Перетворювач напруги своїми руками

Висока продуктивність змінного струму, на відміну від постійного, підтверджується протягом тривалого часу не тільки теоретичним способом, але і практичним. Однак іноді виникають деякі труднощі, коли є доступ до постійного струму, а змінний добути неможливо. Саме в таких ситуаціях виникає ідея про створення перетворювача напруги для будинку.

Зміст

Типи електричного струму, їх відмінність
Що таке перетворювач напруги, його призначення, функція
- Види перетворювача напруги
Перетворювачі напруги своїми руками
- Створення простого перетворювача напруги своїми руками
- Створення простого випрямляча напруги своїми руками

Зміст

Типи електричного струму, їх відмінність

По суті, електричний струм – це спрямоване переміщення електрично заряджених частинок, спровоковане впливом електричного поля. В електролітах вони називаються іонами (аніони і катіони), в провідниках і напівпровідниках такими частинками є електрони.

Серед загального розуміння суті електрики виділяють окремий напрям, який називається струм зміщення. Його хід визначається в процесі заряду ємності, інакше кажучи, в трансформації різниці потенціалів між обкладками. Струм проходить через конденсатор, проте в цьому місці ніякого переміщення часток не відбувається.

У природі існує 2 виду струму:

під час дії постійного струму відбувається коливання його величини, але при цьому він не видозмінює свого знака протягом тривалого часу;
змінний струм може час від часу змінюватися за своєю величиною і по своєму знаку. У цьому вигляді струму слід виокремити два напівперіоду – негативний і позитивний. Все, що вище нульового рівня належить до позитивного півперіода, а нижче – до негативного.

Що таке перетворювач напруги, його призначення, функція

Перетворювачем електричної енергії називається електротехнічний прилад, який розрахований на перетворення величин електричного струму (частоти, напруга, кількість фаз, види сигналу). Для конструкції перетворювача широко застосовуються напівпровідникові прилади, так як вони гарантують високий коефіцієнт корисної дії.

Перетворювачі напруги з’явилися майже одночасно з генератори електричного струму, так як відразу стало зрозуміло, що слід використовувати різні параметри напруги для певного типу пристрою.

З допомогою трансформатора відбувається перетворення змінного струму, тому існують підвищують і знижуючі перетворювачі. Цей процес виконується через проміжної конверсії постійної напруги в змінну.

Види перетворювача напруги

Перетворювачі напруги поділяються на два основних види – це випрямлячі та інвертори. Відповідно перші перетворюють змінний струм у постійний, а другі – постійний струм в змінний.

У побуті перетворювачі використовуються практично повсюдно, починаючи від дроселів, запалюючих ДРЛ, ДРІТ, ДНАТ і подібні їм лампи вуличного або тепличного освітлення.

Також пристрої зворотної дії застосовуються для того, щоб була можливість використовувати побутові прилади, які працюють від мережі змінного струму, при відсутності постійного джерела (наприклад, автомобільний інвертор). Нижче ви зможете дізнатися про те, як зробити перетворювач напруги.

Характеристика видів перетворювача напруги:

Інвертор – це прилад для зміни постійного струму в змінний з подальшим підвищенням напруги або без нього. Як правило, інвертор являє собою розподільник періодичного струму, який за зовнішнім виглядом наближений до синусоїди. При цьому на виході можна приймати струм з різними параметрами, але це тільки в теорії. Тим не менш тип електрики на виході абсолютно не залежить від того, що на вході. За допомогою цього перетворювача можна одержати струм різної напруги і різної частоти, так як він автоматично встановлює рівень від нуля до максимуму.
Потужність перетворювача напруги вимірюється у ватах або кіловатах. Для нього визначається вихідна потужність, коли він працює в звичайному режимі, і максимальна, яка більше в 2 рази, в пусковому режимі. Також дуже важливо, щоб цей пристрій мало захисну функцію від короткого замикання, перевантаження, перенапруження та перегріву. Як доповнення інвертор повинен мати вбудований екран, розетки та пристрої для підзарядки акумуляторів від мережі. Крім цього, подібний трансформатор, який виконує роль перетворювача, створює повну ізоляцію між вхідними та вихідними ланцюгами. Це сприяє підвищенню електричної безпеки, а значить скорочує наявність проблем під час планування систем.

Випрямляч – це напівпровідниковий прилад для зміни енергії змінного потоку струму в постійний. Необхідність застосування випрямляча постає в тому випадку, коли для споживача постійного струму потрібно тимчасове живлення від ресурсу з змінним струмом, наприклад, побутової мережі. Тоді його ставлять в якості провідника від змінної до постійного. Найчастіше цей вид перетворювача застосовується у зарядних пристроях для ноутбуків і телефонів, в блоках живлення для стаціонарного комп’ютера, на підстанціях для електричного транспорту, в приладі безперебійного живлення і т. д. Випрямляч, в різних варіантах пристрою, відокремлює або перевертає одну з хвиль змінного струму, створюючи потік однотипним. Схеми конструкції випрямляча напруги можна розділити на однофазні, трифазні.

Перетворювачі напруги своїми руками

При наявності правильних схем в домашніх умовах можна зібрати будь-який пристрій, в тому числі випрямляч і інвертор. В цьому випадку потрібно грамотно застосувати всі отримані знання і зробити перетворювач напруги своїми руками.

Створення простого перетворювача напруги своїми руками

Для підвищувального перетворювача напруги вам знадобляться декілька доступних за ціною компонентів.

Рекомендації для створення інвертора:

Використовуйте звичайний мультивібратор у ролі розподільника. На відміну від інших сучасних високоточних розподільників на основі мікросхем, мультивібратор знаходиться на кілька сходинок нижче, тобто слабкіше. Однак для застосування інвертора серед широких мас, він цілком підходить. Функціонування мультивібратора є стабільним, тому досить рідко трапляються неполадки при вхідній напрузі, а також при жорстких погодних умовах.

Купуйте вже зібраний трансформатор від UPS, об’єм осердя якого дає можливість скинути близько 300 ватт вхідної потужності.

Цей трансформатор складається з двох вихідних обмоток, кожна на 7, а також мережеву обмотку на 220 В. Провід первинної обробки має становити не більше 2,5 мм. Схема перетворювача напруги представлена нижче.

Єдиним недоліком цієї схеми є відсутність захисту на вході і виході електричного струму, тому при виникненні короткого замикання і перевантаження, польові ключі можуть почати перегріватися, і тривати це буде до тих пір, поки вони не вийдуть з ладу.

Однак переваг в ній досить багато:

неважкий ремонт;
мінімальні фінансові витрати;
невеликий розмір плати;
функціонування навіть при поганій погоді;
широке наявність використовуваних елементів;
50 Гц на виході.

Створення простого випрямляча напруги своїми руками

Схема абсолютно будь-якого понижуючого перетворювача напруги (випрямляч) складається з 3 головних компонентів:

випрямний елемент, який має тільки одну обмежену провідність. Вона служить для зміни напруги змінного в імпульсний;

силовий трансформатор є приладом для підвищення і пониження напруги мережі, до якої він підключений, і електричної розв’язки від мережі апаратури;

пристрій для фільтрації імпульсного напруги.

Рекомендації для створення випрямляча:

Як правило, основою для всіх подібних приладів є трансформатор. Він буває переносних і стаціонарних (величезна споруда для стабілізації високої напруги, що подається з електростанції). В основі будь-якого трансформатора лежать дві котушки для створення індуктивної електромагнітної зв’язку. Якщо пояснювати цей процес простими словами, то струм дається спочатку на 1 з 2-х котушок, заряджаючи її, після цього виникає потрібне електромагнітне поле, передає заряд на 2 котушку, звідки струм йде далі.

Для коригування напруги використовуйте пристрій, який називається реостат.

Налаштовувати його своїми руками незручно, тому краще поставити до нього невелику мікросхему, яка здатна стабілізувати напругу. На ній буде фіксуватися напрямок руху струму після того, як він вийде з трансформатора.

Придбайте 12-16 конденсаторів дорівнює місткості для виведення струму трансформатора. Вони збирають струм в одному місці і видають його більш рівномірним.

Приєднайте конденсатори до реостату. Для отримання більш м’якого вирівнювання слід встановити кілька реостатів в паралелі.

Після об’єднання в один потік на етапі конденсаторів, розділіть ланцюг на кілька окремих гілок, які підключаються до реостату. Для цього використовуйте формулу R/кількість реостатів, згідно з якою кожен має реостат опір певну кількість Ом.

Після цього ланцюг об’єднується заново в один потік і відводиться на діод, який підключений до звичайної домашньої розетки.

Всі задані дії належать до проводу з фазою, його потрібно просто підключити до розетки.

Цей спосіб складання звичайного випрямляча є досить застарілим, тому для підвищення ефективності існує прилад з функцією захисного відключення (УЗО). У ньому струм також йде від трансформатора на УЗО, а нуль відповідно підключається до нього. У тому випадку, якщо відбудеться стрибок напруги, то ПЗВ автоматично від’єднає ланцюг, і побутова техніка не отримає ніяких пошкоджень. Після виправлення неполадок мережі, трансформатор буде продовжувати працювати далі у звичайному режимі.

Якщо ви хочете зібрати понижуючий перетворювач напруги, то вам знадобиться звичайний трансформатор, друга котушка якого обмотана більш товстим мідним дротом. В іншому випадку трансформатор вийде з ладу відразу ж.

У випадках занадто високої напруги необхідно використовувати понижуючий трансформатор. Зібрати його можна за аналогією, за тим винятком, що обмотку на другій котушці слід зробити з більш товстого дроту, інакше весь пристрій згорить. Існують також універсальні прилади негативно-підвищує типу.

Саморобні перетворювачі напруги може зробити навіть школяр. Це прості пристрої недорогий, але якісної зборки. Однак не варто забувати про заходи безпеки при роботі з електрикою.