Ze kwamen eindelijk aan, zomaar, je hoorde het niet - een omvormer zonder transistors en zelfs zonder dubbele, symmetrische transformatorwikkelingen!
Omvormers, zoals apparaten voor gelijkspanningstransformatie, waren niet inbegrepen, maar werden eenvoudig in het moderne leven gestapeld. Zonne-energie kan bijvoorbeeld niet zonder, automobilisten zonder omvormers kunnen geen tv kijken voor 220 V enzovoort.
Laat me u eraan herinneren dat een omvormer een apparaat is dat een lage (of hoge) spanning (voornamelijk constant) omzet in hoge (of lage, voornamelijk variabele), dat wil zeggen, dit apparaat is in de regel een transformatie van een constante spanning in een ander, met minimaal stroomverlies.
Converters met alleen wisselspanning worden transformatoren genoemd. Als je door veel schema's van facturen kijkt, kun je zien dat iedereen transistors heeft. Bovendien zijn de transistors overwegend de duurste, veldeffecten die bang zijn voor overmatige ontladingen, statische elektriciteit, kortsluitingen, ze moeten nog steeds worden ingesmeerd met speciale warmtegeleidende pasta (of lijm) en er geen kleine radiator of ventilator op plaatsen.
En het is nog steeds een gedoe - stressvol om een dubbele symmetrische wikkeling in tegengestelde richtingen op een transformator te demonteren en op te winden - stressvol.
Wat is het werkingsprincipe van een omvormer zonder transistor en wat heb ik hier bedacht?
Laten we beginnen met de klassiekers:
Vergeet niet dat het de spanning in de omvormer verhoogt, ja - de transformator. Maar de transformator kan alleen werken met wisselstroom, omdat alleen wisselstroom in de omvormer wordt getransformeerd.
En om deze wisselstroom te krijgen, worden transistorgeneratoren gebruikt, voornamelijk van lage frequentie.
Hier is het waar, met één "maar" - het is niet nodig om wisselstroom te gebruiken, je kunt ook een constante, maar intermitterende stroom transformeren (gepulseerd, huidig type: "ja - nee - ja"):
Om te begrijpen hoe een constante maar intermitterende stroom werkt met een transformator, sluit u de primaire wikkeling van de transformator (waar er minder beurten zijn) aan op de batterij (12 V) en de secundaire (waar er meer beurten zijn) op de voltmeter.
Nu we de voeding handmatig met één draad onderbreken, zien we het verschijnen van een hoge spanning op de secundaire wikkeling (waar er meer beurten zijn), deze wordt gefixeerd door een voltmeter.
Interessant is dat de hoge spanning aan de uitgang van de secundaire wikkeling van de transformator ook constant zal zijn (een zeer kleine verandering in polariteit), maar met tussenpozen (de "plus" en "min" aan de uitgang veranderen niet, maar er is een constante spanning met onderbreking, die wordt bepaald door de frequentie van handmatige onderbreking van het contact):
Natuurlijk is het niet het geval om de batterij in je handen te houden en voortdurend contacten te onderbreken. Alles zou automatisch moeten zijn. Hier moet je waarschijnlijk terugkeren naar transistors, maar nee.
Een relais werkt als schakelaar, maar het relais is niet gewoon, maar heel gewoon, hoewel de kwaliteit hoog moet zijn.
Relais zijn anders:
Feit is dat elk relais een ijzeren staaf bevat, een wikkeling erop en contacten die sluiten of openen, afhankelijk van of er spanning op het relais staat.
Als er geen spanning op het relais staat, sluit één contact (bijvoorbeeld "nee"), wanneer de spanning wordt ingeschakeld, verandert het contact (bijvoorbeeld in "ja").
Reactiesnelheid van relaiscontact hangt van veel factoren af:
- huidige grootte op de spoel (spoelweerstand);
- spanningswaarden;
- compressieverhouding van de veer;
- de opening tussen de ijzeren kern van het relais en het oppervlak van het beweegbare contact;
- contactarmlengte (hoe korter de arm, hoe groter de reactiesnelheid van het relais);
- de snelheid van kerndemagnetisatie in geval van stroomuitval;
- de dichtheid van het medium waarin het bewegende deel van het relais zich bevindt (bijvoorbeeld in een vacuüm is er geen luchtwrijving);
- temperatuur, etc.
Informatie over de factoren die van invloed zijn op de reactiesnelheid van het relais en de regeling ervan, nodig voor de volgende stap.
Demontage van het relaisbedrijfsschema in de modus "continu schakelen":
Met deze aansluiting van het relais "breekt het letterlijk spoelen af", dit is niet alleen te zien, maar ook te horen. Waarom dit gebeurt, wordt hierboven gedeeltelijk beschreven.
Kortom, het punt hier is de relaisveer, wanneer spanning op het relais wordt aangelegd, werkt het, waardoor het circuit wordt geopend, de veer het contact weer op zijn plaats zet en de cyclus gaat weer verder. Gedurende 1 s, afhankelijk van de kwaliteitsfactor van de veer (maar niet alleen de veer), kunnen er 100 of meer sluitingen en openingen zijn.
Ik merkte deze relay-functie bijna per ongeluk op tijdens mijn experimenten.
Dienovereenkomstig krijgen we een generator en een spanningsomvormer als we een transformator aan het circuit toevoegen:
We brengen het circuit over naar het experimentele vlak, hiervoor heb je nodig:
Tools en apparaten:
- een multimeter (we meten de spanning, het is beter om een aanwijzer-voltmeter te gebruiken, omdat digitale soms de intermitterende spanning niet kunnen opnemen);
- batterij (12 V);
- soldeerbout;
- relais (voor 12 v);
- transformator (van 12 tot 220 V, 10 W);
- lamp (220 V, 1 W);
- hoofdtelefoon (bij 50 ohm).
Verbruiksartikelen:
- draden;
- "krokodillen" (4 stuks);
- soldeer;
- hars.
Fase 1.
We verbinden het relais volgens het schema met de batterij, we horen het relais onmiddellijk:
Fase 2.
We verbinden de transformator met het relais en fixeren de hoogspanning aan de uitgang (soms is het beter om een wijzer voltmeter te gebruiken):
Fase 3.
Aan de uitgang van de transformator plaatsen we een lamp voor 220 V, laag vermogen, hij schijnt (en schijnt niet bij 12 V):
Fase 4.
Als je een koptelefoon aansluit in plaats van een lamp (hij werkt met of zonder transformator), dan klinkt er een geluid, zoiets als een sirene:
Dus het circuit werkt en produceert een aangename buzz. In tegenstelling tot een transistorinverter, bevat mijn relaisinvertercircuit minder onderdelen. Ik heb de efficiëntie niet gemeten, nou ja, ongeveer 65% (rekening houdend met de efficiëntie van de transformator).
In het volgende artikel - een voortzetting hiervan, zal ik meer praktische, geavanceerde en krachtige invertercircuits zonder transistors beschouwen.
Video: