Alla fine sono arrivati, proprio così, non l'hai sentito: un inverter senza transistor e anche senza doppi avvolgimenti simmetrici del trasformatore!
Gli inverter, come i dispositivi di trasformazione della tensione CC, non erano inclusi, ma semplicemente accatastati nella vita moderna. Ad esempio, l'energia solare non può farne a meno, gli automobilisti senza inverter non saranno in grado di guardare la TV per 220 V e così via.
Consentitemi di ricordare che un inverter è un dispositivo che converte una tensione bassa (o alta) (principalmente costante) in alta (o bassa, principalmente variabile), ovvero questo dispositivo è una trasformazione di una tensione costante in qualsiasi altra, di norma, con una perdita di potenza minima.
I convertitori di sole tensioni alternate sono chiamati trasformatori. Guardando attraverso molti schemi di fatture, puoi vedere che tutti hanno transistor. Inoltre, i transistor sono prevalentemente quelli più costosi, a effetto di campo, che hanno paura di scariche eccessive, elettricità statica, cortocircuiti, devono comunque essere imbrattati con una speciale pasta conduttiva (o colla) e non devono essere posizionati su di essi un piccolo radiatore o un ventilatore.
Ed è ancora una seccatura - smontare e avvolgere un doppio avvolgimento simmetrico in direzioni opposte su un trasformatore, stupidamente - stressante.
Qual è il principio di funzionamento di un inverter senza transistor e cosa ho scoperto qui, eh?
Cominciamo con i classici:
Ricorda che aumenta la tensione nell'inverter, sì - il trasformatore. Ma il trasformatore può funzionare solo con corrente alternata, poiché solo la corrente alternata viene trasformata all'interno dell'inverter.
E per ottenere questa corrente alternata, vengono utilizzati generatori di transistor, principalmente di bassa frequenza.
Qui è vero, con un “ma” - non è necessario usare corrente alternata, è anche possibile trasformare una corrente costante, ma intermittente (impulso, tipo di corrente: "sì - no - sì"):
Per capire come funziona una corrente costante ma intermittente con un trasformatore, collegare l'avvolgimento primario del trasformatore (dove ci sono meno giri) alla batteria (12 V) e il secondario (dove ci sono più giri) al voltmetro.
Ora, interrompendo manualmente l'alimentatore con un filo, osserviamo la comparsa di un'alta tensione sull'avvolgimento secondario (dove ci sono più giri) che è fissato da un voltmetro.
È interessante notare che anche l'alta tensione all'uscita dell'avvolgimento secondario del trasformatore sarà costante (un cambiamento molto piccolo nella polarità), ma intermittente (il "più" e il "meno" all'uscita non cambiano, ma c'è una tensione costante con interruzione, che è impostata dalla frequenza di interruzione manuale del contatto):
Naturalmente, tenere la batteria tra le mani e rompere costantemente i contatti non è il caso. Tutto dovrebbe essere automatico. Qui probabilmente dovrai tornare ai transistor, ma no.
Un relè fungerà da interruttore, ma il relè non è ordinario, ma molto ordinario, sebbene la qualità dovrebbe essere elevata.
I relè sono diversi:
Il fatto è che ogni relè contiene un'asta di ferro, un avvolgimento su di essa e contatti che si chiudono o si aprono, a seconda che ci sia tensione sul relè.
Se non è presente alcuna tensione sul relè, un contatto si chiude (ad esempio "no"), quando la tensione viene attivata, il contatto cambia (ad esempio, su "sì").
Velocità di reazione del contatto del relè dipende da molti fattori:
- magnitudo corrente sulla bobina (resistenza bobina);
- valori di tensione;
- rapporto di compressione della molla;
- lo spazio tra l'anima di ferro del relè e la superficie del contatto mobile;
- lunghezza del braccio di contatto (più corto è il braccio, maggiore è la velocità di risposta del relè);
- il tasso di smagnetizzazione del nucleo in caso di mancanza di corrente;
- la densità del mezzo in cui si trova la parte mobile del relè (ad esempio, nel vuoto non c'è attrito d'aria);
- temperatura, ecc.
Informazioni sui fattori di influenza sulla velocità di risposta del relè e sulla sua regolazione, necessarie per il passaggio successivo.
Vale a dire, disassemblando lo schema di funzionamento del relè nella modalità "commutazione continua":
Con questa connessione del relè, "rompe le bobine" letteralmente, questo non solo può essere visto, ma anche sentito. Perché questo accada è parzialmente descritto sopra.
In breve, il punto qui è la molla del relè, quando viene applicata tensione al relè, funziona, aprendo così il suo circuito, la molla riporta il contatto al suo posto e il ciclo continua di nuovo. Per 1 s, a seconda del fattore di qualità della molla (ma non solo della molla), possono esserci 100 o più chiusure e aperture.
Ho notato questa funzione di relè quasi per caso durante i miei esperimenti.
Di conseguenza, aggiungendo un trasformatore al circuito, otteniamo un generatore e un inverter di tensione:
Trasferiamo il circuito sul piano sperimentale, per questo è necessario:
Strumenti e dispositivi:
- un multimetro (misuriamo la tensione, è meglio usare un voltmetro puntatore, poiché quelli digitali a volte non possono registrare la tensione intermittente);
- batteria (12 V);
- saldatore;
- relè (per 12 v);
- trasformatore (da 12 a 220 V, 10 W);
- lampada (220 V, 1 W);
- cuffia (a 50 ohm).
Materiali di consumo:
- fili;
- "coccodrilli" (4 pezzi);
- saldatura;
- colofonia.
Fase 1.
Colleghiamo il relè alla batteria secondo lo schema, sentiamo immediatamente il relè:
Fase 2.
Colleghiamo il trasformatore al relè e fissiamo l'alta tensione in uscita (a volte è meglio usare un voltmetro puntatore):
Fase 3.
All'uscita del trasformatore, installiamo una lampada per 220 V, a bassa potenza, brilla (e non brilla a 12 V):
Fase 4
Se colleghi una cuffia invece di una lampada (funziona con o senza trasformatore), da lì verrà emesso un suono, qualcosa come una sirena:
Quindi il circuito funziona, producendo un piacevole ronzio. A differenza di un inverter a transistor, il mio circuito di inverter a relè contiene meno parti. Non ho misurato l'efficienza, beh, circa il 65% (tenendo conto dell'efficienza del trasformatore).
Nel prossimo articolo - una continuazione di questo, prenderò in considerazione circuiti inverter più pratici, avanzati e potenti senza transistor.
video: