Chociaż w internecie można znaleźć wiele falowników i wiele osób kupuje je do użytku domowego, to dla niektórych miłośników majsterkowania zawsze istnieje chęć samodzielnego wykonania falownika. W tym wpisie chciałbym przedstawić, jak zrobić falownik.
Ogólnie rzecz biorąc, domowy falownik ma kilka cech, takich jak prosty układ, niski koszt, łatwość naprawy i wysoka wydajność. Jest łatwy do wykonania nawet przy niewielkim doświadczeniu. 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 efektem pola, jego skuteczność nie ustępuje innym.
Falownik ma wyjście quasi-sinusoidalne z prądem jałowym poniżej 450 mA, mocą obciążenia powyżej 300W i sprawnością powyżej 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 przynosi dużą wygodę w życiu i konserwacji. Nawet w przypadku awarii nie powoduje wzrostu napięcia ani przepalenia urządzeń domowych. Schemat tego falownika DIY 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 wysokonapięciowej stronie transformatora quasi-sinusoidalne wyjście o częstotliwości około 50 Hz, przepływając przez uzwojenia pierwotne L1 i L2 transformatora.
Dobór elementów do falownika
Nie da się nic zrobić bez odpowiednich elementów, dlatego trzeba kupić kilka komponentów online. Większość elementów tego wszystko w jednym falowniku 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 druty emaliowane o średnicy Φ1,62 mm, każde z 50 zwojami, natomiast L3, L4 i L5 to druty emaliowane o średnicy Φ0,53 mm z odpowiednio 12, 12 i 945 zwojami. Jeśli chodzi o tranzystory mocy, powinny być wyposażone w jak największy radiator, a urządzenie ma radiator o szerokości 150 cm. Rdzeń transformatora powinien mieć efektywną powierzchnię przekroju poprzecznego powyżej 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 różnice w amplitudzie sygnałów oscylacyjnych na kolektorach V1 i V2 oraz nadmierne zużycie prądu z powodu różnic charakterystyk, stosuje się potencjometr RP do regulacji balansu układu oscylacyjnego. Układ regulacji złożony z VD i R7 jest niezbędny do zapewnienia stabilnej pracy oscylatora i rozwiązuje problem niezbalansowanego układu 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 dało zmniejszyć. W tym momencie hałas powinien być minimalny podczas słuchania blisko transformatora. Jeśli balans nie jest 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 będzie niskie, a zdolność obciążeniowa słaba, mimo że na zacisku wysokiego napięcia pojawi się napięcie. Po regulacji można znaleźć obudowę zasilacza komputerowego, umieścić w niej całe urządzenie i wykorzystać wentylator do odprowadzania ciepła.
