Дешёвый инвертор регулирует разные нагрузки принципиально по-разному — и с реактивными сваливается в 140 В
Замена одного резистора обратной связи цифровым потенциометром дала регулируемое напряжение лишь в части режимов. При 100-Вт вентиляторной нагрузке инвертор переходил к уровню около 120 В, а после подъёма питания до 15 В — к 139 В; снизить выход удавалось только полной остановкой. Серия нагрузок показала скрытую смену алгоритма регулирования и уязвимость цифровой уставки к выбросу на шине 5 В.
Проект Programmable Inverter выявил поведение дешёвого бытового инвертора, которое обычно остаётся скрытым за единственной ручкой выходного напряжения. Штатный резистор R9 в цепи обратной связи заменили цифровым потенциометром AD5231 с 1024 позициями и SPI-интерфейсом. Микроконтроллер получил возможность менять уставку программно, однако испытания на реальных нагрузках обнаружили пороговый режим работы внутреннего контроллера.
С 100-Вт вентиляторной нагрузкой выход при некоторых уставках защёлкивался около 120 В. Дальнейшие команды цифровому потенциометру уже не снижали напряжение. После увеличения входного питания до 15 В этот режим доходил до 139 В. Возврат к меньшему выходу требовал разомкнуть реле питания нагрузки и дождаться остановки двигателя. Автор трактует уровень около 139 В как действие неизвестного резервного ограничения, однако схема контроллера и назначение этого порога не восстановлены.
Эффект проявился также с монитором на 33 Вт, лампой накаливания на 60 Вт, CFL на 55 Вт и старой 32-Вт CFL с заявленным коэффициентом мощности около 0.45. Лампа накаливания на 40 Вт оставалась управляемой. Такой набор не позволяет свести причину к реактивной мощности: защёлкивание было и на 60-Вт активной лампе с PF, близким к единице. Вероятны зависимость от пиковой мощности, формы потребляемого тока, стартовых переходных процессов и логики защиты штатной схемы.
Наблюдения указывают на два режима регулирования. На части маломощных нагрузок обратная связь, вероятно, влияет на напряжение промежуточной DC-ступени. В тяжёлом режиме преобразователь, по гипотезе автора, выводит трансформатор к высокому напряжению и корректирует действующее значение грубой рубкой выходной формы. Такой механизм объяснил бы слышимый шум, похожий на работу диммера, и потерю плавного управления после пересечения порога. Подтверждения потребовали бы синхронные осциллограммы выходного напряжения, DC-link, тока нагрузки и сигнала обратной связи.
Энергетический баланс также оказался далёк от ожидаемого для готового инвертора. На вентиляторной нагрузке измерены 90 Вт на выходе при 117 Вт на входе: разница составляет 27 Вт, или около 23.1% входной мощности. Эта величина относится ко всей стендовой цепочке, включая AC/DC источник, инвертор, вентилятор и светодиоды, поэтому характеризовать ею отдельно КПД инвертора нельзя.
Отдельная проблема возникла при коммутации реле. Наносекундный выброс на линии 5 В сбрасывал цифровой потенциометр, хотя AD5231 хранит положение движка в энергонезависимой памяти. Для обхода сбоя в алгоритм ввели остановку инвертора, переключение реле, паузу, повторную запись уставки и запуск. Эксперимент хорошо показывает ограничение подхода: подмена одного элемента обратной связи даёт доступ к уставке, но не раскрывает внутренние ограничения, защитные пороги и зависимость регулирования от профиля нагрузки. Работа велась с опасными напряжениями; результаты описывают reverse engineering конкретного устройства и не образуют безопасной методики переделки.