Принцип работы инвертора 12 220в: Страница не найдена — Amperof.ru

alexxlabРазное

Содержание

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.

как получить бытовую сеть в автомобиле

Быстротечность современного мира такова, что зачастую человек в автомобиле проводит больше времени, нежели в своей квартире. Кроме того, многое используют автомобиль для путешествий на длинные расстояния и даже ночуют в нём. Всё бы ничего, но в дороге очень не хватает элементарных бытовых приборов (бритва, фен, ноутбук), которые нельзя прихватить с собой из-за отсутствия электросети соответствующего напряжения. Некоторые устройства могут питаться от прикуривателя или портативных аккумуляторов, но далеко не все.

В таком случае, незаменимым прибором станет автомобильный инвертор, который способен преобразовать напряжение автомобиля в необходимое для определённого устройства. Сегодня инверторы применяют не только в автомобилях, но и во многих других сферах.

1. Что такое автомобильный инвертор

Автомобильный инвертор – это прибор, который преобразовывает постоянное напряжение источника питания в необходимое переменное напряжения. По сути, автомобильный инвертор – это устройство, противоположное к выпрямителю (преобразует переменное напряжение в постоянное), которое преобразует 12-вольтное напряжение автомобильного аккумулятора в 220-вольтное напряжение, способное питать бытовую электронику и обеспечивает частоту 50 Гц на выходе. Инвертеры подключаются к аккумулятору и делают жизнь в дороге намного проще.

Именно на частоте в 50 Гц и работает большинство современных бытовых приборов.

Существую инверторы, которые подключаются к прикуривателю (с мощностью не более 150 Вт). А есть и такие, которые подключают напрямую к аккумулятору (с высокой мощностью, более 150 Вт). Главное, что нужно соблюдать при подключении – это полярность.

Автомобильный инвертор функционирует на базе полупроводников. Конструктивно он имеет металлический (в большинстве случаев, алюминиевый с высокой теплопроводимостью, которая обеспечивает охлаждение устройства) или пластиковый корпус, на котором с одной стороны есть клеммы для подсоединения к аккумулятору (или штепсель для прикуривателя), а с другой стороны – обычные розетки, куда можно подключать бытовые приборы.

Современный качественный инвертор оснащается системой, которая предохраняет электроприборы и сам инвертор от повреждений, связанных с:

  • Неверным подключением приборов к инвертору.

    Несоблюдением полярности подключения.

    Коротким замыканием.

    Слишком низким или слишком высоким входным напряжением.

    Автовыключением (для предотвращения полного разряда аккумулятора).

    Перегревом устройства.

    Перегрузками на выходе устройства.

В автоинверторах предусмотрено три режима работы:

Первый режим предполагает работу большой длительности на номинальной мощности.

Второй режим (режим перегрузки) может обеспечить мощность в 1,5-2 раза больше номинальной в течение непродолжительного отрезка времени.

Третий режим (пусковой) даёт высокую моментальною мощность, что необходимо для пуска электродвигателя или быстрых ёмкостных нагрузок.

2. Какие есть автомобильные инверторы

Существует множество классификаций автомобильных инверторов по разным признакам. Рассмотрим, какие есть автомобильные инверторы.

В зависимости от формы генерируемого напряжения, различают автомобильные инверторы:

Синусоидальные (подойдут для ноутбуков, мобильных телефонов, электрических инструментов).

Несинусоидальные (подходят для питания других бытовых приборов, к примеру, фена, утюга, электрочайника).

В зависимости от значения входного напряжения автомобильные инверторы разделяют на такие категории:

С входным напряжением 12 В.

С входным напряжением 24 В.

С входным напряжением 48 В.

Инверторы можно разделить и по значению выходного напряжения. Разные типы инверторов способны обеспечить переменный ток на выходе с напряжением от 180 до 600 В.

По мощности, которую они способны обеспечить, автомобильные инверторы разделяются на такие виды:

Инверторы с мощностью 70-150 Вт.

Инверторы с мощностью 150-300 Вт.

Инверторы с мощностью 300-500 Вт.

Инверторы с мощностью свыше 500 Вт.

В зависимости от количества приборов, которые можно подключить к инвертору, различают:

Инверторы, рассчитаны на подключение одного прибора.

Инверторы, рассчитаны на подключение двух приборов.

Инверторы, рассчитаны на подключение более, чем двух приборов.

В зависимости наличия системы охлаждения, различают:

Инверторы с системой охлаждения (в виде вентилятора).

Инверторы без системы охлаждения.

Автоинверторы различают также по ценовой категории. Дорогие модели дают возможность получать на выходе переменный ток с напряжением 220 В с минимумом искажений, благодаря наличию качественного преобразователя. Дешёвые же модели имеют стандартный преобразователь и не способны выдать неискажённый ток. Для дорогой техники следует использовать дорогие инверторы. Кроме того, можно разделить инверторы по наличию дополнительных функций (например, спящего режима или автовыключения).

3. Принцип работы инвертора

Принцип работы автомобильного инвертора следующий: устройство с помощью генератора тока (импульсно генерирует гармоническую волну) преобразует постоянное напряжение автоаккумулятора (12 В – легковые, 24 В – грузовые автомобили) в переменное напряжение 220 В, обладающее частотой 50 Гц.

Коэффициент полезного действия автомобильного инвертора составляет около 90%, поэтому он даёт очень хорошее значение переменного тока. Благодаря этому к инверторам можно спокойно подключать любые устройства. Во многих инверторах присутствует функция, помогающая повысить частоту напряжения более чем до 50 Гц. Но на практике 50 Гц вполне хватает для большинства электроустройств.

4. Рекомендации по выбору и эксплуатации автомобильного инвертора

Главная задача при выборе инвертора – это подобрать прибор нужной мощности.

Во время выбора автоинвертора следует обратить внимание на такие аспекты:

Покупать инвертор стоит с мощностью, что превышает мощность устройства, которое вы хотите использовать в автомобиле, так как при подключении устройства с мощностью ниже или равной мощности подключаемых приборов, инвертор попросту сгорит.

Если планируется использование устройства с разной мощностью, то инвертор следует подбирать, руководствуясь характеристиками самого мощного устройства. Инвертор будет потреблять ток от автомобильного двигателя соответственно суммарной мощности нагрузки, которая подключается. Рассчитать выходной ток можно таким образом: к мощности нагрузки добавить 15% и разделить на напряжение инвертора. Значение, которое получиться – это ток, потребляемый от двигателя.

Устройства с малой мощностью хороши тем, что они отличаются доступной стоимостью и просто подключаются к разъёму прикуривателя, но способны питать лишь небольшие маломощные бытовые приборы. Для питания более мощных приборов придётся подбирать более мощный инвертор.

Если вы планируете одновременно подключать к инвертору несколько приборов, то следует сложить их мощность вместе и на основе этого значения подобрать нужную модель инвертора. Суммарные подключаемые мощности должны быть меньше мощности самого инвертора.

Если планируется подключать к инвертору только небольшие бытовые приборы, то не стоит выбирать для покупки модели с слишком большой мощностью, так как они намного сложнее в эксплуатации. А с простыми приборами можно управляться, не выходя из салона автомобиля.

Во время выбора также стоит учитывать характер работы подключаемых устройств. Некоторые устройства отличаются высоким значением пускового тока при включении или обладают импульсными блоками питания (в некоторые моменты их мощность может превышать номинальную), поэтому для питания подобных устройств придётся купить инвертор с запасом мощности.

Мощность инвертора не должна превышать мощность автомобильного генератора, так как это приводит к быстрой разрядке аккумулятора. Можно конечно увеличить обороты двигателя, но это приведёт к высоким затратам на топливо.

Чем выше мощность инвертора, тем ниже его отдача. Например, устройства на 300 Вт способны обеспечить 200 В, устройства на 600 Вт – 215 В и только устройства с мощностью 2000 Вт смогут обеспечить 220 В, указанные в документации.

При выборе обратите внимание на наличие в инверторе дополнительных разъёмов и входов (например, USB), что немаловажно для современных водителей.

Обратите внимание на модели с дополнительными функциями: защитой от сбоев в работе, оповещением о скорой разрядке аккумулятора, автовыключением для предотвращения разрядки автомобильного аккумулятора.

Во время подбора подходящей модели стоит присмотреться к внешнему виду устройства, его габаритам и весу, чтобы он вписался в общее оформление салона автомобиля.

Советы по эксплуатации автомобильного инвертора:

При возможности стоит подключать инвертор напрямую к аккумулятору, не используя прикуриватель. Но перед таким подключением предварительно нужно запустить двигатель, иначе из-за скачка напряжения в бортовой сети, электроника выйдет из строя. При запуске двигателя инвертор должен быть отключён, так как его предохранители во время запуска способны выйти из строя.

Не стоит лишний раз пользоваться инвертором. Если нужно зарядить планшет, телефон или другую мелкую технику, то лучше использовать специальные зарядные устройства от прикуривателя. Кроме того, зарядка через специальные зарядные устройства пройдёт быстрее, нежели от инвертора, так как имеет больше миллиампер.

Если есть возможность, то в автомобиль лучше приобрести и использовать специальные электроприборы, способные работать от прикуривателя. Это поможет продлить срок службы автомобильного аккумулятора и обеспечит нормальную работу подключаемых устройств.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Инверторы — преобразователи напряжения 12 220 В для ваших задач от 800 руб.

Фильтр