Схема силового ключа (инвертора) на полевых транзисторах является самой простой схемой для учебных (экспериментальных) целей. Принцип ее работы описан так, чтобы он был понятен даже детям, именно к ним мы и обращаемся.
Используемые элементы в схеме.
1. Источник питания 12 вольт, или аккумулятор.
2. Генератор импульсов например DDS Функция генератор сигналов
3. Полевой транзистор auirfp4004, auto q101 nкан 40в 350а [to-247ac] - 2 штуки
4. Трансформатор с первичной обмоткой на 12 вольт, или с двумя первичными обмотками (бифилярная) по 12 вольт вторичная 220 вольт. Если нет такого трансформатора то берем любой чтобы вторичная была 220 вольт, а на первичную мотаем двойным монтажным проводом от удлинителя (переноски) 10-12 витков.
5. Соединительные провода.
6. Желание.
Назначение схемы (учебного инвертора) создание преобразователя с 12 вольт постоянного напряжения в переменное синусоидальное напряжение 220 вольт с частотой промышленной сети в 50 Гц.
Для начала проведем очень простой эксперимент, чтобы понять суть происходящего физического явления.
Берем источник постоянного напряжения 12 вольт (аккумулятор) и трансформатор с двумя первичными обмотками на 12 вольт и 220 вольт вторичной. Плюсовой провод от источника втыкаем в начало первичной обмотки и соединяем с концом второй первичной обмотки, как показано на схеме. Далее берем два оставшихся провода от первичных обмоток и последовательно соединяем с минусом аккумулятора, т.е. создаем два импульсных напряжения последовательно. На вторичную обмотку 220 вольт вешаем лампу накаливания скажем 150 ватт. Если все правильно сделал лампа будет вспыхивать в полную яркость каждое второе касание провода. Она будет вспыхивать и при одном касании, но слабо, немощно, примерно на 20%. Процесс в том, что на сердечнике последовательно образуется два электромагнита чьи электромагнитные поля сталкиваются одноименными полюсами. После первого касания напряжение прерывается и волна в первом электромагните движется по инерции, затем ты касаешься вторым проводом и волна от второго электромагнита движется навстречу ей кратковременно закручивая структуру, в результате чего на вторичной обмотке появляется мощный полезный имПульс. Касаешься (прерываешь) два раза в секунду частота 1 Гц, прерываешь 100 раз в секунду частота 50 Гц. Теперь, чтобы не мучиться с касаниями, ты можешь поставить два полевых транзистора, которые будут прерывать постоянное напряжение последовательно с нужной тебе частотой. Далее делаем так как на схеме. Плюсовой провод от аккумулятора вешаем на первичные обмотки трансформатора. Минусовой провод от аккумулятора втыкаешь в исток N канального полевого транзистора, генератор сигналов соответственно плюсом в затвор, а минус генератора с минусом источника. Сток транзистора с первой первичной обмоткой. То же самое делаем для второго транзистора, чтобы создать два импульсных напряжения последовательно т.е. чистое переменное напряжение. Отметим, что фазы генераторов должны быть развернуты на 180 градусов. Термин "фаза" определяет последовательность начала сигналов, т.е. если фазы сигналов равны 0, то сигналы начинаются одновременно, если фазы противоположны, то начинаются сигналы последовательно т.е. второй начинается после завершения первого. Т.е. делая разницу в фазах в 180 градусов для сигналов ты имитируешь последовательное касание. Пусть тот факт что "фаза" измеряется у нас в градусах, а на самом деле является временем тебя не смущает. Термин "фаза" определяет время последовательности начала сигналов, т. е. если фазы всех сигналов равны 0, то все сигналы начинаются одновременно, т. е. параллельно, если сигналов два и их фазы противоположны, т. е. смещены на 180 градусов, то они начинаются последовательно т. е. второй начинается сразу после завершения первого. Если фаза одного сигнала например 0, а второго 90 градусов, то второй сигнал начнется сразу после начала первого, т. е. первый еще не закончен, а уже начался второй. Если сигналов три то последовательность их начала определится уже в 120 градусов, если 4 то по 90 и так далее. По сути термин фаза имеет значение при наличии двух и более сигналов, если сигнал один то он просто разбивается на сектора, где время с начала сигнала соответствует градусам. При этом проявляются все свойства электромагнитных волн - дифракция, интерференция, торможение, ускорение и т. д.. Пусть тот факт что "фаза" измеряется у нас в градусах, а на самом деле является временем начала сигналов тебя не смущает. Например при работе асинхронного мотора все обмотки "толкают" ротор одновременно, т. е. фазы равны нулю. То что идентифицируют как "фазоздвигающий конденсатор" производит задержку одного сигнала и вносит дисбаланс в процесс "одновременности" сигналов, в результате ротор начинает вращаться. Если такого конденсатора нет ротор будет просто вибрировать "туда сюда", ожидая пинка от этого конденсатора. Дальше разобравшись в принципе работы своего инвертора ты можешь ставить защитные диоды, конденсаторы, генераторы на 555 таймерах и прочие навороты, сделав свою схему более безотказной и работающей в любых экстремальных условиях.