Inverter unit o power supply unit. Paano gumawa ng welding inverter gamit ang iyong sariling mga kamay

12.01.2024

Upang magsagawa ng welding work sa bahay, ang isang inverter welding machine ay kailangang-kailangan. Ang prinsipyo ng operasyon nito ay batay sa paggamit ng mga transistors at switch, sa tulong kung saan ang mains boltahe ay unang binago sa pare-pareho ang boltahe.

Pagkatapos ay nagbabago ang kasalukuyang mga katangian (ang dalas ng pagtaas ng sinusoid). Ang mga pagkilos na ito ay humantong sa isang pagbawas sa halaga ng boltahe, na humahantong sa pagwawasto ng kasalukuyang, habang ang dalas ng kasalukuyang ay hindi nagbabago.

Ang malawakang paggamit ng mga device na ito ay nauugnay sa isang bilang ng mga pakinabang nito, na kinabibilangan ng:

Maliit na pangkalahatang sukat, pati na rin ang mababang timbang, na makabuluhang pinapadali ang trabaho sa panahon ng welding work at nagbibigay-daan sa iyo upang ilagay ang aparato sa isang maginhawang lugar;
Ang kakayahang gawin ito sa iyong sarili, gumagastos ng kaunting pera. Bilang karagdagan, ang pagpupulong ng do-it-yourself ay nagbibigay-daan sa iyo upang pumili ng mga bahagi na may mga kinakailangang katangian, at sa hinaharap ay medyo madaling ayusin ang yunit o palitan ang mga bahagi upang ayusin ang mga katangian;
Mataas na kahusayan, na nagbibigay-daan dito upang makipagkumpitensya sa mga yari na device.

Ang mga kawalan ng isang welding inverter, na ginawa nang nakapag-iisa, ay:

Maikling buhay ng serbisyo, na may mga maling napiling bahagi;
Walang posibilidad na ipatupad ang mga karagdagang function, na maaaring mapabuti ang kalidad ng hinang;
Kung kinakailangan, kumuha ng high-power device isang karagdagang sistema ng paglamig ay kinakailangan, na nagpapataas ng panghuling gastos at mga sukat.

Mangyaring tandaan na ang self-assembly ng isang inverter ay medyo maingat na trabaho., na tumatagal ng maraming oras at nangangailangan ng ilang partikular na kasanayan. Ngunit ang mga modernong tagagawa ay nag-aalok ng malawak na seleksyon ng mga bahagi, na ginagawang mas madali ang kanilang pagpili. Ang pagpili ng mga bahagi mismo ay batay sa pagiging tugma ng mga parameter ayon sa uri at katangian, pati na rin sa posibilidad ng madaling kapalit sa hinaharap.

Ang mga pangunahing elemento ng inverter ay:

yunit ng kuryente;
bahagi ng kapangyarihan at mga susi nito.

Ang mga pangunahing katangian ng output ay kinabibilangan ng:

kasalukuyang pagkonsumo, at ang pinakamataas na halaga nito;
boltahe at dalas sa network;
ang halaga ng kasalukuyang hinang kung saan gagawin ang tahi.

Yugto ng paghahanda

Bago ka magsimulang bumili ng mga bahagi para sa paggawa ng isang inverter, dapat mong tumpak na maunawaan ang mga halaga ng mga parameter ng output, pati na rin magkaroon ng mga de-koryenteng diagram ng lahat ng mga elemento (pangkalahatang circuit, power supply).

Isaalang-alang natin ang paggawa ng isang welding machine na may mga katangian ng pag-input:

mains boltahe 220 V;
dalas 50 Hz;
kasalukuyang 32 A.

Ang output ay magiging isang kasalukuyang na-convert sa isang halaga na 250 A, iyon ay, nadagdagan ang halaga ng input nito ng 8 beses. Sa device na ito maaari kang gumawa ng weld sa pamamagitan ng paglalagay ng electrode na mas mababa sa 1 cm sa bahaging hinangin.

Bago mo simulan ang pag-assemble ng device, dapat mong ihanda ang mga sumusunod na materyales at tool:

mga screwdriver (flat at Phillips) ng iba't ibang laki;
mga instrumento para sa pagsukat ng boltahe at kasalukuyang (voltmeter at ammeter), na maaaring mapalitan ng isang modernong unibersal na aparato sa pagsukat;
na may maliit na kagat;
mga bahagi para sa gawaing paghihinang (rosin, wire);
isang oscilloscope, ang paggamit nito ay magpapahintulot sa iyo na subaybayan ang mga pagbabago sa kasalukuyang sinusoid;
espesyal na bakal na may angkop na mga parameter ng kuryente;
koton at payberglas na tela;
core para sa transpormer;
mga windings ng transpormer:
pangunahin para sa 100 pagliko ng wire na may diameter na 0.3 mm
pangalawa (panloob - 15 pagliko ng 1 mm wire, gitna - 15 pagliko ng 0.2 mm wire, panlabas - 20 pagliko ng 0.35 mm wire);
textolite;
bolts at turnilyo;
mga transistor na may mga kinakailangang katangian;
mga wire ng iba't ibang mga seksyon;
kable ng kuryente;
electrical tape o espesyal na papel.

Matapos makumpleto ang gawaing paghahanda, maaari mong simulan ang pagpupulong.

Inverter power supply

Ang board kung saan matatagpuan ang inverter power supply ay binuo nang hiwalay mula sa power element ng device. Bilang karagdagan, kailangan nilang ihiwalay sa bawat isa sa pamamagitan ng isang sheet ng metal, na mahigpit na nakakabit sa katawan.

Ang pangunahing elemento ng power supply ay isang transpormer, na maaari mong gawin sa iyong sarili. Sa tulong nito, ang boltahe na nagmumula sa network ay mako-convert sa isang halaga na ligtas para sa buhay, at pagkatapos ay dagdagan ang kasalukuyang lakas upang maisagawa ang hinang.

Ang materyal para sa core ay maaaring bakal na may sukat na 7x7 o 8x8. Sa kasong ito, maaari kang kumuha ng karaniwang mga plato o gupitin ang kinakailangang piraso ng metal mula sa isang umiiral na sheet. Ang paikot-ikot ay ginawa gamit ang tansong kawad ng tatak ng PEV, dahil ito ang materyal na nagbibigay ng mga kinakailangang katangian sa maximum (maliit na cross-section na may sapat na lapad).

Ang paggamit ng ibang materyal bilang isang paikot-ikot ay maaaring makabuluhang makaapekto sa mga katangian ng transpormer, halimbawa, dagdagan ang pag-init ng bahaging ito.

Ang pagpupulong ng isang transpormer na binubuo ng 2 windings ay nagsisimula sa paglikha ng pangunahing winding. Upang gawin ito, ang isang wire na may cross section na 0.3 mm ay nakabalot ng 100 beses sa paligid ng core. Mahalaga na ang paikot-ikot ay sumasakop sa buong lapad ng core. Mapapabuti ng tampok na ito ang pagpapatakbo ng inverter sa panahon ng pagbabagu-bago ng boltahe ng mains sa panahon ng karagdagang operasyon.

Sa kasong ito, ang bawat pagliko ay dapat magkasya nang mahigpit sa nauna, habang ang magkakapatong ay dapat na iwasan. Matapos makumpleto ang lahat ng 100 pagliko, dapat maglatag ng isang layer ng espesyal na insulating paper o fiberglass na tela. Pakitandaan na ang papel ay magdidilim habang ginagamit.

Susunod, isinasagawa ang pangalawang paikot-ikot. Upang gawin ito, kailangan mong kumuha ng tansong wire na may cross-section na 1 mm at gumawa ng 15 na pagliko, sinusubukang ipamahagi ang mga ito sa buong lapad, sa pantay na distansya mula sa bawat isa. Pagkatapos na pahiran ang mga ito ng barnisan at pagpapatuyo, i-wind ang 2nd layer na may tansong wire na may cross-section na 0.2 mm, na gumagawa din ng 15 na pagliko.

Kailangan din nilang ipamahagi, tulad ng sa nakaraang kaso, at ihiwalay. Ang huling layer para sa pangalawang paikot-ikot ay ang PEV na may cross section na 0.35 mm, na may 20 na pagliko. Kailangan ding i-insulated ang huling layer.

Frame

Susunod, nagsisimula kaming gumawa ng katawan. Ang laki nito ay dapat na katapat sa mga sukat ng transpormer at kasama ang 70% para sa paglalagay ng iba pang mga bahagi ng inverter. Ang katawan mismo ay maaaring gawin ng sheet na bakal na may kapal na 0.5-1 mm.

Upang ikonekta ang mga sulok, maaari mong gamitin ang mga bolts o gumamit ng mga espesyal na bending machine upang yumuko ang sheet sa nais na laki. Kung maglalagay ka ng isang hawakan sa kaso para sa paglakip ng inverter sa isang sinturon o para sa kadalian ng paglipat, ito ay lubos na mapadali ang pagpapatakbo ng aparato sa hinaharap.

Bilang karagdagan, ang disenyo ng pabahay ay dapat magbigay ng medyo madaling pag-access sa lahat ng mga bahagi na matatagpuan sa loob nito. Kinakailangan na gumawa ng ilang mga teknolohikal na butas dito para sa mga switch, isang power button, light signaling ng operability, pati na rin ang mga cable connector.

Power section at inverter unit

Ang power unit para sa inverter ay isang transpormer, ang kakaiba nito ay ang pagkakaroon ng 2 core, na inilalagay sa tabi ng isang maliit na puwang, na naglalagay ng isang sheet ng papel. Ang transpormer na ito ay binuo katulad ng nauna. Ang isang mahalagang detalye ay ang insulating layer sa pagitan ng mga liko ng wire ay dapat na palakasin, na maiiwasan ang pagkasira ng boltahe. Bilang karagdagan, ang mga gasket na gawa sa fluoroplastic ay inilalagay sa pagitan ng mga layer ng mga wire.

Kasama sa bahagi ng kapangyarihan ang mga capacitor na konektado ayon sa diagram. Idinisenyo ang mga ito upang bawasan ang resonance ng mga transformer, at idinisenyo din upang mabawasan at mabayaran ang mga kasalukuyang pagkalugi sa mga transistor.

Ang inverter unit ng device ay ginagamit upang i-convert ang kasalukuyang, na ang dalas ng output ay tumataas. Upang gawin ito, ginagamit ang mga transistor o diode sa inverter. Kung magpasya kang gumamit ng mga diode sa bloke na ito, dapat silang tipunin sa isang pahilig na tulay gamit ang isang espesyal na circuit. Ang mga lead mula dito ay papunta sa mga transistor, na idinisenyo upang ibalik ang alternating current sa mas mataas na frequency. Ang diode bridge at transistors ay dapat na pinaghihiwalay ng isang partition.

Sistema ng paglamig

Dahil ang lahat ng mga elemento ng yunit ay napapailalim sa init, kinakailangan upang ayusin ang isang sistema ng paglamig na magsisiguro ng walang patid na maaasahang operasyon. Upang gawin ito, maaari kang gumamit ng mga cooler mula sa mga computer, at gumawa din ng ilang karagdagang mga butas sa kaso para sa madaling pag-access ng hangin sa loob ng device. Gayunpaman, hindi dapat masyadong maraming ganoong mga butas upang maiwasan ang labis na alikabok na makapasok sa case.

Ang mga cooler ay dapat na nakaposisyon sa paraang magagawa nilang mag-alis ng hangin mula sa katawan ng device. Ang mga elemento ng paglamig ay nangangailangan ng pagpapanatili, halimbawa, pagpapalit ng thermal paste, kaya ang pag-access sa mga ito ay dapat na madali.

Mayroong ilang mga bahagi sa inverter na nangangailangan ng ipinag-uutos na paglamig. Ito ay mga transformer. Upang palamig ang mga ito, makatwirang mag-install ng 2 fan. Bilang karagdagan, ang tulay ng diode ay nangangailangan ng karagdagang paglamig. Naka-install ito sa radiator.

Ang pag-install ng isang elemento tulad ng isang sensor ng temperatura at pagkatapos ay ikonekta ito sa LED sa case ay magbibigay-daan sa iyong magpadala ng signal kapag naabot ang isang hindi katanggap-tanggap na temperatura at idiskonekta ang inverter mula sa kapangyarihan para sa paglamig.

Assembly

Ang inverter ay binuo sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

isang transpormer, isang diode bridge, at isang control circuit ay matatagpuan sa base ng pabahay;
Ang lahat ng mga wire ay baluktot, ibinebenta at pinagsama;
Sa panlabas na panel ay mayroong isang indikasyon ng liwanag, isang start button, at isang cable connector.

Kapag na-install ang lahat, maaari mong suriin ang pagpapatakbo ng device.

Pagsusuri ng trabaho

Upang suriin ang aparato kailangan mong gumamit ng oscilloscope. Ang inverter ay konektado sa isang 220 V network, at pagkatapos ay ang aparato ay ginagamit upang suriin kung ang mga parameter ng output ay tumutugma sa mga kinakailangan. Halimbawa, ang boltahe ay dapat nasa hanay na 500-550 V. Sa ganap na tamang pagpupulong at tamang napiling mga bahagi, ang halagang ito ay hindi dapat lumampas sa threshold na 350 V.

Pagkatapos ng mga naturang sukat at katanggap-tanggap na pagbabasa ng oscilloscope, maaari mong simulan ang paggawa ng weld. Matapos ganap na masunog ang unang elektrod, kinakailangan upang sukatin ang temperatura sa transpormer. Kung ito ay kumukulo, kung gayon ang circuit ay kailangang mapabuti, ang aparato ay dapat na patayin at gumawa ng mga pagbabago. Pagkatapos lamang maisagawa ang mga hakbang upang maalis ang depektong ito, maaari kang magsimulang muli sa parehong pagsukat ng temperatura pagkatapos makumpleto ang trabaho.

Mga panuntunan sa pagpapatakbo

Ang welding inverter ay maaaring gamitin kapwa para sa mga bahagi ng welding na gawa sa ferrous metal at para sa pagtatrabaho sa non-ferrous na metal. Ito ay kapaki-pakinabang kapwa sa isang pribadong bahay, sa isang bahay ng bansa, at sa isang garahe.

Kapag pinapatakbo ito, kinakailangan upang subaybayan ang kalidad ng boltahe at dalas sa network.

Para sa pangmatagalang paggamit ng yunit na ito, kinakailangan na pana-panahong suriin ang pagganap ng mga indibidwal na paglilinis nito at magsagawa ng mga hakbang sa pag-iwas upang linisin ito mula sa alikabok at dumi.

Kapag gumagawa ng isang inverter sa iyong sarili, dapat mong:

may mga diagram ng lahat ng elemento ng device;
piliin ang tamang mga bahagi;
panatilihin ang lahat ng kinakailangang gaps at maingat na insulate elemento;
sumunod sa mga regulasyon sa kaligtasan.

Ang isang DIY welding inverter na ginawa mula sa isang computer power supply ay lalong nagiging popular sa parehong mga propesyonal at amateur welder. Ang mga bentahe ng naturang mga aparato ay ang mga ito ay komportable at magaan.

Ang paggamit ng isang inverter power source ay nagbibigay-daan sa iyo upang mapagbuti ang mga katangian ng welding arc, bawasan ang laki ng power transformer at sa gayon ay pagaanin ang bigat ng device, ginagawang posible na gawing mas maayos ang mga pagsasaayos at bawasan ang spatter sa panahon ng hinang. Ang kawalan ng isang inverter-type welding machine ay ang mas mataas na presyo nito kaysa sa katapat nitong transformer.

Upang hindi labis na magbayad ng malalaking halaga ng pera sa mga tindahan para sa hinang, maaari kang gumawa ng isa. Upang gawin ito, kailangan mo ng isang gumaganang supply ng kuryente sa computer, ilang mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal, mga tool, pangunahing kaalaman at praktikal na kasanayan sa gawaing elektrikal. Magiging kapaki-pakinabang din ang pagkuha ng kaugnay na literatura.

Kung hindi ka tiwala sa iyong mga kakayahan, dapat kang pumunta sa tindahan para sa isang handa na welding machine, kung hindi man, na may kaunting pagkakamali sa proseso ng pagpupulong, may panganib na makakuha ng electric shock o masunog ang lahat ng mga de-koryenteng mga kable. . Ngunit kung mayroon kang karanasan sa pag-assemble ng mga circuit, pag-rewind ng mga transformer at paglikha ng mga de-koryenteng kasangkapan gamit ang iyong sariling mga kamay, maaari mong ligtas na simulan ang pagpupulong.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng inverter welding

Ang welding inverter ay binubuo ng isang power transformer na nagpapababa sa boltahe ng network, stabilizer chokes na nagpapababa ng kasalukuyang ripple, at isang electrical circuit block. Ang MOSFET o IGBT transistors ay maaaring gamitin para sa mga circuit.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng inverter ay ang mga sumusunod: ang alternating current mula sa network ay ipinadala sa rectifier, pagkatapos kung saan ang power module ay nag-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating current na may pagtaas ng dalas. Susunod, ang kasalukuyang pumapasok sa high-frequency na transpormer, at ang output mula dito ay ang welding arc current.

Bumalik sa mga nilalaman

Mga tool na kinakailangan upang makagawa ng isang inverter

Upang mag-ipon ng isang welding inverter mula sa isang power supply gamit ang iyong sariling mga kamay, kakailanganin mo ang mga sumusunod na tool:

panghinang;
mga screwdriver na may iba't ibang mga tip;
plays;
mga pamutol ng kawad;
drill o distornilyador;
mga buwaya;
mga wire ng kinakailangang cross-section;
tester;
multimeter;
mga consumable (mga wire, solder para sa paghihinang, electrical tape, turnilyo at iba pa).

Upang lumikha ng welding machine mula sa isang computer power supply, kailangan mo ng mga materyales upang lumikha ng isang naka-print na circuit board, getinaks, at mga ekstrang bahagi. Upang mabawasan ang dami ng trabaho, dapat kang pumunta sa tindahan para sa mga yari na may hawak ng elektrod. Gayunpaman, maaari mong gawin ang mga ito sa iyong sarili sa pamamagitan ng paghihinang ng mga buwaya sa mga wire ng kinakailangang diameter. Mahalagang obserbahan ang polarity kapag ginagawa ang gawaing ito.

Bumalik sa mga nilalaman

Ang pamamaraan para sa pag-assemble ng welding machine

Una sa lahat, upang lumikha ng isang welding machine mula sa isang computer power supply, kailangan mong alisin ang power source mula sa computer case at i-disassemble ito. Ang mga pangunahing elemento na maaaring magamit mula dito ay ang ilang mga ekstrang bahagi, isang fan at karaniwang mga plato ng kaso. Mahalagang isaalang-alang ang cooling operating mode. Tinutukoy nito kung anong mga elemento ang kailangang idagdag upang matiyak ang kinakailangang bentilasyon.

Ang pagpapatakbo ng isang karaniwang fan, na magpapalamig sa hinaharap na welding machine mula sa isang computer unit, ay dapat na masuri sa ilang mga mode. Titiyakin ng pagsusuring ito ang pag-andar ng elemento. Upang maiwasan ang pag-init ng welding machine sa panahon ng operasyon, maaari kang mag-install ng karagdagang, mas malakas na pinagmumulan ng paglamig.

Upang makontrol ang kinakailangang temperatura, dapat na mai-install ang isang thermocouple. Ang pinakamainam na temperatura para sa pagpapatakbo ng welding machine ay hindi dapat lumampas sa 72-75°C.

Ngunit una sa lahat, dapat mong i-install ang isang hawakan ng kinakailangang laki sa welding machine mula sa isang computer power supply para sa pagdala at kadalian ng paggamit. Ang hawakan ay naka-install sa tuktok na panel ng bloke gamit ang mga turnilyo.

Mahalagang pumili ng mga tornilyo na pinakamainam sa haba, kung hindi man ay masyadong malaki ang maaaring makaapekto sa panloob na circuit, na hindi katanggap-tanggap. Sa yugtong ito ng trabaho, dapat kang mag-alala tungkol sa mahusay na bentilasyon ng aparato. Ang paglalagay ng mga elemento sa loob ng power supply ay napaka-siksik, kaya ang isang malaking bilang ng mga through hole ay dapat ayusin sa loob nito nang maaga. Ginagawa ang mga ito gamit ang isang drill o screwdriver.

Susunod, maaari kang gumamit ng maraming mga transformer upang lumikha ng isang inverter circuit. Karaniwan, 3 mga transformer tulad ng ETD59, E20 at Kx20x10x5 ang pinipili. Maaari mong mahanap ang mga ito sa halos anumang tindahan ng radio electronics. At kung mayroon ka nang karanasan sa paggawa ng mga transformer sa iyong sarili, kung gayon mas madaling gawin ang mga ito sa iyong sarili, na tumutuon sa bilang ng mga pagliko at mga katangian ng pagganap ng mga transformer. Ang paghahanap ng ganoong impormasyon sa Internet ay hindi magiging mahirap. Maaaring kailanganin mo ang kasalukuyang transpormer na K17x6x5.

Pinakamainam na gumawa ng mga homemade transformer mula sa getinax coils; ang paikot-ikot ay enamel wire na may cross-section na 1.5 o 2 mm. Maaari kang gumamit ng 0.3x40 mm na copper sheet, pagkatapos balutin ito ng matibay na papel. Ang thermal paper mula sa isang cash register (0.05 mm) ay angkop; ito ay matibay at hindi masyadong mapunit. Ang crimping ay dapat gawin mula sa mga bloke na gawa sa kahoy, pagkatapos nito ang buong istraktura ay dapat punuin ng "epoxy" o barnisado.

Kapag lumilikha ng isang welding machine mula sa isang yunit ng computer, maaari kang gumamit ng isang transpormer mula sa isang microwave oven o mga lumang monitor, hindi nakakalimutang baguhin ang bilang ng mga pagliko ng paikot-ikot. Para sa gawaing ito, magiging kapaki-pakinabang ang paggamit ng literatura sa electrical engineering.

Bilang radiator, maaari mong gamitin ang PIV, na dati nang pinutol sa 3 bahagi, o iba pang radiator mula sa mga lumang computer. Maaari mong bilhin ang mga ito sa mga dalubhasang tindahan na nagdidisassemble at nag-a-upgrade ng mga computer. Ang ganitong mga pagpipilian ay kawili-wiling makatipid ng oras at pagsisikap sa paghahanap ng angkop na paglamig.

Para gumawa ng device mula sa computer power supply, dapat kang gumamit ng single-cycle forward quasi-bridge, o "oblique bridge". Ang elementong ito ay isa sa mga pangunahing sa pagpapatakbo ng welding machine, kaya mas mahusay na huwag i-save ito, ngunit bumili ng bago sa tindahan.

Maaaring ma-download ang mga naka-print na circuit board sa Internet. Gagawin nitong mas madali ang muling paglikha ng circuit. Sa proseso ng paglikha ng board, kakailanganin mo ang mga capacitor, 12-14 piraso, 0.15 microns, 630 volts. Kinakailangan ang mga ito upang harangan ang resonant current surges mula sa transpormer. Gayundin, upang makagawa ng naturang aparato mula sa isang power supply ng computer, kakailanganin mo ang mga capacitor C15 o C16 na may tatak na K78-2 o SVV-81. Ang mga transistor at output diode ay dapat na mai-install sa mga radiator nang hindi gumagamit ng karagdagang mga gasket.

Sa panahon ng operasyon, dapat kang patuloy na gumamit ng tester at multimeter upang maiwasan ang mga error at para mas mabilis na ma-assemble ang circuit.

Pagkatapos ng pagmamanupaktura ng lahat ng kinakailangang bahagi, dapat itong ilagay sa pabahay at pagkatapos ay iruruta. Ang temperatura sa thermocouple ay dapat itakda sa 70°C: mapoprotektahan nito ang buong istraktura mula sa sobrang init. Pagkatapos ng pagpupulong, ang welding machine mula sa isang computer unit ay dapat na paunang nasubok. Kung hindi man, kung nagkamali ka sa panahon ng pagpupulong, maaari mong sunugin ang lahat ng mga pangunahing elemento, o kahit na makakuha ng electric shock.

Sa harap na bahagi, dapat na mai-install ang dalawang contact holder at ilang kasalukuyang regulator. Ang switch ng device sa disenyong ito ay magiging isang karaniwang switch ng toggle ng unit ng computer. Ang katawan ng tapos na aparato pagkatapos ng pagpupulong ay nangangailangan ng karagdagang pagpapalakas.

Karamihan sa mga modernong elektronikong aparato ay halos hindi gumagamit ng analog (transformer) na mga suplay ng kuryente; pinalitan sila ng mga pulsed voltage converter. Upang maunawaan kung bakit nangyari ito, kinakailangang isaalang-alang ang mga tampok ng disenyo, pati na rin ang mga lakas at kahinaan ng mga device na ito. Pag-uusapan din namin ang tungkol sa layunin ng mga pangunahing bahagi ng mga pulsed na mapagkukunan at magbigay ng isang simpleng halimbawa ng isang pagpapatupad na maaaring tipunin gamit ang iyong sariling mga kamay.

Mga tampok ng disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo

Sa ilang mga paraan ng pag-convert ng boltahe sa kapangyarihan ng mga elektronikong sangkap, dalawa ang pinakalaganap ay maaaring makilala:

Analog, ang pangunahing elemento kung saan ay isang step-down na transpormer, bilang karagdagan sa pangunahing pag-andar nito, nagbibigay din ito ng galvanic isolation.
Prinsipyo ng salpok.

Tingnan natin kung paano naiiba ang dalawang opsyon na ito.

PSU batay sa isang power transformer

Isaalang-alang natin ang isang pinasimple na block diagram ng device na ito. Tulad ng makikita mula sa figure, ang isang step-down na transpormer ay naka-install sa input, sa tulong nito ang amplitude ng supply boltahe ay na-convert, halimbawa, mula sa 220 V nakakakuha kami ng 15 V. Ang susunod na bloke ay isang rectifier, nito gawain ay upang i-convert ang sinusoidal kasalukuyang sa isang pulsed isa (ang harmonic ay ipinapakita sa itaas ng simbolikong imahe). Para sa layuning ito, ginagamit ang pagwawasto ng mga elemento ng semiconductor (diodes) na konektado sa pamamagitan ng isang bridge circuit. Ang kanilang prinsipyo sa pagpapatakbo ay matatagpuan sa aming website.

Ang susunod na bloke ay gumaganap ng dalawang pag-andar: pinapakinis nito ang boltahe (isang kapasitor ng naaangkop na kapasidad ang ginagamit para sa layuning ito) at pinapatatag ito. Ang huli ay kinakailangan upang ang boltahe ay hindi "bumaba" kapag tumaas ang pagkarga.

Ang ibinigay na block diagram ay lubos na pinasimple; bilang isang patakaran, ang isang mapagkukunan ng ganitong uri ay may isang input filter at proteksiyon na mga circuit, ngunit hindi ito mahalaga para sa pagpapaliwanag ng pagpapatakbo ng aparato.

Ang lahat ng mga disadvantages ng opsyon sa itaas ay direkta o hindi direktang nauugnay sa pangunahing elemento ng disenyo - ang transpormer. Una, nililimitahan ng timbang at sukat nito ang miniaturization. Upang hindi maging walang batayan, gagamitin namin bilang isang halimbawa ang isang step-down na transpormer na 220/12 V na may rated na kapangyarihan na 250 W. Ang bigat ng naturang yunit ay mga 4 na kilo, mga sukat na 125x124x89 mm. Maaari mong isipin kung magkano ang timbang ng isang laptop charger batay dito.

Pangalawa, ang presyo ng mga naturang device ay kung minsan ay maraming beses na mas mataas kaysa sa kabuuang halaga ng iba pang mga bahagi.

Mga aparatong pulso

Tulad ng makikita mula sa block diagram na ipinapakita sa Figure 3, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga device na ito ay naiiba nang malaki sa mga analog converter, lalo na sa kawalan ng isang input step-down na transpormer.

Figure 3. Block diagram ng switching power supply

Isaalang-alang natin ang operating algorithm ng naturang pinagmulan:

Ang kapangyarihan ay ibinibigay sa filter ng network; ang gawain nito ay upang mabawasan ang ingay ng network, parehong papasok at papalabas, na lumitaw bilang resulta ng operasyon.
Susunod, ang yunit para sa pag-convert ng sinusoidal boltahe sa pulsed pare-pareho ang boltahe at isang smoothing filter ay papasok.
Sa susunod na yugto, ang isang inverter ay konektado sa proseso; ang gawain nito ay nauugnay sa pagbuo ng mga hugis-parihaba na signal na may mataas na dalas. Ang feedback sa inverter ay isinasagawa sa pamamagitan ng control unit.
Ang susunod na bloke ay IT, kinakailangan para sa awtomatikong mode ng generator, pagbibigay ng boltahe sa circuit, proteksyon, kontrol ng controller, pati na rin ang pagkarga. Bilang karagdagan, ang gawain ng IT ay kinabibilangan ng pagtiyak ng galvanic na paghihiwalay sa pagitan ng mataas at mababang boltahe na mga circuit.

Hindi tulad ng isang step-down na transpormer, ang core ng device na ito ay gawa sa mga ferrimagnetic na materyales, ito ay nag-aambag sa maaasahang pagpapadala ng mga signal ng RF, na maaaring nasa hanay na 20-100 kHz. Ang isang tampok na katangian ng IT ay kapag ikinonekta ito, ang pagsasama ng simula at pagtatapos ng mga windings ay kritikal. Ginagawang posible ng maliliit na dimensyon ng device na ito na makagawa ng mga miniature na device; isang halimbawa ay ang electronic harness (ballast) ng LED o energy-saving lamp.

Susunod, ang output rectifier ay gumagana, dahil ito ay gumagana sa mataas na dalas ng boltahe; ang proseso ay nangangailangan ng mga high-speed na elemento ng semiconductor, kaya ang mga Schottky diode ay ginagamit para sa layuning ito.
Sa huling yugto, ang pagpapakinis ay isinasagawa sa isang kapaki-pakinabang na filter, pagkatapos kung saan ang boltahe ay inilapat sa pagkarga.

Ngayon, tulad ng ipinangako, tingnan natin ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng pangunahing elemento ng device na ito - ang inverter.

Paano gumagana ang isang inverter?

Maaaring gawin ang RF modulation sa tatlong paraan:

pulse-frequency;
phase-pulso;
lapad ng pulso.

Sa pagsasagawa, ang huling pagpipilian ay ginagamit. Ito ay dahil pareho sa pagiging simple ng pagpapatupad at sa katotohanan na ang PWM ay may pare-pareho ang dalas ng komunikasyon, hindi katulad ng iba pang dalawang pamamaraan ng modulasyon. Ang isang block diagram na naglalarawan sa pagpapatakbo ng controller ay ipinapakita sa ibaba.

Ang operating algorithm ng device ay ang mga sumusunod:

Ang reference frequency generator ay bumubuo ng isang serye ng mga rectangular signal, ang dalas nito ay tumutugma sa reference. Batay sa signal na ito, nabuo ang isang sawtooth U P, na ibinibigay sa input ng comparator K PWM. Ang signal ng UUS na nagmumula sa control amplifier ay ibinibigay sa pangalawang input ng device na ito. Ang signal na nabuo ng amplifier na ito ay tumutugma sa proporsyonal na pagkakaiba sa pagitan ng U P (reference voltage) at U RS (control signal mula sa feedback circuit). Iyon ay, ang control signal UUS ay, sa katunayan, isang mismatch na boltahe na may antas na nakadepende sa parehong kasalukuyang sa load at sa boltahe dito (U OUT).

Ang paraan ng pagpapatupad na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang isang closed circuit na nagbibigay-daan sa iyo upang kontrolin ang output boltahe, iyon ay, sa katunayan, pinag-uusapan natin ang isang linear-discrete functional unit. Ang mga pulso ay nabuo sa output nito, na may tagal depende sa pagkakaiba sa pagitan ng reference at control signal. Batay dito, ang isang boltahe ay nilikha upang kontrolin ang key transistor ng inverter.

Ang proseso ng pag-stabilize ng output boltahe ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagsubaybay sa antas nito; kapag nagbago ito, ang boltahe ng control signal U PC ay nagbabago nang proporsyonal, na humahantong sa isang pagtaas o pagbaba sa tagal sa pagitan ng mga pulso.

Bilang isang resulta, ang kapangyarihan ng mga pangalawang circuit ay nagbabago, na nagsisiguro ng pagpapapanatag ng output boltahe.

Para matiyak ang kaligtasan, kailangan ang galvanic isolation sa pagitan ng power supply at feedback. Bilang isang patakaran, ang mga optocoupler ay ginagamit para sa layuning ito.

Mga kalakasan at kahinaan ng pulsed sources

Kung ihahambing natin ang mga analog at pulse na aparato ng parehong kapangyarihan, ang huli ay magkakaroon ng mga sumusunod na pakinabang:

Maliit na sukat at timbang dahil sa kawalan ng low-frequency na step-down na transpormer at mga elemento ng kontrol na nangangailangan ng pag-alis ng init gamit ang malalaking radiator. Salamat sa paggamit ng high-frequency signal conversion technology, posible na bawasan ang kapasidad ng mga capacitor na ginagamit sa mga filter, na nagpapahintulot sa pag-install ng mas maliliit na elemento.
Ang mas mataas na kahusayan, dahil ang mga pangunahing pagkalugi ay sanhi lamang ng mga lumilipas na proseso, habang sa mga analog circuits maraming enerhiya ang patuloy na nawawala sa panahon ng electromagnetic conversion. Ang resulta ay nagsasalita para sa sarili nito, ang pagtaas ng kahusayan sa 95-98%.
Mas mababang gastos dahil sa paggamit ng hindi gaanong makapangyarihang mga elemento ng semiconductor.
Mas malawak na saklaw ng boltahe ng input. Ang ganitong uri ng kagamitan ay hindi hinihingi sa mga tuntunin ng dalas at amplitude, samakatuwid, ang koneksyon sa mga network ng iba't ibang mga pamantayan ay pinapayagan.
Pagkakaroon ng maaasahang proteksyon laban sa mga short circuit, overload at iba pang mga emergency na sitwasyon.

Ang mga kawalan ng teknolohiya ng pulso ay kinabibilangan ng:

Ang pagkakaroon ng RF interference ay bunga ng pagpapatakbo ng high-frequency converter. Ang kadahilanan na ito ay nangangailangan ng pag-install ng isang filter na pumipigil sa pagkagambala. Sa kasamaang palad, ang operasyon nito ay hindi palaging epektibo, na nagpapataw ng ilang mga paghihigpit sa paggamit ng mga device ng ganitong uri sa high-precision na kagamitan.

Mga espesyal na kinakailangan para sa pagkarga, hindi ito dapat bawasan o dagdagan. Sa sandaling lumampas ang kasalukuyang antas sa itaas o mas mababang threshold, ang mga katangian ng boltahe ng output ay magsisimulang mag-iba nang malaki mula sa mga karaniwang. Bilang isang patakaran, ang mga tagagawa (kahit kamakailan lamang na mga Tsino) ay nagbibigay para sa mga ganitong sitwasyon at nag-i-install ng naaangkop na proteksyon sa kanilang mga produkto.

Saklaw ng aplikasyon

Halos lahat ng modernong electronics ay pinapagana mula sa mga bloke ng ganitong uri, bilang isang halimbawa:

Pagtitipon ng switching power supply gamit ang iyong sariling mga kamay

Isaalang-alang natin ang circuit ng isang simpleng supply ng kuryente, kung saan inilalapat ang inilarawan sa itaas na prinsipyo ng operasyon.

Mga pagtatalaga:

Mga Resistor: R1 - 100 Ohm, R2 - mula 150 kOhm hanggang 300 kOhm (mapipili), R3 - 1 kOhm.
Mga Kapasidad: C1 at C2 – 0.01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0.22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (mapipili), 012 µF, C6 – C 70 µF – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
Mga Diode: VD1-4 - KD258V, VD5 at VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
Transistor VT1 – KT872A.
Voltage stabilizer D1 - microcircuit KR142 na may index EH5 - EH8 (depende sa kinakailangang boltahe ng output).
Transformer T1 - isang w-shaped ferrite core na may sukat na 5x5 ang ginagamit. Ang pangunahing paikot-ikot ay sugat na may 600 pagliko ng wire Ø 0.1 mm, ang pangalawa (pins 3-4) ay naglalaman ng 44 na pagliko Ø 0.25 mm, at ang huling paikot-ikot ay naglalaman ng 5 pagliko Ø 0.1 mm.
Fuse FU1 – 0.25A.

Ang pag-setup ay bumaba sa pagpili ng mga halaga ng R2 at C5, na tinitiyak ang paggulo ng generator sa isang input na boltahe na 185-240 V.

Mga tampok ng disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo

Sa ilang mga paraan ng pag-convert ng boltahe sa kapangyarihan ng mga elektronikong sangkap, dalawa ang pinakalaganap ay maaaring makilala:

Analog, ang pangunahing elemento kung saan ay isang step-down na transpormer, bilang karagdagan sa pangunahing pag-andar nito, nagbibigay din ito ng galvanic isolation.
Prinsipyo ng salpok.

Tingnan natin kung paano naiiba ang dalawang opsyon na ito.

PSU batay sa isang power transformer

Pangalawa, ang presyo ng mga naturang device ay kung minsan ay maraming beses na mas mataas kaysa sa kabuuang halaga ng iba pang mga bahagi.

Mga aparatong pulso

Figure 3. Block diagram ng switching power supply

Isaalang-alang natin ang operating algorithm ng naturang pinagmulan:

Ang kapangyarihan ay ibinibigay sa filter ng network; ang gawain nito ay upang mabawasan ang ingay ng network, parehong papasok at papalabas, na lumitaw bilang resulta ng operasyon.
Susunod, ang yunit para sa pag-convert ng sinusoidal boltahe sa pulsed pare-pareho ang boltahe at isang smoothing filter ay papasok.
Sa susunod na yugto, ang isang inverter ay konektado sa proseso; ang gawain nito ay nauugnay sa pagbuo ng mga hugis-parihaba na signal na may mataas na dalas. Ang feedback sa inverter ay isinasagawa sa pamamagitan ng control unit.
Ang susunod na bloke ay IT, kinakailangan para sa awtomatikong mode ng generator, pagbibigay ng boltahe sa circuit, proteksyon, kontrol ng controller, pati na rin ang pagkarga. Bilang karagdagan, ang gawain ng IT ay kinabibilangan ng pagtiyak ng galvanic na paghihiwalay sa pagitan ng mataas at mababang boltahe na mga circuit.

Hindi tulad ng isang step-down na transpormer, ang core ng device na ito ay gawa sa mga ferrimagnetic na materyales, ito ay nag-aambag sa maaasahang pagpapadala ng mga signal ng RF, na maaaring nasa hanay na 20-100 kHz. Ang isang tampok na katangian ng IT ay kapag ikinonekta ito, ang pagsasama ng simula at pagtatapos ng mga windings ay kritikal. Ginagawang posible ng maliliit na dimensyon ng device na ito na makagawa ng mga miniature na device; isang halimbawa ay ang electronic harness (ballast) ng LED o energy-saving lamp.

Susunod, ang output rectifier ay gumagana, dahil ito ay gumagana sa mataas na dalas ng boltahe; ang proseso ay nangangailangan ng mga high-speed na elemento ng semiconductor, kaya ang mga Schottky diode ay ginagamit para sa layuning ito.
Sa huling yugto, ang pagpapakinis ay isinasagawa sa isang kapaki-pakinabang na filter, pagkatapos kung saan ang boltahe ay inilapat sa pagkarga.

Ngayon, tulad ng ipinangako, tingnan natin ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng pangunahing elemento ng device na ito - ang inverter.

Paano gumagana ang isang inverter?

Maaaring gawin ang RF modulation sa tatlong paraan:

pulse-frequency;
phase-pulso;
lapad ng pulso.

Ang operating algorithm ng device ay ang mga sumusunod:

Bilang isang resulta, ang kapangyarihan ng mga pangalawang circuit ay nagbabago, na nagsisiguro ng pagpapapanatag ng output boltahe.

Para matiyak ang kaligtasan, kailangan ang galvanic isolation sa pagitan ng power supply at feedback. Bilang isang patakaran, ang mga optocoupler ay ginagamit para sa layuning ito.

Mga kalakasan at kahinaan ng pulsed sources

Kung ihahambing natin ang mga analog at pulse na aparato ng parehong kapangyarihan, ang huli ay magkakaroon ng mga sumusunod na pakinabang:

Maliit na sukat at timbang dahil sa kawalan ng low-frequency na step-down na transpormer at mga elemento ng kontrol na nangangailangan ng pag-alis ng init gamit ang malalaking radiator. Salamat sa paggamit ng high-frequency signal conversion technology, posible na bawasan ang kapasidad ng mga capacitor na ginagamit sa mga filter, na nagpapahintulot sa pag-install ng mas maliliit na elemento.
Ang mas mataas na kahusayan, dahil ang mga pangunahing pagkalugi ay sanhi lamang ng mga lumilipas na proseso, habang sa mga analog circuits maraming enerhiya ang patuloy na nawawala sa panahon ng electromagnetic conversion. Ang resulta ay nagsasalita para sa sarili nito, ang pagtaas ng kahusayan sa 95-98%.
Mas mababang gastos dahil sa paggamit ng hindi gaanong makapangyarihang mga elemento ng semiconductor.
Mas malawak na saklaw ng boltahe ng input. Ang ganitong uri ng kagamitan ay hindi hinihingi sa mga tuntunin ng dalas at amplitude, samakatuwid, ang koneksyon sa mga network ng iba't ibang mga pamantayan ay pinapayagan.
Pagkakaroon ng maaasahang proteksyon laban sa mga short circuit, overload at iba pang mga emergency na sitwasyon.

Ang mga kawalan ng teknolohiya ng pulso ay kinabibilangan ng:

Saklaw ng aplikasyon

Halos lahat ng modernong electronics ay pinapagana mula sa mga bloke ng ganitong uri, bilang isang halimbawa:

Pagtitipon ng switching power supply gamit ang iyong sariling mga kamay

Isaalang-alang natin ang circuit ng isang simpleng supply ng kuryente, kung saan inilalapat ang inilarawan sa itaas na prinsipyo ng operasyon.

Mga pagtatalaga:

Mga Resistor: R1 - 100 Ohm, R2 - mula 150 kOhm hanggang 300 kOhm (mapipili), R3 - 1 kOhm.
Mga Kapasidad: C1 at C2 – 0.01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0.22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (mapipili), 012 µF, C6 – C 70 µF – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
Mga Diode: VD1-4 - KD258V, VD5 at VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
Transistor VT1 – KT872A.
Voltage stabilizer D1 - microcircuit KR142 na may index EH5 - EH8 (depende sa kinakailangang boltahe ng output).
Transformer T1 - isang w-shaped ferrite core na may sukat na 5x5 ang ginagamit. Ang pangunahing paikot-ikot ay sugat na may 600 pagliko ng wire Ø 0.1 mm, ang pangalawa (pins 3-4) ay naglalaman ng 44 na pagliko Ø 0.25 mm, at ang huling paikot-ikot ay naglalaman ng 5 pagliko Ø 0.1 mm.
Fuse FU1 – 0.25A.

Ang pag-setup ay bumaba sa pagpili ng mga halaga ng R2 at C5, na tinitiyak ang paggulo ng generator sa isang input na boltahe na 185-240 V.

Ang uri ng power supply, tulad ng nabanggit na, ay lumilipat. Ang solusyon na ito ay kapansin-pansing binabawasan ang bigat at laki ng istraktura, ngunit gumagana nang hindi mas masahol kaysa sa ordinaryong network transformer na nakasanayan natin. Ang circuit ay binuo sa isang malakas na driver ng IR2153. Kung ang microcircuit ay nasa isang DIP package, pagkatapos ay dapat na mai-install ang isang diode. Tulad ng para sa diode, mangyaring tandaan na ito ay hindi isang ordinaryong, ngunit isang napakabilis, dahil ang dalas ng pagpapatakbo ng generator ay sampu-sampung kilohertz at ang mga ordinaryong rectifier diode ay hindi gagana dito.

Sa aking kaso, ang buong circuit ay binuo nang maramihan, dahil binuo ko lamang ito upang subukan ang pag-andar nito. Halos hindi ko na kailangang ayusin ang circuit at agad itong nagsimulang gumana tulad ng isang Swiss watch.

Transformer— ipinapayong kumuha ng isang handa, mula sa isang computer power supply (literal na gagawin ng sinuman, kumuha ako ng isang transpormer na may isang pigtail mula sa isang ATX 350 watt power supply). Sa output ng transpormer, maaari kang gumamit ng rectifier na gawa sa SCHOTTTKY diodes (maaari ding matagpuan sa mga power supply ng computer), o anumang mabilis at ultra-fast diode na may kasalukuyang 10 Amps o higit pa, maaari mo ring gamitin ang aming KD213A .

Ikonekta ang circuit sa network sa pamamagitan ng isang 220 Volt 100 watt incandescent lamp; sa aking kaso, ang lahat ng mga pagsubok ay ginawa gamit ang isang 12-220 inverter na may short-circuit at overload na proteksyon, at pagkatapos lamang ng fine tuning nagpasya akong ikonekta ito sa 220 Volt na network.

Paano dapat gumana ang assembled circuit?

Ang mga susi ay malamig, walang output load (kahit na may output load na 50 watts, ang aking mga susi ay nanatiling yelo).
Ang microcircuit ay hindi dapat mag-overheat sa panahon ng operasyon.
Ang bawat kapasitor ay dapat magkaroon ng boltahe na humigit-kumulang 150 Volts, bagaman ang nominal na halaga ng boltahe na ito ay maaaring lumihis ng 10-15 Volts.
Ang circuit ay dapat gumana nang tahimik.
Ang power resistor ng microcircuit (47k) ay dapat mag-overheat nang bahagya sa panahon ng operasyon; posible rin ang bahagyang overheating ng snubber resistor (100 Ohm).

Ang mga pangunahing problema na lumitaw pagkatapos ng pagpupulong

Problema 1. Nag-assemble kami ng isang circuit; kapag nakakonekta, ang control light na konektado sa output ng transpormer ay kumikislap, at ang circuit mismo ay gumagawa ng mga kakaibang tunog.

Solusyon. Malamang na walang sapat na boltahe upang palakasin ang microcircuit, subukang bawasan ang resistensya ng 47k risistor sa 45, kung hindi ito makakatulong, pagkatapos ay sa 40 at iba pa (sa 2-3kOhm na mga hakbang) hanggang sa gumana nang normal ang circuit.

Problema 2. Nag-assemble kami ng isang circuit; kapag ang kapangyarihan ay inilapat, walang umiinit o sumasabog, ngunit ang boltahe at kasalukuyang sa output ng transpormer ay bale-wala (halos zero)

Solusyon. Palitan ang 400V 1uF capacitor na may 2mH inductor.

Suliranin 3. Ang isa sa mga electrolyte ay nagiging sobrang init.

Solusyon. Malamang na hindi ito gumagana, palitan ito ng bago at sa parehong oras suriin ang diode rectifier, marahil ito ay dahil sa hindi gumagana na rectifier na ang kapasitor ay tumatanggap ng pagbabago.

Ang switching power supply sa ir2153 ay maaaring gamitin para magpagana ng malalakas, mataas na kalidad na amplifier, o gamitin bilang charger para sa malalakas na lead na baterya, o bilang power supply - lahat sa iyong paghuhusga.

Ang kapangyarihan ng yunit ay maaaring umabot ng hanggang 400 watts, para dito kakailanganin mong gumamit ng 450-watt ATX transformer at palitan ang mga electrolytic capacitor ng 470 µF - at iyon na!

Sa pangkalahatan, maaari kang mag-assemble ng switching power supply gamit ang iyong sariling mga kamay sa halagang $10-12 lamang, at iyon ay kung kukunin mo ang lahat ng mga bahagi mula sa isang tindahan ng radyo, ngunit ang bawat radio amateur ay may higit sa kalahati ng mga bahagi ng radyo na ginagamit sa circuit.