Принцип работы инвертора 12 220в – Инвертор (электротехника) — Википедия

Содержание

Инвертор 12 220 повышенной мощности своими руками

В наше время у каждого в хозяйстве или вообще в легком доступе имеется порой по нескольку блоков питания от компьютера которые и не нужны, просто лежат, пылятся и занимают ценное место. А может они вообще сгоревшие, но это не важно, ведь из него надо взять всего некоторые элементы. Собирал как-то плату такого преобразователя (). И решил снова сделать еще одну, так как радиодетали были, и плата печатная уже была изготовлена когда-то лишняя. Микросхему применял новую - из магазина, но иногда именно их или подобные аналоги ставят в самих блоках питания ATX.

Трансформатор малого размера - с блока в 250 ватт. Транзисторы решил взять с запасом - 44N полевые, так же совершенно новые.



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



Схема преобразователя напряжения 12-220 завелась сразу, питание подавалось от аккумулятора 12 вольт 7 а/ч емкостью, на клеммах которого при свежей зарядке было порядка 13 вольт. В качестве нагрузки (под такую мощность и собиралось примерно) - лампочка 60 ватт на 220 вольт, светится не во весь накал, но все же хорошо.



Радиатор взял очень таки с запасом – толщина 2 мм алюминиевый, тепло отводит хорошо. После получаса работы под нагрузкой полевые транзисторы нагрелись только до 40 градусов! Токопотребление примерно 2.7 ампер от аккумулятора, работа стабильная без срывов и перегревов, а вот трансформатор несколько маловат и греется (правда выдерживает и не сгорает ничего) температура трансформатора порядка 5-60 градусов при работе на такую же нагрузку, думаю больше 80 ватт не вытянуть с такого преобразователя или придется ставить активное охлаждение ввиде вентилятора, ведь транзисторы выдержат куда большие нагрузки и больше чем уверен, что с таким радиатором протянут все 200 ватт.



Схема преобразователя 12-220 проста в повторении, при сборке точно в номинал, обе платы заработали сразу же.

Видео испытаний преобразователя


Видео работы схемы наглядно показывает ток протекающий в цепи, и работу лампы на 60 ватт. Кстати, провода у мультиметра D832 при таком токе за пол часа изрядно подогрелись. Из доработок, если будете ставить больший трансформатор, то расширьте печатку, иначе не влезет по размерам больший трансформатор, и даже с маленьким все получается .



Для любителей миниатюризации конечно это хорошо, но расстояние от трансформатора до транзисторов получается на практике меньше 1 см, и они своим теплом чуть подогревают и без того теплый трансформатор, хорошо бы ещё на пару сантиметров отнести ключи и в плате парочку отверстий сделать, для вентиляции проточным потоком воздуха снизу вверх. Автор материала - Redmoon.

Этот самодельный миниатюрный инвертор 12-220 вольт, который легко спрятать в патроне лампочки, использовался автором (Ака Касьян) для розыгрыша, в котором демонстрировался «генератор свободной электроэнергии».

Для начала само видео с фокусом.

Использовалась сетевая лампочка на 40 ватт.

Эта лампочка на самом деле не простая, удалось в маленькое пространство запихнуть самый настоящий повышающий инвертор напряжения 12-220 вольт, способный питать эту лампочку в полный накал.

Видно 2 полевых транзистора. Это достаточно мощные 20-амперные полевые транзисторы, снятые от инвертора. Конденсатор с первичной обмоткой силового трансформатора образуют колебательный контур. На плюсе питания дроссель, намотанный на колечки от энергосберегающей лампочки. Также видны два базовых ограничительных резистора на 240 ом и два ультрабыстрых диода.

Дроссель один 7 витков сдвоенным проводом 0,8 миллиметров на колечке от эконом лампы. Сердечник от китайского электронного трансформатора 80 ватт, первичная обмотка 2 по 6 витков, провод четырехжильный по 0,8, вторичная обмотка 0,3 миллиметра 130-150 витков.

Схема и сборка преобразователя 12 на 220 вольт.

Рассмотрим схему инвертора постоянного тока 12 вольт в 220 переменного тока, которая была названа Энигма. Видим на дисплее три разные схемы. То есть это основные узлы которые имелись в конструкции. Первая в нижней части, — это аккумулятор, то есть то, что имелось в зарядном устройстве. Это две последовательно соединенные литий-ионные аккумуляторы и линейный стабилизатор типа 7805, который был нужен для зарядки мобильного телефона. Он был установлен на небольшой теплоотвод. Плюсовой и минусовой отводы от аккумулятора напрямую шли к вилке. Выход со стабилизатора шел к разъему USB. При подключении в удлинитель был постоянный ток 12 вольт от аккумулятора.

Сверху с левой части имеется схема, которая была встроена в ЛДС. Это простой двухтактный повышающий преобразователь напряжения, собранный на основе простого мультивибратора. Транзисторы irf 630.

От плюса последовательно был соединен также 2 ваттный резистор на 10 ом, чтобы транзисторы чрезмерно не нагревались.

Два затворных, ограничительных резистора на R1, R2 на 1 кОм. Высоковольтный трансформатор трансформатор от подсветки ЖК мониторов. На выходе у них образуется напряжение около 3 киловольт. При прямой подаче на ЛДС, то есть в колбу, лампа засвечивается. Можно полностью засветить с помощью этой небольшой схемы.

Третья схема — это то, что находилось в цоколе . Имеется вход питания — плюс. Плюс идет к средней точке трансформатора. Минус, земля общая идет к транзисторам. Плюс через небольшую индуктивность L1 подается на среднюю точку трансформатора. Он рассчитан для двухтактного инвертора.

Инвертор построен по принципу резонансного преобразователя. В силовую цепь параллельно подключен конденсатор на 1 микрофарад. Желательно использовать пленочные полипропиленовые конденсаторы на 160, 250, либо 400 вольт. Конденсатор и первичная обмотка трансформатора образуют колебательный контур.

Транзисторы применены типа 20n60, очень советуется использовать высоковольтные транзисторы с напряжением выше 100 Вольт. Ток чем выше, тем лучше. Это полевой n-канальные транзисторы.

Масса общая, то есть идет к транзисторам. Дальше два диода d1 и d2 Ultra Fast, например UF 4001 с током 1 ампер с обратным напряжением в 1 киловольт. Точно также 2 затворных резистора R3, R4 номиналом 1 килоом. Мощность всех указанных резисторов 0,25 ватт. Желательно взять их поменьше.

Трансформатор намотан на колечко от монитора. Первичная обмотка состоит из двух по семь. Вторичная обмотка 140-150 витков. Диаметр провода первичной обмотки 0,5 миллиметра параллельно в 5 жил. Вторичная обмотка была намотана одиночным проводом диаметром 0,3 миллиметра.

Готовый инвертор в наладке не нуждается. Трансформатор может быть намотан на другом сердечнике. Можно рассчитать трансформатор. Можно использовать также броневые чашки и др.

Несмотря на простоту схемы, мощность может доходить до 500 Ватт с соответствующим трансформатором, конденсатором и тран

stroyew.ru

Для чего нужен автомобильный инвертор? / Статьи и обзоры

22.05.2013

Современная жизнь такова, что в салоне автомобиля человек зачастую проводит времени больше, чем в собственной квартире. Но даже в автомобиле, приспособленном для длительных поездок, бывает некомфортно путешествовать хотя бы вследствие отсутствия элементарных бытовых приборов. Их невозможно взять с собой в дорогу из-за того, что нет электросети. Правда, часть устройств все же имеет возможность питания или подзарядки своей аккумуляторной батареи от автомобильного прикуривателя. Однако далеко не все устройства могут питаться непосредственно от автомобильной сети. А если Вы захотите взять с собой в дорогу телевизор, ноутбук, электрочайник или обычный домашний компьютер?

В этом случае настоящей палочкой-выручалочкой для автомобилиста станет особый прибор – инвертор или преобразователь напряжения. Инверторы, служащие для преобразования постоянного тока в переменный, сегодня применяются в самых разных областях жизнедеятельности. Но, конечно, наибольшей популярностью инверторы пользуются у владельцев грузовых и легковых автомобилей.  

Принцип работы и виды автомобильных инверторов

Преобразователь напряжения или инвертор – это устройство, предназначенное для преобразования входного постоянного напряжения 12Вв переменное напряжение 220В с частотой 50 Герц на выходе. То есть автомобильный инвертор вырабатывает переменный ток, благодаря чему к нему можно подключать самые разнообразные электроприборы, инструменты, портативные устройства и компьютеры, работающие от бытовой сети переменного тока.

Инверторы обладают возможностью повышать напряжение и регулировать его с определенной точностью. На самом деле инвертор может выдавать практически любую частоту на выходе. Но естественно, что наибольший интерес представляет именно частота 50 Гц, на которой работают современные бытовые приборы российского и европейского рынка. Нужно, правда, отметить, что частота 50 Гц, которая выдается инвертором, отличается меньшей стабильностью по сравнению с обычной городской электросетью.

Функционирование автомобильного инвертора базируется на полупроводниках. При этом сам корпус устройства обычно изготавливается из алюминиевого сплава повышенной теплопроводности, чтобы обеспечивать отвод тепла посредством конвекции. Кроме того, в конструкции более мощных приборов (от 300 Вт), как правило, присутствует еще и вентилятор для принудительного охлаждения инвертора.

Поскольку инвертор, по-существу, является импульсным преобразователем напряжения, то он имеет все необходимые защитные системы: защиту от коротких замыканий и перегрузок на выходе, защиту от перегрева, защиту от превышения и понижения входного напряжения. Подключается автомобильный инвертор довольно просто - через розетку прикуривателя или непосредственно к аккумулятору.

Для чего нужен автомобильный инвертор? Этим вопросом вряд ли будут задаваться опытные автовладельцы, для которых долгие поездки и путешествия уже стали обычным явлением. Ведь для них автомобильный инвертор давно превратился в незаменимую и полезную вещь, которая делает жизнь в дороге более комфортной. Но инвертор может пригодиться и широкому кругу автомобилистов, поскольку практически каждый водитель рано или поздно сталкивается с такой ситуацией, когда в дороге просто необходимы различные бытовые приборы или инструменты, но подключить их некуда.

В век разных мобильных девайсов, ноутбуков и компьютеров эта проблема стала еще более актуальной. Как раз для таких случаев и предназначен автомобильный инвертор, позволяющий использовать его энергию для снабжения питанием различных устройств прямо в машине. С помощью инвертора можно подключать электрические приборы, совершенно не приспособленные для применения в транспортном средстве. Автомобильные инверторы выручат и в тех случаях, когда Вы планируете долгую поездку, и в ситуации, когда Вы просто собираетесь уехать за город на пикник.

Благодаря автомобильному инвертору Вы можете подзаряжать свой сотовый телефон, не выходя из автомобиля, чтобы постоянно находиться на связи со своими родными и близкими. Инвертор незаменим и для тех, кто просто не может обходиться длительное время без своего компьютера или любит в дороге просматривать фильмы с проигрывателя DVD-дисков. Таким образом, преобразователь напряжения фактически освобождает Вас от существующей зависимости от традиционных источников электроэнергии. К автомобильному инвертору можно подключать самые разнообразные приборы, начиная от простого диктофона и бритвы и заканчивая ноутбуком или дрелью.

Естественно, что для подключения мощных приборов, таких например, как современная СВЧ-печь или утюг, понадобится инвертор, обладающий большой мощностью - вплоть до 5 кВт. Цена таких устройств уже сильно бьет по карману.

В автомобильных инверторах может быть предусмотрено три режима работы. Первый, основной, предполагает длительную работу инвертора на номинальной мощности. Второй режим обеспечивает так называемый режим перегрузки, когда устройство в течение определенного времени  может давать мощность в полтора раза большую, чем номинальная мощность. И, наконец, в некоторых моделях автомобильных инверторов также присутствует пусковой режим, который дает повышенную моментальную мощность для емкостных нагрузок или запуска электродвигателя.

Сегодня на рынке представлены различные виды автомобильных инверторов. В первую очередь, все инверторы делятся по форме генерируемого ими напряжения. В большинстве случаев автомобильный инвертор просто не может дать чистую синусоиду напряжения. На выходе получается прямоугольная, трапециевидная или ступенчатая форма напряжения переменного тока. Но отсутствие чистой синусоиды напряжения никак не сказывается на работе значительной части бытовых электроприборов. Поэтому такие инверторы, называемые несинусоидальными, вполне подойдут для питания обычных бытовых приборов.

Однако есть электроприборы, которым просто необходимо идеальное качество напряжения. В этом случае используются специальные синусоидальные инверторы, которые отличаются большей сложностью в производстве и, как результат, более высокой стоимостью. Синусоидальный инвертор нужен, в частности, для питания электроинструментов, мобильных телефонов и ноутбуков.

Помимо этого, все инверторы, конечно, отличаются друг от друга мощностью, количеством подключаемых приборов, наличием встроенного переключателя и всевозможными дополнительными функциями.

Общие рекомендации по выбору автомобильного инвертора

Основная задача при выборе автомобильного инвертора – это подбор устройства необходимой мощности. Ведь если купить инвертор с мощностью равной или ниже мощности того устройства, которое Вы планируете питать, то автомобильный инвертор просто сгорит. В настоящее время выпускаются автомобильные инверторы различной мощности - от 50 Вт и выше. Маломощные устройства хороши тем, что отличаются невысокой стоимостью и легко подключаются через разъем прикуривателя. Но такие инверторы подойдут только для подключения небольших бытовых приборов. С помощью же более мощных инверторов можно питать самые разнообразные устройства – от стационарного компьютера до холодильника и СВЧ-печи. Главное правило здесь такое -  всегда нужно приобретать автомобильный инвертор с мощностью, превышающей мощность того устройства, которое Вы собираетесь питать.

Если же Вы собираетесь подключать к инвертору разные устройства, то его нужно выбирать, исходя из технических характеристик самого мощного из них. Для справки можно привести мощность некоторых бытовых приборов и устройств:

  • бритва – 7 – 10 Вт
  • плеер и радиоприемник – 5 - 7 Вт
  • игровая приставка – 8 Вт
  • зарядное устройство мобильного телефона – 10 Вт
  • зарядное устройство видеокамеры – 25 Вт
  • струйный принтер – 30 – 50 Вт
  • нетбук – 40-50 Вт
  • ноутбук – 80 - 100 Вт
  • телевизор – 30 – 200 Вт
  • дрель – 400 - 1000 Вт
  • фен, утюг – 1500 - 2000 Вт
  • пылесос – 1500 - 2000 Вт
  • болгарка – 1500 - 2000 Вт
  • СВЧ-печь – 1400 - 2500 Вт


В том случае, если Вы собираетесь подключать к автомобильному инвертору сразу несколько устройств одновременно, следует сложить их мощность и, соответственно, выбрать модель инвертора, подходящей по мощности. В любом случае помните, что подключаемые  к инвертору мощности не должны быть равными или превышать мощность самого инвертора.

Не стоит чересчур гнаться за мощностью автомобильного инвертора, если Вы планируете подключать к нему только небольшие бытовые приборы. Ведь мощные инверторы не слишком удобны в работе. Инвертором, обладающим небольшой мощностью, можно пользоваться буквально на ходу, не останавливаясь и не выходя из своего автомобиля.

При выборе инвертора с подходящей Вам мощностью нужно еще и учитывать специфику работы тех устройств, которые Вы собираетесь к нему подключать. К примеру, различные электроинструменты и строительная техника, включая уже упоминавшиеся болгарки, а также электродрели и рубанки, характеризуются большими пусковыми токами в момент включения. Если на холостом ходу они потребляют значительно меньшую мощность, то в момент включения, либо прикладывания нагрузки потребление мощности резко возрастает и превышает те значения номинальной мощности, которые указываются производителем в документации. Соответственно, для питания таких приборов придется планировать определенный запас по мощности инвертора. Только в этом случае Вы обеспечите стабильность работы автомобильного инвертора и его долгий срок службы.

Компьютеры, ноутбуки и мониторы также имеют импульсные блоки питания. На практике это означает, что потребляемая ими мощность  может быть в отдельные моменты выше номинальной. В этой связи можно дать только одну рекомендацию - всегда лучше приобретать инвертор с некоторым запасом по мощности.

Пока мы не располагаем в автомобилях классическими розетками 220 В, которые бы, наверное, сильно упростили жизнь автовладельцам. И потому автомобильный инвертор остается очень полезной и нужной вещью, которая дает возможность пользоваться в дороге или длительной поездке обычными домашними электроприборами. Можно сказать, что инверторы серьезно облегчают нам жизнь, обеспечивая необходимый комфорт в тех местах, где просто нет регулярной подачи электрической энергии.

electrozon.ru

обзор характеристик и варианты постройки простого преобразователя (95 фото)

В местах далёких от цивилизации и её благ нередко хочется иметь доступ к хоть какой ни будь розетке. Если ночью требуется осветить местность, то для этого хорошо подойдут светодиодные лампы, но вот розетку для их подключения посреди леса будет найти весьма не просто.

Или например если внезапно отключили электричество на даче, поставить на огонь кипятиться электрочайник, увы не лучший вариант.

Выкрутиться из подобной ситуации помогут весьма распространённые в последнее время преобразователи.

Многие видели в машине у друзей или на фото, преобразователи с 12 на 220 вольт. Этот спасительный прибор помогает справиться с возникшими трудностями и улучшить качество отдыха на природе.

Краткое содержимое статьи:

Какие бывают преобразователи

В современно мире существует множество видов преобразователей тока, как небольших для минимальных потребностей, так и крупных способных обеспечить энергией несколько электроприборов.

Для самых простых нужд можно использовать преобразователи работающие от прикуривателя в автомобиле. Работу холодильника они конечно обеспечить не смогут, но вот радио или зарядку телефона, планшета, ноутбука вполне осилят.

electrikexpert.ru

виды устройств, простые схемы своими руками, электронный инвертор с 12 в на 220 в

Порой приходится сталкиваться с необходимостью подключения прибора, рассчитанного на работу от переменного сигнала 220 вольт в местах, где нет доступа к розеткам с таким напряжением. Например, если при поездке в автомобиле необходимо зарядить телефон или ноутбук. Выходом из такой ситуации может стать использование преобразователя напряжения. Устройство можно приобрести в радиомагазинах, а можно попробовать изготовить самостоятельно.

Назначение устройства

Устройство, которое преобразует напряжение, также называют инвертором.

Инвертор — это электронный прибор служащий для трансформации подаваемого на его вход постоянного напряжения в электрический сигнал, изменяющийся по времени с другой величиной амплитуды. То есть если на вход прибора подать постоянный сигнал равный 12 вольт, то на его выходе можно будет получить переменное напряжение 220 вольт.

Принцип работы устройства основан на преобразовании электрической энергии. Существуют приборы как заводского изготовления, так и самодельные, но принцип их работы одинаков. Разница лишь в качестве — надёжности и правильности формы выходного сигнала.

Схемотехника устройств построена на использовании высокочастотных трансформаторов, специализированных микросхем и транзисторов. По виду исполнения схемы инверторы бывают:

  1. Мостовые — в принципиальной схеме такого типа преобразователей не используются трансформаторы. Обычно так изготавливаются устройства с мощностью до 100 ВА.
  2. Трансформаторные — ключевую роль в схеме играет трансформатор, имеющий нулевой вывод. Такая схема несложна, но обычно предназначена для питания устройств, мощность которых не превышает 500 ВА.
  3. Комбинированные — в их схемотехнике используются транзисторы и трансформаторы. Такой подход позволяет создавать преобразователи с широким диапазоном мощностей.

Преобразователи отличаются главным образом формой сигнала на их выходе. В идеале выходной ток изменяется по синусоидальному закону — такую форму называют «чистый синус». Но из-за потерь и качества преобразования сигнал на выходе может быть как ступенчатой, так и прямоугольной формы, что не всегда допустимо.

Характеристики преобразователей

Преобразователи DC/AC относятся к электрическим приборам, позволяющим изменять уровень и форму постоянного сигнала. Современные приспособления отличаются небольшими габаритами и весом. К основным их параметрам относят:

  1. Мощность. Различают две её разновидности — наибольшую постоянную и пиковую. Первая обозначает количество энергии, которое может пропускать через себя устройство продолжительное время без потери работоспособности. Вторая характеризуется значением, которое может выдержать прибор в течение одной секунды и при этом остаться в работоспособном состоянии. В качестве единицы измерения используется ВА или Вт. Зависимость между этими единицами измерения можно описать соотношением: 1 Вт = 1,6 ВА. Например, если нагрузка, подключаемая к инвертору, потребляет 500 Вт и постоянная мощность преобразователя заявлена как 500 Вт, то вместе их использовать нельзя, так как DC/AC конвертор просто сгорит.
  2. Форму выходного сигнала. Синусоидальный сигнал характеризуется плавностью изменения амплитуды напряжения и частоты. Большинство приборов, например, простая бытовая техника и нагреватели, не требуют правильной формы сигнала. А вот устройства с трансформаторными источниками питания, электродвигателями, с узлами APFC очень требовательны к форме сигнала.
  3. Коэффициент полезного действия (КПД) — показывает зависимость между мощностью, затрачиваемой на выполнение полезной работы, и потребляемой. В среднем КПД преобразователей составляет 85−90%.
  4. Диапазон входного напряжения. Обозначает допустимую величину амплитуды входного сигнала, при котором возможно преобразование.
  5. Разброс выходного напряжения. Это диапазон, в котором может изменяться амплитуда сигнала на выходе. Обычно он лежит в пределах 210−230 вольт.
  6. Тип охлаждения. Для охлаждения радиодеталей, использующихся при изготовлении инверторов, применяются пассивные (радиаторы) и активные (вентиляторы) системы.

Кроме того, электронные преобразователи напряжения, сделанные на заводе, часто снабжаются различного рода защитами, позволяющими сохранить работоспособность инвертора и нагрузки, подключённой к нему при возникновении аварийных ситуаций — появлении короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения.

Обзор производителей

Различные торговые точки могут предложить довольно широкий ассортимент инверторов-преобразователей напряжения 12-220 В. Инверторы выпускаются в различных странах — большинство из них производится в Китае, но это совсем не значит что они плохого качества. Ведь многие известные бренды из-за высокой конкуренции стремятся снизить себестоимость своей продукции, поэтому и переносят свои производственные мощности на территорию Китая.

Изучая предлагаемые рынком модели можно обратить внимание, что некоторые изделия имеют одинаковые характеристики, но при этом значительно различаются в цене. Связанно это с использованием той или иной радиоэлементной базы. Устройства, соответствующие заявленным характеристикам, собранные на качественной элементной базе и оборудованные необходимой защитой, надёжны в эксплуатации, поэтому стоят дороже.

Наиболее популярными брендами являются:

  1. Wenchi. Тайваньский производитель радиоэлектронного оборудования. Присутствует на рынке уже более 23 лет. Его продукция сертифицирована во многих странах мира, включая Россию. Компания имеет свою лабораторию, в которой проводится испытание приборов и внедрение в их работу новых технологий. Спросом пользуются модели INS-1000W-12 и INS-200W-12.
  2. Mean Well. Ведущий разработчик импульсных блоков питания. Фирма постоянно модернизирует и расширяет ассортимент своей продукции. Хорошие технические характеристики и демократичная цена позволяют каждому покупателю выбрать оптимальное оборудование этой марки. Популярными моделями являются: A301−2K5-F3 PBF, A301−150-F3, TN-1500−212B.
  3. Gembird. Основанная в Голландии в 1997 году компания стала лидером в производстве компьютерной периферии источников питания. Хотя цех по производству инверторов находится в Китае, продукция проходит тщательный контроль и соответствует международным стандартам. Сервисные центры фирмы расположены во многих странах, что позволяет довольно быстро получить качественную помощь. Потребители часто выбирают инверторы серии Gembird I.
  4. Robiton. Российская компания, специализирующая на производстве элементов питания. Её продукция соответствует требованиям безопасности Европейского союза. На все свои изделия фирма предоставляет три года гарантии. Повышенным спросом пользуются модели R300 и R500.

Самостоятельное изготовление

Если по каким-либо причинам приобрести преобразователь заводского исполнения не получается, то инвертор можно изготовить своими руками. Но перед этим следует понимать, из каких частей он состоит.

Обязательными узлами преобразователя напряжения с 12 на 220В будут:

  • входной и выходной фильтр, собираемый на ёмкости и индуктивности;
  • сам преобразователь DC/AC, повышающий амплитуду напряжения и изменяющий его форму;
  • узел управления, предназначенный для настройки режима работы схемы;
  • блок питания, преобразующий входной ток в ток, необходимый для питания элементов устройства;
  • узел контроля, отслеживающий изменения на входе и выходе инвертора;
  • блок логики, анализирующий полученные данные от узла контроля и передающий команды в блок управления.

Как видно, схемотехника инвертора очень похожа на схему источника бесперебойного питания (ИБП). В принципе, так оно и есть. Ведь если пропадает напряжение, ИБП преобразует постоянный ток аккумуляторной батареи в переменный. Поэтому часто самодельные инверторы собирают на базе ИБП.

Маломощный конвертер

Если необходимости в подключении мощных устройств нет, но нужна надёжная схема, позволяющая заряжать смартфоны или фонарики, то можно собрать ее из отечественных комплектующих. Эта схема довольно надёжна и рекомендуется многими радиолюбителями.

Состоит схема из трёх основных узлов:

  1. Мультивибратора, вырабатывающего импульсы с частотой 50 Гц.
  2. Усилителя, двухтактного транзисторного преобразователя, работающего в режиме ключа.
  3. Трансформатора, повышающего входное напряжение.

В качестве мультивибратора можно использовать микросхемы К561ЛН2, К561ЛА7 или К561ЛЕ5 без изменения схемы. Резистором R1 и конденсатором C1 задаётся нужная частота. Выходной сигнал снимается с 14 ноги микросхемы и поступает на усилительный каскад VT3, VT4, к выходу которого подключается первичная обмотка трансформатора. Вторичная обмотка с конденсатором C4 образует контур. В качестве трансформатора можно взять любое сетевое устройство с мощностью 100−150 Вт, с первичной обмоткой, рассчитанной на 220 вольт, а вторичной — на 12 В. При этом следует помнить о его обратном подключении.

Простой прибор

Самый простой преобразователь напряжения 220 вольт можно изготовить, используя всего шесть элементов. Такая конструкцию позволяет подключить слаботочную нагрузку с током потребления не более 0,5 — например, энергосберегающую лампу с мощностью до 10 Вт. В качестве ключей используются транзисторы КТ814 и КТ940 с малым потреблением тока. Ключи можно использовать с любой буквой.

Трансформатор проще изготовить из ферритовых чашек диаметром 30 мм и высотой 25 мм. Первичная обмотка делается из провода 0,5 мм 14 витками. После прокладывается изоляционный слой и производится вторичная обмотка проводом 0,2 мм — необходимо сделать 220 витков.

Схема после сборки не нуждается в наладке и сразу готова к использованию.

Качественный инвертор

Схема предназначена для радиолюбителя с опытом. На выходе она обеспечивает «чистую синусоиду». Обычно такие устройства собираются на базе микропроцессоров с использованием программных алгоритмов. Схема позволяет сконструировать качественный прибор с использованием недорогих цифровых микросхем.

Инвертор собирается на полевых транзисторах, включённых по схеме полного моста. Синусоида на выходе формируется с помощью широтно-импульсной модуляции. Драйверы собираются на полевиках IR2110, способных пропускать через себя ток до двух ампер.

Частота работы задающего генератора устанавливается резистором R1, а скважность импульсов — R2. Выходной сигнал с генератора поступает на интегрирующий блок, собранный на двух цепочках R5C3 и R6C2, а также D-триггере. Этот сигнал приближен по форме к синусоиде с периодом 10 мс.

ШИМ-контроллер состоит из двух инверторов и полевых транзисторов. Его работа реализуется изменением периода сигнала, поступающего с генератора, в зависимости от входного напряжения, подающегося с интегратора. Частота работы генератора составляет 2 кГц.

Мощность устройства зависит от параметров трансформатора и силовых ключей. Для её увеличения полевые транзисторы подключаются параллельно друг другу. Изменение частоты преобразования происходит с помощью резистора R1, уменьшение величины которого приводит к её возрастанию. Частота же ШИМ-модуляции увеличивается уменьшением ёмкости С4.

Если на вход SD-драйверов попадается высокий уровень напряжения, то они запираются, а инвертор отключается, что можно использовать для защиты преобразователя от перегрузки. Размер печатной платы не превышает 105×51 мм.

Преобразователь напряжения бывает просто незаменим, особенно при длительных путешествиях. Стоит инвертор сравнительно недорого, но при этом его можно собрать и самостоятельно, даже обладая незначительными навыками в радиоэлектронике.

rusenergetics.ru

Преобразователь напряжения 12-220 (Инвертор). Виды и параметры

Еще совсем недавно никто даже не представлял, что в машине можно иметь бытовую электрическую сеть. Но с возникновением современных электронных устройств на основе ШИМ контроллеров такой элемент комфорта в автомобиле стал возможным. Для этого разработан преобразователь напряжения 12-220 В. Его эффективность может достигать 95%. Это дает возможность эффективно применять энергию автомобильной аккумуляторной батареи.

Китайские интернет-магазины изобилуют различными моделями таких автомобильных инверторов. Но обычно китайские устройства не обладают теми высокими параметрами, которые указаны на их упаковке или корпусе.

Разновидности

Автомобильные инверторы делятся на виды по различным факторам.

По виду создаваемой синусоиды:
  • С нормальной (постоянной) синусоидой. Они работают без отклонений, все эксплуатационные параметры соблюдаются с высокой точностью и могут применяться для подключения любых электрических устройств, рассчитанных на напряжение 220 вольт.
  • С модифицированной синусоидой. В таких моделях имеются небольшие отклонения по величине напряжения. Это не оказывает большого влияния на функционирование обычных бытовых приборов, кроме медицинской и сложной измерительной техники.
По мощности:
  • Инверторы до 100 ватт. Такие автомобильные инверторы работают от прикуривателя и не способны выдерживать большие нагрузки. Они подойдут для питания зарядных устройств бытовых приборов.
  • От 100 ватт до 1,5 киловатт. Такие модели широко используются для питания многих устройств, работающих от бытовой сети. Они подключаются от автомобильного аккумулятора, и имеют в комплекте вспомогательные аксессуары: кабели, шнуры, переходники и т.д.
  • Более 1,5 киловатт. Служат для обеспечения питания микроволновой печи, утюга и других бытовых устройств повышенной мощности.
По конструктивным особенностям:
  • Компактные.
  • Стационарные.
  • Автомобильные.

При выборе автомобильного преобразователя специалисты рекомендуют приобретать устройство с некоторым запасом мощности.

При выезде на природу или загородную дачу, где нет электричества, часто возникает необходимость освещения в темное время. Наиболее простым методом является подключение светодиодных ламп или фонарей в преобразователь напряжения 12-220 В, хотя это не является экономным вариантом по потреблению энергии батареи, так как ее КПД уменьшается с повышением нагрузки.

Стационарный преобразователь напряжения 12-220 В с чистым синусом подойдет для использования электроэнергии солнечных элементов или ветряных генераторов. Такие источники выдают низковольтное питание от 12 до 36 вольт, которые можно использовать для преобразователя.

Компактные преобразователи неприхотливы к виду источника питания, и могут работать при величине напряжения от 12 до 50 вольт. В автомобильном исполнении они смотрятся как зарядные устройства, функционирующие от прикуривателя.

Технические параметры

Преобразователи с 12 на 220 вольт имеют на выходе стандартные параметры 220 В, 50 герц, что соответствует характеристикам домашней сети. Такие параметры совместимы с бытовыми электрическими устройствами.

Кроме стандартных параметров, такие инверторы имеют и другие характеристики:
  • Номинальная мощность.
  • Вид выходной синусоиды.
  • Защита от перегрева и замыкания.
  • Напряжение питания.
  • Наибольший потребляемый на входе ток.
  • Потребление электроэнергии на холостом ходу.
  • Пассивное и активное охлаждение.
  • Коэффициент полезного действия.

Все современные инверторы собраны на основе импульсных контроллеров, обеспечивающих высокий КПД. Этот параметр часто достигает 95%, остальная часть энергии рассеивается на нагревание корпуса устройства.

Недорогие модели инверторов имеют на выходе модифицированную синусоиду прямоугольного вида. Дорогостоящие инверторы выдают чистую синусоиду, подобную той, которая имеется в бытовой электрической сети.

Номинальная мощность

Некоторые электрические приборы при подключении расходуют значительно больше энергии, чем указано в паспорте. Например, электродрель в момент запуска потребляет мощность, величина которой в два раза больше номинального значения. Это необходимо учитывать при выборе преобразователя напряжения.

Реальная величина мощности недорогих китайских преобразователей может быть занижена в несколько раз. Производители указывают крупными символами на корпусе устройства пиковую кратковременную мощность, на которой преобразователь способен проработать всего пять минут, а затем защита отключит его из-за перегрузки и перегрева.

Для домашнего применения можно приобрести стационарные модели мощностью до 5 киловатт. Для легкового автомобиля подойдет преобразователь напряжения 12-220 В мощностью от 100 до 1500 ватт. При более высокой мощности потребуется дополнительная подготовка автомобиля.

При выборе инвертора следует уточнить, какая именно мощность указана: номинальная или пиковая, рассчитанная на короткое время. В расчете нагрузки следует сделать запас по мощности около 20%, чтобы устройство не работало на предельных нагрузках, снижающих его срок службы. Дорогостоящие устройства известных брендов имеют такой запас по мощности, а дешевые китайские инверторы не дотягивают даже до нормы.

Подключение инвертора лучше поручить специалисту, так как сила тока потребления для аккумулятора будет порядка 50 ампер. Если работу проводить неосторожно, то можно вывести из строя электрооборудование автомобиля, или сжечь провода. Поэтому лучше установить вспомогательный предохранитель или защитную блокировку. На джипах для этого даже устанавливают специальный выключатель массы.

Система охлаждения

Степень нагрева инвертора зависит от его полной мощности и величины подключенной нагрузки. В качестве охлаждающего элемента применяется алюминиевый корпус с развитыми ребрами для лучшего охлаждения. Такой вид охлаждения называют пассивным.

При большой мощности дополнительно устанавливается вентилятор, который охлаждает устройство потоком воздуха. Это называется активным охлаждением, которое действует не все время, а только при температуре корпуса, больше установленной величины. Этим процессом управляет термодатчик, который включает и выключает вентилятор в нужные моменты. В автомобиле вентилятор может не сработать, так как существует большая вероятность забивания его пылью.

Дополнительная защита

Качественный преобразователь напряжения 12-220 В всегда имеет защиту от перегрева, токовой перегрузки и короткого замыкания, а также должен быть установлен предохранитель. Мощность устройств, которые подключаются к инвертору, бывает различной, к тому же дети могут по ошибке подключить к нему, например, утюг, от которого преобразователь просто выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, токовая защита должна быстро среагировать и произвести обесточивание.

Короткое замыкание может привести к появлению большого тока, от которого проводка быстро разогреется и загорится. Защитный блок предназначен для быстрого отключения выхода преобразователя, и удержания его в таком состоянии, до устранения замыкания.

Существует такой вид защиты, как блокировка от неправильной полярности подключения устройства, а также от очень низкого или слишком высокого напряжения на входе. Вспомогательные индикаторы и вольтметры покажут эти параметры и помогут заранее выявить и устранить неисправность.

Наличие в инверторе термической защиты можно выяснить по наличию температурного датчика, установленного на радиаторе охлаждения мощных транзисторов.

Обычно преобразователь напряжения 12-220 В подключают в автомобиле.

При неосторожном обращении, или неопытном подключении чаще всего сгорает предохранитель прикуривателя, который имеет ограничение по нагрузке. Маломощные устройства, например, планшет или сотовый телефон, можно подключать не опасаясь.

Практически все автомобили имеют защитный предохранитель прикуривателя на 15 А. Если перевести в мощность: 15 ампер умножить на 12 вольт, то получим 180 ватт. Поэтому при подключении мощности более 180 ватт предохранитель прикуривателя сгорит, и напряжения на нем не будет. Если это произошло, то можно на время использовать другой, не очень важный предохранитель, например, от питания задних стеклоподъемников.

Мощный потребитель на 12 вольт можно включать только непосредственно от самого аккумулятора, либо проводить отдельную мощную проводку внутрь салона. При этом провода необходимо проводить так, чтобы они не прикасались с движущимися частями двигателя. Они должны иметь качественную изоляцию, защищенную от замыкания на массу и истирания.

Не рекомендуется применять переходники, подключенные от прикуривателя к крокодилам, так как они могут иметь некачественное обжимное соединение, без применения пайки. Плохие контактные соединения на линии подключения инвертора всегда приводят к чрезмерному нагреву.

Стоит ли изготавливать автомобильные инверторы самостоятельно

Многие хотят собрать своими руками преобразователь напряжения 12-220 В. Наиболее простым вариантом сборки будет применение подручных приборов или готовых блоков. Найти хорошие схемы инверторов не составит большого труда. Они чаще всего отличаются числом выходных силовых транзисторов.

В китайских интернет-магазинах можно найти несколько видов готовых модулей: от самых простых до дорогих качественных, оснащенных вентиляторным охлаждением. К ним нужно будет добавить только клеммы и провода, поставить вспомогательную защиту и розетку.

В бытовых условиях оптимальным вариантом изготовления преобразователя с 12 на 220 вольт будет применение ИБП от компьютера. Это источник бесперебойного питания. Практически это уже готовый преобразователь. Современные модели оснащены индикаторами и дисплеями. От него останется вывести только провод на 12 В. В этом блоке уже имеются основные защиты, несколько розеток.

Бывший в употреблении источник бесперебойного питания можно приобрести за копейки, иногда их даже отдают бесплатно.

Похожие темы:

electrosam.ru

Как правильно выбрать и подключить инвертор напряжения в автомобиль

При дальних поездках или выезде на природу отсутствие привычных бытовых приборов доставляет нам дискомфорт и лишает нас домашнего уюта.

Благодаря современным технологиям, мы можем взять с собой в дорогу привычные бытовые приборы – «~ 220 В» в любую точку мира. Для этого необходим инвертор напряжения, который преобразует постоянное напряжение бортовой сети 12 В (24 В) в переменное напряжение ~ 220 В, 50Гц.

Благодаря инвертору напряжения, в дороге Вам станут доступны привычные бытовые приборы: электрический чайник, кофеварка, телевизор, электрическая/микроволновая печь, игровая консоль, ноутбук и т.п.

Как правильно выбрать инвертор напряжения?

В первую очередь инвертор напряжения необходимо выбирать по мощности, т.е. для начала необходимо понять, что будет к нему подключено. Возьмем, для примера, электрочайник, мощностью 1200 Вт. Из стандартного ряда по мощности, для питания такой нагрузки необходим инвертор напряжения мощностью 1500 Вт.

В связи с тем, что производитель часто указывает номинальную мощность нагрузки, не учитывая пусковую мощность, необходимо выбирать инвертор напряжения с запасом, как минимум 10 –15 %. Подробнее про выбор мощности инвертора можно узнать из материала «Как выбрать инвертор или ИБП с учетом пусковых токов и потребляемой мощности» или получить консультацию по бесплатному номеру, который размещен на нашем сайте.

После выбора инвертора напряжения по мощности, необходимо рассчитать, каким будет потребление тока от бортовой сети автомобиля, т.е. потребление от аккумулятора и генератора. Возьмем для примера инвертор напряжения СибВольт 1512, как наиболее подходящий по характеристикам и защитам для применения в автомобиле.

КПД инвертора напряжения СибВольт 1512, при номинальном напряжении питания, составляет 90 % (0,9 в относительных единицах для расчета). Возьмем, для примера, среднее значение напряжения бортовой сети при заведенном двигателе – 13,5 В. Ток потребления инвертора от бортовой сети 12 В составит:

Для чего нужно знать ток потребления от бортовой сети 12 В? Во-первых, необходимо понять, сможет ли штатный генератор автомобиля выдать такой ток и не выйти из строя; во-вторых, достаточно ли мощности генератора, чтобы при включенном инверторе напряжения, генератор заряжал еще и аккумуляторную батарею; в-третьих, понять, достаточно ли сечения штатных проводов, которые соединяют генератор и аккумуляторную батарею в автомобиле, чтобы пропустить такой ток.

Необходимо так же учесть, что при более низком напряжении бортовой сети, ток потребления будет больше, например в вышеописанном примере, при напряжении бортовой сети 11 В ток составит 121,2 А.

После выбора инвертора напряжения по мощности необходимо выбрать место установки. Что следует учесть? В связи с высоким током потребления и проблемами, которые с ним связаны, инвертор напряжения необходимо размещать как можно ближе к аккумуляторной батарее, для уменьшения сечения и длины проводов по цепи питания
12 В. Место установки должно быть защищено от воздействия пыли и влаги. Необходимо обеспечить достаточное пространство для нормальной циркуляции воздуха вокруг инвертора напряжения, для его нормального охлаждения.     

Как правильно подключить инвертор напряжения?

Инвертор напряжения необходимо подключать через предохранитель, номинал необходимо выбрать с 15 – 20 % запасом, чтобы предохранитель ложно не срабатывал от пусковых токов. Предохранитель необходим для защиты бортовой сети на случай короткого замыкания в проводе питания инвертора напряжения. Предохранитель необходимо располагать как можно ближе к аккумуляторной батарее.

Далее необходимо выбрать сечение входного кабеля по цепи питания 12 В. Для простоты можно воспользоваться готовой таблицей из просторов интернета, в которой приведены рекомендации по выбору сечения провода, в зависимости от падения напряжения на нем при определённом токе. 

Рассмотрим пример: если Ваш расчетный ток 100 А, длина кабеля 3 м. По таблице получается сечение провода должно быть от 35 до 50 мм². Что выбрать? Так как в автомобиле кабель укладывается, как правило, в закрытом пространстве по салону автомобиля, то лучше отдать предпочтение кабелю с большим сечением.

Важно понимать, что чем меньше сечение провода, тем выше его нагрев (может вызвать короткое замыкание и пожар) и больше падение напряжения (может вызвать отключение инвертора по низкому входному напряжению).

В заключении необходимо отметить, что при запуске двигателя автомобиля (работе стартера) в бортовой сети автомобиля могут быть всплески напряжения, связанные с большими токами и индуктивностью бортовой сети автомобиля, поэтому необходимо подключать инвертор напряжения непосредственно к аккумуляторной батарее, как плюсовую шину, так и минусовую, чтобы уменьшить негативное влияние всплесков напряжения.

Необходимо всегда помнить, что при незаведенном двигателе, инвертор напряжения расходует энергию аккумуляторной батареи. Разряженной аккумуляторной батареи может не хватить для запуска автомобиля!

Во время запуска двигателя инвертор напряжения необходимо отключать, чтобы уменьшить нагрузку на аккумуляторную батарею и уберечь ее от выхода из строя.

Перейти в каталог автомобильных инверторов

sibcontact.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о