Простой инвертор 12-220 до 400 ватт, схема
Сегодня покажу процесс постройки компактного преобразователи напряжением 12 на 220 вольт со стабилизацией выходного напряжения. Сразу скажу, что этот преобразователи выдаёт на выходе постоянное напряжение к нему можно подключать всё кроме устройств содержащих в своем составе сетевые железные трансформаторы или двигатель переменного тока.
Наш преобразователь может обеспечить выходную мощность в 120 ватт, хотя при желании с некоторыми изменениями можно получить и до 400 ватт об этом расскажу походу.
Из недостатков; отсутствует защита от коротких замыканий, поэтому по входу и по выходу стоит добавить предохранителей. Возможно в дальнейшем доработаю схему и присобачу сюда электронную защиту.
Ноутбуки, телевизоры и прочие устройства смело можно подключать и даже компьютер, если слегка увеличить мощность преобразователя, фишка имена в стабильно выходном напряжении. Тут имеется обратная связь и микросхема шим следит за напряжением.
Теперь о конструкции;
Это повышающий двухтактный DС-DС преобразователь, основой служит шим контроллер SG3525, в отличие от старой доброй TL494 эта микросхема имеет мощный выход и способна управлять полевыми транзисторами с большой ёмкостью затвора без дополнительного драйвера.
Выходы микросхемы нагружены затворами полевых ключей,
ключи в свою очередь управляют импульсным трансформатором, обратная связь то напряжение организовано на паре стабилитронов и оптроне, стабилитроны задают нужное значение выходного напряжения,
в этом варианте 2 стабилитрона подключены последовательно.
Желательно использовать стабилитроны с одинаковым напряжением стабилизации,например 2 по 110 вольт.
Оптопара — любая в моём случае выдрана из компьютерного блока питания,
на корпусе подобных оптронов имеется ключ в виде точки, он также нарисован на печатной плате чтобы начинающие не перепутали подключения.
Полевые транзисторы в этом образце стоять IFRZ44, хотя можно и более мощные. Ключи устанавливаются на общий радиатор, притом их нужно изолировать от радиатора с помощью слюдяных прокладок.
Рабочая частота микросхема шим с таким раскладом составляет от 47 до 50 кГц в зависимости от погрешности компонентов. На плате предусмотрен контроль, то есть схема запустится при подачи слаботочного плюса на схему контроллера или же добавлением маломощного выключателя.
Это сделано для того, чтобы вам не пришлось каждый раз отключать силовые провода от аккумулятора, в бесперебойниках довольно пригодная функция.
Так же имеется индикаторный светодиод и функция защиты от обратной полярности, организована эта функция на базе обыкновенного диода, который попросту запирается в случае если вы перепутайте полярность питания.
Трансформатор… — его намоточные данные;
В этом варианте использован сердечник от компьютерного блока питания с реальной габаритной мощностью не более 130 ватт.
Первичная обмотка намотана жгутом из 4 проводов по 0.6 миллиметров, в каждом плече пять веков.
Затем обмотки сфазированы следующим образом для образования средней точки.
Поверх поставил изоляцию из термостойкого скотча.
Вторичная обмотка намотана проводом 0,5 миллиметров содержит 105 витков, через каждые 30 витков также поставил изоляцию.
В выходной части использован двухполупериодный выпрямитель на базе импульсных диодов FR107, подойдут любые импульсные или быстродействующие диоды с током не менее 1 Ампера и с обратным напряжением не менее 400 вольт.
Правильно собранный инвертор почти что не нуждаются в настройке, перед сборкой нужно проверить все компоненты на работоспособность.
До пайки трансформатора стоит проверить наличие импульсов на затворах полевых ключей, лишь после этого подключается импульсный трансформатор.
Ток холостого хода всего в 50-60 ма, это очень хорошо даже для такого маленького инвертора. Всё это благодаря обратной связи и шин управления.
Минимальное напряжение питания 8-9 вольт, следовательно такой инвертор может сильно разрядить ваш АКБ, поэтому советую отслеживать напряжение на последнем или дополнить схему простой функцией защиты от пониженного напряжения.
Для увеличения выходной мощности полевики нужно заменить на более мощные, скажем на IRF3205, добавить вторую пару, заменить силовой трансформатор, также выходной выпрямитель, электролитический конденсатор и естественно предохранитель. В итоге схема будет выглядеть следующим образом.
ПРОСТЕЙШИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Всё, надоело менять батарейки в мультиметрах! Давно хотел собрать преобразователь от пальчиковой батарейки, но потом подумал, что и их придется менять. Захотелось питать преобразователь от аккумуляторов. Это бОльшая емкость, по сравнению со стандартными кронами, да и затрат поменьше.
Схема инвертора для батарейки тестера
Нашел в сети схему, собрал устройство. Впечатлило. Без нагрузки потребляет около 0.2 мА, а КПД доходит, как там было написано, до 94%. Пробовал запитывать устройство от 1.5 В — напряжение на выходе не понравилось, а перематывать трансформатор лень. Поэтому взял аккумулятор от мобильника, он плоский, емкость для мультиметра хорошая, да и форма тоже.
Конденсаторы на 1000 мкФ не ставил, поставил параллельно керамику и пленку на 120 нФ. На работу они не сильно повлияли. Транзистор взял старый советский. Здесь надо ставить германиевые транзисторы, тогда минимальное напряжение питания снизится. В источнике написано, что работа начинается с 0.4 вольт и продолжается аж до 0.2 Вольт. Это получается можно питать устройство даже от маленькой солнечной батарейки, картошки, лимона и прочего.
В параллель выходу поставил стабилитрон на 10 В — с целью защиты мультиметра от всплесков питания. Трансформатор мотал на ферритовом колечке. Моточные данные: 10 витков 0.5 мм и 50 витков 0.1 мм проводом — старался витком к витку, а получилось как всегда. Если преобразователь не заработает — меняем местами выводы вторички, что я и сделал после первого запуска, хоть схема и выдавала напряжение чуть больше входного.
Конденсатор С1, на 80 нФ, можно менять от 1 до 100 нФ, он влияет на выходное напряжение, соответственно и на КПД.
Видео работы преобразователя
Понятно, что этот простейший преобразователь напряжения можно использовать не только для получения 9 вольт на выходе, и не только для запитывания мультиметра — область его применения очень широкая, в том числе и для светодиодных фонариков. Автор конструкции BFG5000.
Форум по обсуждению материала ПРОСТЕЙШИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Источник постоянного тока (CC) из понижающего регулятора напряжения (CV). Доработка готового модуля.
Предусилитель со стерео темброблоком для усилителя мощности, собранный на ОУ 4558.
Усилитель мощности звука на транзисторах, из радиоконструктора DJ200. Проверка работы схемы.
Радиоэлектроника и схемотехника для начинающих — первые шаги в радиоделе или с чего начать будущему радиолюбителю.
Преобразователь напряжения 12 на 220 и 220 на 12 вольт своими руками
Автомобильный инвертор напряжения порой бывает невероятно полезен, но большинство изделий в магазинах либо грешат качеством, либо по мощности не устраивают, а стоят при этом недёшево. Но ведь схема инвертора состоит из простейших деталей, потому мы предлагаем инструкцию по сборке преобразователя напряжения своими руками.
Корпус для инвертора
Первое, что нужно учесть — потери преобразования электричества, выделяющиеся в виде тепла на ключах схемы. В среднем эта величина составляет 2–5% от номинальной мощности устройства, но показатель этот имеет свойство расти из-за неправильного подбора или старения комплектующих.
Отвод тепла от полупроводниковых элементов имеет ключевое значение: транзисторы очень чувствительны к перегреву и выражается это в быстрой деградации последних и, вероятно, их полному отказу. По этой причине основанием для корпуса должен служить теплоотвод — алюминиевый радиатор.
Из радиаторных профилей хорошо подойдёт обычная «расчёска» шириной 80–120 мм и длиной около 300–400 мм. к плоской части профиля винтами крепятся экраны полевых транзисторов — металлические пятачки на их задней поверхности. Но и с этим не всё просто: электрического контакта между экранами всех транзисторов схемы быть не должно, поэтому радиатор и крепления изолируются слюдяными плёнками и картонными шайбами, при этом по обе стороны диэлектрической прокладки металлсодержащей пастой наносится термоинтерфейс .
Определяем нагрузку и закупаем компоненты
Крайне важно понимать, почему инвертор — это не просто трансформатор напряжения, а также почему существует столь разнообразный перечень подобных устройств. Прежде всего помните, что подключив трансформатор к источнику постоянного тока, вы ничего не получите на выходе: ток в АКБ не меняет полярности, соответственно, явление электромагнитной индукции в трансформаторе отсутствует как таковое.
Первая часть схемы инвертора — входной мультивибратор, имитирующий колебания сети для совершения трансформации. Собирается он обычно на двух биполярных транзисторах, способных раскачать силовые ключи (например, IRFZ44, IRF1010NPBF или мощнее — IRF1404ZPBF), для которых важнейший параметр — предельно допустимый ток. Он может достигать нескольких сотен ампер, но в целом вам достаточно умножить значение тока на вольтаж аккумуляторной батареи, чтобы получить ориентировочное количество ватт выходной мощности без учёта потерь.
Простой преобразователь на основе мультивибратора и силовых полевых ключей IRFZ44
Частота работы мультивибратора непостоянна, рассчитывать и стабилизировать её — пустая трата времени. Вместо этого ток на выходе трансформатора снова превращается в постоянный с помощью диодного моста. Такой инвертор может быть пригоден для питания чисто активных нагрузок — ламп накаливания или электрических нагревателей, печек.
На основе полученной базы можно собирать и другие схемы, отличающиеся частотой и чистотой выходного сигнала. Подбор компонентов для высоковольтной части схемы сделать проще: токи здесь не такие высокие, в ряде случаев сборку выходного мультивибратора и фильтра можно заменить парой микросхем с соответствующей обвязкой. Конденсаторы для нагрузочной сети следует использовать электролитические, а для цепей с низким уровнем сигнала — слюдяные.
Вариант преобразователя с генератором частоты на микросхемах К561ТМ2 в первичном контуре
Стоит также заметить, что для увеличения итоговой мощности вовсе не обязательно закупать более мощные и стойкие к нагреву компоненты первичного мультивибратора. Задачу можно решить увеличением числа преобразовательных контуров, включенных параллельно, но для каждого из них потребуется собственный трансформатор.
Вариант с пареллельным подключением контуров
Борьба за синусоиду — разбираем типовые схемы
Инверторы напряжения сегодня используются повсеместно как автолюбителями, желающими пользоваться бытовой техникой вдалеке от дома, так и обитателями автономных жилищ, питающихся солнечной энергией. И в целом можно сказать, что от сложности устройства преобразователя напрямую зависит ширина спектра токоприёмников, которые можно к нему подключить.
К сожалению, чистый «синус» присутствует только в магистральной электросети, добиться преобразования постоянного тока в него очень и очень сложно. Но в большинстве случаев этого и не требуется. Чтобы подключать электрические двигатели (от дрели до кофемолки), достаточно пульсирующего тока с частотой от 50 до 100 герц без сглаживания.
ЭСЛ, светодиодные лампы и всевозможные генераторы тока (блоки питания, зарядные устройства)более критичны к выбору частоты, поскольку именно на 50 Гц основана схема их работы. В таких случаях следует включать во вторичный вибратор микросхемы, зовущиеся генератором импульсов. Они могут коммутировать небольшую нагрузку непосредственно, либо исполнять роль «дирижёра» для серии силовых ключей выходной цепи инвертора.
Но даже такой хитрый план не сработает, если вы планируете использовать инвертор для стабильного питания сетей с массой разнородных потребителей, включая асинхронные электрические машины. Здесь чистый «синус» очень важен и реализовать такое под силу лишь преобразователям частоты с цифровым управлением сигналом.
Трансформатор: подберём или сами
Для сборки инвертора нам не хватает всего одного элемента схемы, выполняющего трансформацию низкого напряжения в высокое. Вы можете использовать трансформаторы из блоков питания персональных компьютеров и старых ИБП, их обмотки как раз рассчитаны на трансформацию 12/24–250 В и обратно, остаётся лишь правильно определить выводы.
И всё же лучше намотать трансформатор своими руками, благо что ферритовые кольца дают возможность сделать это самому и с любыми параметрами. Феррит обладает отличной электромагнитной проводимостью, а значит, потери при трансформации будут минимальными даже если провод намотан вручную и не плотно. К тому же вы легко рассчитаете необходимое количество витков и толщину провода по имеющимся в сети калькуляторам.
Перед намоткой кольцо сердечника нужно подготовить — снять надфилем острые кромки и плотно обмотать изолятором — стеклотканью, пропитанной эпоксидным клеем. Далее следует намотка первичной обмотки из толстого медного провода расчётного сечения. После набора нужного количества витков их необходимо равномерно распределить по поверхности кольца с равным интервалом. Выводы обмотки соединяются согласно схеме и изолируются термоусадкой.
Первичная обмотка покрывается двумя слоями лавсановой изоленты, затем наматывается высоковольтная вторичная обмотка и ещё один слой изоляции. Важный момент — мотать «вторичку» нужно в обратном направлении, иначе трансформатор работать не будет. В завершение к одному из отводов нужно припаять в разрыв полупроводниковый термопредохранитель, ток и температура срабатывания которого определяются параметрами провода вторичной обмотки (корпус предохранителя нужно плотно примотать к трансформатору). Сверху трансформатор обматывается двумя слоями виниловой изоляции без клейкой основы, конец закрепляется стяжкой или цианакрилатным клеем.
Монтаж радиоэлементов
Осталось собрать устройство. Поскольку компонентов в схеме не так много, можно размещать их не на печатной плате, а навесным монтажом с креплением к радиатору, то есть к корпусу устройства. К штыревым ножкам подпаиваемся моножильным медным проводом достаточно большого сечения, затем место соединения укрепляется 5–7 витками тонкой трансформаторной проволоки и небольшим количеством припоя ПОС-61. После остывания соединения оно изолируется тонкой термоусадочной трубкой.
Схемы высокой мощности и со сложным вторичным контуром могут потребовать изготовления печатной платы, на краю которой в ряд размещены транзисторы для свободного крепления к теплоотводу. Для изготовления печатки пригоден стеклотекстолит с толщиной фольги не менее 50 мкм, если же покрытие более тонкое — усиливайте цепи низкого напряжения перемычками из медного провода.
Изготовить печатную плату в домашних условиях сегодня просто — программа Sprint-Layout позволяет рисовать обтравочные трафареты для схем любой сложности, в том числе и для двухсторонних плат. Полученное изображение распечатывается лазерным принтером на качественной фотобумаге. Затем трафарет прикладывается к очищенной и обезжиренной меди, проглаживается утюгом, бумага размывается водой. Технология получила название «лазерно-утюжной» (ЛУТ) и описана в сети достаточно подробно.
Вытравливать остатки меди можно хлорным железом, электролитом или даже поваренной солью, способов предостаточно. После вытравливания припекшийся тонер нужно смыть, просверлить монтажные отверстия сверлом в 1 мм и пройтись по всем дорожкам паяльником (под флюсом), чтобы залудить медь контактных площадок и улучшить проводимость каналов.
