Инвертор със заглушен вентилатор: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Това е проект за надстройка на инвертор от постоянен ток в променлив ток.

Обичам да използвам слънчева енергия в домакинството си за осветление, захранване на USB зарядни устройства и др. Редовно карам 230V инструменти със слънчева енергия през инвертор, като също използвам инструменти около колата си, които ги захранват от батерията на колата. Всички тези сценарии изискват инвертор 12V-230V.

Един недостатък на използването на инвертори обаче е постоянният шум, създаван от вградения охлаждащ вентилатор.

Инверторът ми е доста малък с 300W максимална изходна мощност. Работя с него с умерени натоварвания (например моят поялник, въртящ се инструмент, точкови светлини и т.н.) и инверторът обикновено не се нуждае от постоянно принудителен въздушен поток през корпуса му.

Така че нека се спасим от този ужасен шум на вентилатор, който ядосано разцепва въздуха с пълната си мощност, и управляваме вентилатора чрез температурен сензор!

Стъпка 1: Функции

Мечтаех за верига за управление на вентилатора с 3 състояния:

1. Инверторът е студен и вентилаторът работи безшумно при ниски обороти (обороти в минута). Персонализираният LED индикатор свети в зелено.
2. Инверторът става все по -топъл. Вентилаторът се превключва на пълна скорост и светодиодът става жълт.
3. Инверторът повишава температурата си още по -високо. Звукът на шумогенератора извиква, което показва, че нивото на топлина би навредило на инвертора, а вентилаторът не може да компенсира количеството разсейване на топлината.

Веднага щом повишената активност на вентилатора успее да охлади инвертора, веригата автоматично се връща към състояние 2 и по -късно към състояние на успокояване 1.

Никога не се изисква ръчна намеса. Без превключватели, без бутони, без поддръжка.

Стъпка 2: Необходими компоненти

Имате нужда от поне следните компоненти, за да управлявате интелигентно вентилатора на инвертора:

• чип на операционен усилвател (използвах двоен оперативен усилвател LM258)
• термистор (6.8 KΩ) с резистор с фиксирана стойност (4.7 KΩ)
• променлив резистор (500 KΩ)
• PNP транзистор за задвижване на вентилатора и 1 KΩ резистор за запазване на транзистора
• по избор полупроводников диод (1N4148)

С тези компоненти можете да изградите контролер за вентилатор, задвижван от температура. Ако обаче искате да добавите LED индикатори, имате нужда от повече:

• два светодиода с два резистора или един двуцветен светодиод с един резистор
• имате нужда и от NPN транзистор за задвижване на светодиода

Ако искате и функцията за предупреждение за прегряване, ще ви трябва:

• зумер и още един променлив резистор (500 KΩ)
• по избор друг PNP транзистор
• по избор два резистора с фиксирана стойност (470 Ω за зумера и 1 KΩ за транзистора)

Основната причина за прилагането на тази схема е да заглуша вентилатора. Оригиналният вентилатор беше изненадващо силен, затова го замених с версия с ниска мощност и много по -безшумна. Този вентилатор консумира само 0,78 вата, така че малък PNP транзистор може да се справи с него без прегряване, като същевременно захранва светодиода. Транзисторът 2N4403 PNP е номинален до 600 mA максимален ток на своя колектор. Вентилаторът консумира 60 mA, докато работи (0,78 W / 14 V = 0, 06 A), а светодиодът консумира допълнителни 10 mA. Така че транзисторът може безопасно да ги борави без реле или MOSFET превключвател.

Звукът може да работи директно без резистор, но открих, че шумът му е твърде силен и досаден, затова приложих 470 Ω резистор, за да направя звука по -приятен. Вторият PNP транзистор може да бъде пропуснат, тъй като оп-усилвателят може директно да управлява малкия зумер. Транзисторът е там, за да включва/изключва зумера по -безпроблемно, премахвайки затихващия звук.

Стъпка 3: Проектиране и схема

Поставих светодиода в горната част на корпуса на инвертора. По този начин може лесно да се види от всеки ъгъл на видимост.

Вътре в инвертора поставих допълнителната верига така, че да не блокира маршрута на въздушния поток. Също така, термисторът не трябва да е във въздушния поток, а в не толкова добре вентилиран ъгъл. По този начин той измерва основно температурата на вътрешните компоненти, а не температурата на въздушния поток. Основният източник на топлина в инвертор не са MOSTFET (чиято температура се измерва от моя термистор), а трансформаторът. Ако искате вашият вентилатор да реагира бързо при натоварване на промените на инвертора, трябва да поставите главата на термистора към трансформатора.

За да опростя, фиксирах веригата към корпуса с двустранна лепяща лента.

Веригата се захранва от конектора на охлаждащия вентилатор на инвертора. Всъщност единствената промяна, която направих във вътрешните компоненти на инвертора, е прерязването на проводниците на вентилатора и вмъкването на моята верига между конектора на вентилатора и самия вентилатор. (Другата модификация е пробит отвор в горната част на корпуса за светодиода.)

Променливите потенциометри могат да бъдат от всякакъв тип, но винтовите тримери са за предпочитане, тъй като могат да бъдат фино настроени и много по -малки от потенциометрите с копчета. Първоначално настроих винтовия тример, който включва вентилатора на 220 KΩ, измерен от положителната страна. Другият тример е предварително настроен на 280 KΩ.

Полупроводниковият диод е налице, за да се избегне протичане на индуктивен ток назад, когато електромоторът на вентилатора е току -що изключен, но роторът все още се върти с инерцията си. Прилагането на диода тук е по избор, тъй като при такъв малък вентилаторен двигател индукцията е толкова малка, че не може да навреди на веригата.

LM258 е двоен операционен усилвател, състоящ се от два независими операционни усилвателя. Можем да споделим изходното съпротивление на термистора между двата входни щифта на операционни усилватели. По този начин можем да включим вентилатора при по -ниска температура и зумера при по -висока температура, като използваме само един термистор.

Бих използвал стабилизирано напрежение, за да управлявам веригата си и да получавам постоянни температурни точки за включване/изключване, които са независими от нивото на напрежение на батерията, на която работи инверторът, но също така искам да поддържам схемата възможно най -проста, така че Отказах се от идеята да използвам регулатор на напрежение и превключвател с опто-съединител за задвижване на вентилатора с нерегулираното напрежение за максимални обороти.

Забележка: Схемата, представена на тази схема, обхваща всички гореспоменати функции. Ако искате по -малко или други функции, отколкото веригата трябва да бъде съответно променена. Например изоставянето на светодиода и промяната на нищо друго ще доведе до повреда. Също така имайте предвид, че стойностите на резисторите и термистора могат да бъдат различни, но ако използвате вентилатор с различни параметри от моя, вие също трябва да промените стойностите на резистора. И накрая, ако вашият вентилатор е по -голям и изисква повече енергия, тогава ще трябва да включите реле или MOSFET превключвател във веригата - малък транзистор ще изгори от тока, който вентилаторът ви изтощи. Винаги тествайте върху прототип!

ВНИМАНИЕ! Опасно за живота!

Инвертори с високо напрежение вътре в тях. Ако не сте запознати с принципите на безопасност при работа с компоненти с високо напрежение, НЕ ТРЯБВА ДА ОТВАРЯТЕ ИНВЕРТОР!

Стъпка 4: Задаване на температурни нива

С двата променливи резистора (потенциометри или винтови тримери в моя случай) нивата на температура, при които вентилаторът и зумерът се включват, могат да бъдат персонализирани. Това е процедура на опит и грешка: трябва да намерите правилните настройки чрез няколко цикъла на опитване.

Първо оставете термистора да се охлади. След това настройте първия потенциометър в точката, в която превключва светодиода от зелен в жълт и вентилатора от ниски към високи обороти. Сега докоснете термистора и го оставете да се загрее с върховете на пръстите ви, докато настройвате потенциометъра, докато той отново изключи вентилатора. По този начин настройвате нивото на температурата на около 30 градуса по Целзий. Вероятно искате малко по -висока температура (може би над 40 по Целзий), за да включите вентилатора, така че включете тримера и тествайте новото ниво на включване/изключване, като дадете малко топлина на термистора.

Вторият потенциометър, който управлява зумера, може да бъде настроен (за по -високо ниво на температурата, разбира се) със същия метод.

Използвам инвертора си с вентилатор с голямо удовлетворение - и в тишина.;-)