Pretvornik z utišanim ventilatorjem: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

To je projekt nadgradnje pretvornika DC na AC.

V svojem gospodinjstvu rad uporabljam sončno energijo za razsvetljavo, napajanje USB polnilnikov in drugo. Redno vozim 230V orodja s sončno energijo preko pretvornika, pri čemer uporabljam tudi orodja okoli avtomobila, ki jih napajajo iz akumulatorja avtomobila. Vsi ti scenariji zahtevajo pretvornik 12V-230V.

Pomanjkljivost uporabe pretvornikov pa je stalen hrup, ki ga povzroča vgrajen hladilni ventilator.

Moj pretvornik je precej majhen z največjo izhodno močjo 300 W. Iz njega tečem zmerne obremenitve (na primer spajkalnik, vrtljivo orodje, reflektorji itd.) Inverter običajno ne potrebuje stalnega prisilnega pretoka zraka skozi ohišje.

Rešimo se torej grozljivega hrupa ventilatorja, ki jezno razcepi zrak s svojo polno močjo, in upravljajmo ventilator s temperaturnim senzorjem!

1. korak: Lastnosti

Sanjal sem o krmilnem krogu ventilatorja s tremi stanji:

1. Pretvornik je hladen, ventilator pa tiho deluje pri nizkih vrtljajih (krogih na minuto). LED indikator po meri sveti zeleno.
2. Pretvornik se segreva. Ventilator preklopi na polno hitrost, LED -dioda pa porumeni.
3. Pretvornik še dvigne svojo temperaturo. Zvočni signal zvočnika ustvarja, kar kaže, da bi raven toplote poškodovala pretvornik, ventilator pa ne more kompenzirati količine odvajanja toplote.

Takoj, ko povečana aktivnost ventilatorja lahko ohladi pretvornik, se vezje samodejno vrne v stanje 2 in pozneje v stanje pomirjanja 1.

Ročni poseg ni potreben. Brez stikal, brez gumbov, brez vzdrževanja.

Korak: Potrebne komponente

Za pameten pogon ventilatorja pretvornika potrebujete vsaj naslednje komponente:

• čip operacijskega ojačevalnika (uporabil sem dvojni op-amp LM258)
• termistor (6,8 KΩ) z uporom s fiksno vrednostjo (4,7 KΩ)
• spremenljiv upor (500 KΩ)
• tranzistor PNP za pogon ventilatorja in upor 1 KΩ za ohranitev tranzistorja
• po izbiri polprevodniška dioda (1N4148)

S temi komponentami lahko sestavite regulator temperature ventilatorja. Če pa želite dodati LED indikatorje, potrebujete več:

• dve LED z dvema uporoma ali ena dvobarvna LED z enim uporom
• za pogon LED potrebujete tudi tranzistor NPN

Če želite tudi funkcijo opozarjanja na pregrevanje, boste potrebovali:

• brenčalo in še en spremenljiv upor (500 KΩ)
• po izbiri še en tranzistor PNP
• po izbiri dva upora fiksne vrednosti (470 Ω za brenčalo in 1 KΩ za tranzistor)

Glavni razlog za izvedbo tega vezja je izklop ventilatorja. Prvotni ventilator je bil presenetljivo glasen, zato sem ga zamenjal z nizko porabo in veliko bolj tiho različico. Ta ventilator porabi le 0,78 vatov, zato ga lahko prenese majhen tranzistor PNP brez pregrevanja, hkrati pa napaja LED. Tranzistor 2N4403 PNP je ocenjen na 600 mA največji tok na svojem kolektorju. Ventilator med delovanjem porabi 60 mA (0,78 W / 14 V = 0, 06 A), LED pa porabi dodatnih 10 mA. Tako lahko tranzistor varno ravna z njimi brez releja ali stikala MOSFET.

Zvočni signal lahko deluje neposredno brez upora, vendar se mi je zdel njegov šum preglasen in moteč, zato sem uporabil upor 470 Ω, da je bil zvok bolj prijazen. Drugi tranzistor PNP je mogoče izpustiti, saj lahko op-amp neposredno poganja majhen brenčalnik. Tranzistor je tam, da bolj brezhibno vklopi/izklopi zvočni signal in odpravi zbledeli zvok.

3. korak: Oblikovanje in shema

LED sem namestil na vrh ohišja pretvornika. Tako ga je mogoče enostavno videti iz katerega koli kota gledanja.

Znotraj pretvornika sem dodatno vezje postavil tako, da ne blokira poti zračnega toka. Termistor prav tako ne sme biti v zračnem toku, ampak v ne tako dobro prezračenem kotu. Na ta način meri predvsem temperaturo notranjih komponent in ne temperature zračnega toka. Glavni vir toplote v pretvorniku niso MOSTFET -i (katerih temperaturo merim z mojim termistorjem), ampak transformator. Če želite, da se vaš ventilator hitro odzove na spremembe obremenitve pretvornika, postavite glavo termistorja na transformator.

Da bi bilo preprosto, sem vezje pritrdil na ohišje z dvostranskim lepilnim trakom.

Vezje se napaja iz priključka hladilnega ventilatorja pretvornika. Pravzaprav je edina sprememba, ki sem jo naredil na notranjih komponentah pretvornika, prerezovanje žic ventilatorja in vstavljanje vezja med priključkom ventilatorja in samim ventilatorjem. (Druga sprememba je luknja, izvrtana na vrhu ohišja za LED.)

Spremenljivi potenciometri so lahko katere koli vrste, vendar so zaželeni vijačni trimerji, ker so lahko natančno nastavljeni in veliko manjši od potenciometrov z gumbi. Sprva sem nastavil vijačni trimer, ki vklopi ventilator na 220 KΩ, merjeno na pozitivni strani. Drugi trimer je prednastavljen na 280 KΩ.

Polprevodniška dioda je namenjena preprečevanju, da bi indukcijski tok tekel nazaj, ko je elektromotor ventilatorja ravnokar izklopljen, a se rotor še vedno vrti s svojim zagonom. Vendar je uporaba diode tukaj neobvezna, saj je pri tako majhnem motorju ventilatorja indukcija tako majhna, da ne more poškodovati vezja.

LM258 je dvojni op-amp čip, sestavljen iz dveh neodvisnih operacijskih ojačevalnikov. Izhodni upor termistorja lahko delimo med dva vhodna zatiča op-amp. Na ta način lahko vklopimo ventilator pri nižji temperaturi in zvočni signal pri višji temperaturi z uporabo samo enega termistorja.

Uporabil bi stabilizirano napetost, da bi pognal svoje vezje in dosegel konstantne temperaturne točke vklopa/izklopa, ki so neodvisne od napetostne ravni akumulatorja, na katerem deluje pretvornik, vendar želim ohraniti čim bolj preprosto zasnovo vezja, zato Opustil sem idejo, da bi uporabil regulator napetosti in stikalo za optično sklopko za pogon ventilatorja z neregulirano napetostjo za največje vrtljaje.

Opomba: Vezje, predstavljeno na tej shemi, zajema vse prej omenjene funkcije. Če želite manj ali druge funkcije, kot je vezje, morate ustrezno spremeniti. Na primer, če izpustite LED in ne spremenite ničesar drugega, pride do okvare. Upoštevajte tudi, da so lahko vrednosti uporov in termistorja različne, če pa uporabljate ventilator z drugačnimi parametri, kot je moj, morate spremeniti tudi vrednosti upora. Nazadnje, če je vaš ventilator večji in potrebuje več energije, boste morali v vezje vključiti rele ali stikalo MOSFET - majhen tranzistor bo pregorel zaradi toka, ki ga ventilator odvaja. Vedno preizkusite na prototipu!

OPOZORILO! Življenjsko nevarno!

Pretvorniki z visoko napetostjo. Če niste seznanjeni z načeli varnosti pri rokovanju z visokonapetostnimi komponentami, NE MORATE ODPRATI INVERTERJA!

4. korak: Nastavitev temperaturnih ravni

Z dvema spremenljivim uporom (potenciometri ali v mojem primeru vijačni trimerji) lahko temperaturo, pri kateri se vklopi ventilator in zvočni signal, prilagodite. To je postopek poskusov in napak: ustrezne nastavitve morate najti v več poskusnih ciklih.

Najprej pustite, da se termistor ohladi. Nato nastavite prvi potenciometer na točko, ko LED preklopi iz zelene v rumeno, ventilator pa iz nizkega v visok RPM. Zdaj se dotaknite termistorja in ga pustite, da se segreje s konicami prstov, medtem ko potenciometer nastavljate tako, da znova izklopi ventilator. Na ta način nastavite temperaturo na približno 30 stopinj Celzija. Verjetno želite, da vklopite ventilator nekoliko višjo temperaturo (morda nad 40 Celzija), zato vklopite trimer in preizkusite novo stopnjo vklopa/izklopa, tako da termistorju segrejete.

Drugi potenciometer, ki krmili brenčalo, lahko nastavite (seveda za višjo temperaturo) z isto metodo.

Razsmernik, ki ga upravlja ventilator, uporabljam z velikim zadovoljstvom - in v tišini.;-)