Преобразователь напряжения для автономного питания электроприборов

Преобразователь напряжения для автономного питания электроприборов.

Першин Игорь

МБОУ «СОШ №9 с углубленным изучением отдельных предметов», 10В класс, г. Елабуга

Научный руководитель Окулина Надежда Ивановна, учитель физики высшей квалификационной категории

Исследовательская работа посвящена изучению возможности создания устройства по преобразованию напряжения низковольтных аккумуляторных батарей в стандартное напряжение для автономного использования.

Инверторы можно классифицировать на две большие группы: а) инверторы, которые выступают в роли источника питания, и способные с помощью резервной аккумуляторной батареи обеспечить бесперебойную работу; б) инверторы, являющиеся промежуточным звеном в цепочке преобразователей. В данной работе рассмотрена первая группа инверторов, которые работают как самостоятельные устройства и не являющиеся промежуточным звеном в электрических цепях.

Целью работы является изучение возможностей инвертора и способов его усовершенствования для решения задачи восстановления резервных цепей питания.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- определены требования, предъявляемые к создаваемому инвертору, которые включают в себя описание следующих характеристик: диапазон входного питания – 12-15 В, выходная частота генерации 50-60 Гц, напряжение на выходе 220В, мощность инвертора (без охлаждения) 100 Вт;

- рассчитана математическая модель конструируемого инвертора на базе блока питания персонального компьютера;

- подобрана элементная база электронных компонентов, необходимых для создания инвертора. В качестве базисных элементов схемы выбраны следующие электронные компоненты: микросхема TL494, диоды HER307, мощные МОП-транзисторы IRFZ44N, а также трансформатор из блока питания персонального компьютера;

- разработан алгоритм изготовления устройства, а также операции, которые необходимо выполнить, чтобы собрать инвертор;

- приведено эколого-экономическое обоснование: для изготовления инвертора используются материалы, соответствующие экологическим стандартам. Кроме того, с экономической точки зрения изготовление инвертора не является дорогостоящим, так как радиокомпоненты можно использовать от старой радиоаппаратуры, а некоторые составляющие необходимо купить. Экономический расчет показал, что изготовление устройства обойдется в 5 раз дешевле инвертора заводского изготовления;

- описаны правила техники безопасности при работе с электрическими приборами, которые включают в себя рекомендации необходимые для безопасного измерения электрических величин и пайке электропаяльником.

Новизна работы заключается в новых подходах создания преобразователя питания электроприборов в автономном режиме.

Таким образом, исследовательская работа показала возможность создания дешевого инвертора напряжения для автономного питания электроприборов. Сконструированный инвертор полностью соответствует требованиям, которые предъявлялись вначале разработки устройства.