Inverter sa prigušenim ventilatorom: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ovo je projekt nadogradnje pretvarača istosmjernog u izmjenični.

Volim koristiti solarnu energiju u svom domaćinstvu za rasvjetu, napajanje USB punjača i još mnogo toga. Redovno vozim 230V alate sa solarnom energijom kroz pretvarač, također koristeći alate oko svog automobila koji ih napajaju iz akumulatora automobila. Svi ovi scenariji zahtijevaju pretvarač 12V-230V.

Međutim, jedan nedostatak korištenja pretvarača je stalna buka koju proizvodi integrirani ventilator za hlađenje.

Moj pretvarač je prilično mali s maksimalnom izlaznom snagom od 300 W. Iz njega pokrećem umjerena opterećenja (npr. Lemilica, rotacijski alat, reflektori itd.), A pretvaraču obično nije potreban stalno prisiljen protok zraka kroz kućište.

Pa spasimo se od te užasne buke ventilatora koji ljutito cijepa zrak svom punom snagom, i upravljajmo ventilatorom pomoću senzora temperature!

Korak 1: Karakteristike

Sanjao sam krug za upravljanje ventilatorom sa 3 stanja:

1. Pretvarač je hladan, a ventilator radi tiho na niskim okretajima (obrtaja u minuti). Prilagođeni LED indikator svijetli zeleno.
2. Pretvarač postaje sve topliji. Ventilator se uključuje na punu brzinu, a LED svijetli žuto.
3. Pretvarač podiže svoju temperaturu još više. Zujalica proizvođača buke uzvikuje, ukazujući da bi razina topline naštetila pretvaraču, a ventilator ne može nadoknaditi količinu rasipanja topline.

Čim povećana aktivnost ventilatora uspije ohladiti pretvarač, krug se automatski vraća u stanje 2, a kasnije u stanje smirivanja 1.

Nikada nije potrebna ručna intervencija. Bez prekidača, bez dugmadi, bez održavanja.

Korak 2: Potrebne komponente

Za pametni pogon ventilatora pretvarača trebate najmanje sljedeće komponente:

• čip operacijskog pojačala (koristio sam dvostruko op-pojačalo LM258)
• termistor (6,8 KΩ) sa otpornikom fiksne vrijednosti (4,7 KΩ)
• promjenjivi otpornik (500 KΩ)
• PNP tranzistor za pogon ventilatora i otpornik od 1 KΩ za očuvanje tranzistora
• po izboru poluvodička dioda (1N4148)

S ovim komponentama možete izgraditi regulator temperature ventilatora. Međutim, ako želite dodati LED indikatore, trebate više:

• dvije LED sa dva otpornika ili jedna dvobojna LED sa jednim otpornikom
• takođe vam je potreban NPN tranzistor za pogon LED -a

Ako želite i funkciju upozorenja o pregrijavanju, trebat će vam:

• zujalica i još jedan promjenjivi otpornik (500 KΩ)
• po izboru još jedan PNP tranzistor
• po izboru dva otpornika fiksne vrijednosti (470 Ω za zujalicu i 1 KΩ za tranzistor)

Glavni razlog što sam implementirao ovo kolo je isključivanje ventilatora. Originalni ventilator bio je iznenađujuće glasan, pa sam ga zamijenio niskom snagom i mnogo tišom verzijom. Ovaj ventilator troši samo 0,78 Watta, pa ga mali PNP tranzistor može podnijeti bez pregrijavanja, a istovremeno napaja i LED. 2N4403 PNP tranzistor ima maksimalnu struju od 600 mA na svom kolektoru. Ventilator troši 60 mA dok radi (0,78 W / 14 V = 0, 06 A), a LED troši dodatnih 10 mA. Dakle, tranzistor može sigurno rukovati njima bez releja ili MOSFET sklopke.

Zvučni signal može raditi direktno bez otpornika, ali smatrao sam da je njegov šum preglasan i dosadan, pa sam primijenio otpornik od 470 Ω kako bi zvuk bio što prijatniji. Drugi PNP tranzistor može se izostaviti jer op-pojačalo može direktno pokretati mali zujalicu. Tranzistor je tu da neprimjetno uključuje/isključuje zujalicu, eliminirajući zvuk koji nestaje.

Korak 3: Dizajn i shema

Postavio sam LED diodu na vrh kućišta pretvarača. Na ovaj način se lako može vidjeti iz bilo kojeg kuta gledanja.

Unutar pretvarača postavio sam dodatni krug tako da ne blokira putanju protoka zraka. Također, termistor ne bi trebao biti u struji zraka, već u ne tako dobro prozračenom kutu. Na ovaj način se uglavnom mjeri temperatura unutrašnjih komponenti, a ne temperatura protoka zraka. Glavni izvor topline u pretvaraču nisu MOSTFET -ovi (čija se temperatura mjeri mojim termistorom), već transformator. Ako želite da vaš ventilator brzo reagira na promjene opterećenja pretvarača, trebate postaviti glavu termistora na transformator.

Da bi bilo jednostavno, pričvrstio sam krug na kućište dvostranom ljepljivom trakom.

Krug se napaja iz konektora ventilatora za hlađenje pretvarača. Zapravo, jedina izmjena koju sam napravio na unutrašnjim komponentama pretvarača je rezanje žica ventilatora i umetanje strujnog kruga između konektora ventilatora i samog ventilatora. (Druga modifikacija je rupa izbušena na vrhu kućišta za LED.)

Promjenjivi potenciometri mogu biti bilo koje vrste, međutim poželjni su spiralni trimeri jer se mogu fino podesiti i mnogo su manji od potenciometara sa kvržicama. U početku sam podesio spiralni trimer koji uključuje ventilator na 220 KΩ, mjereno na pozitivnoj strani. Drugi trimer je prethodno podešen na 280 KΩ.

Poluvodička dioda služi za izbjegavanje induktivne struje koja teče unatrag kada je elektromotor ventilatora tek isključen, ali se rotor i dalje okreće svojim zamahom. Međutim, primjena diode ovdje nije obavezna jer je kod tako malog motora ventilatora indukcija toliko mala da ne može naštetiti krugu.

LM258 je dvostruki op-amp čip koji se sastoji od dva nezavisna radna pojačala. Izlazni otpor termistora možemo podijeliti između dva ulazna pina op-pojačala. Na ovaj način možemo uključiti ventilator na nižoj temperaturi i zujalicu na višoj temperaturi koristeći samo jedan termistor.

Koristio bih stabilizirani napon za pogon kruga i postizanje konstantnih temperaturnih točaka uključivanja/isključivanja neovisnih o naponskom naponu baterije na kojoj radi pretvarač, ali također želim da dizajn kruga bude što jednostavniji, pa Odustao sam od ideje da upotrijebim regulator napona i prekidač za optičku spregu za pogon ventilatora s nereguliranim naponom za maksimalne okrete.

Napomena: Krug predstavljen na ovoj shemi pokriva sve gore navedene karakteristike. Ako želite manje ili neke druge značajke, krug se mora prilagoditi na odgovarajući način. Na primjer, izostavljanje LED -a i ne mijenjanje bilo čega drugog dovest će do kvara. Također imajte na umu da vrijednosti otpornika i termistora mogu biti različite, međutim ako koristite ventilator s različitim parametrima od mojih, morate promijeniti i vrijednosti otpornika. Konačno, ako je vaš ventilator veći i zahtijeva više energije, tada ćete u krug morati uključiti relej ili MOSFET prekidač - mali tranzistor će izgorjeti zbog struje koju ventilator istječe. Uvijek testirajte na prototipu!

UPOZORENJE! Opasno po život!

Pretvarači s visokim naponom u sebi. Ako niste upoznati s načelima sigurnosti rukovanja visokonaponskim komponentama, NE SMIJETE OTVARATI INVERTER!

Korak 4: Postavljanje nivoa temperature

S dva promjenjiva otpornika (potenciometri ili spiralni trimeri u mom slučaju) mogu se prilagoditi razine temperature na kojima se ventilator i zujalica uključuju. Ovo je postupak pokušaja i pogreške: morate pronaći odgovarajuće postavke u nekoliko ciklusa pokušaja.

Prvo pustite termistor da se ohladi. Zatim postavite prvi potenciometar na točku gdje prebacuje LED sa zelene na žutu, a ventilator s niskog na visoki broj okretaja. Sada dodirnite termistor i pustite ga da se zagrije vašim vrhovima prstiju, dok podešavate potenciometar dok ponovo ne isključi ventilator. Na ovaj način postavljate temperaturu na oko 30 Celzijusa. Vjerojatno želite da uključite ventilator s nešto višom temperaturom (možda iznad 40 Celzijevih stupnjeva), pa uključite trimer i isprobajte novi nivo uključivanja/isključivanja dajući malo topline termistoru.

Drugi potenciometar koji kontroliše zujalicu može se postaviti (za viši nivo temperature, naravno) istom metodom.

S velikim zadovoljstvom koristim svoj pretvarač upravljan ventilatorom - u tišini.;-)