Inverter med lydløs vifte: 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Dette er et DC til AC inverter oppgraderingsprosjekt.

Jeg liker å bruke solenergi i husholdningen min til belysning, mating av USB -ladere og mer. Jeg kjører regelmessig 230V -verktøy med solenergi gjennom en omformer, og bruker også verktøy rundt bilen min som driver dem fra batteriet i bilen. Alle disse scenariene krever en 12V-230V omformer.

En ulempe ved bruk av omformere er imidlertid den konstante støyen fra den integrerte kjøleviften.

Min omformer er ganske liten med maksimal utgangseffekt på 300W. Jeg kjører moderate belastninger fra den (f.eks. Loddejernet, rotasjonsverktøyet, spotlys osv.), Og omformeren trenger vanligvis ikke en konstant tvunget luftstrøm gjennom foringsrøret.

Så la oss redde oss selv fra den forferdelige lyden fra en vifte som sint splitter luften med full effekt, og kontrollerer viften med en temperatursensor!

Trinn 1: Funksjoner

Jeg drømte om en vifte-kontrollkrets med 3 tilstander:

1. Omformeren er kul og viften går stille med lavt turtall (runder per minutt). Den tilpassede LED -indikatoren lyser grønt.
2. Omformeren blir varmere. Viften slås på til full hastighet, og LED -en blir gul.
3. Omformeren hever temperaturen enda høyere. En lydprodusent summer roper og indikerer at varmenivået vil skade omformeren, og viften kan ikke kompensere mengden varmespredning.

Så snart den økte vifteaktiviteten er i stand til å kjøle ned omformeren, går kretsen automatisk tilbake til tilstand 2 og senere til beroligende tilstand 1.

Ingen manuell inngrep noensinne nødvendig. Ingen brytere, ingen knapper, ingen vedlikehold.

Trinn 2: Nødvendige komponenter

Du trenger minst følgende komponenter for å kjøre viften til omformeren smart:

• en operasjonsforsterkerbrikke (jeg brukte en LM258 dual op-amp)
• en termistor (6,8 KΩ) med en motstand med fast verdi (4,7 KΩ)
• en variabel motstand (500 KΩ)
• en PNP -transistor for å drive viften, og en 1 KΩ motstand for å bevare transistoren
• eventuelt en halvlederdiode (1N4148)

Med disse komponentene kan du bygge en temperaturdrevet viftekontroller. Men hvis du vil legge til LED -indikatorer, trenger du mer:

• to lysdioder med to motstander, eller en tofarget LED med en motstand
• du trenger også en NPN -transistor for å drive LED -en

Hvis du også vil ha advarselen om overoppheting, trenger du:

• en summer og en annen variabel motstand (500 KΩ)
• eventuelt en annen PNP -transistor
• valgfritt to motstandere med fast verdi (470 Ω for summer og 1 KΩ for transistoren)

Hovedårsaken til at jeg implementerte denne kretsen er å dempe viften. Den originale viften var overraskende høy, så jeg byttet den ut med lav effekt og mye mer stille versjon. Denne viften spiser bare 0,78 Watt, så en liten PNP -transistor kan håndtere den uten å bli overopphetet, samtidig som den mater LED -en. 2N4403 PNP -transistoren har en maksimal strøm på 600 mA på kollektoren. Viften bruker 60 mA mens den kjører (0,78 W / 14 V = 0, 06 A), og lysdioden bruker ytterligere 10 mA. Så transistoren kan trygt håndtere dem uten et relé eller en MOSFET -bryter.

Summeren kan fungere direkte uten motstand, men jeg syntes støyen var for høy og irriterende, så jeg brukte en 470 Ω motstand for å få lyden mer vennlig. Den andre PNP-transistoren kan utelates ettersom op-amp kan direkte drive den lille summeren. Transistoren er der for å slå summeren på/av mer sømløst, og eliminere en falmende lyd.

Trinn 3: Design og skjematisk

Jeg plasserte LED -en på toppen av omformerens hus. På denne måten kan den lett sees fra alle synsvinkler.

Inne i omformeren plasserte jeg den ekstra kretsen slik at den ikke blokkerer luftstrømmen. Termistoren bør heller ikke være i luftstrømmen, men i et ikke så godt ventilert hjørne. På denne måten måler den hovedsakelig temperaturen på de indre komponentene og ikke temperaturen på luftstrømmen. Den viktigste varmekilden i en omformer er ikke MOSTFETene (hvilken temperatur måles av termistoren min), men transformatoren. Hvis du vil at viften din reagerer raskt på å laste endringer på inverteren, bør du sette hodet på termistoren til transformatoren.

For å gjøre det enkelt festet jeg kretsen til huset med dobbeltsidig teip.

Kretsen drives av omformerens kjøleviftekontakt. Den eneste endringen jeg gjorde på omformerens interne komponenter er faktisk å kutte ledningene til viften og sette inn kretsen min mellom viftekontakten og selve viften. (Den andre modifikasjonen er et hull boret i foringsrøret for LED -en.)

Variable potensiometre kan være av hvilken som helst type, men spiralformede trimmere er å foretrekke fordi de kan finjusteres og er mye mindre enn potensiometre med knapper. Jeg stemte først spiralstrimmeren som slår viften på til 220 KΩ, målt på den positive siden. Den andre trimmeren er forhåndsinnstilt til 280 KΩ.

Halvlederdiode er der for å unngå at induktiv strøm flyter bakover når elektromotoren til viften nettopp er slått av, men rotoren fremdeles roteres av momentumet. Imidlertid er påføring av dioden her valgfri, da med en så liten viftemotor er induksjonen så liten at den ikke kan skade kretsen.

LM258 er en dobbel op-amp-chip som består av to uavhengige operasjonsforsterkere. Vi kan dele termistorens utgangsmotstand blant de to op-ampere-inngangspinnene. På denne måten kan vi slå på viften ved en lavere temperatur og summeren ved en høyere temperatur ved å bruke bare en termistor.

Jeg ville bruke en stabilisert spenning til å drive kretsen min og få konstante på/av -temperaturpunkter som er uavhengige av spenningsnivået til batteriet inverteren kjører på, men jeg vil også beholde kretsdesignet så enkelt som det kan være, så Jeg ga opp ideen om å bruke en spenningsregulator og en optokoblingsbryter for å drive viften med den uregulerte spenningen for maksimal turtall.

Merk: Kretsen som presenteres på denne skjematikken dekker alle de nevnte funksjonene. Hvis du ville mindre eller andre funksjoner enn kretsen må endres tilsvarende. Hvis du for eksempel slipper LED -en og ikke endrer noe annet, vil det føre til funksjonssvikt. Vær også oppmerksom på at verdiene til motstandene og termistoren kan være forskjellige, men hvis du bruker en vifte med andre parametere enn min, må du også endre motstandsverdiene. Til slutt, hvis viften din er større og krever mer strøm, enn du trenger å inkludere et relé eller en MOSFET -bryter i kretsen - vil en liten transistor brenne ut av strømmen viften din tapper. Test alltid på en prototype!

ADVARSEL! Livsfare!

Omformere som har høy spenning inni seg. Hvis du ikke er kjent med sikkerhetsprinsippene for håndtering av høyspenningskomponenter, BØR DU IKKE ÅPNE EN INVERTER!

Trinn 4: Angi temperaturnivåer

Med de to variable motstandene (potensiometre eller spiralformede trimmere i mitt tilfelle) kan temperaturnivåene der viften og summeren fortsetter tilpasses. Dette er en prøve- og feilprosedyre: du må finne de riktige innstillingene ved flere prøvingssykluser.

La først termistoren avkjøles. Still deretter det første potensiometeret til et punkt der det bytter LED fra grønt til gult og viften fra lavt til høyt turtall. Berør termistoren og la den varme opp med fingertuppene, mens du stiller inn potensiometeret til det slår av viften igjen. På denne måten setter du temperaturnivået til omtrent 30 Celsius. Du vil sannsynligvis ha litt høyere temperatur (kanskje over 40 Celsius) for å slå på viften, så slå på trimmeren og test det nye av/på -nivået ved å gi litt varme til termistoren.

Det andre potensiometeret som styrer summeren kan stilles inn (for et høyere temperaturnivå, selvfølgelig) med samme metode.

Jeg bruker min viftestyrte omformer med stor tilfredshet - og i stillhet.;-)