Простые преобразователи 12 220в. Простые преобразователи напряжения 12В в 220В: обзор схем и рекомендации по сборке

Как работают простые преобразователи напряжения 12В в 220В. Какие схемы можно собрать своими руками. Какие компоненты потребуются для сборки преобразователя. На что обратить внимание при сборке и настройке схемы.

Содержание

Принцип работы простых преобразователей напряжения 12В в 220В

Простые преобразователи напряжения 12В в 220В (инверторы) работают по следующему принципу:

Входное постоянное напряжение 12В преобразуется в переменное прямоугольное напряжение с помощью мультивибратора или ШИМ-контроллера.
Это переменное напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.
На вторичной обмотке трансформатора получается переменное напряжение 220В.
Выходное напряжение выпрямляется и фильтруется для получения постоянного напряжения 220В.

Ключевыми компонентами таких преобразователей являются:

Генератор прямоугольных импульсов (мультивибратор или ШИМ-контроллер)
Силовые ключи (транзисторы)
Повышающий трансформатор
Выпрямитель и фильтр выходного напряжения

Выбор компонентов для сборки преобразователя напряжения

При подборе компонентов для самостоятельной сборки преобразователя 12В в 220В следует обратить внимание на следующие моменты:

Силовые транзисторы

Это ключевой элемент схемы. От их параметров зависит выходная мощность преобразователя. Популярные модели:

IRFZ44 — до 300-400 Вт
IRF1010 — до 500-600 Вт
IRF1404 — до 800-1000 Вт

Важно обеспечить хороший теплоотвод для транзисторов с помощью радиатора.

Трансформатор

Можно использовать готовый трансформатор от компьютерного блока питания или намотать самостоятельно. Основные параметры:

Мощность — не менее расчетной выходной мощности преобразователя

Коэффициент трансформации — около 18-20
Частота преобразования — 20-50 кГц

Выпрямительные диоды

Для выходного выпрямителя подойдут быстрые диоды, например:

UF4007
FR107
MUR1560

Ток диодов должен быть не менее расчетного выходного тока преобразователя.

Преимущества и недостатки самодельных преобразователей напряжения

Самостоятельная сборка преобразователя 12В в 220В имеет свои плюсы и минусы:

Преимущества:

Низкая стоимость по сравнению с готовыми устройствами
Возможность подобрать параметры под свои нужды
Получение практических навыков в электронике
Простота ремонта в случае поломки

Недостатки:

Отсутствие сертификации и гарантии
Более низкое качество выходного напряжения
Возможные проблемы с электромагнитной совместимостью
Необходимость самостоятельной настройки

Применение простых преобразователей напряжения 12В в 220В

Самодельные преобразователи напряжения 12В в 220В можно применять в следующих случаях:

Питание бытовых приборов от автомобильного аккумулятора
Создание резервного источника питания для дома

Электроснабжение в походных условиях
Питание маломощных электроинструментов на стройплощадке
Экспериментальные и учебные цели

Важно помнить, что такие преобразователи не подходят для питания чувствительной электроники и устройств с электродвигателями из-за несинусоидальной формы выходного напряжения.

Меры безопасности при работе с преобразователями напряжения

При сборке и эксплуатации самодельных преобразователей напряжения 12В в 220В необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

Используйте качественную изоляцию для всех высоковольтных участков схемы.
Не прикасайтесь к схеме во время работы — на выходе присутствует опасное для жизни напряжение.
Обеспечьте надежное заземление корпуса устройства.
Не превышайте расчетную выходную мощность преобразователя.
Периодически проверяйте температуру компонентов во время работы.

При соблюдении этих рекомендаций самодельный преобразователь напряжения 12В в 220В может стать полезным и надежным устройством для различных применений.

Преобразователи переменного тока в постоянный

: характеристики, конструкция и применение

СтатьиСиловая электроника

Pragya ChauhanПоследнее обновление: 20 августа 2022 г.

0 32 795 3 минуты чтения

Содержание

Преобразователи переменного тока в постоянный

Преобразователи переменного тока в постоянный являются одним из наиболее важных элементов силовой электроники. Это связано с тем, что существует множество реальных приложений, основанных на этих преобразованиях. Электрические схемы, которые преобразуют входной переменный ток (AC) в выходной постоянный ток (DC), известны как преобразователи переменного тока в постоянный. Они используются в приложениях силовой электроники, где входная мощность представляет собой синусоидальное переменное напряжение с частотой 50 Гц или 60 Гц, которое требует преобразования мощности для выхода постоянного тока.

Процесс преобразования переменного тока в постоянный называется выпрямлением. Выпрямитель преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока на конце нагрузки. Точно так же трансформаторы обычно используются для регулировки источника переменного тока, чтобы снизить уровень напряжения, чтобы иметь лучший рабочий диапазон для источника постоянного тока.

Концепция переменного тока (AC) и постоянного тока (DC)

Переменный ток

В переменном токе ток меняет направление и течет вперед и назад. Ток, направление которого периодически меняется, называется переменным током (AC). Имеет ненулевую частоту. Производится генератором переменного тока, динамо-машиной и т. д.

Рис.: Простая цепь переменного тока

Постоянный ток

При постоянном токе ток не меняет свою величину и полярность. Если ток в проводнике всегда течет в одном и том же направлении, то такой ток называется постоянным. У него нулевая частота. Он производится элементами, аккумулятором, генератором постоянного тока и т. д.

Рис. Простая цепь постоянного тока

Простые шаги для преобразования переменного тока в постоянный

Теперь поговорим о преобразователе переменного тока в постоянный. Рассмотрим часто используемый преобразователь в цепи питания, преобразователь 230В переменного тока в 5В постоянного тока.

1. Понижение уровней напряжения

Иногда необходимо увеличить напряжение при передаче энергии на большие расстояния. Точно так же необходимо уменьшить напряжение для оборудования, потребляющего меньшую мощность. Повышающие трансформаторы используются для повышения уровней напряжения, а понижающие трансформаторы используются для понижения уровней напряжения.

Рассмотрим трансформатор с выходом 12 В. Электропитание 230 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока с помощью понижающего трансформатора. Среднеквадратичное значение и его пиковое значение могут быть заданы произведением квадратного корня из двух на среднеквадратичное значение и примерно равны 17 В, что является выходным сигналом понижающего трансформатора.

2. Цепь преобразователя переменного тока в постоянный

Выпрямитель преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока на стороне нагрузки. Существуют различные типы выпрямителей, такие как однополупериодные, двухполупериодные и мостовые выпрямители.

Полномостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов, соединенных в виде моста. Диод проводит только в одном направлении, то есть при прямом смещении. Он остается в выключенном состоянии в другом направлении, т.е. при обратном смещении.

В приведенной выше схеме во время положительного полупериода диоды D2 и D4 открыты. А во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 открыты. Таким образом, входная мощность переменного тока выпрямляется в выходную мощность постоянного тока. Но проблема в том, что выходная мощность постоянного тока состоит из импульсов и не является чистым постоянным током.

3. Получение чистой формы волны постоянного тока

Нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток. Для этого в большей части схемы используются конденсаторы. Конденсатор используется для хранения энергии, пока входное напряжение увеличивается от нуля до своего пикового значения. Энергия конденсатора может быть разряжена, пока входное напряжение уменьшается от пикового значения до нуля.

Таким образом, таким образом, мы можем преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток, используя этот процесс зарядки и разрядки конденсатора.

4. Регулировка фиксированного напряжения постоянного тока

Чтобы зафиксировать выходное напряжение на фиксированном желаемом уровне, мы, наконец, используем регулятор напряжения IC. ИС регуляторов напряжения постоянного тока имеет название 78XX. Последние две цифры XX представляют собой значение выходного напряжения. Например, чтобы ограничить выходное напряжение до 5 В, мы используем 7805 ИС регулятора напряжения. А чтобы ограничить напряжение до 9 В, мы используем ИС регулятора напряжения 7809 .

Применение

Преобразователи переменного тока в постоянный используются почти во всех электронных и электрических устройствах. Они используются в качестве цепей питания для бытовых приборов, таких как пылесосы, стиральные машины, холодильники, электрические рисоварки. В повседневной жизни полезные продукты, такие как компьютеры, телевизоры, зарядные устройства для сотовых телефонов и т. д. Преобразователи переменного тока в постоянный играют очень важную роль.

Большинство электронных датчиков и модулей работают только от источника постоянного тока, поэтому в них используются преобразователи переменного тока в постоянный. Они также используются в медицинском оборудовании, автоматизации производства, автоматизации зданий, системах управления технологическими процессами, вывесках и телекоммуникациях.

Другими областями применения преобразователей переменного тока в постоянный являются управление возобновляемыми источниками энергии, испытательное и измерительное оборудование, оборонные, аэрокосмические и транспортные системы.

Автомобильный преобразователь напряжения 12 Цепь 220В. Автоматическое отключение при низком заряде батареи

Преобразователь своими руками 12-220 Вольт (схема)

Мне понадобился повышающий преобразователь для некоторых целей с 12В до напряжения 220 вольт на выходе. Поискав по форуму, решил сделать компьютерный блок питания из запчастей. Сразу отмечу, что трансформатор лучше брать побольше — маленький может своеобразно моргать и обычно потребляет в обычном режиме около 20 ватт, а то и меньше. Радиаторы устанавливаются при нагрузке более 50 Вт, когда транзисторы нагреваются выше нормы.

Схема преобразователя:

Конструктивно плата устройства может быть смонтирована в любом корпусе, обеспечивающем защиту от контакта с человеком. Смотрите рисунок на фото.

Если питаем телевизор или лампочку, то выпрямитель можно вообще не использовать. Кстати, этот преобразователь запускает и компактную люминесцентную лампу КЛЛ — пробовал с лампой на 15 Вт. Все детали, кроме трансформатора, брались новыми. — поэтому особых проблем не было. В дальнейшем планируется изготовить еще два экземпляра с учетом выявленных особенностей подробно и схематично.

Небольшое описание схемы и ее работы от уважаемого форумчанина уха: Схема представляет собой двухтактный импульсный преобразователь, собранный на ШИМ-контроллере TL494 (и его аналогах), что делает ее достаточно простой. На выходе высокоэффективные выпрямительные диоды, удваивающие напряжение. Можно использовать и без диодов, получая переменное напряжение. Для ЭПРА постоянство напряжения и полярность включения значения не имеют, так как в схеме балласта на входе стоит диодный мост (хотя диоды там не такие «шустрые», как в нашем преобразователе).

В преобразователе 12 вольт на 220 используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор от блока питания (БП) компьютера, но в нашем преобразователе он, наоборот, станет повышающим. Понижающий трансформатор можно взять как от блоков питания АТ, так и от АТХ. Из практики трансформаторы отличаются только габаритами, а цоколевка идентична. Сдохший БП (или трансформатор от него) можно найти в любой мастерской по ремонту компьютеров.

C1 – 1 нанофарад, кодировка 102 на корпусе;
R1 — устанавливает ширину импульсов на выходе.
R2 (вместе с C1) задает рабочую частоту.

Уменьшаем сопротивление R1 — повышаем частоту. Увеличиваем емкость С1 — уменьшаем частоту. И наоборот.

Транзисторы

представляют собой полевые транзисторы MOSFET (металлооксид-полупроводник) высокой мощности, которые характеризуются более коротким временем отклика и более простыми схемами управления. IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N работают одинаково хорошо. Радиатор не нужен, так как непрерывная работа не вызывает заметного нагрева транзисторов. А если есть желание поставить его на радиатор, то, внимание, не закорачивайте через радиатор фланцы корпусов транзисторов! Используйте изолирующие прокладки и втулки от блока питания компьютера.

Впрочем, для первого запуска радиатор не помешает; по крайней мере транзисторы не сгорят сразу от перегрева при ошибках в разводке или коротком замыкании на выходе. Защиту цепи от перегрузки и переполюсовки можно реализовать через предохранитель и диод на входе.

у меня в качестве ключей применялись например популярное поле irf540n. На конференции обсуждается схема преобразователя и там можно задать вопросы возникающие при сборке. Сборка и тестирование: redmoon.

В наше время у каждого в хозяйстве или вообще в свободном доступе иногда есть несколько блоков питания от компьютера, которые не нужны, они просто лежат, пылятся и занимают ценное место. А может быть, они и вовсе сгорели, но это не беда, ведь из него нужно взять всего несколько элементов. Я как-то собирал плату такого преобразователя (). И решил сделать еще один еще раз, так как радиодетали были, а печатная плата уже была сделана когда-то лишней. Микросхему использовал новую — из магазина, но иногда именно они или подобные аналоги устанавливаются в сами блоки питания АТХ.

Малогабаритный трансформатор — от блока мощностью 250 Вт. Транзисторы решил взять с запасом — полевые 44Н, тоже абсолютно новые.

Нашел алюминиевый радиатор, вкрутил транзисторы через заглушки и подложки, хорошенько все промазав термопастой.

Схема преобразователя напряжения 12-220 завелась сразу, питание осуществлялось от аккумулятора 12 вольт емкостью 7 а/ч, на клеммах которого при свежем заряде было около 13 вольт. В качестве нагрузки (для такой мощности собирался примерно) — лампочка 60 ватт на 220 вольт, светит не в полную силу, но все равно хорошо.

Радиатор взял очень хорошо с запасом — толщина алюминий 2 мм, хорошо отводит тепло. Через полчаса работы под нагрузкой полевые транзисторы нагрелись только до 40 градусов! Ток потребления около 2,7 ампер от аккумулятора, работа стабильная без сбоев и перегрева, но трансформатор несколько маловат и греется (хотя выдерживает и ничего не сжигает), температура трансформатора около 5- 60 градусов при работе на той же нагрузке, думаю больше 80 ватт с такого преобразователя не вытянешь или придется ставить активное охлаждение в виде вентилятора, ибо транзисторы выдержат гораздо большие нагрузки и я больше чем уверен, что с таким радиатором хватит всех 200 ватт.

Схему преобразователя 12-220 легко повторить, при сборке точно по номиналу обе платы заработали сразу.

Видео испытаний преобразователя

На видео работы схемы хорошо видно ток, протекающий в цепи, и работу 60-ваттной лампы. Кстати, провода мультиметра Д832 при таком токе изрядно нагрелись за полчаса. Из доработок, если ставить трансформатор большего размера, то расширять печатку, иначе трансформатор большего размера не влезет, да и с маленьким все получается.

Для любителей миниатюризации это конечно хорошо, но на практике расстояние от трансформатора до транзисторов менее 1 см, и своим теплом они немного прогревают и без того теплый трансформатор, было бы неплохо возьмите ключи на пару сантиметров и проделайте в плате пару отверстий для вентиляции притока воздуха снизу вверх. Автор материала Redmoon.

Купить готовое устройство не будет проблемой — в автосалонах можно найти (преобразователи импульсного напряжения) различной мощности и цены.

Однако цена такого устройства средней мощности (300-500 Вт) составляет несколько тысяч рублей, а надежность многих китайских инверторов достаточно спорная. Изготовление простого преобразователя своими руками – это не только способ существенно сэкономить, но и возможность улучшить свои знания в области электроники. В случае выхода из строя ремонт самодельной схемы будет значительно проще.

Простой импульсный преобразователь

Схема этого устройства очень проста. , а большую часть деталей можно снять с ненужного блока питания компьютера. Конечно, у него есть и заметный недостаток — напряжение 220 вольт, получаемое на выходе трансформатора, имеет форму далеко не синусоидальную и имеет частоту намного выше принятых 50 Гц. Не подключайте к нему электродвигатели или чувствительную электронику напрямую.

Для того, чтобы к этому инвертору можно было подключить оборудование, содержащее импульсные блоки питания (например, блок питания ноутбука), было применено интересное решение — на выходе трансформатора установлен выпрямитель со сглаживающими конденсаторами. Правда, подключенный адаптер может работать только в одном положении розетки, когда полярность выходного напряжения совпадает с направлением встроенного в адаптер выпрямителя. Простые потребители типа лампы накаливания или паяльника можно подключать напрямую к выходу трансформатора ТР1.

Основой вышеописанной схемы является ШИМ-контроллер TL494, самый распространенный в подобных устройствах. Частота преобразователя задается резистором R1 и конденсатором С2, их номиналы можно взять несколько отличными от указанных без заметного изменения работы схемы.

Для большей эффективности схема преобразователя включает два плеча на мощных полевых транзисторах Q1 и Q2. Эти транзисторы необходимо разместить на алюминиевых радиаторах, если предполагается использовать общий радиатор, устанавливайте транзисторы через изолирующие прокладки. Вместо указанных на схеме IRFZ44 можно использовать близкие по параметрам IRFZ46 или IRFZ48.

Выходной дроссель намотан на ферритовом кольце от дросселя, также снятого с блока питания компьютера. Первичная обмотка намотана проводом диаметром 0,6 мм и имеет 10 витков с отводом от середины. Поверх него намотана вторичная обмотка, содержащая 80 витков. Также можно взять выходной трансформатор от сломанного источника бесперебойного питания.

Читайте также: Как выбрать стабилизатор напряжения 220В для дома?

Вместо высокочастотных диодов Д1 и Д2 можно взять диоды типов ФР107, ФР207.

Так как схема очень простая, то после включения, при правильном монтаже, она начнет работать сразу и не потребует никакой настройки. Он сможет отдавать в нагрузку ток до 2,5 А, но оптимальным режимом работы будет ток не более 1,5 А — а это более 300 Вт мощности.

Готовый инвертор такой мощности будет стоить около трех-четырех тысяч рублей .

Данная схема выполнена на отечественных комплектующих и достаточно старая, но от этого не становится менее эффективной. Основное его преимущество – это выход полноценного переменного тока с напряжением 220 вольт и частотой 50 Гц.

Здесь генератор колебаний выполнен на микросхеме К561ТМ2, представляющей собой сдвоенный D-триггер. Является полным аналогом зарубежной микросхемы CD4013 и может быть заменен на нее без изменения схемы.

Преобразователь также имеет два силовых плеча на биполярных транзисторах КТ827А. Главный их недостаток по сравнению с современными полевыми — большее сопротивление в открытом состоянии, из-за чего они имеют более сильный нагрев при той же коммутируемой мощности.

Поскольку инвертор работает на низкой частоте, трансформатор должен иметь мощный стальной сердечник . Автор схемы предлагает использовать распространенный советский сетевой трансформатор ТС-180.

Как и другие инверторы на простых схемах ШИМ, данный преобразователь имеет на выходе форму сигнала напряжения, сильно отличающуюся от синусоидальной, но это несколько сглаживается большой индуктивностью обмоток трансформатора и выходным конденсатором С7. Также из-за этого трансформатор при работе может издавать заметный гул — это не признак неисправности схемы.

Простой инвертор на транзисторах

Этот преобразователь работает по тому же принципу, что и схемы, перечисленные выше, но генератор прямоугольных импульсов (мультивибратор) в нем построен на биполярных транзисторах.

Особенность этой схемы в том, что она сохраняет работоспособность даже на сильно разряженной батарее: диапазон входного напряжения 3,5…18 вольт. Но, так как у него отсутствует какая-либо стабилизация выходного напряжения, то при разрядке аккумулятора пропорционально будет падать и напряжение на нагрузке.

Так как эта схема тоже низкочастотная, потребуется трансформатор аналогичный тому, что используется в инверторе на базе К561ТМ2.

Улучшения схемы инвертора

Представленные в статье устройства предельно просты и по ряду функций не могут сравниться с заводскими аналогами . Для улучшения их характеристик можно прибегнуть к простым переделкам, которые к тому же позволят лучше понять принципы работы импульсных преобразователей.

Читайте также: Обзор шкафов управления противопожарными клапанами

Увеличение выходной мощности

Все описанные устройства работают по одному принципу: через ключевой элемент (выходной транзистор плеча) подключается первичная обмотка трансформатора на вход мощности в течение времени, определяемого частотой и рабочим циклом задающего генератора. При этом формируются импульсы магнитного поля, возбуждающие синфазные импульсы во вторичной обмотке трансформатора с напряжением, равным напряжению в первичной обмотке, умноженному на отношение числа витков в обмотках.

Следовательно, ток, протекающий через выходной транзистор, равен току нагрузки, умноженному на обратную величину коэффициента трансформации (коэффициента трансформации). Именно максимальный ток, который транзистор может пропустить через себя, определяет максимальную мощность преобразователя.

Увеличить мощность инвертора можно двумя способами: либо использовать более мощный транзистор, либо использовать параллельное соединение нескольких менее мощных транзисторов в одном плече. Для самодельного преобразователя предпочтительнее второй способ, так как он позволяет не только использовать более дешевые детали, но и сохраняет работоспособность преобразователя при выходе из строя одного из транзисторов. При отсутствии встроенной защиты от перегрузок такое решение значительно повысит надежность самодельного устройства. Нагрев транзисторов также уменьшится при их работе на той же нагрузке.

На примере последней схемы это будет выглядеть так:

Автоматическое отключение при низком заряде батареи

Отсутствие в схеме преобразователя устройства, автоматически отключающего его при критическом падении напряжения питания, может серьезно подвести , если оставить такой инвертор подключенным к автомобильному аккумулятору. Дополнить самодельный инвертор автоматическим управлением будет крайне полезно.

Простейший автоматический выключатель нагрузки можно сделать из автомобильного реле:

Как известно, каждое реле имеет определенное напряжение, при котором его контакты замыкаются. Подбором сопротивления резистора R1 (оно будет составлять около 10% сопротивления обмотки реле) устанавливается момент, когда реле разомкнет контакты и перестанет подавать ток на инвертор.

ПРИМЕР : Возьмем реле с рабочим напряжением ( U р ) 9 вольт и сопротивлением обмотки ( R о ) 330 Ом. Чтобы он работал при напряжении выше 11 вольт ( U мин), последовательно с обмоткой необходимо включить резистор с сопротивлением R н, рассчитываемым из условия равенства Уп)/ Р н. В нашем случае потребуется резистор на 73 Ом, ближайшее стандартное значение 68 Ом.

Конечно, это устройство крайне примитивно и является скорее разминкой для ума. Для более стабильной работы его необходимо дополнить простой схемой управления, гораздо точнее поддерживающей порог отключения:

Принципиальная схема инвертора 12-220 на TL494

В данном инверторе используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор от компьютерного блока питания, но в нашем преобразователе он, наоборот, станет повышающим трансформатором. Этот трансформатор можно взять как от АТ, так и от АТХ. Обычно такие трансформаторы отличаются только габаритами, а цоколевка у них одинаковая. Сдохший блок питания (или трансформатор от него) можно поискать в любой мастерской по ремонту компьютеров.

Если такого трансформатора нет, можно попробовать намотать вручную (если хватит терпения). Вот трансформатор, который я использовал в своей версии:

Транзисторы необходимо ставить на радиатор, иначе они могут перегреться и выйти из строя.

Я использовал алюминиевый радиатор от полупроводникового советского телевизора. Этот радиатор не совсем подходил под размеры транзисторов, но другого выхода у меня не было.

Так же желательно заизолировать все высоковольтные выводы данного инвертора и собрать все лучше в корпусе, так как если этого не сделать может случайно произойти короткое замыкание или можно просто задеть высоковольтный вывод , что будет очень неприятно.

Будьте осторожны! На выходе схемы высокое напряжение и может очень сильно ударить.

Я использовал корпус от блока питания ноутбука. Он очень хорошо подошёл по размеру.

Ну и конечно инвертор в действии:

Всем удачи, Кирилл.

Автомобильный преобразователь напряжения иногда может быть невероятно полезен, но большинство товаров в магазинах либо грешат качеством, либо не устраивают своей мощностью, но стоят при этом недешево. Но ведь схема инвертора состоит из простейших деталей, поэтому предлагаем инструкцию по сборке преобразователя напряжения своими руками.

Корпус инвертора

Первое, на что следует обратить внимание, это потери на преобразование электроэнергии, возникающие в результате выделения тепла на переключателях цепи. В среднем это значение составляет 2-5% от номинальной мощности устройства, но этот показатель имеет тенденцию к росту из-за неправильного подбора или старения комплектующих.

Отвод тепла от полупроводниковых элементов имеет ключевое значение: транзисторы очень чувствительны к перегреву и это выражается в быстрой деградации последних и, возможно, полном их выходе из строя. По этой причине основой для корпуса должен быть теплоотвод — алюминиевый радиатор.

Из радиаторных профилей хорошо подойдет обычная «гребенка» шириной 80-120 мм и длиной около 300-400 мм. экраны полевых транзисторов крепятся к плоской части профиля шурупами — металлическими накладками на их задней поверхности. Но и с этим не все просто: между экранами всех транзисторов схемы не должно быть электрического контакта, поэтому радиатор и крепления изолируются слюдяными пленками и картонными шайбами, при этом с обеих сторон наносится термоинтерфейс. диэлектрическую прокладку металлосодержащей пастой.

Определяем нагрузку и закупаем комплектующие

Крайне важно понимать, почему инвертор — это не просто трансформатор напряжения, а также почему существует такой разнообразный перечень таких устройств. Прежде всего, помните, что, подключив трансформатор к источнику постоянного тока, вы ничего не получите на выходе: ток в аккумуляторе не меняет полярность, соответственно явление электромагнитной индукции в трансформаторе отсутствует как таковое.

Первая часть схемы инвертора представляет собой входной мультивибратор, который имитирует колебания сети для завершения преобразования. Собирается обычно на двух биполярных транзисторах, способных раскачивать силовые ключи (например, IRFZ44, IRF1010NPBF или более мощные — IRF1404ZPBF), для которых важнейшим параметром является максимально допустимый ток. Он может достигать нескольких сотен ампер, но в общем случае нужно просто умножить значение тока на напряжение аккумулятора, чтобы получить примерное количество ватт выходной мощности без учета потерь.

Простой преобразователь на основе мультивибратора и силовых полевых ключей IRFZ44

Частота мультивибратора непостоянна, вычислять и стабилизировать ее — пустая трата времени. Вместо этого ток на выходе трансформатора преобразуется обратно в постоянный с помощью диодного моста. Такой инвертор может подойти для питания чисто активных нагрузок — ламп накаливания или электронагревателей, печей.

На базе полученной базы можно собирать другие схемы, отличающиеся частотой и чистотой выходного сигнала. Подбор компонентов для высоковольтной части схемы произвести проще: токи здесь не такие большие, в некоторых случаях сборку выходного мультивибратора и фильтра можно заменить парой микросхем с соответствующей обвязкой . Конденсаторы для цепи нагрузки должны быть электролитическими, а для цепей с низким уровнем сигнала — слюдяными.

Вариант преобразователя с генератором частоты на микросхемах К561ТМ2 в первичной цепи

Также стоит отметить, что для повышения конечной мощности вовсе не обязательно приобретать более мощные и термостойкие компоненты первичного мультивибратора. Проблему можно решить, увеличив количество параллельно соединенных цепей преобразователя, но для каждой из них потребуется свой трансформатор.

Вариант с параллельным соединением цепей

Борьба за синусоиду — разбираем типовые схемы

Инверторы напряжения сегодня используются повсеместно, как автолюбителями, желающими использовать бытовую технику вдали от дома, так и жителями автономных жилищ, питающихся от солнечной энергии. И в целом можно сказать, что ширина спектра токоприемников, которые можно к нему подключить, напрямую зависит от сложности устройства преобразователя.

К сожалению, чистый «синус» присутствует только в основном блоке питания, добиться преобразования постоянного тока в него очень и очень сложно. Но в большинстве случаев этого не требуется. Для подключения электродвигателей (от дрели до кофемолки) достаточно пульсирующего тока частотой от 50 до 100 герц без сглаживания.

ЭСЛ, светодиодные лампы и всевозможные генераторы тока (блоки питания, зарядные устройства) более критичны к выбору частоты, так как схема их работы основана на частоте 50 Гц. В таких случаях во вторичный вибратор должны быть включены микросхемы, называемые генератором импульсов. Они могут напрямую переключать небольшую нагрузку или выступать в качестве «проводника» для ряда силовых ключей в выходной цепи инвертора.

Но даже такой хитрый план не сработает, если вы планируете использовать инвертор для стабильного питания сетей с массой разнородных потребителей, в том числе асинхронных электрических машин. Здесь очень важен чистый «синус», и реализовать это могут только преобразователи частоты с цифровым управлением сигналом.

Трансформер: подобрать или сделать самому

Для сборки инвертора нам не хватает только одного элемента схемы, выполняющего преобразование низкого напряжения в высокое. Можно использовать трансформаторы от блоков питания персональных компьютеров и старых ИБП, их обмотки как раз рассчитаны на преобразование 12/24-250 В и наоборот, осталось только правильно определиться с выводами.

И все же лучше намотать трансформатор своими руками, так как ферритовые кольца позволяют сделать это своими руками и с любыми параметрами. Феррит обладает отличной электромагнитной проводимостью, а значит, потери при трансформации будут минимальными, даже если провод намотан вручную и не туго. Кроме того, вы можете легко рассчитать необходимое количество витков и толщину проволоки с помощью доступных в сети калькуляторов.

Перед намоткой кольцо сердечника необходимо подготовить — надфилем снять острые края и плотно обмотать изолятором — стеклотканью, пропитанной эпоксидным клеем. Далее следует намотка первичной обмотки из толстого медного провода расчетного сечения. Набрав необходимое количество витков, их необходимо равномерно распределить по поверхности кольца с равным интервалом. Выводы обмотки соединены по схеме и изолированы термоусадкой.

Первичная обмотка обмотана двумя слоями лавсановой изоленты, затем намотана высоковольтная вторичная обмотка и еще один слой изоляции. Важный момент — мотать «вторичку» нужно в обратном направлении, иначе трансформатор работать не будет. Наконец, к одному из отводов необходимо припаять полупроводниковый термопредохранитель, ток и температура срабатывания которого определяются параметрами провода вторичной обмотки (корпус предохранителя должен быть плотно намотан на трансформатор). Сверху трансформатор обматывается двумя слоями виниловой изоляции без клеевой основы, торец фиксируется стяжкой или цианоакрилатным клеем.

Установка радиоэлементов

Осталось собрать устройство. Так как компонентов в схеме не так много, то возможно их размещение не на печатной плате, а путем поверхностного монтажа с креплением к радиатору, то есть к корпусу устройства. К штыревым ножкам припаиваем сплошной медный провод достаточно большого сечения, затем место соединения укрепляем 5-7 витками тонкого трансформаторного провода и небольшим количеством припоя ПОС-61. После остывания стыка его изолируют тонкой термоусадочной трубкой.

Цепи большой мощности со сложными вторичными цепями могут потребовать изготовления печатной платы, на краю которой в ряд размещены транзисторы для свободного крепления к радиатору. Для изготовления пломбы подойдет стеклотекстолит с толщиной фольги не менее 50 мкм, но если покрытие тоньше, армировать низковольтные цепи перемычками из медной проволоки.

Сделать печатную плату в домашних условиях сегодня несложно — программа Sprint-Layout позволяет рисовать трафареты-вырезки для схем любой сложности, в том числе и двухсторонних плат. Полученное изображение печатается лазерным принтером на высококачественной фотобумаге. Затем трафарет прикладывают к очищенной и обезжиренной меди, проглаживают утюгом, бумагу размывают водой.

Принцип работы простых преобразователей напряжения 12В в 220В

Популярные схемы простых преобразователей 12В в 220В

1. Преобразователь на микросхеме TL494

2. Преобразователь на транзисторном мультивибраторе

3. Преобразователь на микросхеме К561ТМ2