Dziś przedstawimy, jak zrobić falownik mocy. Ten domowy falownik ma prosty układ, niskie koszty, łatwą konserwację i wysoką wydajność. Może go wykonać każdy, kto ma trochę praktycznych umiejętności. Chociaż ten falownik DIY nie posiada tak zaawansowanego i skomplikowanego układu scalonego zasilacza impulsowego jak wysokiej jakości falowniki dostępne na rynku, ani wzmacniacza mocy z tranzystorami polowymi, jego skuteczność nie ustępuje innym.
Ten falownik mocy generuje quasi-sinusoidalny przebieg wyjściowy, prąd jałowy jest mniejszy niż 450 mA, moc obciążenia przekracza 300W, a sprawność wynosi ponad 85%. Może zasilać wentylator, żarówkę, żelazko elektryczne lub mały telewizor w szeregu z żarówką 100W (ze względu na cewkę odmagnesowującą, prąd rozruchowy jest zbyt duży, dlatego konieczne jest uruchomienie w szeregu z żarówką. Jeśli cewka odmagnesowująca zostanie usunięta, żarówka nie musi być podłączona szeregowo). To rozwiązanie znacznie ułatwia życie i konserwację. Nawet w przypadku awarii nie powoduje wzrostu napięcia ani przepalenia urządzeń domowych. Schemat tego domowego falownika mocy przedstawiono na poniższym rysunku.
Zasada działania tego domowego falownika
Po podłączeniu zasilania 12V DC, multibrator złożony z V1, V2, R1-R4, C1 i C2 zaczyna oscylować, a kolektory V1 i V2 na przemian generują około 50Hz prostokątny sygnał o dodatniej polaryzacji. Układ całkujący złożony z C3 i R5, C4 i R6 przekształca sygnał w quasi-sinusoidę, a następnie V5 i V6 są wzbudzane odpowiednio przez odwrócenie fazy i wzmocnienie sygnału z V3 i V4. Tranzystory mocy V7 i V8 na ostatnim etapie na przemian się włączają i wyłączają, a ich prąd kolektora indukuje na uzwojeniu pierwotnym transformatora L1 i L2 quasi-sinusoidalne napięcie wysokiej częstotliwości około 50 Hz na stronie wtórnej transformatora.
Dobór elementów do falownika
Większość elementów tego falownika mocy można pozyskać z uszkodzonych płytek elektronicznych. Wśród nich V5 i V6 wykonane są z tranzystorów D880 lub C2073, natomiast V7 i V8 to trzy tranzystory 3DD207 połączone równolegle o parametrach 200V/5A/50W, które można również zastąpić 3DD15D. Potencjometr RP można wyjąć z tylnej części starego kolorowego telewizora, a pozostałe rezystory i kondensatory nie mają specjalnych wymagań. Cewki L1 i L2 to drut emaliowany o średnicy 1,62 mm, każda z 50 zwojami, natomiast L3, L4 i L5 to drut emaliowany o średnicy 0,53 mm z odpowiednio 12, 12 i 945 zwojami. Jeśli chodzi o tranzystory mocy, powinny być wyposażone w jak największy radiator; urządzenie jest wyposażone w radiator o szerokości 150 cm. Rdzeń transformatora powinien mieć efektywną powierzchnię przekroju poprzecznego większą niż 20 cm²; można użyć rdzenia ładowarki z dużego akumulatora lub pierścieniowego rdzenia transformatora mocy z wzmacniacza.
Wykonanie i regulacja falownika
Po zamontowaniu wszystkich tranzystorów mocy z radiatorami, pozostałe elementy są lutowane bezpośrednio do tranzystorów metodą lutowania punktowego, bez wykonywania płytki drukowanej. Ponieważ V1, V2 i elementy tworzące układ oscylatora mogą powodować nierówności amplitud sygnałów oscylacyjnych na kolektorach V1 i V2 oraz nadmierne zużycie prądu z powodu różnic charakterystyk, stosuje się potencjometr RP do regulacji balansu układu oscylatora. Układ regulacji złożony z diody VD i rezystora R7 jest niezbędny do zapewnienia stabilnej pracy oscylatora i rozwiązuje problem niezbalansowanego układu oscylacyjnego spowodowanego spadkiem napięcia akumulatora.
Podczas regulacji falownika najpierw ustaw przełącznik RW w pozycję środkową, podłącz amperomierz szeregowo do zacisku zasilania 12V, włącz bez obciążenia i reguluj RP, aby zminimalizować prąd. Następnie podłącz żarówkę 60W do zacisku obciążenia, włącz i ponownie reguluj RP, aby zminimalizować prąd. Powtarzaj regulację bez obciążenia wielokrotnie, aż prąd nie będzie się już dał zmniejszyć. W tym momencie hałas powinien być minimalny podczas słuchania blisko transformatora. Jeśli balans nie zostanie wyregulowany, hałas będzie tak głośny, że usłyszysz go bez przyciskania ucha do urządzenia. Emitery V5 i V6 są połączone odwrotnie z bazami V7 i V8 przez uzwojenia L3 i L4, co pogłębia nasycenie i odcięcie tranzystorów V7 i V8 oraz poprawia ich wydajność. Należy zwrócić uwagę, aby faza L3 i L4 była prawidłowa, w przeciwnym razie napięcie wyjściowe nie będzie wysokie, a zdolność obciążeniowa słaba, mimo że na zacisku wysokiego napięcia pojawi się napięcie. Po regulacji można umieścić całe urządzenie w obudowie ze starego zasilacza komputerowego i wykorzystać jego wentylator do odprowadzania ciepła.
