Самодельный преобразователь с 12B на 220В: типы, схемы

Преобразователи и их типы

Преобразователь — это устройство, способное увеличивать или уменьшать напряжение в электрической цепи. Таким образом, вы можете изменить напряжение в цепи с 220 В на 380 В и наоборот. Рассмотрим принцип построения преобразователя 12В в 220В.

Эти устройства можно разделить на разные классы / типы, в зависимости от их функционального назначения:

• Выпрямители. Они работают по принципу преобразования переменного тока в постоянный.
• Инвертор. Они работают в обратном порядке, преобразовывая постоянный ток в переменный.
• Преобразователи частоты. Измените частотные характеристики тока в цепи.
• Преобразователи напряжения. Увеличивайте или уменьшайте напряжение. Среди них выделяют:
  • Импульсные источники питания.
  • Источники бесперебойного питания (ИБП).
  • Трансформаторы напряжения.

Кроме того, все устройства разделены на две группы по принципу управления:

1. Удалось.
2. Неуправляемый.

В каких сферах применяется инвертор напряжения 12 220 В

При стабильном использовании аккумулятора уровень его заряда постепенно снижается. Преобразователь стабилизирует напряжение, если нет электричества.

Самодельный инвертор на 12 220В позволит усовершенствовать инженерные конструкции в любом помещении. Величина мощности устройств, преобразующих ток, выбирается исходя из общих значений рабочих нагрузок. Процессы потребления энергии могут быть реактивными и активными. Реактивные нагрузки не полностью потребляют полученную энергию, поэтому значение полной мощности превышает ее активное значение.

Инверторы с чистой синусоидой используются при подключении элемента общей мощностью 3 кВт. Значительную экономию топлива дает использование преобразователей напряжения и мини-электростанций.

К конструкции инвертора подключены следующие инженерные сети:

• сигнализация;
• водонагреватель;
• насосное оборудование;
• компьютерная система.

Где можно использовать эти устройства?

Самый простой тип инверторов напряжения 12-220 Вольт — это источники бесперебойного питания, используемые в компьютерной технике.

Но у них есть большой недостаток: малая мощность, батарея не работает долго.

А если в быту устройство используется в паре с мини-электростанцией (в том числе ветряной), то обеспечивается стабильное электроснабжение. Обычно инверторы можно встретить в таких проектах:

1. Охранная сигнализация.
2. Котлы для отопления.
3. Насосные станции.
4. Компьютерные серверы и другие системы.

Другими словами, они используются везде, где постоянно требуется электросеть 220 Вольт. Стабилизаторы напряжения для дома — это не что иное, как инверторы.

Только в них переменное напряжение преобразуется в постоянное стабилизированное напряжение, после чего снова повышается до 220 вольт.

Кроме того, с помощью полупроводниковых электрических переключателей и модулятора PWM можно получить почти идеальную синусоиду.

Распространенные схемы

Для преобразования напряжения одного уровня в другой используются импульсные преобразователи с установленным индуктивным накопителем энергии. Исходя из этого, выделяют три типа схем преобразования:

• Чтобы повернуть вспять.
• Повышение.
• Вниз.

Во всех вышеперечисленных схемах используются электрические компоненты:

1. Основная коммутационная составляющая.
2. Источник питания.
3. Конденсатор фильтра, который подключен параллельно нагрузочному резистору.
4. Индуктивный накопитель энергии (индуктивность, индуктор).
5. Диод для блока.

Комбинируя эти элементы в определенной последовательности, можно создать любую из вышеперечисленных схем.

Простой импульсный преобразователь

Самый простой преобразователь можно собрать из ненужных деталей от старого системного блока компьютера. Существенным недостатком этой схемы является то, что выходное напряжение 220 В далеко от идеала с точки зрения формы синусоиды и имеет частоту выше стандартных 50 Гц. К такому устройству не рекомендуется подключать чувствительные электронные устройства.

В этой схеме использовано интересное техническое решение. Для подключения к преобразователю оборудования с импульсными блоками питания (например, ноутбука) на выходе устройства используются выпрямители со сглаживающими конденсаторами. Единственный недостаток — адаптер будет работать только в том случае, если полярность выходного напряжения соответствует напряжению выпрямителя, встроенного в адаптер.

Для простых потребителей энергии подключение может производиться непосредственно к выходу трансформатора TR1. Рассмотрим основные составляющие этой схемы:

• Резистор R1 и конденсатор C2 — задают частоту преобразователя.
• ШИМ-контроллер TL494. Основа всей схемы.
• Силовые полевые транзисторы Q1 и Q2 используются для более высокого КПД. Ставится на алюминиевые радиаторы.
• Транзисторы IRFZ44 можно заменить на IRFZ46 или IRFZ48 с аналогичными характеристиками.
• Диоды D1 и D2 также можно заменить на FR107, FR207.

Если в схеме используется общий радиатор, необходимо установить транзисторы через изолирующие прокладки. По схеме выходная индуктивность намотана на ферритовом кольце от индуктивности, которая также снята с блока питания компьютера. Первичная обмотка состоит из проволоки диаметром 0,6 мм. Он должен иметь 10 витков с отводом от центра. На него намотана вторичная обмотка, состоящая из 80 витков. Выходной трансформатор тоже можно снять с ИБП без надобности.

Схема очень простая. При правильной сборке сразу же включается в работу, не требует точной настройки. Он сможет подавать на нагрузку ток до 2,5 А, но оптимальным режимом работы будет ток не более 1,5 А — а это более 300 Вт мощности.

ИНТЕРЕСНО: в одном магазине такой преобразователь стоит около 3-4 тысяч рублей.

Схема преобразователя с выходом переменного тока

Эта схема известна и радиолюбителям СССР. Однако это не делает его неэффективным. Напротив, он очень хорошо себя зарекомендовал, и его главное преимущество — получение стабильного переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Микросхема K561TM2, представляющая собой D-триггер двойного типа, действует как генератор. Этот элемент можно заменить на зарубежный аналог CD4013.

Сам преобразователь имеет два силовых плеча, построенных на биполярных транзисторах КТ827А. У них есть существенный недостаток по сравнению с новыми полевыми транзисторами: эти компоненты сильно нагреваются в открытом состоянии из-за высоких значений сопротивления. Преобразователь работает на низкой частоте, поэтому в трансформаторе используется мощный стальной сердечник.

В этой схеме используется старый сетевой трансформатор ТС-180. Как и другие инверторы, основанные на простых схемах ШИМ, он выдает существенно другую форму синусоидального напряжения. Однако этот недостаток немного сглаживается большой индуктивностью обмоток трансформатора и выходного конденсатора С7.

ВАЖНО: Трансформатор иногда может издавать заметный гул во время работы. Это указывает на проблему в цепи.

Как сделать инверторы (преобразователи) 12-220 в – ЯСтрой

Auto 9 сентября 2017

Инверторы на 12-220 вольт необходимы для питания оборудования, если домашняя сеть не может быть запитана.

Особенность устройства в том, что с его помощью можно преобразовывать постоянное напряжение 12 В в переменное напряжение 220 В.

Еще несколько десятилетий назад это казалось практически немыслимым, но сегодня, когда имеется огромная база элементов, сделать такой преобразователь не составит труда.

Мощность инвертора

вы можете использовать автомобильный инвертор 12-220 во время путешествий. Любая техника также будет работать в полевых условиях. Но максимально допустимая нагрузка небольшая — несколько сотен ватт. Более мощные устройства позволяют подключать нагрузку мощностью 2-3 кВт, но аккумулятор быстро разряжается. Типы нагрузок по току потребления:

1. Реактивная — энергия, полученная от источника питания, потребляется частично.
2. Активный: энергия расходуется по максимуму.

Если вы точно знаете, какую нагрузку подключите к инвертору 12-220 В, рассчитать максимальную мощность не составит труда. Допустим, вы собираетесь подключить к устройству нагрузку максимальной мощностью 300 Вт.

Мощность самого инвертора должна быть примерно на 25% больше — такого запаса вполне достаточно. Следовательно, для полного удовлетворения потребностей необходим инвертор мощностью 375 Вт. Но в продаже его не найдешь.

Следовательно, вам нужно выбрать устройство мощностью 400 Вт, наиболее близкое по стоимости.

Электрик в доме

Преобразователь напряжения 12/220 своими руками

В настоящее время выпускается множество преобразователей напряжения 12/220 В, рассчитанных на достаточно большие мощности. Но если вам нужен простой преобразователь напряжения 12/220 для дачи или гаража для освещения (телевизор, дрель, помпа), вы можете сделать это своими руками. Предлагаемая схема выгодно отличается от других аналогов наличием сигнализации разряда аккумулятора.

Это очень важно, если вы используете автомобильный аккумулятор для питания цепи. Хотя лучше все же взять другой аккумулятор или купить новый аккумулятор для машины и использовать старый для преобразователя. В схеме используется минимум деталей, но устройство хорошо справляется со своей функцией. Такие устройства, преобразующие постоянное напряжение в переменное, еще называют инверторами.

Схема преобразователя напряжения 12/220 В

На схеме обозначены:

• FU1 — предохранитель 10А.
• R1 — резистор МЛТ-0,5, 150 Ом.
• R2 — резистор переменный СП-1, 22 кОм.
• R3 — подстроечный резистор СП3-16, 1 МОм
• R4 — сопротивление МЛТ-0,125, 330 Ом.
• R5, R7, R8 — резисторы МЛТ-0,125, 2кОм.
• R6 — сопротивление МЛТ-0,125 1,5 кОм.
• VD1 — стабилитрон КС 191А.
• С1 — конденсатор К53-1, 50 мкФ х 50 В.
• С2, С3 — конденсаторы КМ-5, 0,1 мкФ.
• С4, С5 — конденсаторы КМ-5, 510 пФ.
• VT1 — транзистор однопереходный КТ 117А.
• VT2, VT3 — транзистор КТ 827А.
• L1 — светодиод AL307A.
• Микросхема DD1 — К561ТМ2.
• Т1 — трансформатор.

Описание работы схемы

Генератор, установленный на транзисторе VT1, генерирует колебания с частотой 100 Гц, частота регулируется подстроечным резистором R3. Триггер DD1.2 делит частоту пополам, и на выходах триггера 12 и 13, направленных противоположно по амплитуде, формируются импульсы с частотой 50 Гц. Импульсы попеременно открывают транзисторы VT2 и VT3, которые включены по схеме Схема двухтактного усилителя мощности. Нагрузкой транзисторов VT1, VT2 являются обмотки 1 и 2 повышающего трансформатора Т1, на вторичной обмотке 3 которого формируется переменное напряжение 220 В, 50 Гц.

Стабилизатор на VD1, R1 и сглаживающий конденсатор С1 служат для питания микросхемы и генератора и исключают влияние работы ключевых транзисторов VT1, VT2 на работу схемы, а конденсаторы С5, С4 сокращают время переходного процесса (помогите этим транзисторам переключаться быстрее). Триггер DD1 включает сигнальный светодиод L1, когда напряжение на батарее падает до заданного значения, которое устанавливается переменным резистором R2.

Наладка схемы

1. Отсоедините «+» от соединения обмоток 1 и 2.
2. Проверить частоту на базах транзисторов VT2 и VT3 с помощью осциллографа, при необходимости отрегулировать резистором R3 на 50 Гц.
3. Уменьшите напряжение блока питания до 10-11В. Получите постоянное свечение светодиода L1 с помощью переменного резистора R2.
4. Подсоедините «+» к точке соединения обмоток 1 и 2.
5. Проверить работу устройства от полностью заряженного аккумулятора.

Детали схемы

Транзисторы VT2, VT3 КТ 827 можно брать с любым буквенным индексом, но желательно с наибольшим базовым коэффициентом передачи тока.

Стабилитрон VD1 можно заменить любым другим с напряжением стабилизации 8-9В.

Трансформатор может быть выполнен на базе магнитопровода ПЛМ 27-40-58. Первичные обмотки 1 и 2 обмотать проводом ПБД-2 (ПСД-2) по 15 витков. Вторичную обмотку 3 намотать проводом ПЭВ-2, 0,64 мм — 704 витка.

Установите конденсатор С2 прямо на выводы микросхемы DD1.

При отсутствии необходимого номинала резисторов и конденсаторов, вы можете изготовить требуемый из нескольких частей, как описано в этой статье.

Параметры преобразователя 12/220

Этот преобразователь напряжения прошел испытания с нагрузкой 100Вт. Потребляемый ток преобразователя не более 10А, ток, потребляемый без нагрузки, не более 1А. Преобразователь выдерживает пусковые токи электронасоса, электродрелей. Максимальное падение выходного напряжения составляет 10 В.

Для питания оборудования, требующего синусоидального сигнала, на выходе можно установить конденсатор, сглаживающий ортогональность импульсов, его емкость необходимо подбирать для получения наилучшего результата, выбор можно начинать с емкости 1 мкФ. Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В.

Делаем инвертор сами

Таким образом, все же ясно, что лучше сделать инвертор на выход 220В 50Гц, хотя и выход переменного тока мы будем помнить. В первом случае для проверки частоты вам понадобится частотомер — нормы колебаний частоты питающей сети 48-53 Гц.Моторы переменного тока особенно чувствительны к ее отклонениям: при частоте питающей сети напряжение достигает пределов допуска, нагревается и «уходит» от номинальной скорости. Последнее очень опасно для холодильников и кондиционеров; они могут безвозвратно выйти из строя из-за разгерметизации. Но нам не нужно покупать, арендовать или выпрашивать одноразовый точный и многофункциональный электронный частотомер — нам не нужна его точность. Либо резонансный электромеханический частотомер (поз. 1 на рисунке), либо стрелка любой системы поз. 2:

Инструменты для контроля частоты электросети

Оба недорогие, продаются в Интернете и в крупных городах в специальных магазинах электротоваров. Старый измеритель резонансной частоты можно найти на рынке железа, и тот или иной, после настройки инвертора, очень подходит для контроля частоты сети в доме — счетчик не реагирует на их подключение к сети.

50 Гц от компьютера

В большинстве случаев от не особо мощных пользователей требуется блок питания 220 В 50 Гц, до 250-350 Вт. Так что основой преобразователя 12/220 В 50 Гц может стать ИБП от старого компьютера — если, очевидно, что кто-то валяется на помойке или кто-то дешево продает. Мощность, передаваемая на нагрузку, будет составлять прибл. 0,7 номинального значения ИБП. Например, если на корпусе написано «250 Вт», то можно безбоязненно подключать устройства до 150–170 Вт. Нужно больше — сначала нужно проверить нагрузку ламп накаливания. Выдержал 2 часа — такую ​​мощность способен обеспечить долгое время. Как сделать инвертор 12V DC / 220V AC 50Hz из компьютерного блока питания, смотрите в видео ниже.

Видео: простой преобразователь 12-220 из компьютерного БП

Ключи

Допустим, на компьютере нет ИБП или требуется больше энергии. Таким образом, становится важным выбор ключевых элементов: они должны коммутировать большие токи с минимальными коммутационными потерями, быть надежными и экономичными. В этом отношении биполярные транзисторы и тиристоры в этой области применения, безусловно, ушли в прошлое.

Вторая революция в инверторной индустрии связана с появлением мощных полевых транзисторов («полевых рабочих») так называемой вертикальной структуры. Однако перевернули всю технику электроснабжения маломощных устройств: найти трансформатор на железе в «быту» становится все труднее.

Лучшими мощными полевыми операторами для преобразователей напряжения являются изолированные затвор и индуцированный канал (MOSFET), например IFR3205, слева на рисунке.:

Силовые транзисторы для преобразователей напряжения

Из-за незначительной коммутируемой мощности КПД инвертора с выходом постоянного тока на таких транзисторах может достигать 0,95, а с выходом переменного тока 50 Гц — 0,85-0,87. Аналоги MOSFET со встроенным каналом, например IFRZ44 дают меньший КПД, но намного дешевле. Несколько из них позволяют довести мощность нагрузки до прибл. 600Вт; оба без проблем можно поставить параллельно (прямо на рисунке), что позволяет строить инверторы мощностью до 3 кВт.

Примечание. Потери мощности встроенных клавиш переключения каналов при работе с существенно реактивной нагрузкой (например, асинхронным электродвигателем) могут достигать 1,5 Вт на клавишу. Клавиши с наведенным каналом лишены этого недостатка.

TL494

Третий элемент, позволивший привести преобразователи напряжения в текущее состояние, — специализированная микросхема TL494 и ее аналоги. Все они представляют собой контроллеры с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), которые генерируют измененный синусоидальный сигнал на выходах. Выходы биполярные, что позволяет управлять парами ключей. Опорная частота преобразования задается RC-цепью, параметры которой можно изменять в широком диапазоне.

Когда хватит постоянки

Диапазон потребителей постоянного тока 220 В ограничен, но именно у них возникает необходимость в автономном электроснабжении не только в аварийных ситуациях. Например, при работе с электроинструментом на улице или в самом дальнем углу вашей местности. Или всегда присутствует, скажем так, к аварийному освещению подъезда дома, коридора, коридора, комнаты от солнечной батареи, подзаряжая аккумулятор в течение дня. Третий типичный случай — зарядка телефона на ходу от прикуривателя. Здесь требуется очень небольшая выходная мощность, так что инвертор можно сделать только с одним транзистором по схеме релаксационного генератора, см. После видеоролика.

Уже сейчас требуется больше мощности для питания 2-3 светодиодных лампочек. Эффективность блочных генераторов при попытке «сжать» его резко падает и приходится переключаться на схемы с отдельными элементами синхронизации или с полной внутренней индуктивной обратной связью, они самые дешевые и содержат наименьшее количество компонентов. В первом случае для переключения ключа используется ЭДС самоиндукции одной из обмоток трансформатора вместе со схемой синхронизации. Во втором случае повышающий трансформатор сам по себе является элементом регулирования частоты из-за своей собственной постоянной времени; его значение в основном определяется явлением самоиндукции. Поэтому оба инвертора иногда называют самоиндукционными преобразователями. Их КПД, как правило, не более 0,6-0,65, но, в первую очередь, схема проста и не требует наладок. Во-вторых, выходное напряжение имеет форму трапеции, а не меандр; «Требовательные» потребители «понимают» это как модифицированную синусоидальную волну. Недостатком является то, что полевые переключатели в таких преобразователях практически неприменимы, так как они часто выходят из строя из-за скачков напряжения на первичной обмотке во время переключения.

Пример схемы с внешними элементами синхронизации показан на поз. 1 фото.:

Схемы простых преобразователей напряжения 12-200 В

Неправильно подобранный магнитопровод трансформатора маломощного преобразователя напряжения

Автор проекта не смог выжать больше 11 Вт, но видимо перепутал феррит с карбонильным железом. В любом случае бронированный магнитопровод (чашка) на его фото (см. Фото справа) ни в коем случае не ферритовый. Он больше похож на старый бункер, время от времени окисляемый снаружи, см. Рис справа. Лучше всего наматывать трансформатор для этого инвертора на ферритовое кольцо с площадью поперечного сечения феррита 0,7-1,2 кв. См. Поэтому первичная обмотка должна содержать 7 витков медного провода диаметром 0,6-0,8 мм и вторичные витки 57-58 проволоки 0,3-0,32 мм. Это касается выпрямления с удвоением, см. Ниже. Для «чистого» 220 В — 230-235 витков провода 0,2-0,25. В этом случае при замене КТ814 на КТ818 этот инвертор обеспечит мощность до 25-30Вт, чего хватит на 3-4 светодиодные лампы. При замене КТ814 на КТ626 мощность нагрузки составит ок. 15Вт, но КПД увеличится. В обоих случаях ключевой радиатор составляет 50 кв. См.

В поз. 2 представлена ​​схема «допотопного» преобразователя 12-220 с отдельными обмотками обратной связи. Это не так уж и архаично. Во-первых, выходное напряжение под нагрузкой представляет собой округлую трапецию без выбросов. Это даже лучше, чем модифицированная синусоида. Во-вторых, этот преобразователь может быть изготовлен на мощность до 300-350 Вт и частоту 50 Гц без переделок в схеме, поэтому выпрямитель не нужен, достаточно поставить VT1 и VT2 на радиаторы 250 кВ, чтобы увидеть каждый. В-третьих, он защищает аккумулятор: в случае перегрузки частота преобразования уменьшается, выходная мощность уменьшается, а если он заряжается еще больше, генерация останавливается. То есть, чтобы избежать чрезмерного разряда аккумулятора, автоматизация не требуется.

Порядок расчета этого инвертора показан на развертке на рис.:

Ключевыми величинами, которые он содержит, являются частота преобразования и индукция работы в магнитной цепи. Частота преобразования выбирается в зависимости от материала сердечника и требуемой мощности:

Видмагнитная индукция / преобразование частоты

	До 50 Вт	50-100 Вт	100-200 Вт	200-350 Вт
«Силовой» утюг от силовых трансформаторов толщиной 0,35-0,6 мм	0,5 Т / (50-1000) Гц	0,55 Тл / (50-400) Гц	0,6 Т / (50-150) Гц	0,7 Тл / (50-60) Гц
Железный «звук» от выходных трансформаторов УМЗЧ толщиной 0,2-0,25 мм	0,4 Т / (1000-3000) Гц	0,35 Т / (1000-2000) Гц	—	—
«Сигнальное» железо от сигнальных трансформаторов толщиной 0,06-0,15 мм (не пермаллой!)	0,3 Т / (2000-8000) Гц	0,25 Т / (2000-5000) Гц	—	—
Феррит	0,15 Тл / (5-30) кГц	0,15 Тл / (5-30) кГц	0,15 Тл / (5-30) кГц	0,15 Тл / (5-30) кГц

Этот «всеядный» феррит объясняется тем, что его петля гистерезиса имеет прямоугольную форму, а индукция работы равна индукции насыщения. Уменьшение по сравнению с расчетными типичными значениями индукции в стальных магнитопроводах вызвано резким увеличением коммутационных потерь несинусоидальных токов с ее увеличением. Поэтому от сердечника силового трансформатора старого 270Вт телевизора «гроб» в этом преобразователе 50Гц не удастся снять более 100-120Вт.Но — рыбы и рака нет.

Примечание: если имеется стальная магнитная цепь с намеренно завышенным сечением, не выжимайте из нее энергию! Пусть индукция будет меньше лучше — повысится КПД преобразователя и улучшится форма выходного напряжения.

Выпрямление

выходное напряжение этих инверторов лучше выпрямлять по схеме с удвоением параллельного напряжения (пункт 3 на рисунке с диаграммами): компоненты будут стоить меньше, а потери мощности на несинусоидальном токе будут меньше в мосту. Конденсаторы необходимо брать «силовые», рассчитанные на большую реактивную мощность (с обозначением PE или W). Если поставить «звук» без этих букв, они могут просто взорваться.

50 гц? Это очень просто!

Простой инвертор на 50 Гц (поз. 4 на рисунке выше со схемами) представляет собой интересную конструкцию. Некоторые типы типичных силовых трансформаторов имеют собственную постоянную времени, близкую к 10 мс, например, полупериод 50 Гц. Корректируя это с помощью синхронизирующих резисторов, которые одновременно будут ограничителями основного управляющего тока, можно получить выходной сигнал • гладкая прямоугольная волна на частоте 50 Гц без сложных схем формирования. Трансформаторы ТП, ТПП, ВТ на 50-120Вт подходят, но не все. Может потребоваться изменить номиналы резисторов и / или подключить параллельно им конденсаторы на 1-22 нФ. Если частота преобразования еще далека от 50 Гц, разбирать и перематывать трансформатор бесполезно: заклеенный ферромагнитным клеем магнитопровод набухнет и параметры трансформатора резко ухудшатся.

Этот инвертор представляет собой преобразователь для загородного дома выходного дня. Он не сажает автомобильный аккумулятор по тем же причинам, что и предыдущий. Но этого будет достаточно, чтобы осветить дом с верандой светодиодными лампами и телевизором или вибронасосом в колодце. Частота преобразования регулируемого инвертора при переходе тока нагрузки от 0 до максимального не выходит за рамки технического стандарта для электрических сетей.

Обмотки исходного трансформатора разделены следующим образом. В типичных силовых трансформаторах имеется четное количество вторичных обмоток на 12 или 6 В. Две из них «осаждаются», а остальные припаяны параллельно группами по равному количеству обмоток в каждой. Также группы соединены последовательно так, чтобы получилось 2 полуобмотки по 12 В каждая, это будет обмотка низкого напряжения (первичная) со средней точкой. Из оставшихся обмоток низкого напряжения одна подключена последовательно с сетевой обмоткой 220В, это будет повышающая обмотка. Добавка нужна, потому что падение напряжения на ключах от биполярных композитных транзисторов вместе с его потерями в трансформаторе может достигать 2,5-3 В, а выходное напряжение будет заниженным. Дополнительная обмотка вернет его в норму.

DC от микросхемы

КПД описываемых преобразователей не превышает 0,8, а частота в зависимости от тока нагрузки заметно колеблется. Максимальная мощность нагрузки составляет менее 400 Вт, так что самое время вспомнить современные схемные решения.

Схема простого преобразователя 12 В DC / 220 В DC на 500-600 Вт представлена ​​на рис.:

Схема преобразователя 12-220В постоянного тока 1000Вт

Его основное предназначение — приводить в действие переносные электроинструменты. Такая нагрузка не требует качества подаваемого напряжения, поэтому ключи дешевле; Также подойдут IFRZ46, 48. Трансформатор намотан на феррите сечением 2-2,5 кв сердечник силового трансформатора от компьютерного ИБП подходит. Первичная обмотка — 2х5 витков пучка из 5-6 обмоточных проводов диаметром меди 0,7-0,8 мм (см. Ниже); вторичный — 80 витков одной нити. Регулировка не требуется, но контроля разряда АКБ нет, поэтому во время работы необходимо подключить мультиметр к его выводам и не забыть на него смотреть (то же самое касается всех других самодельных инверторов напряжения). Если напряжение упадет до 10,8 В (1,8 В на банку), остановитесь, выключите! Упало до 1,75 В на банку (10,5 В на всю батарею) — это уже сульфатирование!

Как мотать трансформатор на кольце

На качественные характеристики инвертора, в частности на его КПД, довольно сильно влияет паразитное поле его трансформатора. Основное решение для ее уменьшения известно уже давно: первичная обмотка, «накачивающая» магнитопровод энергией, размещается рядом с ней; вторичный над ним в порядке убывания мощности. Но технология — это такая вещь, что теоретические принципы в бетонных конструкциях иногда приходится переворачивать с ног на голову. Тогда один из законов Мерфи гласит: если железка не хочет работать так, как должна, попробуйте сделать в ней обратное. В полной мере это относится к высокочастотному трансформатору на ферритовом кольцевом магнитопроводе с обмотками из относительно толстой жесткой проволоки. Трансформатор преобразователя напряжения намотан на ферритовом кольце следующим образом:

• Магнитопровод изолируют и с помощью челнока обмотки на него наматывают вторичную тяговую обмотку, располагая витки максимально плотно, поз. 1 на рисунке.:

Намотка трансформатора преобразователя напряжения на ферритовое кольцо

• Плотно затяните «вторичку» изолентой поз. 2.
• Подготовьте 2 одинаковых жгута для первичной обмотки: оберните количество витков половины обмотки низкого напряжения тонким непригодным для использования проводом, снимите его, измерьте длину, отрежьте необходимое количество участков провода обмотки с запасом и соберите их в пучки.
• Кроме того, вторичная обмотка изолируется до получения относительно плоской поверхности.
• Оборачивают «первичку» одновременно 2-мя жгутами, позиционируя жгуты проводов скотчем и равномерно распределяя витки на сердечнике, поз. 3.
• Называются концы жгутов, и начало одной соединяется с концом другой, это будет середина обмотки.

Примечание: на схемах подключения начала обмоток, если это важно, обозначены точкой.

50 Гц сглаженные

Модифицированная ШИМ-контроллером синусоида — не единственный способ получить на выходе инвертора 50 Гц, подходящий для подключения любого бытового потребителя электроэнергии, да и то не помешало бы его «выровнять». Самый простой из них — старый добрый трансформатор на железной основе, он хорошо «бьет» за счет своей электрической инерции. Правда, найти магнитопровод мощностью более 500 Вт становится все сложнее. Такой разделительный трансформатор включается на низковольтном выходе инвертора, а нагрузка подключается к его повышающей обмотке. Кстати, по этой схеме построено большинство компьютерных ИБП, поэтому они вполне подходят для этой цели. Если наматывать трансформатор самостоятельно, он рассчитывается аналогично силовому, но с характерным следом:

• Первоначально определенное значение индукции работы делится на 1,1 и используется во всех дальнейших расчетах. Поэтому необходимо учитывать так называемый форм-фактор несинусоидального напряжения Kf; синусоида Kf = 1.
• Повышающая обмотка сначала рассчитывается как обмотка сетевой на 220 В для заданной мощности (или определяется параметрами магнитопровода и величиной рабочей индукции). Затем найденное число его оборотов умножается на 1,08 для мощностей до 150 Вт, на 1,05 для мощностей от 150 до 400 Вт и на 1,02 для мощностей от 400 до 1300 Вт.
• Половина обмотки низкого напряжения рассчитывается как вторичная для напряжения 14,5 В для двухполюсных ключей или ключей со встроенным каналом и 13,2 В для ключей с индуцированным каналом.

Примеры схемных решений преобразователей 12-200 В 50 Гц с разделительным трансформатором представлены на рис.:

Цепи преобразователя напряжения 12-220 В 50 Гц на 500-1000 Вт

Слева клавиши управляются задающим генератором на т.н. «Мягкий» мультивибратор уже создает меандр с обрушенными фронтами и гладкими трещинами, поэтому никаких дополнительных шлифовальных работ не требуется. Нестабильность частоты мягкого мультивибратора выше, чем у обычного, поэтому для его настройки необходим P-потенциометр. Ключи на КП904 из старой корзины или IRFZ44 позволяют увеличить ее до 350 Вт; одиночные на IRF3205 до 600Вт и спаренные на них до 1000Вт.

Инвертор 12–220 В, 50 Гц с задающим генератором на TL494 (справа на рисунке) постоянно поддерживает частоту во всех мыслимых и немыслимых рабочих условиях. Для более эффективного сглаживания псевдосинусоидальной волны используется так называемое явление индифферентного резонанса, при котором фазовые соотношения токов и напряжений в колебательном контуре становятся такими же, как в остром резонансе, но их амплитуды существенно не увеличиваются. Технически это решается просто: к повышающей обмотке подключается сглаживающий конденсатор, величина емкости которого выбирается исходя из наилучшей формы тока (а не напряжения!) Под нагрузкой. Для контроля формы тока в цепь нагрузки включается резистор 0,1-0,5 Ом на мощность 0,03-0,1 номинала, к которому подключается осциллограф с замкнутым входом. Возможность сглаживания не снижает КПД инвертора, но невозможно использовать компьютерные программы для моделирования НЧ-осциллографа для настройки, поскольку вход используемой в них звуковой карты не рассчитан на амплитуду 220×1,4 = 310 V! Ключи и возможности остались прежними. Случай.

Более совершенная схема преобразователя 12-200 В 50 Гц представлена ​​на рис.:

Схема улучшенного преобразователя 12-200В 50Гц

Используйте сложные составные ключи. Для улучшения качества выходного напряжения используется тот факт, что эмиттер планарно-эпитаксиальных биполярных транзисторов намного более легирован, чем база и коллектор. Когда TL494 обеспечивает замыкающий потенциал, например, на базе VT3, его коллекторный ток прервется, но из-за повторного поглощения объемного заряда эмиттера он замедлит блокировку T1 и скачки от самовоспроизводящейся ЭДС Tr он будет поглощен цепями L1 и R11C5; они еще больше «наклонят» фронт. Выходная мощность инвертора определяется общей мощностью Tr, но не более 600 Вт, так как в этой схеме невозможно использовать мощные связанные ключи: разброс амплитуды заряда затвора MOSFET-транзисторов весьма значителен, и переключение клавиш будет размытым, из-за чего форма выходного напряжения может даже ухудшиться.

Дроссель L1 состоит из 5-6 витков провода диаметром 2,4 мм из меди, намотанного на кусок ферритового стержня диаметром 8-10 м и длиной 30-40 мм с диаметром 3,5-4 мм подача. Магнитный контур индуктивности не должен замыкаться накоротко! Конфигурирование схемы — занятие довольно трудоемкое и требует большого опыта: необходимо выбирать L1, R11 и C5 по наилучшей форме выходного тока под нагрузкой, как и в предыдущем. Случай. Но Hi-Fi, питаемый от этого преобразователя, остается «высококачественным» для взыскательного уха.

Простой инвертор на транзисторах

Эта схема мало чем отличается от представленных выше. Основное отличие — использование генератора прямоугольных импульсов на биполярных транзисторах.

Основное преимущество этой схемы — способность преобразователя оставаться в рабочем состоянии даже при сильно заряженной батарее. При этом диапазон входного напряжения может составлять от 3,5 до 18 В. Но есть и недостатки у такого инвертора. Поскольку в схеме отсутствует выходной стабилизатор, возможны падения напряжения, например, при низком заряде аккумулятора. Поскольку эта схема тоже низкочастотная, для нее подбирается трансформатор, аналогичный установленному в инверторе на микросхеме К561ТМ2.

Усовершенствования схем инверторов

Вышеуказанные схемы не сопоставимы с заводскими изделиями. Они простые и мало функциональные. Для улучшения его характеристик можно использовать довольно простые переделки, повышающие производительность устройства.

ВНИМАНИЕ: Любая установка электрической и электронной системы выполняется при отключенном питании. Перед проверкой схемы прозвоните мультиметром все входы и выходы — это позволит избежать неприятных последствий.

Увеличение выходной мощности

Рассмотренные выше схемы построены на той же основе: первичная обмотка трансформатора подключена через ключевой компонент (выходной плечевой транзистор). Он подключается к входу источника питания на время, определяемое частотой и скважностью основного генератора. В этом случае генерируются импульсы магнитного поля, которые возбуждают во вторичной обмотке трансформатора импульсы синфазно с напряжением, равным напряжению в первичной обмотке, умноженному на отношение количества витков обмоток.

В результате через выходной транзистор протекает ток. Кроме того, он равен току нагрузки, умноженному на обратное отношение витков (коэффициент трансформации). Оказывается, максимальный ток, который транзистор может пройти сам по себе, определяет максимальную мощность преобразователя.

Для увеличения выходной мощности используются два метода:

• Установка более мощного транзистора.
• Использование параллельного соединения нескольких маломощных транзисторов в одном плече.

Для самодельного преобразователя предпочтительнее использовать второй способ, так как он позволяет устройству оставаться в рабочем состоянии в случае выхода из строя одного из транзисторов. Кроме того, эти транзисторы дешевле.

При отсутствии внутренней защиты от перегрузки этот метод значительно увеличивает живучесть преобразователя. Это также снижает общий нагрев внутренних компонентов при работе с той же нагрузкой.

Автоматическое отключение при разряде аккумулятора

У этих схем есть существенный недостаток. В них нет компонента, который может автоматически отключать привод в случае критического падения напряжения. Но решить эту проблему довольно просто. Достаточно установить в качестве выключателя обычное автомобильное реле.

Реле имеет собственное критическое напряжение, при котором его контакты замыкаются. Подбирая сопротивление резистора R1, которое будет примерно 10% от сопротивления обмотки реле, регулируется момент размыкания контактов. Этот вариант показан на схеме.

Этот вариант довольно примитивен. Для стабилизации работы преобразователь интегрирован с простой схемой управления, которая поддерживает порог отключения намного лучше и с большей точностью. Установка порога срабатывания в этом случае рассчитывается подбором резистора R3.

Схема и принцип работы инвертора 12 220

Большинство радиодеталей, использующих инверторы, используют в своей работе высокие частоты. Импульсный инвертор полностью заменяет классическую схему, в которой используются трансформаторы. Микросхема К561ТМ2 состоит из двух D-триггеров, имеющих вход R и S. Такая микросхема создана с учетом использования КМОП-технологий и заключена в пластиковый корпус.

Инверторные задающие генераторы монтируются с учетом K561TM2, с использованием устройства DD1 для работы. Триггер установлен на делителе частоты DD1.2. На каскады усилителя поступает сигнал от микросхем.

Генераторы с синусоидой для инвертора 12 220 В работают на высоких частотах. Вторичная обмотка с подключенными параллельно конденсаторами и нагрузками используется для формирования контура 50 Гц.При подключении любого устройства инверторы создают преобразовательное напряжение 220 В.

У схемы есть один существенный недостаток — несовершенная форма параметров на выходах.

Говоря о том, как работает инвертор 12 220, стоит отметить, что микросхема К561ТМ2 дублирует К564ТМ2. Вы можете увеличить мощность преобразователя, выбрав более мощный транзистор

важно учитывать тот факт, что на выводах установлены конденсаторы. У них есть напряжение 250 В