в течение одного часа, прежде чем разрядится. Как правило, вы рискуете повредить аккумулятор, если уровень заряда свинцово-кислотной аккумуляторной батареи опустится ниже 50 процентов, поэтому вы можете безопасно потреблять 105 ампер всего за 30 минут. Холодильник, потребляющий всего 55 ампер постоянного тока, может проработать около 60 минут непрерывной работы от батареи емкостью 105 ампер-час. Холодильники работают с перерывами, а не постоянно, поэтому вам нужно определить, сколько минут из каждого часа действительно работает ваш холодильник.Если ваш холодильник потребляет 55 ампер постоянного тока в течение 20 минут каждый час, вам необходимо зарядить аккумулятор после трех часов работы холодильника. Вторая батарея будет поддерживать работу холодильника, пока вы заряжаете первую батарею.

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 ноября 2021 г.

Одна из самых значительных битв XIX века велась не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества. это приводит в действие наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменного тока (AC), система, поддерживаемая его главный соперник Никола Тесла (1856–1943). Эдисон пробовал все виды хитрые способы убедить людей в том, что кондиционер слишком опасен, от убить слона на электрическом стуле, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле для приведения в исполнение смертной казни. Несмотря на это, Система Tesla победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе власть с тех пор.

Беда только в том, что многие наши приборы предназначены для работы с переменным током, малогабаритные генераторы часто вырабатывают постоянный ток. Что означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое преобразует DC to AC — инвертор, как его еще называют. Давай ближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: набор электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например, солнечными батареями и микроветровыми турбинами.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерство энергетики США / NREL (DoE / NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естествознания объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный ток). Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, идущих вместе с пакетами электрической энергии в одном способ, которым муравьи несут листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде базового фонарика, где у нас есть схема ( непрерывный электрический контур), соединяющий батарею, лампу и выключатель, и электрическая энергия систематически транспортируется от батареи к лампу, пока не разрядится вся энергия батареи.

В более крупных бытовых приборах электричество работает иначе. Источник питания, который поступает из розетки в стене, основан на переменный ток (AC), где переключается электричество примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из вашей розетки, получат, скажем, несколько миллиметрах вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добрались до лампы на вашем столе, чтобы сделать ее загораться?

Ответ на самом деле довольно прост. Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы — и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампы накаливания свечения. Электроны не обязательно должны двигаться по кругу для переноса энергии: в AC они просто «бегут на месте».

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой линии; переменный ток похож на движение вперед и назад на пятно. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

Что такое инвертор?

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Westinghouse, босс Westinghouse Electrical Company), что большинство бытовой техники, которая есть в наших домах, специально спроектированы работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Предположим, у вас в фонарик и выключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночная машина по трассе. Что теперь если вынуть аккумулятор и перевернуть. Предполагая, что он подходит в противном случае он почти наверняка будет питать фонарик, и вы не заметит никакой разницы в получаемом вами свете, но электрическая ток на самом деле будет течь в обратном направлении.Предположим, вы у них были молниеносные руки и они были достаточно ловкими, чтобы постоянно менять направление движения. аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического инвертор, превращающий питание постоянного тока батареи в переменный ток с частотой 50–60 герц.

Фото: Типичный электрический инвертор. Это сделано Xantrex / Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (DoE / NREL).

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не работают должным образом. таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные Включает и выключает эти переключатели на высокой скорости для реверса тока направление.Подобные инверторы часто производят так называемый прямоугольный выход: ток либо течет в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные переключения мощности довольно жестоки для некоторых видов электрического оборудования. При нормальном питании переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы могут использоваться для создания такого плавно изменяющегося выхода переменного тока из Вход постоянного тока.Они используют электронные компоненты, называемые индукторами и конденсаторы, чтобы выходной ток увеличивался и падал более плавно чем резкое включение / выключение прямоугольного сигнала на выходе, которое вы получаете с базовый инвертор.

Инверторы

также могут использоваться с трансформаторами для изменения определенного Входное напряжение постоянного тока в совершенно другое выходное напряжение переменного тока (выше или ниже), но выходная мощность всегда должна быть меньше чем входная мощность: из сохранения энергии следует, что инвертор и трансформатор не могут выдавать больше мощности, чем потребляют в, и некоторая энергия неизбежно будет потеряна в виде тепла по мере того, как течет электричество через различные электрические и электронные компоненты.В На практике КПД инвертора часто превышает 90 процентов, хотя основы физики говорят нам, что некоторая энергия — пусть и небольшая — всегда где-то потрачено впустую!

Как работает инвертор?

Мы только что получили очень простой обзор инверторов — и теперь давайте вернемся к нему еще раз. немного подробнее.

Представьте, что вы — аккумулятор постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вас вместо этого производить AC. Как бы ты это сделал? Если все ток, который вы производите, течет в одном направлении, а как насчет добавления просто переключиться на выходной провод? Включение и выключение тока, очень быстро, будет давать импульсы постоянного тока — что будет при минимум половина работы.Для правильного включения переменного тока вам понадобится переключатель, который позволил вам полностью изменить направление тока и сделать это около 50-60 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты вперед и назад более 3000 раз в минуту. Вам понадобится аккуратная работа пальцами!

По сути, устаревший механический инвертор сводится к коммутационному блоку. подключен к электрическому трансформатору. Если вы изучили наши статья о трансформаторах, вы узнаете, что они электромагнитные устройства, которые изменяют переменный ток низкого напряжения на переменный ток высокого напряжения или наоборот, с использованием двух катушек проволоки (называемых первичной и вторичной), намотанной вокруг общего железного сердечника.В механическом инверторе либо электродвигатель или какой-либо другой механизм автоматического переключения переворачивает входящий постоянный ток вперед и назад в первичный, просто поменяв местами контакты, и это производит переменный ток во вторичной — так он не так уж сильно отличается от воображаемого инвертора, который я набросал выше. Переключающее устройство работает немного так же, как и в электрический дверной звонок. Когда питание подключено, он намагничивает переключатель, потянув ее открыть и на короткое время выключить.Весна тянет переключите обратно в положение, включите его снова и повторите процесс — снова и снова.

Анимация: Базовая концепция электромеханического инвертора. Постоянный ток подается на первичную обмотку (розовые зигзагообразные провода с левой стороны) тороидального трансформатора (коричневый пончик) через вращающуюся пластину (красный и синий) с перекрестными соединениями. Когда пластина вращается, она неоднократно переключает соединения с первичной обмоткой, поэтому трансформатор получает на вход переменный ток, а не постоянный ток.Это повышающий трансформатор с большим количеством обмоток во вторичной обмотке (желтый зигзаг, правая сторона), чем в первичной, поэтому он увеличивает небольшое входное напряжение переменного тока до большего выходного переменного тока. Скорость вращения диска определяет частоту выходного переменного тока. Большинство инверторов не работают так; это просто иллюстрирует концепцию. Установленный таким образом инвертор будет давать очень грубый выходной сигнал прямоугольной формы.

Типы инверторов

Если вы просто включаете и выключаете постоянный ток или перевертываете его обратно и вперед, так что его направление продолжает меняться, то, что вы в конечном итоге, очень резкие изменения тока: все в одну сторону, все в другую направление и обратно.Нарисуйте диаграмму тока (или напряжения) против времени, и вы получите прямоугольную волну. Хотя электричество, различающееся таким образом, составляет , технически , переменный ток, это совсем не похоже на переменный ток доставляется в наши дома, что гораздо более плавно волнообразная синусоида). Вообще здоровенный бытовые приборы в наших домах, которые используют чистую электроэнергию (например, электрические обогреватели, лампы накаливания, чайники или холодильники) не особо заботятся волны какой формы они получают: все, что им нужно, это энергия и много это — так что прямоугольные волны их действительно не беспокоят.Электронные устройства, на с другой стороны, они гораздо более привередливы и предпочитают более плавный ввод они получают от синусоиды.

Подпись: Никола Тесла. Хотя он выиграл войну токов, его соперника Томаса Эдисона до сих пор помнят как первооткрывателя электроэнергии. Гравюра Теслы работы Саронга, 1906 год, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Это объясняет, почему инверторы бывают двух разных видов: инверторы истинной / чистой синусоидальной волны (часто сокращенно до PSW) и модифицированные / квазисинусоидальные инверторы (сокращенно MSW).В качестве их название предполагает, что настоящие инверторы используют так называемые тороидальные (в форме пончика) трансформаторы и электронные схемы для преобразования постоянный ток в плавно изменяющийся переменный ток очень похожий на настоящую синусоиду, обычно подаваемую в наши дома. Их можно использовать для питания любых устройств переменного тока от источника постоянного тока. источник, включая телевизоры, компьютеры, видеоигры, радио и стереосистемы.

Модифицированные синусоидальные инверторы, с другой стороны, используют относительно недорогая электроника (тиристоры, диоды и другие простые компоненты) на производят своего рода «закругленную» прямоугольную волну (гораздо более грубую приближение к синусоиде), и пока они подходят для доставки мощность для здоровенных электроприборов, они могут вызывать и действительно вызывают проблемы с тонкой электроникой (или чем-либо с электронным или микропроцессорным контроллером), так что, как правило, это означает, что они не подходят для таких вещей, как ноутбуки, медицинское оборудование, цифровые часы и устройства умного дома.Кроме того, если задуматься, их закругленный квадрат волны в целом обеспечивают большую мощность устройства, чем чистая синусоида (площадь под квадратом больше, чем под кривой). Это делает их менее эффективными и потерянная мощность, рассеиваемая в виде тепла, означает некоторый риск перегрева инверторов MSW. С другой стороны, они, как правило, немного дешевле, чем настоящие инверторы.

Изображение: Модифицированная синусоида (MSW, зеленый) больше похожа на синусоидальную волну (синюю), чем на прямоугольную волну (оранжевая), но все же включает в себя внезапные резкие изменения тока.Чем больше шагов в модифицированной синусоиде, тем ближе она к идеализированная форма истинной синусоиды.

Хотя многие инверторы работают как автономные блоки с аккумулятором, которые полностью Независимо от сети, другие (известные как инверторы , связанные с энергосистемой, или инверторы , привязанные к сети, ) являются специально разработан для постоянного подключения к сети; обычно они используются для передачи электричества от чего-то как солнечная панель, обратно в сеть с правильным напряжением и частотой.Это нормально, если ваша главная цель — выработать собственную силу. Это не так полезно если вы хотите иногда быть независимым от сетки или хотите резервный источник питания на случай отключения электричества, потому что если ваш подключение к сети прерывается, и вы не производите электроэнергию самостоятельно (например, сейчас ночь и ваши солнечные панели неактивны), инвертор тоже выходит из строя, и вы совершенно лишены силы — так же беспомощны, как если бы вы генерировали свою собственную силу или нет.По этой причине некоторые люди используют двухрежимные инверторы или двунаправленные , которые могут работать либо в автономном, либо в привязанном к сети режиме (но не в обоих одновременно). С у них есть лишние детали, они имеют тенденцию быть более громоздкими и более дорогие.

Что такое инверторы?

Инверторы

могут быть очень большими и здоровенными, особенно если они имеют встроенный аккумуляторные батареи, чтобы они могли работать автономно. Они тоже выделяют много тепла, поэтому они имеют большие радиаторы (металлические плавники) и часто охлаждающие вентиляторы.Как вы можете видеть на нашем верхнем фото, типичные — размером с автомобильный аккумулятор или автомобильное зарядное устройство; большие единицы выглядят Это немного похоже на батарею автомобильных аккумуляторов в вертикальной стопке. Самые маленькие инверторы больше портативные коробки размером с автомобильный радиоприемник, которые можно подключить к прикуривателю розетка для производства переменного тока для зарядки портативных компьютеров или мобильных телефонов.

Фото: Микроинверторы — это небольшие компактные инверторы, обычно используемые для преобразования постоянного тока на выходе одной фотоэлектрической солнечной панели в переменный ток, который можно подавать прямо в электросеть.Другими словами, каждая панель имеет свой микроинвертор. На этой фотографии показаны шесть микроинверторов Enphase IQ 6, которые проходят испытания в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL). Они подключены к Интернету, а это значит, что вы можете отслеживать их работу через свой веб-браузер. и отслеживать, как он меняется с течением времени. Фото Денниса Шредера любезно предоставлено NREL.

Как бытовые приборы различаются по потребляемой мощности, так и инверторы различаются. в мощности, которую они производят. Обычно на всякий случай вы нужен инвертор, рассчитанный примерно на четверть выше максимальной мощности устройства, которым вы хотите управлять.Это учитывает тот факт, что некоторые приборы (например, холодильники и морозильники или люминесцентные лампы) потребляют пиковую мощность при первом включении. В то время как инверторы могут обеспечивать пиковую мощность в течение коротких периодов времени, это важно отметить, что они на самом деле не предназначены для работы на пике мощность на длительные периоды.

Проект

: инвертор постоянного тока в переменный ток с необработанной прямоугольной волной в контейнере для запчастей

Прошло много времени с тех пор, как я реализовал свой собственный проект, но внезапно у меня возникло вдохновение благодаря недавнему ремонту нестандартного модифицированного синусоидального инвертора из Китая (и краткого упоминания о инверторы от другого члена сообщества element14).Я подумал про себя, почему бы не попробовать построить свой собственный инвертор из обрезков — возможно, сделать намеренно грубый инвертор просто для удовольствия? Нет, я не превращаюсь в Симону Гертц … но, как и во всем, что я делаю, во всем этом есть смысл. На самом деле эта идея зародилась так давно, что, думаю, мне придется перейти в режим рассказывания историй.

Он становится личным

Когда я впервые пошел в среднюю школу, я начал превращать свой интерес к компьютерам и электронике в практическое хобби.Наборы Funway Дика Смита и другие более продвинутые наборы были частью моего пути к тому, чтобы стать любителем, ремонтником, радистом и многим другим. В последние годы учебы в старшей школе мне повезло, что меня возглавил учитель электроники, у которого был опыт работы в этой отрасли, и пока мы все еще размышляли об абсолютных основах, это был фундамент, который превратился в нечто большее.

Поскольку у меня был интерес к электричеству, «самой безопасной» формой энергии для игры обычно считаются батареи.Я перерос сухие элементы из чисто экономических соображений (поскольку карманные деньги были ограничены), а перезаряжаемые элементы Ni-Cd / Ni-MH доставляли целый мир неудобств. Примерно в это же время, как ни странно, одна из наших автомобильных аккумуляторов начала выходить из строя и была заменена, поэтому я решил оставить старую для некоторых экспериментов, и у моих родителей не было с ней никаких проблем (что удивительно).

Очень быстро я узнал о поддержании затопленных свинцово-кислотных ячеек, с удовольствием доливая воду в каждую ячейку и даже проливая немного серной кислоты на землю (эффекты все еще сохраняются по сей день).Поначалу это была не самая лучшая батарея, но у нее было достаточно емкости, чтобы заинтересовать меня, и она служила практической цели — я использовал ее для сбора солнечной энергии и запуска (относительно неэффективной) галогенной лампы направленного света, как это было в моде. день. Это сработало, хотя я подключил его, используя какой-то старый утилизирующий провод динамика.

Но хотелось большего. Я знал, насколько плохи галогенные лампы, но я также хотел сделать больше, чем просто запустить одну лампочку. Я знал, что существуют автомобильные аксессуары, рассчитанные на 12 В, но, естественно, их обычно трудно найти, они плохо работают или стоят дорого.Устройства с питанием от сети имели очень мало из этих недостатков, и примерно в то время первые потребительские автомобильные инверторы начали появляться на прилавках с блоком мощностью 150 Вт, что составляло большую часть недоступных 300 австралийских долларов или около того. Кемперы их очень любили, так как это буквально на улучшило их уровень жизни.

У меня не было этих денег. Но у меня был галогенный трансформатор для потолочного светильника с 240 В на 12 В (с «тяжелым» железным сердечником, а не с более популярными электронными устройствами), который поставлялся с галогенным потолочным светильником, который я использовал.Я знал, что такое переменный ток и постоянный ток, на первый взгляд, и мог нарисовать синусоидальную волну и пунктирную линию, чтобы представить их обоих. Но я не знал, в чем разница между и на практике. Полагаю, вы видите, к чему я клоню с этим…

Однажды днем ​​я спросил отца, что произойдет, если я подключу 12 В трансформатора к автомобильному аккумулятору — получу ли я 240 В на другой стороне? Он озадаченно посмотрел на меня и ответил: «Я так не думаю… это не так.2 оставшихся шлейфа питания (извлечены из мусорного ведра для строительных конструкций) и выброшенный автоматический выключатель Westinghouse 63A (который тоже был утилизирован после модернизации распределительного щита в школе). Я подключил схему вместе со своим мультиметром к выходу и убедился, что между мной и трансформатором было не менее двух метров.

Я щелкнул выключателем . Я наблюдал. Цифровой мультиметр на короткое время мигнул числом, а затем зарегистрировал ноль. Озадаченный, я выключил его.Похоже, это не сработало. Вскоре я попробовал это снова, подозревая, что для этого может потребоваться немного больше времени… на этот раз я стал свидетелем дыма, пузырей заливочного компаунда внутри трансформатора и некоторых очень горячих проводов. Я быстро понял, что трансформатор теперь стал тостом, и выбросил его в мусор (но не раньше, чем слегка обжег пальцы в спешке поднять его). В то время я почесал в затылке, не зная, что лучше, и все еще хотел, чтобы однажды у меня был инвертор, с которым можно было бы поиграть.

Конечно, теперь, зная то, что я знаю… Я знаю, что этот эксперимент был действительно довольно глупым. Я, по сути, создал короткое замыкание на батарее, так как трансформатор был бы магнитно насыщен почти сразу после включения переключателя, таким образом, импеданс упал до сопротивления обмоток постоянному току с высокой токовой способностью автомобильных аккумуляторов. могло закончиться плохо. К счастью, я дожил до того, чтобы рассказать эту историю.

Пройдет много лет, пока я не получу свой первый «модифицированный» синусоидальный инвертор из специальной покупки Aldi — тот, который у меня есть до сих пор, а затем я выпустил чистый синусоидальный инвертор, который я использую в качестве синтетического источника питания для некоторых эксперименты.Несмотря на то, что у меня нет машины и я не хожу в поход, эти устройства пригодятся во время перебоев в подаче электроэнергии или просто для создания безопасного, изолированного источника питания с ограничением мощности для испытаний оборудования.

Мотивация

Возникает вопрос, если у меня уже есть приличные инверторы, зачем мне делать грубый инвертор? С личной точки зрения, я полагаю, что это большая личная задача — просто продемонстрировать себе, что я улучшил свое понимание электричества и того, как оно работает.Это также своего рода приветствие аналогичному проекту, которым я хотел заниматься еще в школьные годы, но так и не закончил, а именно: создать драйвер для люминесцентной лампы постоянного тока. В то время меня «напугало» отсутствие подходящих деталей для схемы, внешний вид полевых МОП-транзисторов как хрупких и дорогих, а также наличие высокого напряжения. Построение простого инвертора в некотором роде похоже, и теперь у меня есть преимущество в том, что я очень комфортно использую полевые МОП-транзисторы.

Но, возможно, это также необходимо для удовлетворения потенциально растущей потребности.Во-первых, большинство серийно выпускаемых инверторов имеют довольно высокую номинальную мощность (150 Вт +), и все они имеют вентиляторы, которые абсолютно раздражают , и в результате очень немногие из них имеют ток покоя ниже 400 мА (~ 4,8 Вт), что составляет довольно неэффективно, особенно для небольших нагрузок. Для небольших автономных систем солнечной энергии этот ток покоя был бы убийцей, требуя включения инвертора только в случае крайней необходимости.

Одна вещь, которую я понял, тестируя различные светодиодные лампы, — это то, насколько мало качество электроэнергии на самом деле имеет значение для большинства современной электроники.Импульсные источники питания с универсальным входом обычно имеют номинальную мощность от 100 до 240 В на заводской табличке (но часто это может быть от 87 до 264 В с учетом допусков). Они действительно очень мало заботятся о напряжении (в пределах диапазона), но и частота тоже не так важна. Световые шары немного менее снисходительны — светодиодным шарам требуется, по крайней мере, прямое падение напряжения для струны плюс небольшое количество для регулятора, в то время как CFL может потребоваться намного ближе к номинальному, чтобы позволить глобусу ударить и обеспечить достаточное напряжение для поддержания дуги. , что связано с состоянием катодов и геометрией трубки.

Конструкция бункера для деталей

Что для меня простой инвертор? Преобразователь прямоугольных импульсов! В основном прерывают постоянный ток в переменный с помощью нескольких полевых МОП-транзисторов, а затем вставляют его в трансформатор для увеличения. Более того, мы можем управлять полевыми МОП-транзисторами с помощью небольшого микроконтроллера, который позволяет нам генерировать стробирующие сигналы 50 Гц на фиксированной основе. Ключевой недостаток заключается в том, что если мы это сделаем, не будет регулирования напряжения, но , если устройству все равно, меня тоже не волнует!

Первое, что пришло в голову, были тороидальные трансформаторы, которые я купил на CCARC Wyong Field Day.К сожалению, вторичная обмотка (которую мы будем использовать в качестве первичной) рассчитана на 16 В, а не на 9–12 В (что было бы более идеально), поэтому я ожидаю, что выходное напряжение в результате немного пострадает. Две первичные обмотки (которые будут нашими вторичными обмотками) можно соединить последовательно, чтобы сформировать одну обмотку 240 В, но если мы подадим среднеквадратичное значение 12 В на обмотку 16 В, мы будем ожидать только выходного напряжения 180 В. На самом деле, это может быть , немного меньше , потому что мы не сможем подать на трансформатор среднеквадратичное значение 12 В, а также потому, что иногда вторичные обмотки немного выше по напряжению, чем указано на этикетке, чтобы компенсировать потери в обмотке под нагрузкой или низкой сетью. ввод, который в некоторой степени сработает против нас.

Для коммутации я подумал, что было бы лучше перепрофилировать мои тестовые платы PowerPAK SO-8 MOSFET и повторно использовать некоторые из них (вместе с запасными частями) для создания реализации H-моста с использованием дискретных p-канальных и n-канальных MOSFET. Это означало демонтаж некоторых тестовых соединений с платой, но это не имело большого значения. Это можно сделать с помощью специального пакета H-bridge, но, поскольку у меня его нет под рукой, а это должен быть проект «ящика для мусора», я воспользуюсь тем, что у меня есть.Хотя можно было бы построить H-мост с полностью n-канальными MOSFET, для этого потребовалось бы напряжение управления затвором выше положительной шины, что потребовало бы изолированного преобразователя питания и, возможно, даже хорошей микросхемы драйвера дифференциального MOSFET, а также вещи, которые я не валяйся в моем ящике для мусора.

Использование драйвера H-моста необходимо, поскольку трансформатор имеет только одну вторичную обмотку, поэтому нам нужно будет реверсировать ток через эту обмотку, чтобы получить форму волны переменного тока. Это заметно отличается от вторичной обмотки с центральным отводом, преимущество которой состоит в том, что вы можете генерировать переменный ток, используя всего два высокоэффективных N-канальных полевых МОП-транзистора, как показано ниже (и используется в моем китайском инверторе).

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Преобразователи могут генерировать высокое напряжение, которое может быть смертельным для животных, людей и имущества. Не экспериментируйте с этим, если у вас нет соответствующей квалификации или опыта. Я не несу ответственности за то, как вы используете или неправильно используете эту информацию.

Из опыта испытаний я знаю, что эти МОП-транзисторы могут работать с приводом логического уровня (для n-канальных МОП-транзисторов), но для p-канальных МОП-транзисторов потребуется некоторая помощь. Я решил использовать «теневой» метод, который включает подтягивание их затвора к шине питания с помощью резистора и использование меньшего n-канального МОП-транзистора, чтобы подтянуть его.Для этого я задействовал пару SMD MOSFET BSS138, которые у меня лежали (обычно для сборки переключателей уровня). Из-за этого напряжение питания не должно превышать 20 В, иначе оно взорвет затворы полевых МОП-транзисторов с p-каналом. Это также приводит к тому, что полевые МОП-транзисторы с p-каналом переключаются «сложнее» (поскольку они получают полное напряжение питания на затворе) по сравнению с полевыми МОП-транзисторами с каналом n-типа, которые получают только напряжение «логического уровня» 5 В, но потому что полевые МОП-транзисторы с p-каналом имеет сравнительно худшие характеристики, это до некоторой степени выравнивается.

Я мог бы отразить это и с n-канальными полевыми МОП-транзисторами, поэтому их затворы подняты вверх, и BSS138 также используется для их опускания, но это имеет побочный эффект, заключающийся в том, что два нижних транзистора остаются включенными, когда нет входа, который «закоротит» выходные линии вместе (например, электрическое торможение двигателя), требуя активного входа для отключения моста и требуя отдельных линий управления для каждого полевого МОП-транзистора. Я не мог сделать обратное и сильно затянуть ворота, поскольку связь с логическим уровнем микроконтроллера не может быть гарантирована.Я отказался от такой схемы, хотя это означало бы, что n-канальные MOSFET будут работать тяжелее, потому что это увеличивает количество деталей и сложность.

У входов действительно есть резистор сброса на землю, R3 и R4. Большинство из этих значений представляют собой чистые приблизительные оценки , но идея заключалась в том, чтобы гарантировать, что все полевые МОП-транзисторы будут отключены, если вход каким-либо образом станет отключенным или неуправляемым (например, во время загрузки микроконтроллера). Это просто дополнительная функция безопасности, но она также может помочь ускорить переход.

Поскольку я делаю это очень просто, я решил отказаться от защиты от обратной полярности, реализация которой может стоить другого полевого МОП-транзистора (или ломового диода и предохранителя в случае многих коммерческих инверторов), просто чтобы сделать ее максимально эффективной. Я также обнаружил, что мне нужно добавить конденсатор (или три), чтобы источник питания оставался довольным (иш). Подробнее об этом позже. Также неплохо, если питание не ограничено по току, добавить сбрасываемый прерыватель, плавкий предохранитель или многопозиционный предохранитель на случай, если случится что-то катастрофическое.
Чтобы управлять этим хитроумным устройством, я решил использовать недорогую утилитарную плату Digispark, основанную на 8-битном микроконтроллере AVR ATTiny85, который был бы достаточно мощным. Это будет программироваться через IDE Arduino.

Несмотря на то, что это сборка из мусорной коробки, я решил просуммировать основные части, чтобы посмотреть, сколько это будет стоить, и оказалось, что он почти такой же дорогой, как и сомнительный инвертор из Китая. К счастью, я не так много заплатил за трансформатор, поэтому я немного сэкономил там, хотя я должен добавить несколько долларов обратно на платы, провода, зажимы, соединители, клей, гайки и болты, которые я также использовал.Ради обучения это не дорого.

Строительство изящного устройства

К сожалению, так как я решил собрать агрегат за один присест, я не делал никаких снимков по ходу дела. Вместо этого это очень беспорядочная конструкция типа случайных проводов и гнезд, с платами, скрепленными вместе, чтобы сформировать «модуль» H-образного моста.

Обильное количество горячего клея необходимо . Это связано с тем, что полевые МОП-транзисторы SMD BSS138, которые помогают управлять полевыми МОП-транзисторами с p-каналом, на самом деле не имеют места для пайки.Из-за этого провода припаяны к крошечным ножкам, и напряжение от проводов действительно привело к тому, что некоторые ножки и соединения сломались — горячий клей обеспечивает (уродливую) механическую поддержку проводам.

Первоначально, при сборке, я решил провести быструю тестовую пост-сборку, чтобы обнаружить, что я допустил ошибку тупоголовый , не перекрещивая приводы затвора, поэтому в основном вместо H-образного моста у меня было два переключаемые короткие замыкания . Ой. Но благодаря чуду наличия приличных блоков питания с ограничением тока (спасибо Rohde & Schwarz HMP4040 и NGU401) ничего плохого из этого не вышло!

В конце концов, я использовал несколько разъемов Wago 221 для подключения к трансформатору и банановые вилки с 3-миллиметровыми шпильками и кольцевыми зажимами для подачи питания по силиконовому проводу.Интерфейс между стеком модулей H-bridge и Digispark был выполнен с использованием обычных перемычек Dupont wire. Я вставляю выход в патрон лампы с байонетным цоколем, главным образом потому, что это будет одна из моих целевых нагрузок — сетевая розетка могла бы быть более универсальной, но у меня под рукой не было запасного. Наконец, своего рода инвертор… безвентиляторный, из «мусорных» деталей. Но сработает ли это?

Практическое занятие по электромагнетизму

Так начались мои эксперименты, результатом которых стало практическое занятие по электромагнетизму и электричеству переменного тока.Я определенно не специалист в этой области, так как я никогда не заканчивал курс по электромагнетизму, поэтому, возможно, некоторые из моих объяснений могут быть немного неправильными. Но было довольно интересно хотя бы испытать некоторые из этих вещей — о многих из которых я читал ранее на превосходных страницах Elliot Sound Products на Transformers.

Первым шагом было создание формы сигнала управления затвором — кажется достаточно простым, приведенный выше код делает это простым включением выхода на 7 мс, выключением на 3 мс, затем другим выходом на 7 мс, выключением на 3 мс и повторением бесконечно.Использование для этого микроконтроллера кажется излишним, но если бы вы пошли «старой школой», вы бы, вероятно, смотрели на почтенный таймер 555 или нестабильный мультивибратор с некоторыми добротами R-C и некоторыми триггерами Шмитта наугад. Маршрут микроконтроллера настолько прост.

Обслуживание первой загрузки

Но это была не первая моя попытка кода — изначально у меня было 9 мсек, 1 мс выключено для рабочего цикла 90%. Мертвое время в основном предназначалось для учета переключения и установления MOSFET — вы никогда не захотите ситуации, когда обе половины H-моста включены одновременно! Это означает, что на входе 12 В будет 10.Переменный ток 8 В (среднеквадратичное значение), генерируемый H-мостом. Поскольку он входит в обмотку 16 В и выходит из обмотки 240 В, я ожидал бы 162 В переменного тока на другом конце.

Но я обнаружил несколько вещей — схема потребляла много тока , пытаясь запустить, что привело к срабатыванию ограничителя тока. Также без нагрузки он был шумным и гудел как бы в знак протеста.

Скачок тока был настолько сильным, что микроконтроллер часто сбрасывался из-за большого потребления тока и обрушения шин напряжения.Тогда я вспомнил, что тороидальные трансформаторы известны своим пусковым током , отчасти из-за остаточного магнетизма в сердечнике. На графике выше показан выходной сигнал инвертора при запуске — посмотрите на этот всплеск и звон! В результате, возможно, еще несколько конденсаторов будут хороши на входе, но также и через Digispark и алгоритм плавного пуска. Пока что медленное увеличение входного напряжения позволило достаточно приручить бросок.

Переключение с шаблоном 9 мс / 1 мс с входом 16 В (просто для небольшого повышения выходного напряжения) показало интересные результаты.Трансформатор гудел изо всех сил, но края прямоугольной волны не были квадратными. Предположительно, жужжание казалось симптомом попытки «переключить» поле слишком быстро, что привело к чрезмерному протеканию тока, когда мы увеличивали напряжение на катушке трансформатора.

Ситуация улучшилась, снизив рабочий цикл до 7 мс включения, 3 мс выключения, до такой степени, что я думал, что у меня все идет хорошо.

С выходным напряжением 16 В от HMP4040 он потреблял около 3.705A (59,28 Вт).

Цепь была подключена к светильнику с номиналом 240 В и 100 Вт, так что это казалось достойным результатом, поскольку пониженное среднеквадратичное напряжение на выходе уменьшило бы потребляемую мощность. Тороид был рассчитан только на 50 ВА, так что это, вероятно, небольшая перегрузка, но большинство трансформаторов довольно устойчивы к небольшой перегрузке. Хорошим признаком было то, что стек MOSFET был в значительной степени холодным, как камень , а тороид имел только самое умеренное тепло… что означает, что следует ожидать хорошей эффективности !

Пришло время посмотреть, как выглядит результат на осциллографе Rohde & Schwarz RTM3004.

При входном напряжении 12 В выходная мощность при нагрузке от лампы накаливания 100 Вт составила около 101 В RMS при потреблении 36 Вт, что немного меньше, чем 126 В RMS, которые я ожидал. Хотя форма сигнала хороша…

При входном напряжении 16 В нагрузка на цепь составляла около 60 Вт, а выходное напряжение составляло 140 В RMS, что немного ниже ожидаемых 168 В. Возможно, у вторичных обмоток есть еще несколько витков, чтобы компенсировать низкое линейное напряжение или более высокое сопротивление обмотки, или эта перегрузка увеличивает потери.

Установив на входе 18 В, что является максимальным значением, на которое я осмелился пойти, на выходе было 169 В RMS, хотя пиковое напряжение немного выше, чем то, что мы привыкли видеть на земле 240 В.

Ради интереса, я также попытался вернуть мертвое время обратно на 2 мс при входном напряжении 16 В. Потребление увеличилось на 5 Вт, так как выходная мощность RMS также увеличилась со 140 В до 153 В, как и ожидалось. Выходное напряжение по-прежнему выглядело хорошо, но это еще не конец.

Груз покинул комнату

О боже… что происходит, когда на выходе нет нагрузки? Это уже не похоже на красивую «модифицированную» синусоидальную волну (кхм, прямоугольную волну)… что, черт возьми, происходит ?! Может ли эта лавина повредить мои полевые МОП-транзисторы? Хм.

Это потребовало немного больше усилий, чтобы понять, что происходит. Поскольку мне нужно было проверить управляющий микроконтроллер, чтобы быть «в безопасности», я переключил выход трансформатора на Ch4, используя высоковольтный дифференциальный пробник Micsig DP10013.

Из приведенного выше графика видно, что эта дополнительная «пилообразная» форма появляется, когда H-образный мост имеет обе стороны в мертвое время. Поскольку ненагруженный трансформатор в значительной степени является индуктором, один из рисков заключается в том, что обратная ЭДС, возникающая при коллапсе поля, будет пробивать полевые МОП-транзисторы, что может привести к разрушительным эффектам на полевые МОП-транзисторы, если будет рассеиваться достаточное количество энергии.

Итак, я решил проверить входную сторону трансформатора — к моему удовольствию, пилообразная часть не превышает напряжения шины, поэтому, возможно, «медлительность» привода затвора (из-за ограничений микроконтроллера и метода управления) делал мне одолжение. Имея это в виду, кажется, что это вряд ли что-то убьет, но это ненужные искажения на выходе, которые могут повлиять на легкие нагрузки.

В качестве дополнительного подтверждения я установил адаптер токоизмерительных клещей Holdpeak HP-605C на канале 5, чтобы проверить ток, протекающий в этот отрезок времени.Это дало мне уверенность в том, что, несмотря на развитое напряжение, практически не протекает ток, что указывает на то, что полевые МОП-транзисторы постоянно держались «разомкнутыми» в течение мертвого времени.

После небольшого размышления все обретает смысл… максимальное изменение магнитного потока в сердечнике трансформатора происходит, когда он работает без нагрузки. Таким образом, это, как мне кажется, является результатом коллапса «оставшегося» поля после снятия привода, таким образом, по мере того, как он распадается, он развивает противоположное напряжение, которое после этого немного достигает пика (предположительно, в зависимости от индуктивности обмотки).

Есть ли резонанс?

Это заняло у меня немного времени, но из приведенного выше результата кажется, что может быть резонанс , который можно было бы использовать. Конечно, если напряжение естественным образом направляется так, как мы хотим, в мертвое время, мы могли бы настроить мертвое время точно так же, как , так, чтобы мы включались на противоположную полярность, как только развиваемое напряжение достигает пиков в этом направлении?

К несчастью для меня, я уже упаковал вышеуказанную измерительную установку, так как у меня было немного места на столе.Но это не проблема, так как это дает мне отличный повод испытать имеющийся у меня взаймы исходный измерительный блок Rohde & Schwarz NGU401 и инструмент NGx Log & Chart. Возможность FastLog позволяет собирать данные со скоростью 500 кс / с, что достаточно быстро, чтобы проверить входной ток инвертора при различных конфигурациях мертвого времени.

Сначала я подумал, что, возможно, лучше всего установить мертвое время около 1,2 мс, основываясь на данных осциллографа. Мы видим, что на выходе FastLog на каждой второй полуволне, которая достигает ограничителя тока, есть кратковременный всплеск тока.Возможно, это означает, что нам все еще нужно более тщательно настраивать мертвое время.

На графике выше я оценил, что рассматриваемый всплеск затухает еще через 400 мкс, поэтому, возможно, добавление этого к существующему мертвому времени для достижения 1,6 мс будет хорошим выбором. Полученная в результате незагруженная форма сигнала показывает очень хорошее поведение — ток либо близок к нулю в течение мертвого времени, либо близок к постоянному значению. Превосходно!

Что произойдет, если мы поместим на выход небольшую нагрузку, например, светодиодный глобус? Что ж, похоже, что у нас все еще есть высокие пики тока на каждом полупериоде.Возможно, это из-за тока, который заряжает конденсатор в переключающем преобразователе нагрузки, или, возможно, это проявление низкого коэффициента мощности в нагрузке? Я не уверен…

… но попытка предыдущей тактики увеличения мертвого времени до 2 мс на самом деле, похоже, только усугубляет ситуацию. Теперь пики тока достаточно продолжительны, чтобы натолкнуться на ограничитель тока на время, достаточное для того, чтобы SMU начал регулирование. Нисходящий «пульс» на удивление резкий — пик -12А (!!!).К счастью, SMU, похоже, не пострадал.

Одна последняя попытка увеличить мертвое время до 3 мс избавила от отрицательного всплеска, но положительный всплеск только усугубился, попадая в ограничитель тока еще дольше. В результате, мне кажется, что мертвое время около 1,6 мс кажется оптимальным для этого трансформатора.

В подтверждение этого было несколько быстрых тестов потребляемой мощности в покое . С Digispark в загрузчике (без рубящего действия) состояние покоя было 20.5 мА. С выдержкой времени 3 мс и без нагрузки ток покоя составил 42,77 мА . С мертвым временем 1,6 мс и без нагрузки ток покоя составил 33,12 мА , совсем неплохо! Я подозреваю, что если я сниму светодиоды с Digispark, , я смогу сэкономить еще 10 мА или около того ! Это потенциально могло бы сделать его кандидатом для круглосуточной работы на моей небольшой автономной солнечной энергетической системе.

У меня были некоторые опасения по поводу переключения и потенциальных электромагнитных помех, поэтому я установил свой анализатор спектра реального времени Tektronix RSA306 со случайной штыревой антенной.Настроив его в диапазоне 0-40 МГц, я не смог увидеть какой-либо разницы между включенным или выключенным инвертором — возможно, шум просто недостаточно силен, чтобы преодолеть мою «шумную» среду, и ограниченная скорость привода затвора является благословением. в маскировке.

Смягчение (начального) удара?

У инвертора все еще была очень неприятная привычка требовать для запуска лот тока. Чтобы помочь, я подумал, что установка емкости в 3000 мкФ рядом с H-мостом сделает его лучше, но этого было недостаточно.В зависимости от того, когда я его выключил, иногда мне требовалось около 15 А от двух шин на HMP4040, чтобы он заработал. Вероятно, виноват остаточный магнетизм сердечника, поэтому потребуется «мягкий пуск». Один из способов сделать это — медленно нарастить входное напряжение (например, начиная с 5 В и нарастая), но это было бы нелегко сделать без дополнительной сложности.

Но я вспомнил — у меня мощность программного обеспечения , поэтому я решил закодировать короткий цикл, который создает короткие импульсы (почти как ШИМ), увеличивая рабочий цикл до цели в течение нескольких секунд.Чтобы проверить это, я решил не использовать свои «качественные» настольные источники питания — давайте попробуем инвертор на импульсном источнике питания Cruder Manson HCS-3102. К настоящему времени я уверен, что не взорвет . Зажимы RTM3004 и HP-605C будут следить за током.

Ток в катушке трансформатора, работающей без нагрузки, все еще достиг пика около 15 А, что больше, чем рабочий ток с подключенной нагрузкой КЛЛ Philips Genie мощностью 14 Вт. Хотя у меня был плавный пуск, нагрузка все еще заряжала свой конденсатор, пока он нарастал.Я не хотел продлевать его слишком долго, так как КЛЛ могут попытаться ударить и сильно разбрызгать электроды, если состояние низкого напряжения будет продолжительным.

Проверяя ток в проводе от источника питания, кажется, что конденсаторы не так уж и много делают для уменьшения пиков … но продолжительность пиков , по крайней мере, достаточно короткая, чтобы Digispark не перезагружался во время запуска попытка вверх. При этом, если нагрузка является большой перегрузкой, то Digispark все равно будет отключать обнаружение пониженного напряжения при падении входного напряжения, тем самым заставляя загрузчик снова запускаться (что приводит к 5-секундному «ожиданию» перед повторной попыткой). .Это типа бесплатная защита от перегрузки с автоматическим повторением .

В итоге код выглядит так. Тайминги также были сокращены с использованием delayMicroseconds () вместо того, чтобы учесть разницу во времени выполнения, поэтому теперь выходной сигнал довольно близок к 50 Гц. Некоторая неточность может быть специфической для Digispark, поскольку точность настройки генератора R-C будет иметь влияние.

Почему настоящие инверторы не построены такими?

Очевидно, что настоящие инверторы не такие примитивные, как этот конкретный, поэтому, возможно, стоит вкратце упомянуть, почему они не построены таким образом.

Одноступенчатый инвертор, подобный этому, имеет очень ограниченные возможности регулирования выходного напряжения — в лучшем случае, предполагая, что вы встроили обратную связь, вы, вероятно, могли бы настроить рабочий цикл формы выходного сигнала, чтобы получить некоторый контроль над выходом, но пиковое напряжение будет быть фиксированным по отношению к входным данным, и такие корректировки также могут иметь неприятные последствия для вашей эффективности.

Другая ключевая причина заключается в том, что простое переключение на 50 Гц очень расточительно. Высокочастотное переключение позволяет использовать меньшие и легкие трансформаторы, используя меньше железа и меди, обеспечивая при этом то же количество энергии.

В результате у большинства инверторов есть две ступени. Первый этап, вероятно, будет похож на схему с центральным отводом, которую я показал ранее, с двумя n-канальными полевыми МОП-транзисторами, управляющими трансформатором. Обычно он управляется на высокой частоте и регулируется для регулирования выходного напряжения, которое обычно будет около пикового выходного напряжения переменного тока на выходе (например, около 325 В постоянного тока для инвертора 230 В). Выходной сигнал этого первого каскада выпрямляется и сохраняется в конденсаторе, который действует как «звено постоянного тока» для выходного каскада.Выходной каскад работает с этим высоковольтным постоянным током, прерывая его (обычно с помощью H-моста, но во многих случаях для повышения эффективности он состоит из n-канальных полевых МОП-транзисторов) напрямую на выход. В случае чисто синусоидальных инверторов, вместо того, чтобы подключать этот прерванный выход напрямую к нагрузке, вероятно, будет индуктор для фильтрации высокочастотных компонентов, оставляя более чистую синусоиду.

Итак, несмотря на то, что этот мой инвертор очень примитивен, он имеет некоторое сходство со ступенями серийного инвертора.

Заключение

Этот небольшой проект по созданию грубого инвертора был успешным проектом, хотя бы просто для того, чтобы показать себе, что я могу это сделать. Но когда я делал это практически и своими руками, это было блестящее практическое введение в электромагнетизм и трансформаторы (и напоминание о некоторых фактах, которые я, возможно, ранее прочитал, но не применил). Мое испытательное оборудование оказалось бесценным, поскольку помогло мне понять и увидеть, что происходит.

Конечно, в этом инверторе нет ничего особенного, что изменит жизни, и я это знаю. Но это не так грубо, как раньше — подключить двигатель к генератору! Это был забавный небольшой проект, но теперь у меня есть грубый инвертор, который кажется довольно эффективным, сделанный из отходов, которые в противном случае остались бы в ящике для мусора. Тороидальный трансформатор не идеален — возможно, галогенный трансформатор для потолочного освещения 12 В идеально подходит для этого случая, хотя потери могут быть выше.Возможно, это то, что позволит мне запустить мой Google Nest Hub от моей солнечной системы (не прибегая к необходимости специального повышающего понижающего напряжения для его необычного напряжения)? Или, возможно, это то, что позволит мне израсходовать старые КЛЛ из лома, питающиеся от «бесплатной» солнечной энергии. В любом случае, я просто рад, что ток покоя низкий и нет необходимости в вентиляторе, так как шум вентилятора большинства инверторов неприятен, мягко говоря!

Связанные

Что означает инвертор Tesla для солнечной энергии

Время чтения: 8 минут

Сегодня Tesla выпустила новый продукт: солнечный инвертор Tesla.В сфере анонсов Tesla этот может остаться незамеченным для широкой публики — он далеко не такой яркий или захватывающий запуск, как любой из их электромобилей, первоначальный Powerwall или Solar Roof. Но не позволяйте этому обмануть вас, думая, что это объявление несущественно: благодаря созданию собственного солнечного инвертора Tesla может еще больше снизить стоимость солнечной энергии. Вот что означает объявление Tesla для солнечной энергетики.

Это длинный раздел, поэтому можете переходить к наиболее интересному для вас разделу.В этой статье мы рассмотрим:

Что мы знаем о солнечном инверторе Tesla: краткий обзор

Инвертор Tesla — это стандартная струнная инверторная технология: он состоит из центрального инверторного блока, установленного на стене, с множеством «гирлянд» солнечных батарей. панели подключены к одному центральному инвертору. Каждая цепочка принимает электричество постоянного тока (DC), вырабатываемое вашими солнечными панелями, и направляет его в центральный инвертор, где электричество преобразуется в пригодное для использования электричество переменного тока (AC) для питания вашего дома.

Вот как складываются его технические характеристики:

Технические характеристики инвертора

Tesla представила свой инвертор в двух разных типоразмерах: 3,8 кВт (кВт) и 7,6 кВт. Инвертор является «штабелируемым», что означает, что вы можете складывать их столько, сколько вам нужно для обеспечения выходной мощности вашей системы солнечных панелей, что обеспечивает большую гибкость при выборе размера и установки системы. Два отдельных типоразмера инвертора — 3,8 кВт и 7,6 кВт — предназначены для использования со стандартными размерами систем Tesla: для небольшой системы вам понадобится один 3.6 инвертор; для системы среднего размера вам понадобится один инвертор на 7,6 кВт; для крупных вам понадобится один из 7,6 кВт и один из 3,6 кВт; И так далее, и так далее.

Инвертор Tesla имеет четыре устройства отслеживания точки максимальной мощности, или MPPT, позволяющие подключить к инвертору четыре отдельных независимых ряда солнечных панелей. Это особенно ценно, если вы хотите установить солнечные панели на нескольких разных плоскостях крыши (т. Е. Части вашей крыши, которые обращены в разные стороны), или если части вашей крыши видят тень в разных точках в течение дня.

Гарантия

Гарантия на инвертор Tesla составляет 12,5 лет. Хотя это может показаться странным гарантийным сроком в отрасли, которая обычно предоставляет гарантийное покрытие в течение нескольких лет, есть некоторый способ избавиться от безумия дополнительных шести месяцев гарантии: на большинство солнечных панелей действует гарантия сроком 25 лет, то есть Tesla Гарантия на инвертор составляет ровно половину гарантийного срока службы системы солнечных батарей.

Соответствие требованиям к быстрому отключению

Быстрое отключение — это требование электробезопасности для систем солнечных батарей, установленное Национальным электротехническим кодексом (NEC).Частично написанные Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA), требования к быстрому отключению разработаны с целью обеспечить безопасность служб быстрого реагирования, предоставляя способ быстрого обесточивания системы солнечных панелей на крыше в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Чтобы узнать больше о требованиях к быстрому завершению работы и соответствию требованиям, ознакомьтесь с нашей статьей о требованиях NEC и о том, как эти требования различаются в зависимости от штата.

Чтобы соответствовать требованиям к быстрому отключению, наиболее часто устанавливаемые строковые инверторные системы — например, SolarEdge, SMA, Fronius или Delta — обычно требуют установки оптимизаторов или устройств быстрого отключения на каждой отдельной солнечной панели.Tesla, с другой стороны, выбирает быстрое отключение на уровне струны, с устройствами, установленными в конце каждой струны на вашей крыше. Согласно паспорту инвертора Tesla, эти устройства быстрого отключения обеспечивают обнаружение дугового замыкания и замыкания на землю (что является обоими способами обеспечения безопасной работы сети и ваших солнечных панелей), что делает их совместимыми с быстрым отключением.

Специально для Tesla: обновления по воздуху

Уникальные для инвертора Tesla обновления по воздуху.Точно так же, как Tesla предоставляет обновления программного обеспечения для своих электромобилей через Wi-Fi или что приложения на вашем телефоне периодически обновляются через Wi-Fi, компания планирует аналогичным образом предоставлять обновления по воздуху для своих инверторов, обновляя программное обеспечение инвертора любыми будущими обновлениями. на лету. Для этого у аккумулятора есть как соединение Wi-Fi / Ethernet, так и соединение 4G LTE.

Как определить размер солнечной панели с инвертором Tesla

Хотя Tesla не предоставляет никаких рекомендаций по выбору размера инвертора для своих систем (т.е.е., сколько инвертора вам нужно для разного количества солнечной энергии), последний отчет Tracking the Sun из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли предлагает типичный коэффициент нагрузки инвертора 1,13, что означает, что инвертор мощностью 7,6 кВт обычно работает в паре с Система 8,6 кВт. В то же время Tesla в первую очередь предлагает системы солнечных панелей заранее определенных размеров, которые удобно соответствуют номинальной мощности ее новых инверторов.

Когда появится инвертор Tesla?

Вопрос с подвохом: уже есть! Согласно сегодняшнему объявлению, домовладельцы, разместившие заказы на солнечную энергию через Tesla за последние пару недель, автоматически получат новый инвертор Tesla как часть своей установки.

Чем отличается инвертор Tesla от других солнечных инверторов?

Согласно нашему последнему отчету Intel Solar Marketplace, на рынке инверторов для жилых помещений в настоящее время доминируют SolarEdge и Enphase. Вот как инвертор Tesla сочетается с двумя самыми популярными опциями компании на EnergySage, SolarEdge EnergyHub и Enphase IQ7 Plus:

Уровень мониторинга уровень

	Tesla Solar Inverter	SolarEdge EnergyHub	Enphase IQ7
Тип инвертора	Инвертор String	Оптимизаторы мощности String plus	Микроинвертор
Номинальная мощность инвертора	3.8 кВт или 7,6 кВт, с возможностью наращивания в любой другой конфигурации	3 кВт, 3,8 кВт, 6 кВт, 7,6 кВт	290 Вт на инвертор, один инвертор на панель
КПД CEC	97,5%	Инвертор : 99% Оптимизатор: 98,6%	97%
Совместимость с быстрым завершением работы	Да, уровень строки	Да, уровень панели	Да, уровень панели
Уровень мониторинга			Уровень панели	Уровень панели
Гарантия	12.5 лет	12 лет стандартно с возможностью продления до 25 лет	25 лет
Стоимость	Зарегистрируйтесь в EnergySage, чтобы узнать стоимость различных инверторов

Кроме того, стоит отметить, что Tesla в настоящее время устанавливает Инвертор Delta M4-TL-US, если верить доскам онлайн-комментариев. Вот ссылка на инвертор, от которого Tesla будет отказываться в пользу собственного.

Почему Тесла делает солнечный инвертор и что это значит для солнечной энергии?

Поначалу может показаться, что это не так, но эти два вопроса идут рука об руку: причины, по которым Tesla вступает в бой как производитель солнечных инверторов, и то, что это означает для солнечной индустрии, неразрывно связаны.

Все дело в стоимости солнечной энергии

На высоком уровне стоимость солнечной энергии состоит из двух отдельных компонентов: аппаратных средств стоит и программных затрат .

Затраты на оборудование покрывают затраты на покупку, хранение и доставку солнечного оборудования: солнечные панели, солнечные инверторы и затраты на «баланс системы», или BOS, которые включают такие вещи, как стеллажи, проводка и другие различные компоненты оборудования. Мягкие расходы включают любые затраты, не связанные с оборудованием: продажи и маркетинг, разрешения и сборы за подключение, инспекцию, накладные расходы, прибыль и затраты на фактическую установку ваших солнечных панелей.Со временем затраты на оборудование в целом снизились, в то время как программные затраты остались относительно высокими.

Если вы хотите снизить стоимость солнечной энергии, у вас есть два варианта: снизить программные затраты или затраты на оборудование. С введением Tesla стандартного размера системы и покупок в Интернете в 2020 году Tesla смогла сэкономить значительную часть мягких затрат на системы солнечных панелей, что позволило компании продавать системы солнечных панелей по самой низкой цене за ватт в отрасли. согласно их собственному маркетингу.

С выпуском собственного солнечного инвертора Tesla решает теперь вторую часть стоимости солнечной энергии: затраты на оборудование. Хотя стоимость солнечных панелей и инверторов значительно снизилась за последнее десятилетие, Tesla делает ставку на возможность еще больше снизить стоимость инверторов, производя компоненты самостоятельно. И, сохраняя все внутри дома, Tesla должна иметь возможность снизить затраты на всей остальной части цепочки поставок, от распределения до складирования, от поддержания и отслеживания запасов даже до стандартизации процесса установки для своих бригад по всей стране.

А почему именно инвертор?

На данный момент инвертор — это единственная основная часть солнечной (плюс накопительной!) Установки, которую Tesla в настоящее время не производит самостоятельно. Они уже производят солнечные панели (как солнечную крышу, так и обычные солнечные панели, хотя, по сообщениям СМИ, отношения с производителем солнечных панелей Panasonic на их гигафабрике в Буффало пока не решены). Они уже производят батареи (Powerall 2), а также все компоненты, которые связывают батарею с остальной частью вашей системы солнечных панелей, например, шлюз и их автоматический переключатель резерва (ATS).Это означает, что, производя собственный инвертор, Tesla теперь объединила все части солнечной системы плюс накопитель под одной крышей.

Более того, Tesla уже имеет опыт работы с системами управления питанием и инверторами: они изготовили и усовершенствовали инвертор, который входит в состав систем хранения энергии Powerwall, за последние 5+ лет. Кроме того, Tesla управляет самым большим парком солнечных систем в США, что означает, что у них есть опыт установки и обслуживания инверторов различных марок и типов.В результате Tesla должна верить, что у них уже есть техническое ноу-хау и способность спроектировать рентабельный, надежный автономный солнечный инвертор в дополнение к накопительному инвертору, который они делают в течение многих лет.

Вопросы, оставленные без ответа об инверторе Tesla

Хотя запуск этого продукта явно очень захватывающий и может оказать большое влияние на солнечную промышленность, есть несколько нерешенных вопросов, которые в конечном итоге определят, насколько широко распространится влияние новый инвертор Tesla будет на солнечной энергии.

• Будет ли производство инверторов собственными силами улучшить или затруднить существующие проблемы в цепочке поставок?
  За последние несколько лет производители накопителей, в том числе Tesla, столкнулись с рядом ограничений с поставками, иногда на доставку аккумуляторов покупателям, которые их заказали, уходит несколько месяцев. Хотя собственное производство инверторов позволяет Tesla лучше понять всю цепочку поставок / производственный процесс создания компонентов, если они не смогут быстро нарастить производство, они могут столкнуться с такими же ограничениями поставок и доставки, как и в случае с Powerwall.
  
• Будет ли инвертор Tesla доступен для всех установщиков солнечных батарей или только для команды Tesla?
  Хотя у Tesla есть собственные монтажные бригады по всей стране, вам не нужно быть установщиком Tesla, чтобы получить доступ и установить Powerwall. Если инвертор Tesla будет доступен для всех установщиков по всей стране, он окажет большее влияние на отрасль, чем если бы он был доступен только для собственных бригад Tesla.
  
• Как на самом деле будет работать новый инвертор в полевых условиях?
  Это совершенно новый продукт, поэтому трудно понять, как он на самом деле будет работать и сравниться с конкурентами, пока мы не увидим данные о его работе на местах.Мы не будем выносить окончательное суждение о качестве инвертора, пока не увидим, как они работают в реальных домах.
  
• Действительно ли беспроводные обновления так важны для инвертора?
  Хотя это, безусловно, полезный инструмент для электромобилей, могут ли беспроводные обновления действительно принести такую ​​большую пользу инверторам? Безусловно, предоставление обновлений для потенциальных ошибок — полезная функция, которая позволит избежать рулонов установщика и обратного обслуживания. Тем не менее, трудно понять, почему домовладельцы будут заботиться об обновлениях программного обеспечения для своих инверторов, не видя их в действии.
  
• Насколько снижение затрат принесет домовладельцам производство собственного инвертора?
  Как мы упоминали выше, стоимость инверторов быстро снизилась за последнее десятилетие. Действительно ли существует так много дополнительных сокращений затрат? Будет интересно посмотреть, насколько их собственный инвертор снизит и без того низкую цену за ватт для систем солнечных панелей Tesla.
  
• Завоюют ли инверторы Tesla долю рынка SolarEdge и Enphase, или это будет взаимный обмен с инверторами Delta, которые в настоящее время использует Tesla?
  В конце концов, это большой вопрос: если инверторы Tesla не смогут отобрать долю рынка у Enphase и SolarEdge, то общее влияние на солнечную промышленность будет очень незначительным.

Изучите различные варианты солнечного оборудования с помощью EnergySage сегодня

На EnergySage вы можете сравнить варианты солнечного оборудования с помощью нашего Руководства для покупателя: ознакомьтесь с лучшими солнечными панелями, солнечными инверторами и солнечными батареями, доступными сегодня на рынке. Мы проделали тяжелую работу по преобразованию технических деталей различных инверторов в онлайн-базу данных с возможностью поиска и фильтрации, чтобы вы могли выбирать разные инверторы и сравнивать их друг с другом лицом к лицу.Если вы видите оборудование, которое вам нравится, и хотите получать индивидуальные расценки на солнечную энергию для своего дома, зарегистрируйтесь для получения бесплатной учетной записи EnergySage сегодня. Все, что нам нужно, это ваш адрес электронной почты, ваш почтовый адрес и примерная сумма, которую вы тратите на электроэнергию каждый месяц, и мы выйдем и предоставим вам индивидуальные расценки на солнечную батарею от авторитетных местных установщиков. Проверьте это сегодня!

low cvr content

Можете ли вы запустить холодильник на автомобильном аккумуляторе

Нет ничего хуже, чем потерять все свои продукты из-за отключения электроэнергии.К счастью, есть способы обойти даже самые серьезные отключения электроэнергии. Даже если у вас нет генератора, вы можете поддерживать бесперебойную работу холодильника с помощью автомобильного аккумулятора.

Чтобы холодильник работал от автомобильного аккумулятора, вам понадобится инвертор, который сможет справиться с скачком напряжения, который ваш холодильник создает при запуске. Обычно подойдет инвертор мощностью 1500 Вт. Холодильник с низким энергопотреблением может работать до 5 часов без вреда для аккумулятора, даже дольше, если вы в то же время простаиваете в машине.

Но вам понадобится подходящее оборудование и план.Несоблюдение инструкций может привести к разрушению автомобильного аккумулятора и / или холодильника: потеря гораздо дороже, чем покупка продуктов.

Вот все, что вам нужно знать о работе холодильника от автомобильного аккумулятора, чтобы вы были готовы к тому, что может произойти.

---

По теме: Вам нужен инвертор, который обязательно выполнит свою работу? Тогда вам нужно заполучить это. У меня не было проблем с этим включить мой холодильник. Я очень рад, что у меня есть это как часть моей подготовки на случай, если что-то пойдет не так.

---

Первый вопрос, который задают большинство людей об использовании автомобильного аккумулятора для питания своего холодильника, — это сколько времени хватит на батарею?

Ответ: в зависимости от обстоятельств. Но, как правило, вы можете рассчитывать, что ваша батарея будет включать и выключать небольшой холодильник мощностью 100 Вт (подробнее об этом позже) на срок до 12 часов. Как правило, вы хотите продержаться около пяти часов, чтобы автомобильный аккумулятор продолжал работать в вашем автомобиле.

Важно отметить, что автомобильный аккумулятор — это свинцово-кислотный аккумулятор; работа ниже 50% приведет к необратимому повреждению батареи .

При расчете срока службы батареи следует учитывать и другие факторы. Если ваш холодильник более новый, он, вероятно, будет более энергоэффективным, чем более старая модель. Если ваш холодильник больше, он будет потреблять больше энергии, чем меньшая модель, что приведет к сгоранию батареи.

Покупка киловаттного монитора поможет вам увидеть, сколько энергии ваш холодильник потребляет от батареи.

Вы можете продлить срок службы автомобильного аккумулятора, просто включая время от времени двигатель и позволяя генератору или генератору переменного тока заряжать аккумулятор транспортного средства.Сделав это, можно было бы включить холодильник на пару дней на одном баке бензина.

Да, время от времени. Холодильники работают только часть времени, чтобы сохранять прохладу. Даже если он подключен к стене, вы иногда можете услышать, работает ваш холодильник или нет. По данным Министерства энергетики, холодильник работает примерно треть времени, или восемь часов в день.

Вы можете использовать аккумулятор в течение 20 минут каждый час или включать холодильник через час, заряжая автомобильный аккумулятор в перерывах между использованием, если это возможно.Если вы будете использовать холодильник постоянно от аккумулятора, он разрядится быстрее, через несколько часов.

Использование автомобильного аккумулятора для питания холодильника связано с риском. Большинство из них можно избежать, если соблюдать осторожность и использовать правильное оборудование.

• Компрессор догорающего холодильника. Это могут быть скачки напряжения или другие электрические события. Может помочь правильный инвертор.

• Убийство автомобильного аккумулятора. Помните, автомобильные аккумуляторы не созданы для того, чтобы расходовать всю свою энергию сразу.Они созданы для использования небольшого количества энергии и мгновенной перезарядки. Использование автомобильного аккумулятора до его абсолютного предела сокращает срок его службы. Лучше всего довести его до 50% энергии и, если возможно, подзарядить.

Поскольку холодильник работает от переменного тока, а батарея работает от постоянного тока, вам понадобится инвертор. Есть пара на выбор.

Мы рекомендуем использовать синусоидальный инвертор . Хотя он значительно дороже, вы не испортите свой холодильник, используя его.

Модифицированные синусоидальные инверторы выдают правильное напряжение, но могут быстро перегреться. Кроме того, энергетическая диаграмма синусоидальной волны прерывистая, что со временем может привести к отказу компрессора.

Вам понадобится инвертор мощностью не менее 1000 Вт. Но желательно от 1500 до 2000 Вт.

Пиковая мощность инвертора 750 мощности должна составлять 1500 Вт. Это должно быть минимум. Если вы получите в руки инвертор мощностью 1000 единиц, ваши шансы на успех возрастут.

Вы также можете купить киловатт для измерения силы тока и мощности. Также рекомендуется прикрепить к аккумулятору светодиодный индикатор для измерения напряжения на аккумуляторе.

По возможности лучше подключать инвертор непосредственно к холодильнику. Или использовать самый короткий удлинитель, какой только сможете найти. Чем длиннее шнур, тем больше падение напряжения. Поскольку вы используете инвертор, вы уже теряете 15% энергии. Вы не хотите больше терять.

Помните, что еда портится примерно за четыре часа.Так что даже если вы включаете холодильник через каждые два часа, еда должна оставаться хорошей.

Связанные: Какие устройства будут работать на генераторе мощностью 3000 Вт?

Это может показаться чрезмерным, но такая незначительная вещь, как замена света в холодильнике, может помочь вам сэкономить немного энергии, давая вам больше энергии, чтобы сохранить ваш холодильник холодным.

Типичный холодильник снабжен лампами накаливания; замена их на светодиодные лампы может снизить потребление электроэнергии лампами со 100 Вт до 12 Вт — существенное улучшение!

Каждый холодильник индивидуален, поэтому требования к питанию будут отличаться от модели к модели.У вас должна быть возможность проверить почасовые потребности холодильника в энергии, проверив наклейку внутри или проверив руководство.

Типичный автомобильный аккумулятор имеет емкость 60 Ач и 12 В. Итак, учитывая, что AH * V = ватт-часы, у вас должно быть 720 ватт-часов.

Если вашему холодильнику требуется 100 Вт и он работает только ⅓ времени, вам потребуется 33 Вт в час.

С учетом потерь энергии от инвертора (15%), вы видите, что в час используется 39 Вт (33 Вт / 0,85 = 38,9).

Имейте в виду, что более крупные холодильники будут потреблять больше энергии (130 Вт +), а некоторые автомобильные аккумуляторы имеют емкость всего 50 Ач.Уточняйте заранее, прежде чем делать расчет.

• Инвертор мощности с чистым синусом.
• Светодиодные лампы для холодильников.
• Монитор потребления киловатт.
• Светодиодный монитор.
• Полностью заряженный автомобильный аккумулятор.
• Холодильник без розетки.

1. Проверьте потребляемую мощность вашего холодильника.
2. Купите синусоидальный инвертор мощности.
3. Отключите холодильник от сети.
4. Поменять свет в холодильнике. Обычный свет в холодильнике потребляет больше энергии. Заменить на светодиоды.
5. Подключите монитор киловатт к инвертору
6. Подключите холодильник к монитору киловатт.
7. В холодильнике должен включиться свет. Ваша еда спасена!

Ресурсы

Homesteadinhawaii.com является участником программы Amazon Services LLC Associates, партнерской рекламной программы, разработанной для предоставления сайтам средств для получения рекламных сборов за счет рекламы и ссылок на Amazon.com. Этот сайт также участвует в других партнерских программах и получает компенсацию за направление трафика и бизнеса в эти компании.

Выбор солнечного инвертора подходящего размера

Узнайте больше об основах солнечной энергии, подписавшись на наш блог.

Как вы, вероятно, знаете, солнечные элементы производят электричество постоянного тока (DC), которое затем преобразуется в электричество переменного тока (AC) с помощью инвертора. Преобразование энергии из постоянного в переменный позволяет доставлять ее в сеть или использовать для электроснабжения зданий, оба из которых работают с электричеством переменного тока.При проектировании солнечной установки и выборе инвертора мы должны учитывать, сколько мощности постоянного тока будет вырабатывать солнечная батарея и сколько мощности переменного тока может выдавать инвертор (его номинальная мощность).

В этой статье будут обсуждаться некоторые важные соображения для солнечных проектов, чтобы гарантировать, что инверторы в ваших проектах имеют соответствующий размер.

В частности, мы исследуем взаимосвязь между количеством энергии, производимой вашей солнечной батареей, и мощностью, которую может выдавать ваш инвертор, и познакомимся с концепцией ограничения инвертора.

Понимание отношения постоянного тока к переменному току

Соотношение постоянного и переменного тока, также известное как коэффициент нагрузки инвертора (ILR), определяется как отношение установленной мощности постоянного тока к номинальной мощности переменного тока инвертора. Часто имеет смысл увеличить размер солнечной батареи, чтобы соотношение постоянного и переменного тока было больше 1 . Это позволяет получить больше энергии, когда производительность ниже номинальной мощности инвертора, что обычно бывает в течение большей части дня.

На следующем рисунке показано, что происходит, когда соотношение постоянного и переменного тока силового инвертора недостаточно велико для обработки более высокой выходной мощности в полдень.

Потеря мощности из-за ограничения выходного переменного тока инвертора называется ограничением инвертора (также известное как ограничение мощности).

Рисунок 1: Выход переменного тока инвертора в течение дня для системы с низким отношением постоянного тока к переменному току (фиолетовая кривая) и высоким соотношением постоянного тока к переменному току (зеленая кривая). Диаграмма представляет собой идеализированный случай; на практике выходная мощность значительно варьируется в зависимости от погодных условий.

Как предотвратить отсечение инвертора

Хотя увеличение размера солнечной батареи по сравнению с номиналом инвертора может помочь вашей системе улавливать больше энергии в течение дня, этот подход не обходится без затрат.

«Либо потратьте деньги на дополнительный инвертор, либо потеряйте энергию из-за ограничения инвертора».

На рисунке 1 также показан эффект, называемый ограничением инвертора, иногда называемый ограничением мощности. Когда точка максимальной мощности постоянного тока (MPP) солнечной батареи — или точка, в которой солнечная батарея вырабатывает наибольшее количество энергии — превышает номинальную мощность инвертора, «дополнительная» мощность, генерируемая массивом, «ограничивается. ”Инвертором, чтобы убедиться, что он работает в пределах своих возможностей.

Инвертор эффективно предотвращает достижение системой своего MPP, ограничивая мощность на уровне, указанном на паспортной табличке инвертора.

Чтобы предотвратить это, очень важно смоделировать ограничение инвертора для разработки системы с отношением постоянного и переменного тока больше 1, особенно в регионах, где часто наблюдается энергетическая освещенность, превышающая стандартные условия испытаний (STC), энергетическая освещенность 1000 Вт / м2. (более высокие уровни освещенности приводят к более высокой выходной мощности).

Управление энергетики и информации США (EIA) утверждает: «Для отдельных систем коэффициент нагрузки инвертора обычно находится в пределах 1.13 и 1.30 ».

Например, рассмотрим систему наземного монтажа, обращенную на юг, под углом 20 ° в Северной Каролине (35,37 ° широты) с центральным инвертором мощностью 100 кВт. Если мы спроектируем систему с соотношением постоянного и переменного тока, равным 1, она никогда не будет срезаться; однако мы также не будем полностью использовать мощность переменного тока инвертора. У нас есть два варианта. Либо потратите деньги на дополнительный инвертор , либо потеряйте урожай энергии из-за ограничения инвертора.

Знание того, сколько энергии ограничено, позволяет проектировщику понять, насколько эффективна схема увеличения размера для увеличения сбора энергии, и в конечном итоге определить, какая конфигурация системы является наиболее рентабельной.

В таблице ниже показаны три отношения постоянного тока к переменному току и их расчетные потери на ограничение.

Соотношение постоянного и переменного тока	Годовое производство энергии переменного тока	Потери энергии при отсечении
1,0	163,06 МВтч	0,0 МВтч
1,3	193,86 МВтч	1,8 МВтч (0,9%)
1,5	217,24 МВтч	11,0 МВтч (4,8%)

Таблица 1: Годовое производство энергии инвертором мощностью 100 кВт в зависимости от соотношения постоянного и переменного тока.По мере увеличения отношения постоянного тока к переменному току увеличивается выход переменного тока и ограниченная энергия.

Программное обеспечение

Aurora для проектирования и продажи солнечных батарей автоматически учитывает ограничение инвертора при моделировании производительности. Наша диаграмма потерь в системе автоматически вычисляет количество энергии, которое ограничено в течение года, и процент от общей энергии, который это количество представляет. Отчет Aurora о проверке NEC гарантирует, что проекты соответствуют требованиям кода и имеют соответствующий размер, поэтому установщики могут быть уверены в своей работе.

Прочие факторы

Микроинверторы

Микроинвертор — это устройство, преобразующее выход постоянного тока солнечных модулей в переменный ток, который можно использовать в домашних условиях. Как следует из названия, они меньше, чем типичный инвертор, размером примерно с маршрутизатор WiFi. Микроинверторы обычно размещаются под каждой солнечной панелью из расчета один микроинвертор на каждые 1-4 панели.

Преимущества использования микропреобразователей:

• Более высокий выход : Выход инверторов цепочки ограничен наименее эффективной панелью в цепочке.Напротив, в микроинверторах используется параллельная схема, поэтому они не ограничиваются наименее производительной панелью.
• Более точный мониторинг : Поскольку микроинверторы связаны с отдельными или сгруппированными солнечными панелями, пользователи имеют детальный доступ к мониторингу производства для каждой панели, а не для всей системы.
• Более простое расширение : Масштабирование фотоэлектрической системы так же просто, как добавление одного микроинвертора на каждые 1-4 новых панели, добавляемых к системе.
• Быстрое отключение : Микроинверторы можно быстро отключить, что является важным требованием в новых электротехнических правилах в случае аварии или срочного обслуживания.
• Более длительный срок службы: Микроинверторы могут иметь до 25 лет гарантии по сравнению с 8–12 годами для стандартных инверторов.

С другой стороны, к минусам можно отнести:

• Более высокая стоимость приобретения: В среднем, микроинверторы могут быть более чем на 1000 долларов дороже, чем струнные инверторы для типовой установки в жилых помещениях мощностью 5 кВт.
• Сложнее обслуживать или заменять : Отремонтировать или заменить вышедший из строя микроинвертор сложнее, так как вам нужно будет подняться на крышу, поработать стойку и отвинтить панель, чтобы получить доступ к устройству.

Подводя итог, микроинверторы лучше всего использовать на объектах, где панели имеют разную ориентацию, имеют проблемы с затенением (так что наименее эффективная панель не влияет на выход всей системы), имеют хорошие шансы на масштабирование в в будущем, и если местный электротехнический кодекс требует возможности быстрого отключения.

Чтобы узнать больше о силовой электронике на уровне модулей, ознакомьтесь с нашей статьей Силовая электроника на уровне модулей (MLPE) для солнечной конструкции: Праймер

Какое входное напряжение мне нужно?

Входное напряжение инвертора зависит от его номинальной мощности.Для инверторов с относительно низкой номинальной мощностью, например 100 Вт, существует три входных напряжения: 12 В, 24 В или 48 В. Вы можете выбрать напряжение в зависимости от ваших потребностей в электроэнергии, но учтите, что:

• Солнечная панель, инвертор и аккумуляторная батарея должны иметь одинаковое входное напряжение
• На рынке нет аккумуляторов на 24 В, они создаются путем последовательного соединения двух аккумуляторов на 12 В

Что такое инверторное стекирование?

Пакетирование инверторов — это практика подключения двух или более инверторов для увеличения выходного напряжения или мощности.Это может быть сделано только в том случае, если инверторы, устанавливаемые в стек, совместимы, поэтому очень важно проверить спецификации производителя, чтобы гарантировать совместимость инверторов.

При последовательном подключении увеличивает выходное напряжение системы. При параллельном подключении увеличивается мощность в ваттах.

Следует отметить, что самый большой аккумуляторный инвертор на 48 В имеет максимальную мощность в 60 кВт. Обычно этого более чем достаточно для электроснабжения жилых помещений, однако для превышения 60 кВт потребуется переключение на инвертор с более высоким напряжением.

Основные выводы

• Превышение мощности солнечной батареи по сравнению с номиналом инвертора (отношение постоянного и переменного тока больше единицы) позволяет увеличить сбор энергии в течение большей части дня, особенно утром и ближе к вечеру.
• Когда массив постоянного тока вырабатывает больше энергии, чем рассчитан для инвертора, инвертор ограничивает избыточную мощность и ограничивает свою выходную мощность на уровне номинальной мощности (эффект, известный как ограничение инвертора).
• Альтернативный подход к увеличению выработки энергии без ограничения инвертора — включение другого инвертора.Решая, какой подход выбрать, проектировщики должны учитывать компромисс между стоимостью покупки и установки дополнительного инвертора по сравнению со стоимостью энергии, которая будет потеряна из-за ограничения инвертора, если они увеличат размер солнечной батареи.
• При оценке выработки энергии в проекте солнечной энергетики важно, чтобы при моделировании производительности учитывались ограничения инвертора (как это делает автоматически Aurora), чтобы результаты производства точно отражали размер системы в проекте.

~~~
Хотите быть в курсе наших последних статей? Нажмите здесь, чтобы подписаться на наш блог!

Безопасность | Стеклянная дверь

Подождите, пока мы подтвердим, что вы настоящий человек. Ваш контент появится в ближайшее время. Если вы продолжаете видеть это сообщение, напишите нам чтобы сообщить нам, что у вас возникли проблемы.

Nous aider à garder Glassdoor sécurisée

Nous avons reçu des activités suspectes venant de quelqu’un utilisant votre réseau internet. Подвеска Veuillez Patient que nous vérifions que vous êtes une vraie personne. Вотре содержание apparaîtra bientôt. Si vous continuez à voir ce message, veuillez envoyer un электронная почта à pour nous informer du désagrément.

Unterstützen Sie uns beim Schutz von Glassdoor

Wir haben einige verdächtige Aktivitäten von Ihnen oder von jemandem, der in ihrem Интернет-Netzwerk angemeldet ist, festgestellt.Bitte warten Sie, während wir überprüfen, ob Sie ein Mensch und kein Bot sind. Ihr Inhalt wird в Kürze angezeigt. Wenn Sie weiterhin diese Meldung erhalten, informieren Sie uns darüber bitte по электронной почте: .

We hebben verdachte activiteiten waargenomen op Glassdoor van iemand of iemand die uw internet netwerk deelt. Een momentje geduld totdat, мы узнали, что u daadwerkelijk een persoon bent. Uw bijdrage zal spoedig te zien zijn. Als u deze melding blijft zien, электронная почта: om ons te laten weten dat uw проблема zich nog steeds voordoet.

Hemos estado detectando actividad sospechosa tuya o de alguien con quien compare tu red de Internet. Эспера mientras verificamos que eres una persona real. Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, envía un correo electrónico a para informarnos de que tienes problemas.

Hemos estado percibiendo actividad sospechosa de ti o de alguien con quien compare tu red de Internet. Эспера mientras verificamos que eres una persona real.Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, envía un correo electrónico a para hacernos saber que estás teniendo problemas.

Temos Recebido algumas atividades suspeitas de voiceê ou de alguém que esteja usando a mesma rede. Aguarde enquanto confirmamos que Você é Uma Pessoa de Verdade. Сеу контексто апаресера эм бреве. Caso продолжить Recebendo esta mensagem, envie um email para пункт нет informar sobre o проблема.

Abbiamo notato alcune attività sospette da parte tua o di una persona che condivide la tua rete Internet.Attendi mentre verifichiamo Che sei una persona reale. Il tuo contenuto verrà visualizzato a breve. Secontini visualizzare questo messaggio, invia un’e-mail all’indirizzo per informarci del проблема.

Пожалуйста, включите куки и перезагрузите страницу.

No related posts.