Инвертор на tl494 схема: ⚡️Схема инвертора на TL494 | radiochipi.ru — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Инвертор 12 220 на tl494 схема. Схема преобразователя напряжения 12 в 220 в на TL494 и транзисторах IRFZ44 | РадиоДом

ГлавнаяИнверторИнвертор 12 220 на tl494 схема

Преобразователь напряжения 12 — 220 В на микросхеме TL494 (200 Вт) | РадиоДом

Главной составляющей данного устройства является ШИМ-контроллер, построенный на микросхеме TL494. Микросхема TL494 представляет собой готовый генератор, частоту генерации которой задает контур R2, C3. Именно подбором элементов в этом контуре добиваются частоты генерации выходного напряжения в 50 Гц. С выводов микросхемы 9, 10 снимается сигнал P.G. который усиливается драйвером, собранном на транзисторах VT2, VT3. В качестве транзисторов VT2, VT3 можно применить отечественные транзисторы КТ3107А или другие с идентичными характеристиками. В силовой части схемы применены полевые транзисторы IRF3205, которые способны выдать в трансформатор Tr 200 Вт мощности, с частотой колебания, заданной контуром R2, C3. Данные транзисторы необходимо установить на отдельные радиаторы. В данной схеме применены импульсные диоды 1N4148. В качестве выходного трансформатораTr можно применить ферритовое кольцо от блока электронного трансформатора TASCHIBRA на 60 Ватт. Если такого не имеется то нужно применить ферритовое кольцо проницаемостью 2000Н типоразмера. Первичная обмотка Tr наматывается сразу 7-ю жилами, провод 0,6 мм. Обмотка состоит из двух половинок, каждая по 5 витков. Намотка производится следующим образом: сначала по всей окружности наматывают первые 5 витков, затем скручиваем провод (выполняем отвод) и продолжаем мотать следующие 5 витков. Вторая половина обмотки мотается уже поверх первой. Вторичная обмотка Tr выполнена проводом 0,5 мм и содержит всего 75-80 витков. При использовании колец электронных трансформаторов, вторичную обмотку можно оставить заводской. При использовании устройства в автомобиле, по входу питания (перед клеммой +12 В) необходимо установить дроссель. Он содержит 10 витков, намотан 3-я жилами провода 0,8 мм.

Работая с повышающими преобразователями соблюдайте правила безопасности, так как работа ведётся с опасным для организма напряжением. Выходную обмотку в процессе наладки желательно изолировать во избежание случайного контакта.

radiohome.ru

Мощный преобразователь 12-220 800 ватт на TL494 схема

Схема преобразователя 800 ватт

Итак, как видим на схеме вверху, у нас преобразователь напряжения, очень даже мощный, на выходных мощных советских транзисторах 2ТК235-50-2, которые не легко запороть по случайности. Выходная мощность около 800 ватт, кратковременно выдаст 1500 ватт, частота работы 50 герц, напряжение питания от 10 до 14,4 вольт, выходное напряжение 230 вольт. Задающий генератор у нас выполнен на знаменитой микросхеме TL494, которая является ШИМ контроллером, однако не все её полезные функции реализованы в данной схеме преобразователя напряжения.

В данном случае реализована только функция генерирования и выход импульсов с паузами между ними. С выхода микросхемы сигнал с частотой 50 герц поступает на транзисторы подкачки, где развивается необходимая сила тока, для управления силовыми транзисторами 2ТК235-50-2, так как сама микросхема TL494 выдаёт ток около 200 миллиампер, чего мало для силовых транзисторов. Транзисторы раскачки у нас КТ827, тоже довольно таки мощные, составные, усиливают ток от микросхемы и подают усиленный сигнал на базы силовых ключей, которые включены по два в каждом плече. Трансформатор берём любой подходящий по мощности, в нашем случае это был трансформатор от лабороторного блока питания, тороидальной формы, сетевую обмотку оставили как есть, сверху лишь домотали первичную обмотку 2х12 витков проводом с сечением 10 квадратных миллиметра. Мотать надо аккуратно и симметрично, как намотаете, так и будет работать. Транзисторы все устанавливаем на теплоотвод, каждый на свой, для силовых транзисторов площадь радиатора должна быть не менее 250 кв мм.

Обдувание приветствуется. Ну и традиционно, перед включением питания проверяем тщательно монтаж, убеждаемся, что всё правильно собрали, и только потом, без нагрузки, включаем преобразователь. ну и в конце — радуемся!

www.tool-electric.ru

Схема китайского преобразователя 150 ватт на двух TL494

Очередная схема от наших друзей китайцев, преобразователь напряжения из DC 12 в AC 220, маломощный, 150 ватт написано, но думаю, 100 ватт от силы будет. Удобная вещь в дороге, для подзарядки ноутбука, телефона и т п. Лампу дневного света тоже можно включать, светодиодные тоже. Схема преобразователя построена по классическому двухтактному варианту, а высокое напряжение конвертируется в переменное напряжение 50 герц по мостовой схеме, где генератор так же выполнен на микросхеме TL494. Задающий генератор и генератор 50 Гц выполнены на TL494, выходной силовой каскад на двух IRFZ44, чем и обусловлена такая низкая мощность.

TL494 представляет собой ШИМ генератор, в которой присутствует генератор импульсов, схема управления выходом, которая может формировать выходные импулься как в двухтактном режиме, так и в однотактном, а так же два входа имеется для управлением стабилизации выходных импульсов. Но в данной схеме реализованы не все возможности этой микросхемы, она включена в упрощённом варианте. Можно, конечно, скопировать этот преобразователь напряжения, не особо сложно это сделать, но купить всётаки проще, да и надёжнее :). Потом можно уже переделать под свои нужды, поднять мощность или ещё что прибавить, любители рыбалки сами уже под себя могут переделать такой прибор. Из защиты только плавкий предохранитель по входу 12 вольт, защиты от перегрузки по выходу нет, стабилизация выходного напряжения есть, защиты от севшего аккумулятора нету. Как показывает практика, большинство дешёвых инверторов сгорает изза севшего аккумулятора. Это обусловлено тем, что при понижении питающего напряжения, так же снижается питание затворов полевых транзисторов, что приводит к их неполному открыванию, и как прпавило к тепловому выходу из строя.

TL494, если кто не знает, ШИМ контроллер, очень удобная микросхема для построения различных блоков питаний и преобразователей. А также:

Готовый ШИМ — контроллер
Незадействованные выводы для 200 мА приемника или источника тока
Выбор однотактного или двухтактного режима работы
Внутренняя схема запрещает двойной импульс на выходе
Изменяемое время задержки обеспечивает контроль всего спектра
Внутренний регулятор обеспечивает 5 В стабильного напряжения с допуском 5%

Схема архитектуры позволяет легко синхронизироваться

TL 494 включает в себя все функции необходимые для построения схемы управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на одном кристалле. Предназначен в основном для управления питанием, это устройство дает гибкость для конкретного применения в адаптации в схемах управления блоков питания. TL494 содержит два усилителя ошибки, внутренний регулируемый генератор, (DTC) управляемый компаратор временной задержки, импульсно управляемый переключатель, источник опорного напряжения 5В ± 5%, контроль выходной цепи.

www.tool-electric.ru

Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ

Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ, схема которого приведена ниже, преобразует бортовое напряжение +12В в двухполярное +-35В. На самом деле выходное напряжение зависит от параметров трансформатора.

Номиналы элементов и параметры трансформатора, которые будут указаны ниже, рассчитывались для мощности в 150Вт, что позволяет запитать усилитель НЧ на TDA7293 или на TDA7294. Я же запитал данным преобразователем один канал TDA7293, поэтому мощности преобразователя в 150Вт мне было достаточным.

Схема автомобильного преобразователя на TL494 для усилителя НЧ

Схема преобразования двухтактная. Применяется такая схема в основном в повышающих преобразователях. Дефицитных компонентов в ней нет, за исключением диодов Шоттки КД213, в своем городе я их не нашел. Поставил импульсные диоды FR607, но они слабые, на 6 ампер. Еще один минус этих диодов, у них нет охлаждения, как у сборок. Для одного канала TDA7293 или TDA7294 диодов FR607 в принципе хватает.

Мозгом нашего автомобильного преобразователя является ШИМ контроллер TL494. Я использую китайские TL494, работают они у меня без нареканий. Есть вариант сэкономить немного денег и выдернуть ШИМ из старого блока питания ПК, очень часто они построены на TL494. Параметры и характеристики контроллера можете прочесть в даташите.

Список Элементов.

ОБОЗНАЧЕНИЕ	ТИП	НОМИНАЛ	КОЛИЧЕСТВО	КОММЕНТАРИЙ
	ШИМ контроллер	TL494	1
VT1,VT2	Биполярный транзистор	BC557	2
VT3,VT4	MOSFET-транзистор	IRFZ44N	2
VD3-VD6	Диод Шоттки	КД213	4	FR607 и мощнее
VD1,VD2	Выпрямительный диод	1n4148	2
R1	Резистор 2Вт	18кОм	1
C1	Электролит	47мкФ 16В	1
С2,С11,С12	Конденсатор неполярный	0. 1 мкф	3	Керамика любое напряж.
С3	Электролит	470 мкФ 16В	1
C4	Конденсатор неполярный	1нФ	1	Керамика любое напряж.
C5,С6	Электролит	2200 мкФ 16В	2
C7,С8	Конденсатор неполярный	0,01 мкФ	2	Керамика любое напряж.
C9,С10	Электролит	2200мкФ 50В	2
R1	Резистор	1 кОм 0.25Вт	1
R2	Резистор	4.7 кОм 0.25Вт	1
R3	Резистор	11 кОм 0.25Вт	1
R4	Резистор	56 Ом 2Вт	1
R5,R6	Резистор	22 Ом 0. 25Вт	2
R7,R8	Резистор	820 Ом 0.25Вт	2
R9,R10	Резистор	22 Ом 2Вт	2
F1	Предохранитель	15А	1

Скачать список элементов в PDF формате.

Частота ШИМ задается элементами C4,R3. С помощью этого калькулятора вы сможете рассчитать приближенную частоту. На выходах она делится на два, но трансформатор работает именно на той частоте, которую мы рассчитываем и задаем.

Изначально я рассчитывал ШИМ и трансформатор под частоту 50кГц (С4-1нф, R3-22кОм), но видимо марка сердечника трансформатора, фактически отличалась от заявленной марки продавцом, плюс погрешности в расчете. В итоге, количество витков первичной обмотки было недостаточным, вследствие чего, в обмотке протекал очень большой ток холостого хода, ключи ужасно грелись, и был слышен писк. Пришлось повысить частоту до 100 кГц, симптомы болезни исчезли.

Если у вас случится подобная ситуация с неточным расчетом, то необходимо увеличить, либо уменьшить частоту элементами C4,R3. Если на холостом ходу горячие ключи и горячий трансформатор, то следует повысить частоту, либо добавить витки в первичной обмотке. Совсем забыл, это если во вторичке нет короткого замыкания и нет ошибок в выходном выпрямителе, а то если есть КЗ на выходе, то естественно все будет греться и сгорит, так как в данной схеме нет защиты от КЗ.

Если на холостом ходу ничего не греется, а при нагрузке происходит чрезмерное выделение тепла в трансформаторе, значит нужно понизить частоту элементами C4,R3, либо уменьшить количество витков первичной обмотки.

Расчет и намотка трансформатора автомобильного преобразователя.

Теперь приступим к самой увлекательной части, намотке трансформатора!

Габариты моего кольцевого сердечника 40мм-25мм-11мм, марка 2000МН.

Скачиваем и запускаем программу Lite-CalcIT(2000).

Схему преобразования выбираем Пуш-пул, схема выпрямления двухполярная со средней точкой, тип контроллера TL494, частоту ставьте 50-100 кГц, в зависимости от частотозадающих элементов C4,R3, далее выбираем нужное нам на выходе и на входе напряжения, выбираем также диаметр провода.

Пару слов скажу про напряжение. При расчете я указал входное напряжение 10В-11В-13В, а после того как собрал преобразователь, при испытаниях замерил напряжение на клеммах аккумулятора 13,5 Вольт, в итоге на выходе получил не +-35В а +-46В на холостом ходу. Поэтому номинальное ставьте не 11В, а 13,5В. Минимальное и максимальное соответственно 11В и 14,5В.

В ходе расчета, я получил количество витков первичной обмотки 5+5, провод диаметра 0.85мм сложенный в пять жил. И как же это понять, спросите меня вы! Но тут ничего сложного, итак, приступим…

Мотаем первичную обмотку.

Сначала, обмотаем наше колечко диэлектриком.

Все обмотки будем мотать в одну сторону, в какую, выбирать вам. Единственное правило, в одну сторону!

Мотаем одним куском проволоки 5 витков. Берем еще кусок проволоки, и виток к витку мотаем еще 5 витков, и так далее виточек к виточку, пока не получим 5 витков в 10 жил (5+5 жил).

Далее разделим по 5 жил и скрутим выводы.

Кладем изоляцию на первичную обмотку.

Сразу зачищаем хвосты, скручиваем и усаживаем в термоусадку.

Все, первичная обмотка у нас готова.

Объясню, что мы получили. Нам нужна первичная обмотка, имеющая 10 витков в 5 жил с отводом от середины (5+5 витков). Мы могли намотать так, сначала мотаем 5 витков 5 жилами, распределенными равномерно по всему кольцу, далее делаем отвод , кладем изоляцию, и сверху еще 5 витков 5 жилами. Получим тоже самое 5+5 витков проводом в 5 жил., ну или 10 витков с отводом от середины, кому как нравится называть. Минус данного способа в том, что обмотки могут быть не одинаковыми, а это плохо, так же чем больше слоев у трансформатора, тем ниже его КПД.

Поэтому, мы мотали сразу 10 жилами 5 витков, далее разделили, и получили две одинаковых обмотки имеющих по 5 витков из 5 жил. Давайте разберемся, как соединить данные обмотки. Тут ничего сложного, начало одной обмотки соединяем с концом другой. Главное не перепутать, и не соединить начало одной обмотки с её же концом.)))))

В статье “Расчет и намотка импульсного трансформатора” описан именно такой метод намотки вторичной обмотки понижающего преобразователя, предлагаю посмотреть.

Соединяются выводы первички на самой плате. Если все правильно соединили, то средняя точка должна прозвониться с верхним и нижним плечом , показав нулевое сопротивление на мультиметре.

Ну, вроде бы объяснил. Друзья простите если много воды!

Мотаем вторичные обмотки.

По расчетам я получил 16+16 витков, проводом диаметр, которого равен 0.72мм, сложенным в 2 жилы. То есть 32 витка с отводом от середины. Запомните, если есть отвод от середины, то значит каждую половину нужно распределять по всему кольцу, а не на половине кольца.

Берем двойной провод и мотаем 16 витков в ту же сторону, что и первичную обмотку. У меня влезло 17 витков, я не стал перематывать и оставил 17 виточков. Далее выводы зачистил, скрутил и посадил в термоусадку.

Берем двойной провод и мотаем еще 16 витков (у меня 17 витков) между витками предыдущей обмотки, в том же направлении. Посадил в термоусадку другого цвета, чтобы не ошибиться при соединении.

Вторичная обмотка соединяется на плате, аналогично первичной обмотке (начало одной соединяется с концом другой).

Далее кладем изоляцию.

С трансформатором вроде бы закончили. Ура, Ура, Ура!

Дроссель мотается на желтом колечке, двумя жилами проводом, диаметр которого составляет 0,85мм, имеет 11 витков. Колечко выдернуто из БП ПК.

Если найдете диоды Шоттки КД213, ставьте их. Можно попробовать спаять по два штуки FR607. Либо переделать схему выпрямления и установить сборки из диодов Шоттки, которые можно поставить на радиатор.

Получился вот такой автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать. Данное действие вызвано большим выходным напряжением. В результате получил 15+15 витков во вторичной обмотке.

В архиве под статьей две печатные платы, одна под КД213, вторая под FR607. Изначально плата под КД213 была взята из интернета, переработана и адаптирована мной под FR607. При желании вы можете сами развести печатную плату под ваши типоразмеры элементов, трансформатора и внутренние размеры корпуса.

Калькулятор расчета частоты TL494 СКАЧАТЬ

Список элементов в PDF СКАЧАТЬ

Даташит на TL494 СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

Схема преобразователя напряжения 12 в 220 в на TL494 и транзисторах IRFZ44 | РадиоДом

Данная схема для тех кому нужен автономный источник питания с 12 вольт в стандартное переменное сетевое напряжение 220-230 вольт. Схема представляет собой двухтактный повышающий импульсный инвертор, собранный генератор на микросхеме TL494 или ее аналогов KA7500, MB3759, КР1114ЕУ, IR3MO2, из ключей на транзисторах и подключённого к ним повышающего трансформатора.

Силовые транзисторы ключей мощные полевые транзисторы, которые характеризуются меньшим временем переключения и более простыми схемами управления, заменимы IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N, IRF3205 (мощность с последними увеличится). Ни в коем случае не ставьте разные транзисторы в паре, это не только ухудшит КПД преобразователя, но и приведёт к выходу из строя обеих полевых транзисторов. Радиаторы обязательны, это более обезопасит от нагрева. Можно отдельно, но в случае закрепления на один радиатор используйте изолирующие прокладки.

Трансформатор подойдёт готовый от блока питания компьютера, также можно использовать ферритовый кольцевой с внешним диаметром не меньше 40 мм. Железные сердечники не рекомендуется. Первичную обмотку наматывать проводом не менее 1 мм в диаметре, вторичная обмотка проводом 0,35 мм Для первого запуска преобразователя используйте проверенный метод избежание порчи деталей, подключив устройство через сетевую лампочку напряжением 220 вольт 100 ватт.

Работая с повышающими преобразователями соблюдайте правила безопасности так как работа ведётся с опасным для организма напряжением!! Выходную вторичную обмотку в процессе наладки сборки желательно изолировать кембриками из резиновых трубочек во избежание случайного контакта.

Преобразователь напряжения 12 в / 220 в на микросхеме TL494CN 100 Вт | РадиоДом

Схема преобразователя напряжения 12 в / 220 в на микросхеме TL494CN 100 Вт

Параметры преобразователя (инвертора):Входное напряжение — 7-14 вВыходное напряжение — 220-230 вВыходная мощность — 80-100 W.Данный инвертор позволит питать нагрузки не более 100 вт. В схеме используется популярная зарубежная микросхема TL494CN и отпадает использование предварительного усилителя для силовых ключей на кремниевых транзисторахБиполярные транзисторы для силовой части применены отечественные КТ819АМ (обязательно с индексом М).

Заменить их можно на КТ805, КТ819, КТ812, КТ827А (выходная мощность на последних увеличится). Силовой трансформатор подойдёт любой малогабаритный, от компьютерного блока питания, источников бесперебойного питания, самому намотать тоже несложно…подойдёт любой ферритовый с сечением 2 кв.см Первичная обмотка содержит 16 витков, наматываются в две обмотки одновременно…соединяя один конец с началом другого и получаем среднюю точку. Провод в первичной обмотке диаметром не менее 1,4 мм, желательно (а может и лучше) намотать в несколько жил меньшего диаметра. Изолировать от вторичной обмотки очень качественно. Вторичная обмотка содержит 330 витков провода толщиной 0.35 мм, равномерно укладывая виток к витку.

На выходе преобразователя желательно установить конденсатор на 2 мкФ напряжением 300 в для подавления паразитных импульсов. Устройство в холостом режиме работы потребляет всего 0,25-0,3 А

Двухтактный импульсный преобразователь 12В-220В на TL494

Читать все новости ➔

Преобразователь выполнен на широко распространенной микросхеме ШИМ-контроллере 1114ЕУ4 (полный импортный аналог TL494), что позволяет сделать схему довольно простой. В нормальном состоянии (при нулевом напряжении на затворе) транзисторы VT1, VT2 закрыты и открываются импульсами с соответствующих выходов микросхемы. Резисторы R7-R9 и R8-R10 ограничивают выходной ток микросхемы, а также величину напряжения на затворе ключей.

Рис. 1. Схема двухтактного импульсного преобразователя

Цепь из элементов C1-R2 обеспечивает плавный выход на рабочий режим при включении питания (постепенное увеличение ширины импульсов на выходах микросхемы). Диод VD1 предохраняет повреждение элементов схемы при ошибочном подключении полярности питания. Диаграммы напряжений, поясняющие работу, показаны на рисунке 2. Как видно на рисунке (а), задний фронт импульса имеет большую длительность, чем передний. Это объясняется наличием емкости затвора полевого транзистора, заряд которой рассасывается через резистор R9 (R10) во время, когда выходной транзистор микросхемы закрыт. Это увеличивает время закрывания ключа. Так как в открытом состоянии на полевом транзисторе падает напряжение не более 0,1 В, потери мощности в виде небольшого нагрева VT1 и VT2 происходят в основном за счет медленного закрывания транзисторов (именно этим ограничена максимальная допустимая мощность нагрузки).

Параметры данной схемы при работе на лампу мощностью 100 Вт приведены в таблице 1. В холостом ходу потребляемый ток составляет 0,11 А (9 В) и 0,07 А (15 В). Рабочая частота преобразователя около 20 кГц. Трансформатор Т1 выполнен на двух сложенных вместе кольцевых сердечниках из феррита марки М2000НМ1 типоразмера К32х20х6. Параметры обмоток указаны в таблице 2. До намотки острые грани сердечника необходимо закруглить надфилем или грубой наждачной бумагой. При изготовлении трансформатора сначала наматывается вторичная обмотка. Намотка выполняется виток к витку, в один слой с последующей изоляцией лакотканью или фторопластовой лентой. Первичные обмотки 1 и 2 наматываются двумя проводами одновременно (равномерно распределив витки на магнитопроводе). Такая намотка позволяет значительно уменьшить выбросы напряжения на фронтах при закрывании полевых ключей. Транзисторы устанавливаются на теплоотвод, в качестве которого применен дюралевый профиль. Радиаторы закрепляются на краях печатной платы.

В качестве силовых ключей на мощность до 60 Вт в приведенной схеме можно также применять транзисторы N-типа со статической индукцией КП958А (БСИТ — Bipolar Static Induction Transistor). Они разработаны специально для работы в высокочастотных источниках питания. Физика работы такого транзистора близка к работе обычного биполярного, но из-за конструктивных особенностей он имеет ряд преимуществ:

1) низкое падение напряжения исток-сток в открытом состоянии;2) повышенный коэффициент усиления;3) высокое быстродействие при переключении;4) повышенная устойчивость к тепловому пробою. В этом случае транзисторы лучше подобрать с одинаковыми параметрами, а резисторы R9 и R10 уменьшить до 100… 150 Ом.

Таблица 1 — Параметры схемы при изменении напряжения питания

Uпит В	Iпотр A	Uвых B	Рпотр Вт	Рнагр Вт	КПД
12	7,9	220	94,8	82	0,87

Таблица 2 — Параметры обмоток трансформатора Т1

Обмотка	Число витков	Провод	Индуктивность
1	8	ПЭЛ 0,8. ..1,0	200мкГн
2	8	ПЭЛ 0,8…1,0	200мкГн
3	300	ПЭЛ 0,25	318мкГн
4	10	ПЭЛШО 0,25	97мкГн

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Инверторные системы электроснабжения для коттеджа
Инверторные системы электроснабжения для коттеджа
Инверторный генератор лучший
Отличие инвертора от сварочного аппарата
Чем отличается инверторный генератор от бензинового
Электрический инверторный котел
Инвертор тепловой
Инвертор сварочный корунд 200 отзывы
Сварка авто инвертором
Самодельный инвертор
Инверторные батареи

Силовая электроника своими руками

Силовая электроника своими руками Автор: Липин Руслан Владимирович ruslanlipin@yandex.

Переход на главную страницу

Силовая часть с блоком питания и драйверами.

    Представленный на схеме сварочный инвертор построен по схеме однотактного прямохода. На первичную обмотку сварочного трансформатора с помощью двух ключей подаются однополярные импульсы выпрямленного сетевого напряжения с заполнением не более 42 %. Магнитопровод трансформатора испытывает одностороннее подмагничивание. В паузах между импульсами магнитопровод размагничивается по так называемой частной петле. Размагничивающий ток благодаря обратно включенным диодам возвращает магнитную энергию, запасённую в сердечнике трансформатора обратно в источник, подзаряжая конденсаторы (2 x 1000 мкф x 400 В) накопителя.

    На прямом ходу энергия передаётся в нагрузку через сварочный трансформатор и прямо включенные диоды выпрямителя (2x150EBU04). В паузе между импульсами ток в нагрузке поддерживается благодаря энергии, накопленной в дросселе. Электрическая цепь в этом случае замыкается через обратные диоды (2x150EBU04). Хорошо известно, что на эти диоды приходится бОльшая нагрузка, чем на прямые. Причина – ток в паузе течёт дольше чем в импульсе.

    Конденсатор 1200 мкф x 250 В включенный в сварочные провода через резистор 4,3 Ом обеспечивает чёткое зажигание дуги. Пожалуй, это одно из удачных схемных решений для поджига в косом мосте.

Ключи косого моста работают в режиме жёсткого переключения. Причём режим включения заведомо облегчен всегда присутствующей индуктивностью рассеивания сварочного трансформатора. И, поскольку к моменту включения ключей считается, что магнитопровод трансформатора полностью размагничен, то по причине отсутствия тока в первичной обмотке, потерями на включение можно пренебречь. Потери на выключение – очень существенные. Для их снижения параллельно каждому ключу установлены RCD-снабберы.

Для обеспечения чёткой работы ключей, в моменты между включениями на их затворы подаётся отрицательное напряжение благодаря специальной схеме включения драйверов. Каждый драйвер питается от гальванически изолированного источника (около 25 В) блока питания. Напряжение питания “верхнего” драйвера используется для включения реле К1, контакты которого шунтируют пусковой резистор.

Блок питания (классический маломощный флайбэк) имеет 3 гальванически изолированных выхода. При исправных деталях начинает работать сразу. Напряжение для драйверов – 23-25В. Напряжение 12 В используется для питания блока управления.

Существенные радиаторы нужно предусмотреть для входного выпрямителя, ключей и выходного выпрямителя. От размеров этих радиаторов и интенсивности их обдува будет зависеть постоянная времени работы аппарата. Поскольку аппарат обеспечивает существенный сварочный ток (до 180 А), ключи нужно обязательно припаять к медным пластинам толщиной 4 мм, затем эти “бутерброды” прикрутить к радиаторам через теплопроводную пасту. О том как это сделать написано здесь. В месте крепления ключей посадочное место радиатора должно быть идеально плоским без сколов и раковин. Желательно чтобы в месте крепления ключей радиатор имел сплошное тело толщиной не менее 10 мм. Как показала практика для лучшего отвода тепла не нужно изолировать ключи от радиатора. Лучше изолировать радиатор от корпуса аппарата. В обдув нужно поставить также трансформатор, дроссель и обязательно все резисторы мощностью 25 и 30 Вт. Остальные элементы схемы в радиаторах и обдуве не нуждаются.

Блок управления.

Прошивка микроконтроллера PIC16F628A-I/P

Блок управления построен на основе распространённого ШИМ-контроллера TL494 с задействованием одного канала регулирования. Этот канал стабилизирует ток в дуге. Задание тока формирует микроконтроллер с помощью модуля CCP1 в режиме ШИМ на частоте примерно 75 кГц. Заполнение ШИМ будет определять напряжение на конденсаторе C1. Величина этого напряжения определяет величину сварочного тока.

С помощью микроконтроллера выполняется так же блокировка инвертора. Если на вход DT(4) TL494 будет подан высокий логический уровень, то импульсы на выходе Out исчезнут и инвертор остановится. Появление логического нуля на выходе RA4 микроконтроллера приведёт к плавному старту инвертора, то есть к постепенному увеличению заполнения импульсов на выходе Out до максимального. Блокировка инвертора используется в момент включения и при превышении температуры радиаторов.

Вот что получилось в железе. Блок питания, драйвера и блок управления на одной плате.

В моём аппарате индикатор и клавиатура подключены к блоку управления через компьютерный шлейф. Шлейф проходит в непосредственной близости от радиаторов ключей и трансформатора. В чистом виде такой конструктив приводил к ложному нажатию на клавиши. Пришлось применить следующие спец. меры. На шлейф одето ферритовое кольцо К28x16x9. Шлейф скручен (насколько позволяла его длина). Для клавиатуры и термостатов использованы дополнительные подтягивающие резисторы 1,8К, зашунтированные керамическими конденсаторами 100 пкф. Такое схемное решение обеспечило помехоустойчивость клавиатуры, полностью исключены ложные нажатия клавиш.

Хотя, моё мнение – нужно не допускать помехи в блок управления. Для этого блок управления должен быть отделён от силовой части сплошным металлическим листом.

Настройка инвертора.

Силовая часть пока обесточена. Предварительно проверенный блок питания подключаем к блоку управления и включаем его в сеть. На индикаторе загорятся все восьмёрки, затем включится реле и, если контакты термостатов замкнуты, то индикатор покажет задание тока 20 А. Осциллографом проверяем напряжение на затворах ключей. Там должны быть прямоугольные импульсы с фронтами не более 200 нс, частотой 40-50 кГц напряжением 13-15В в положительной области и 10 В – в отрицательной. Причём в отрицательной области импульс должен быть заметно длиннее.

Если всё так, собираем полностью схему инвертора и включаем его в сеть. На индикацию сначала будут выведены восьмёрки, затем должно включиться реле и индикатор покажет 20 А. Кликая кнопками, пробуем изменять задание тока. Изменение задания тока должно пропорционально изменять напряжение на конденсаторе C1. Если изменив задание тока не нажимать на кнопки более 1 минуты, то произойдёт запись задания в энергонезависимую память. На индикаторе кратковременно появится сообщение “ЗАПС”. При последующем включении инвертора величина задания тока будет равна значению, которое записалось.

Если всё так, устанавливаем задание 20 А и включаем в сварочные провода нагрузочный реостат сопротивлением 0,5 Ом. Реостат должен выдерживать протекание тока не менее 60 А. К выводам шунта подключаем вольтметр магнитоэлектрической системы со шкалой на 75 мВ, например прибор Ц 4380. На нагруженном инверторе пытаемся изменять задание тока, и по показаниям вольтметра контролируем ток. В этом режиме реостат может издавать звук, напоминающий звон. Его не стоит боятся – это работает токоограничение. Ток должен меняться пропорционально заданию. Выставляем задание тока 50 А. Если показания вольтметра не соответствуют 50 А, то на выключенном инверторе впаиваем сопротивление R1 другого номинала. Подбирая сопротивление R1 добиваемся соответствие задания тока измеренному.

Проверяем работу термозащиты. Для этого обрываем цепь термостатов. На индикаторе высветиться надпись “EroC”. Импульсы на затворах ключей должны исчезнуть Восстанавливаем цепь термостатов. Индикатор должен показать установленный ток. На затворах ключей должны появиться импульсы. Их длительность должна плавно увеличится до максимальной.

Если всё так, можно попытаться варить. После 2-3-х минут сварки током 120-150 А выключаем инвертор из сети и ищем 2 самых горячих радиатора. На них нужно установить защитные термостаты. По возможности термостаты устанавливаются вне зоны обдува.

Вес аппарата со сварочными проводами 11,5 кг.

Переход на главную страницу

принципиальная схема преобразователя напряжения и его ремонт

Совсем недавно каждый производитель электронной аппаратуры прикладывал к своему изделию принципиальную электрическую схему и другую документацию, помогающую профессионалам и радиолюбителям быстро найти неисправность в отказавшем аппарате и отремонтировать его. Сегодня ситуация иная.

Схемы и подробную ремонтную документацию производители предоставляют лишь сертифицированным сервисным центрам. И то не всегда. Часто устранение простейшей неисправности сводится к замене неисправного блока. А отказавший блок в лучшем случае отправляют производителю, а в худшем — на свалку.

Те же, кому услуги сервисных центров недоступны из-за дороговизны или территориальной отдалённости, остаются «у разбитого корыта «.

Автор предлагаемой статьи делится своим опытом восстановления недоступной принципиальной схемы аппарата по его печатной плате. Это помогло ему отремонтировать аппарат. Надеемся, описанные им приёмы будут полезны многим читателям.

Взяться за перо меня заставили объективные причины. Во второй половине 2015 г. Крым и г. Севастополь испытали энергетический голод.

И когда в вечернее время город на несколько часов погружался в непроглядную темноту, единственной палочкой-выручалочкой был автомобильный преобразователь постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В мощностью 150 Вт. который и осветительную лампу зажжёт, и радио с Wi-Fi предложит.

Но однажды после подключения к нему «умной» светодиодной лампы всё погасло, а сам преобразователь стал издавать жалобный прерывистый писк.

Первым делом в Интернет полетели вопросы относительно схемы устройства. Оказалось, что запищал преобразователь не только у меня, но и у многих товарищей по несчастью. Интернет практически сотрясался от возгласов «Дайте схему!» самых различных устройств.

Поскольку ни я, ни другие (как следует из материалов форумов) не нашли ответа, были изучены все доступные материалы по работе и типовым схемам подобных преобразователей.

Но очень скоро выяснилось, что схема моего преобразователя существенно отличается от типовой. Например, во многих подобных устройствах применена лишь одна микросхема TL494, а у меня их две, да ещё и микросхема LM358L, отсутствующая в найденных схемах. Стало ясно, что для успешного решения моей задачи недостаточно «метода тыка».

Нужна полноценная и правильная принципиальная схема устройства. И похоже, поможет её самостоятельное составление. Вот так и родилось то, что предлагается вниманию читателей На мой взгляд, материал будет полезен и начинающему радиолюбителю, знакомому с азами компьютерных технологий, и опытному, но не имеющему достаточного опыта работы с компьютером.

Инвертор напряжения внутри

Всё будет рассказано на примере преобразователя напряжения, внешний вид которого показан на рис. 1. Чтобы добраться до внутренностей прибора, я внимательно изучил все его крепёжные элементы (винты, защёлки) и первым делом вывинтил винты крепления передней (с розеткой) и задней панелей. Поскольку эти панели электрически соединены с печатной платой, я аккуратно развёл их в стороны и заглянул внутрь корпуса.

Стало понятным назначение ещё одного винта, расположенного на боковой стороне корпуса (на рис. 1 слева). Этот винт удерживает планку-кронштейн, прижимающую к корпусу, служащему теплоотводом, какие-то детали (позже выяснилось, что это термореле и два мощных транзистора).

Отвинтив и этот винт, я осторожно извлёк из корпуса печатную плату, внешний вид которой сверху приведён на рис. 2, а снизу — на рис. 3. Первое впечатление — связи между элементами устройства весьма сложны, «беглый» анализ схемы и поиск неисправностей затруднены.

Но самая большая проблема — соединения между элементами не видны со стороны их установки на плате. Я занялся решением этой проблемы.

Сфотографировал плату сверху, стараясь получить наиболее резкое изображение с минимальными геометрическими искажениями (см. рис. 2). Поскольку многие детали имеют существенно различную высоту (например, трансформатор и лежащий рядом резистор), при съёмке с малого расстояния система автофокусировки фотоаппарата может выбрать в качестве опорной точки торец трансформатора.

Поверхность платы окажется заметно не в фокусе, но именно там расположены печатные отверстия и мелкие детали. Поэтому, если фотоаппарат имеет функцию ручной фокусировки, необходимо ею воспользоваться. Если фотоаппарат цифровой, то можно применить такую методику: полунажатием на кнопку спуска сфокусироваться на участок поверхности платы, а затем, не отпуская кнопку и не изменяя расстояния до объекта, переместить изображение в центр экрана и дожать кнопку для завершения съёмки.

Рис. 1. Внешний вид преобразователя.

Рис. 2. Плата преобразователя.

Есть ещё один «подводный камень”. В стремлении быстро получить результат подручными средствами, многие решают воспользоваться, например, фотокамерой мобильного телефона, надеясь на её «многомегапиксельность».

Вероятный результат такого решения представлен на рис. 4, где, например, у микросхем справа не видно целого ряда выводов, а высокие элементы (например, оксидные конденсаторы) кажутся «смотрящими» в разные стороны.

Рис. 3. Печатная плата.

Рис. 4. Детали на печатной плате.

Это следствие различия углов, под которыми при съёмке с близкого расстояния видны элементы центральной и периферийных частей платы.

Съёмку платы нужно вести с расстояния не менее метра, что значительно уменьшит различие углов визирования элементов в пределах кадра.

Но при этом придётся использовать объектив с большим фокусным расстоянием или с трансфокатором высокой кратности, и потребуется стабильность взаимного положения аппарата и объекта съёмки. Эта проблема просто решается использованием штатива и режимом автоспуска.

Установив, например, двухсекундный режим автоспуска, изображение объекта съёмки увеличивают трансфокатором до максимального заполнения дисплея. Затем полунажатием на спусковую кнопку фокусируют его, после чего дожимают кнопку до конца. Таким способом удается получить достаточно хорошие кадры вида на монтаж, лишённые описанных выше дефектов.

Аналогичным образом я сделал снимки платы со стороны печатного монтажа. В принципе, эту сторону платы можно и отсканировать, но здесь тоже есть важный нюанс.

Наибольшее распространение в быту получили планшетные сканеры на приборах с зарядовой связью (ПЗС, англ. CCD — Charge Coupled Device) и с контактными датчиками изображения (англ. CIS — Contact Image Sensor) [1]. Первые снабжены специальной оптической системой и способны сканировать неровную поверхность с глубиной резкости до 30 мм, что вполне достаточно даже с установленными на его стороне мелкими элементами.

Сканеры второго типа, как правило, дешевле и по этой причине весьма распространены, однако имеют малую глубину резкости, близкую к нулю.

Они предназначены для работы лишь с плоскими листами документов, плотно прижатыми к стеклу. Полученный на таком сканере вид печатного монтажа (рис. 5) не блещет качеством (размыты мелкие детали, не читаются номиналы резисторов), что подтверждает преимущества фотоспособа.

Рис. 5. Вид печатного монтажа.

Восстановление схемы

Полученные фотографии я сохранил в компьютерных файлах под названиями соответственно «Вид сверху» и «Вид снизу». Не бойтесь использовать в названиях файлов русские буквы.

Современные операционные системы в большинстве случаев это позволяют. Фотоснимки я предварительно обработал в программе Picture Manager — штатном средстве пакета MS Office. Файл изображения можно открыть, щёлкнув правой клавишей мыши по его названию и выбрав нужный пункт из выпадающего списка «Открыть с помощью».

Поскольку вид сверху зеркален относительно вида снизу, последний необходимо перевернуть по вертикали. Для этого я открыл файл «Вид снизу», в главном меню программы выбрал пункт «Рисунок» и далее последовательно перешёл к пунктам «Повернуть и отразить. ..» и «Отразить сверху вниз».

Теперь изображение печатного монтажа видится как бы сквозь прозрачную плату сверху (рис. 6). Результат сохранил в файле «Вид снизу-повёрнуто».

Теперь вид сверху и перевёрнутый вид снизу нужно максимально совместить по горизонтали, используя как ориентир длинную сторону платы.

Для этого я, пройдя по пунктам «Рисунок» -> «Повернуть и отразить…», задал в окне «Градусов:» угол поворота изображения с шагом 0,01 град, и добился горизонтальности нижней кромки платы на обоих рисунках. Затем выбрал пункт «Рисунок» -» «Обрезка…» и ограничил рисунки размерами собственно платы.

Сохранив полученные результаты, я перешёл к творческому этапу работы, для выполнения которой использовал популярную у радиолюбителей, очень простую в освоении и с множеством полезных функций, русифицированную программу SPlan 7.0. Её легко найти в Интернете. Внешний вид окна программы, с загруженной в него для примера схемой МДМ-усилителя, приведён на рис. 7.

Рис. 6. Изображение печатного монтажа.

Чтобы сделать печатные проводники платы видимыми на стороне установки компонентов, необходимо совместить оба рассматриваемых изображения на одном рисунке, наложив вид снизу (предварительно сделав его прозрачным) на вид сверху.

Но здесь есть «подводные камни». Реальный рисунок печатной платы изобилует технологическими «излишествами» — расширениями проводников и сложной их конфигурацией, буквально закрывающими собой вид сверху на плату при наложении.

Выход из положения — создать скелетную схему печатного монтажа. Предварительно пришлось выполнить некоторые простейшие настройки программы SPlan. В нижней части под рабочим полем слева я задал шаг сетки 0,1 мм, а чуть правее в окнах «Угол изгиба» и «Угол вращения» установил «Нет».

Далее я скопировал на рабочее поле программы изображение перевёрнутого вида снизу (см. рис. 6) Для этого в меню «Файл» выбрал пункт «Открыть файлы графики», нашёл нужный файл и открыл его на рабочем столе двойным щелчком мыши по имени.

На левой вертикальной панели программы SPIan выбрал инструмент «Точка соединения» и расставил точки в местах пайки выводов элементов на плате.

Затем в меню «Опции» выбрал пункт «Стиль и цвет линий», в открывшемся окне задал ширину линий, например «5» (цвет по умолчанию чёрный), и нажал «ОК». Теперь все построенные линии будут иметь эти ширину и цвет.

Рис. 7. Программа SPLan 7.

На боковой панели выбрал инструмент «Линия» и продублировал все соединения, проводя линии между нанесёнными точками наиболее наглядно и рационально, не повторяя все особенности трассировки печатных проводников. Здесь показал в виде небольших прямоугольников элементы (резисторы и конденсаторы), расположенные со стороны печати.

Для большей наглядности выделил их синим цветом. Элементы полученного рисунка я обьединил в группу, однако прежде потребовалось удалить лежащий под ними фоновый вид снизу. Выделив фоновый рисунок, щёлкнув мышью по его границе, я навёл на неё курсор и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, выдвинул фоновый рисунок на свободное место рабочего поля.

Рис. 8. Схема печатного монтажа превратилась в единый рисунок с прозрачным фоном.

Далее, удерживая нажатой левую клавишу, выделил (охватил пунктирным прямоугольником) только что созданную схему (при этом она окрасилась в фиолетовый цвет) и щёлкнул мышью по замкнутому замочку в верхней строке меню (можно выбрать пункт «Группировать» в контекстном меню правой клавиши мыши). В результате созданная схема печатного монтажа превратилась в единый рисунок с прозрачным фоном (рис. 8).

Сохранив на всякий случай полученный результат в файле с расширением имени .spl7, я перешёл к следующему этапу работы. Удалил с рабочего поля программы SPIan фотоснимок вида снизу, который только что использовал для создания скелетной схемы, и скопировал сюда вид на плату сверху.

Увеличил высоту изображения приблизительно до половины высоты рабочего поля, потянув за любой из четырёх окружающих его угловых чёрных квадратов.

Выделив щелчком скелетную схему и выбрав в меню правой клавиши мыши пункт «На передний план», я, удерживая нажатой левую клавишу мыши, надвинул эту схему на вид сверху.

Согласовывал масштабы рисунков описанным выше способом до полного их совпадения в узловых точках и приступил к заключительному этапу. Первым делом расставил на скелетной схеме все элементы, находящиеся на верхней стороне платы, используя для этой цели богатые возможности встроенной библиотеки программы SPIan.

Опыт показывает, что целесообразно предварительно выбрать из библиотеки необходимые элементы (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, обмотки трансформатора и пр.) и разместить их на рабочем поле рядом с рисунком. На схеме желательно показать и номиналы элементов, что существенно упростит окончательное построение принципиальной схемы. Итог проделанной работы представлен на рис. 9.

Рис. 9. Итог проделанной работы.

В принципе, полученный рисунок уже позволяет приступить к созданию фрагментов принципиальной схемы устройства. Однако я настоятельно рекомендую не отказываться от ещё одной процедуры, которая, в итоге, неизбежно повысит наглядность и читаемость картины, что, в свою очередь, уменьшит вероятность ошибочной интерпретации схемы.

Здесь возможны два варианта. Первый и наиболее простой — распечатать показанную на рис. 9 схему и, вооружившись разноцветными фломастерами, выделить линии связи и соответствующие точки различными цветами, о которых будет сказано ниже. Более интересен вариант создания цветной схемы печатного монтажа средствами программы SPlan.

Он позволяет пофантазировать и поэкспериментировать прежде, чем остановиться на окончательном варианте. Кроме того, всегда удобно иметь перед тобой на мониторе компьютера легко масштабируемую и наглядную печатную схему.

Я выбрал второй вариант и, выделив весь изображённый на рис. 9 рисунок, разгруппировал его элементы щелчком мыши по разомкнутому замочку в главном меню (вместо этого можно выбрать пункт выпадающего меню «Разгруппировать”).

Но нужно помнить, если ранее группировка производилась не однократно, а по частям, то и разгруппирование нужно повторить соответствующее число раз. Если предварительно был создан раскрашенный от руки рисунок схемы, его можно использовать как образец.

Для окраски или изменения других свойств любого графического элемента необходимо выделить его щелчком мыши (чтобы придать одинаковые свойства нескольким обьектам, например линиям, необходимо выделять их, удерживая нажатой клавишу Shift). Затем в меню правой клавиши нужно выбрать пункт «Свойства (атрибуты) элемента», в подменю которого можно задать нужный цвет, ширину и тип линии, цвет заливки.

Результат моей обработки скелетной схемы показан на рис. 10. Здесь красным цветом выделены линии, имеющие отношение к положительной полярности входного и полученного внутри устройства напряжений. Зелёным цветом обозначена отрицательная полярность (общий провод). Фиолетовый цвет показывает остальные линии связи.

Перемычки на плате (порой скрытые от глаз, например, установленные под микросхемами) показаны насыщенным синим цветом. Все элементы поверхностного монтажа, размещённые на стороне печатных проводников, обозначены прямоугольниками синего цвета. Элементы, размещённые на противоположной стороне платы, изображены тонкими чёрными линиями.

Рис. 10. Результат моей обработки скелетной схемы.

Сравнивая рис. 9 и рис. 10, можно убедиться в высокой наглядности последнего. Для успешного восстановления принципиальной схемы и в дальнейшем для анализа работы устройства потребовалось все обнаруженные активные элементы (диоды, транзисторы, микросхемы) найти в справочниках или Интернете и узнать их назначение, расположение выводов, основные параметры.

При этом я узнал для себя много нового. Например, что микросхемы TL494 [2, 3] представляют собой приборы, реализующие широтно-импульсную модуля цию выходных импульсов с богатым набором функциональных возможностей.

Рис. 11. Принципиальная схема инвертора напряжения.

Поскольку была выполнена предварительная работа по изучению (например, в [4]) типовых схем импульсных преобразователей напряжения, я уже имел общее представление о структуре подобных устройств.

Далее начался интересный творческий процесс, от качества выполнения которого во многом зависел успех решения поставленной задачи. Было заведомо ясно, что получить окончательную принципиальную схему с первого раза наскоком не удастся.

Рассуждения я начал от входных контактов, куда подаётся постоянное напряжение 12 В от аккумуляторной батареи. Глядя на свой рисунок (рис. 10) и двигаясь от входного контакта +12 В по красной линии, я увидел, что это напряжение приходит на выводы трансформатора Т1. На печатной плате в этой области имеются пять равноудалённых контактных площадок.

Три средних из них соединены между собой и с цепью + 12 В. Есть основания предположить, что на них выведена средняя точка первичной обмотки трансформатора. Не рисуя пока ничего, я продолжил беглое знакомство с окружением трансформатора.

Крайние выводы первичной обмотки трансформатора связаны со стоками полевых транзисторов Q1 и Q2, затворы которых, в свою очередь, получают сигналы управления от расположенных справа элементов, в частности, от микросхемы U1.

Рис. 12. Фрагмент схемы.

Эти наблюдения позволили увидеть логику расположения рассмотренных узлов, учитывая, что итог их работы — изменение состояния транзисторов Q1 и 02, стоки которых подключены к крайним выводам первичной обмотки.

Следовательно, трансформатор должен быть расположен на листе бумаги где-то справа и вертикально, поскольку построение схемы в дальнейшем будет, очевидно, продолжаться по горизонтали.

В процессе рисования я заметил, что элементы управления каждой половиной обмотки расположены симметрично относительно её средней точки. Когда «бумажный» вариант фрагмента схемы откорректирован, его можно повторить на компьютере, например, в программе SPlan. Итог этой работы приведён на рис. 11.

На этой и всех последующих схемах сохранены позиционные обозначения элементов, нанесённые на плату преобразователя, хотя они существенно отличаются от принятых в России Например, диоды и транзистор (VD и VТ по нашим стандартам) обозначены соответственно D и Q.

Позиционные номера элементов также сохранены, хотя на составленных схемах они следуют хаотически, что значительно затрудняет поиск нужного элемента по его номеру.

Далее я приступил к части схемы, связанной с вторичной обмоткой трансформатора. В большинстве предварительно изученных схем напряжение вторичной обмотки поступало непосредственно на выходную розетку.

Но в моём случае оба её вывода подключены к мосту из диодов D4-D7, хотя они размещены на печатной плате так, что обнаружить мост удалось лишь после некоторых усилий.

Следовательно, здесь формируется ещё одно (кроме 12 В) постоянное напряжение. Судя по параметрам оксидного конденсатора С2 (10 мкФ, 400 В), расположенного в верхней части платы и соединённого с диодным мостом, это напряжение довольно высокое.

От плюсового выхода моста видно ответвление вправо в область платы, которая, судя по насыщенности её разнообразными элементами, весьма сложна по схеме, играет какую-то самостоятельную роль и достойна отдельного внимания. Я решил рассмотреть её чуть позже, а пока продолжил движение по плюсовому проводнику.

Все соединённые с ним элементы расположены в верхней части платы, число их невелико. Это позволило без труда завершить создание схемы этого фрагмента, представленной на рис. 12.

Её анализ показывает, что перед нами выпрямитель высокого переменного напряжения, из выходного постоянного напряжения которого каким-то неизвестным пока образом будет сформировано переменное выходное напряжение 220 В частотой 50 Гц.

Продолжив двигаться вправо от верхнего по схеме вывода резистора R16, я попал на вывод 4 микросхемы U2 (TL494L). Зная из [3], что её выводы 8 и 11 — коллекторы выходных транзисторов, я проследил, куда идут от них печатные проводники, и увидел, что к базам и затворам транзисторов пока не рассмотренного узла. Схема узла на элементе U2 имеет вид, изображённый на рис. 13.

Рис. 13. Схема узла на элементе U2.

Рис. 14. Схема формирователя выходного переменного напряжения.

Теперь можно было взяться за выходной узел — формирователь переменного напряжения 220 В 50 Гц. Я возвратился к печатному проводнику, идущему от катодов диодов к стокам транзисторов 05 и Q6.

Предстояло составить схему самого сложного, на первый взгляд, узла, насыщенного плотно размещёнными элементами со сложно организованными связями. Это потребовало большего внимания и усидчивости.

Поскольку формирователем выходного переменного напряжения, как я предположил, управляет микросхема U2, подавая на него прямоугольные симметричные импульсы, соединённые стоки упомянутых выше двух транзисторов могут свидетельствовать о наличии двух независимых каналов преобразования. Не исключая такую возможность, я начал движение по одному из них.

Обнаружил соединение между истоком транзистора Q5 и стоком транзистора Q8. Кстати, здесь же берёт начало один из проводов, идущих к выходной розетке преобразователя напряжения.

Исток транзистора Q8 соединён с общим проводом через низкоомный резистор R1, что подтверждает его соединение с минусом высоковольтного выпрямителя. Аккуратно дорисовал цепи управления этими транзисторами и стрелками показал связи с другими узлами.

Сделав аналогичные построения для второго канала, начиная с транзистора Q6, я обнаружил их полную идентичность. Это позволило при создании схемы в программе SPlan нарисовать схему лишь одного канала, затем в меню правой клавиши мыши выбрать пункт «Дублировать» и, переместив копию на нужное место, зафиксировать её здесь.

Откорректировав позиционные номера элементов второго канала и отредактировав схему в целом, я выделил (обведя мышью) весь рисунок, сгруппировал все его элементы и сохранил схему в файле. Полученная схема формирователя выходного переменного напряжения изображена на рис. 14.

И наконец, последний активный элемент прибора — микросхема U3 LM358L [5]. Это сдвоенный маломощный ОУ. Восстановление схемы содержащего её узла не вызвало никаких затруднений. Она изображена на рис. 15. Этот узел связан только с микросхемой U1, поэтому на полной принципиальной схеме прибора они, очевидно, будут расположены рядом.

Созданные фрагменты схемы я перенёс на единый лист и расположил их в логической последовательности. Поскольку вся предыдущая работа была выполнена тщательно и аккуратно, после объединения фрагментов и окончательного редактирования получена принципиальная электрическая схема преобразователя постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В, 50 Гц, показанная на рис. 16.

Рис. 15. Схема узла с микросхемой LM358L.

В принципе, созданной схемы, даже без номиналов некоторых элементов (они плохо читаемы), достаточно для анализа работы устройства и поиска причины его отказа.

Первый активный элемент преобразователя, получающий напряжение + 12 В от аккумуляторной батареи, — TL494L (U1). Задающим узлом в ней служит генератор пилообразного напряжения, параметры колебаний которого заданы резистором R13 и конденсатором С4. Как следует из описания микросхемы, частоту генерации F можно определить по формуле:

При указанных на схеме номиналах этих элементов расчётное значение — 73,33 кГц. Подключив осциллограф к выводу 5 микросхемы U1, я убедился в работоспособности генератора (рис. 17, масштаб по оси времени — 5 мкс/дел., по оси напряжения — 500 мВ/дел.).

Наличие пилообразного напряжения амплитудой 2,7 В и частотой около 81 кГц свидетельствует об исправности генератора, а отклонение измеренной частоты от расчётного значения может быть следствием разброса параметров резистора и конденсатора.

Рис. 16. Принципиальная электрическая схема преобразователя постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В, 50 Гц.

Рис. 16. Продолжение принципиальной схемы.

Проверку работы микросхемы U1 я завершил наблюдением её выходных сигналов на выводах 9 и 10 (рис. 18, масштаб по оси времени — 5 мкс/дел., по оси напряжения — 5 В/дел.).

Полная идентичность выходных импульсов и их взаимный сдвиг на полпериода свидетельствовали о правильном функционировании микросхемы. Дальнейшие исследования переместились к трансформатору Т1. Подключившись к его вторичной обмотке, я проверил исправность транзисторов Q1-Q4 и самого трансформатора.

Рис. 17. Сигнал с генератора.

Здесь нужно иметь в виду, что выходное напряжение трансформатора может быть более 300 В, что опасно для осциллографа. Например, у осциллографа ISDS205B, которым я пользовался, максимальное допустимое входное напряжение — всего 60 В.

Поэтому измерение проводилось с простейшим делителем напряжения 1:10, схема которого показана на рис. 19. Я увидел симметричные двухполярные импульсы, следующие с частотой около 40 кГц.

Рис. 18. Сигнал на выводах 9 и 10.

Рис. 19. Схема делителя напряжения 1 до 10.

Значит, все узлы, расположенные на схеме левее трансформатора, исправны. Этот же результат можно было получить, сразу подключившись к трансформатору, но любые предварительные ознакомительные измерения полезны. Работу диодного моста D4-D7 можно приближённо оценить, приняв во внимание следующие соображения.

В режиме холостого хода, когда нагрузка к выходу преобразователя не подключена, при частоте пульсаций выпрямленного напряжения около 80 кГц на пряжение на сглаживающем конденсаторе С2 не успевает заметно изменяться в паузах между импульсами и практически равно пиковому значению напряжения на вторичной обмотке (за вычетом падения напряжения на двух диодах моста).

Если измеренное постоянное напряжение на конденсаторе С2 равно амплитуде импульсов на вторичной обмотке трансформатора, то диодный мост и конденсатор С2 исправны.

Заманчиво было сразу перейти к выходному узлу преобразователя, расположенному на схеме правее выпрямителя. Но здравое рассуждение и внутренний голос подсказали, что этим узлом управляет микросхема U2 и, пожалуй, лучше начать с неё. Поскольку микросхемы U1 и U2 идентичны и с первой из них я уже знаком, следовало посмотреть, что происходит со второй.

Я начал с задающего генератора и, подключившись к выводу 5, увидел здесь пилообразные импульсы амплитудой 2,5 В, повторяющиеся с частотой около 98 Гц.

Подстроечным резистором VR2 можно установить частоту 100 Гц. Очевидно, что из них будут сформированы выходные импульсы частотой 50 Гц. На выводах 8 и 11 должны присутствовать однополярные идентичные прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от постоянного напряжения на выводе 4.

В моём случае управляющее напряжение поступает с резисторов R3 и VR1 и представляет собой часть постоянного напряжения на выходе выпрямителя.

Следовательно, уменьшение напряжения аккумуляторной батареи в процессе её разрядки и соответствующее ему снижение выходного напряжения выпрямителя приводят к расширению выходных импульсов и стабилизации за счёт этого выходного переменного напряжения.

Согласно надписи на корпусе преобразователя, его эффективное значение должно быть установлено (с помощью подстроечного резистора VR1) равным 220 В. Хотя сегодняшние стандарты требуют, чтобы номинальное сетевое напряжение было равным 230 В, практика показывает, что электроприборы, рассчитанные на 230 В, прекрасно работают и от напряжения 220 В. Поэтому регулировку можно оставить прежней.

Напряжение на том же выводе 4 при опасном начальном напряжении свежезаряженной аккумуляторной батареи, близком к 15 В, блокирует работу микросхемы U2 и прекращает формирование выходного напряжения.

Проверив осциллографом выходные импульсы на выводах 8 и 11, я обнаружил их заметное различие по амплитуде (соответственно 8,75 и 9,94 В). Это меня насторожило, поскольку на выходах аналогичной микросхемы U1 импульсы практически одинаковы по амплитуде.

Возможны две причины: неисправность микросхемы U2 или её внешних цепей. Поскольку проверить микросхему, не выпаивая её из печатной платы, не удалось, я занялся внешними цепями.

Отключил от преобразователя напряжение питания 12 В и цифровым омметром «прозвонил» относительно общего провода выводы 8 и 11 микросхемы U2. Сопротивление участка цепи, связанного с выводом 8, оказалось меньше, чем связанного с выводом 11. Эта информация не внесла ясности в ситуацию.

Я начал рассуждать. Оба канала — потребители сигналов управления и абсолютно идентичны. Значит, и участки этих каналов должны обладать одинаковым сопротивлением.

И таких участков в каждом канале два: делители напряжения на базах транзисторов Q9 и Q10 и цепи затворов транзисторов Q8 и Q7. Внимательно посмотрев на схему, я убедился, что эти участки соединены параллельно. Следовательно, их общее сопротивление должно быть меньше меньшего из них.

Однако резисторы R32 и R7 отделены от общего провода огромным сопротивлением изоляции затворов транзисторов Q8 и Q7, следовательно, остаются только делители напряжения с сопротивлением около 13 кОм и незнакомые мне внутренние цепи микросхемы. Подключив омметр между выводом 11 микросхемы U2 и общим проводом, я увидел, что он показал 6,35 кОм.

Перенос щупа омметра к выводу 8 принесло сюрприз — здесь сопротивление почему-то 3,9 кОм. Оно подозрительно близко к сопротивлению соединённых последовательно резисторов R33 и R34, если параллельно им подключить резистор R7. Но такого не может быть, ведь резистор R7 отделён от общего провода изоляцией затвора транзистора Q7.

Чтобы проверить подозрение, я подключил щуп омметра к затвору транзистора Q7, и прибор показал сопротивление, близкое к нулю. Значит, изоляция затвора от канала транзистора пробита, поэтому резистор R7 действительно соединён правым (по схеме) выводом с общим проводом.

Проведённая немедленно «прозвонка» канала сток-исток транзистора Q7 показала и его пробой. Теперь стала понятна и причина неожиданно странного поведения преобразователя — тревожные акустические сигналы и провалы напряжения на нагрузке на фоне появившихся пульсаций. В своих рассуждениях я исходил из того факта, что при нормальной работе пары транзисторов Q5 с Q7 и Q6 с Q8 открываются и закрываются поочерёдно, чем обеспечивается смена полярности напряжения, поступающего на нагрузку.

На схеме видна связь датчика тока — резистора R1 с выводом 1 микросхемы U2. Этот вывод представляет собой неинвертирующий вход одного из внутренних компараторов микросхемы U2, на его инвертирующий вход 2 с делителя напряжения R25R23 поступает образцовое напряжение около 75 мВ.

При исправной работе преобразователя и максимальной мощности нагрузки 150 Вт на резисторе R1 падает напряжение приблизительно 60 мВ, что не вызывает срабатывания компаратора и тем самым не изменяет режима работы микросхемы U2.

При перегрузке преобразователя падение напряжения на резисторе R1 возрастает, и по превышении им значения 75 мВ компаратор изменяет своё состояние, чем блокирует работу микросхемы U2 и закрывает выходные транзисторы преобразователя. Это происходит в каждом полупериоде выходного напряжения.

В рассматриваемом случае цепь нагрузки исправна, а пробой транзистора Q7 вызывает перегрузку выпрямителя только в полупериоды, когда открыт транзистор Q6 и происходит рассмотренная выше блокировка микросхемы U2. В результате на нагрузку поступает однополупериодное пульсирующее напряжение, что ей (и преобразователю) очень не нравится.

После замены транзистора Q7 работоспособность преобразователя восстановилась, о чём свидетельствует осциллограмма выходного напряжения, приведённая на рис. 20 (масштаб по оси времени — 5 мс/дел., по оси напряжения с учётом его делителя -100 В/дел.). Значит, вся работа была не напрасна.

Рис. 20. Осциллограмма выходного напряжения.

Единственное, что осталось без внимания — узел на микросхеме U3. Взглянув на него, можно догадаться, что он предназначен для звуковой сигнализации о возникновении какой-то проблемы, о чём свидетельствует наличие звукоизлучателя BZ. На неинвертирующие входы обоих ОУ поступает стабилизированное образцовое напряжение 5 В от микросхемы U1.

На инвертирующий вход верхнего по схеме ОУ поступает напряжение с резистивного делителя R14R27R35. После подключения к преобразователю аккумуляторной батареи начинает заряжаться конденсатор С1.

Пока напряжение на нём не достигнет 9,7 В, напряжение на выводе 2 будет меньше образцовых 5 В, поэтому на выводе 1 верхнего ОУ действует высокий уровень напряжения, которое через диод D8 поступает на вывод 16 микросхемы U1, запрещая работу её и в результате всего преобразователя.

Пока напряжение на инвертирующем входе нижнего ОУ меньше 5 В, работают генератор сигнала звуковой частоты на нижнем по схеме ОУ микросхемы U3 и звукоизлучатель BZ, извещая о низком напряжении питания.

Этот звук всегда сопровождает процесс подключения аккумуляторной батареи к преобразователю. При напряжении на конденсаторе С1 более 10,3 В звук исчезает, а преобразователь входит в нормальный режим работы. Естественно, при снижении напряжения батареи в результате разрядки до 10,3 В и ниже звуковой сигнал обратит внимание пользователя на этот факт.

На этом завершим краткое путешествие по функциональным узлам преобразователя напряжения, основной целью которого было ознакомление с ходом рассуждений и локальных исследований при поиске неисправности.

Возможность такого экскурса появилась только после кропотливой, но плодотворной работы по восстановлению принципиальной схемы устройства. Хочется надеяться, что предложенный материал окажется полезным всем творческим, любознательным и целеустремлённым людям, которые ремонту «на стороне» предпочитают восторг собственной победы.

Ю. Быковский, г. Севастополь, Украина. Р-11-17, 12-17.

Литература:

Какой выбрать сканер CCD или CIS? — skanworld.ru
Широков С. TL494CN: схема включения, описание на русском, схема — fb.ru
TL494 ШИМ — datasheet
Преобразователи напряжения на ИМС TL494. — yandex.ru/search
Описание и применение операционного усилителя LM358. — joyta.ru.

Схема инвертор 12 в 220. Схема простого инвертора на 100 Вт и 12-220 В

ГлавнаяРазноеСхема инвертор 12 в 220

Схема отличного инвертора 12 В – 220 В

Хочу поделиться схемой инвертора 12 В – 220 В. Схема проверена, можно смело собирать. Схема достаточно проста, не содержит редких и малодоступных компонентов, собрать её сможет любой желающий. Вместо импортной микросхемы TL494 можно использовать отечественный аналог 1114ЕУ4.

Принципиальная схема инвертора 12-220 на TL494

В данном инверторе используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор из БП компьютера, но в нашем преобразователе он станет наоборот повышающим. Данный трансформатор можно взять как из AT, так и из ATX. Обычно, такие трансформаторы отличаются только габаритами, а их расположение выводов совпадает. Убитый блок питания (или трансформатор из него) можно поискать в любой мастерской по ремонту компьютеров.

Если же вы такого трансформатора не найдете, можно попробовать намотать вручную (если хватит терпения). Вот какой трансформатор использовал в своём варианте:

Транзисторы обязательно нужно поставить на радиатор, иначе они могут перегреться и выйти из строя.

Использовал алюминиевый радиатор из полупроводникового советского телевизора. Этот радиатор не совсем подошел по размеру к транзисторам, но другого варианта у меня не было.

Также желательно заизолировать все высоковольтные выводы данного инвертора и лучше собрать все в корпус, ведь если этого не сделать, может случайно произойти короткое замыкание или просто можно коснуться высоковольтного вывода, что будет очень неприятно.

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

Я использовал корпус от блока питания ноутбука. Он очень хорошо подошел по размерам.

Ну и конечно же инвертор в действии:

Всем удачи, Кирилл.

2shemi.ru

Схема китайского преобразователя напряжения 12- 220 вольт 500 ватт на ШИМ

Низковольтная часть

Выше представлена схема китайского преобразователя напряжения, выполненного на ШИМ контроллере TL494. Выходной каскад построен на 6 транзисторах IRF1405, по три на каждое плечо. Работает преобразователь напряжения на частоте 50 кГц, трансформатор Ш-образный феррит, вначале намотана вторичка двойным проводом диаметром 1.2 мм и имеет 33 витка. Первичка намотана из листа меди шириной каркаса трансформатора разделённого на 2 половинки толщиной 1.5 мм и имеет по одному витку на плечо, отвод от середины.

Высоковольтная часть

На втором рисунке представлена схема преобразования напряжения постоянного тока из 310 вольт в переменное 220 вольт. Генератор 50 Гц выполнен так же на ШИМ контроллере TL494. С его выхода идёт управление на высоковольтные полевые ключи на полевиках. Ключи у нас включены по мостовой схеме, как обычно, что обеспечивает полноценную коммутацию высокого напряжения. На выходе получаем модифицированный синус. Микросхема TL494, как известно, у нас готовый контроллер для построения преобразователей напряжения. В этой маленькой микросхеме реализованы все удобства, чтобы долго не заморачиваясь создать качественный преобразователь напряжения, со всевозможными защитами от перегрузок и перенапряжений. В ней содержится множество узлов, таких как генератор импульсов, стабилизатор напряжения для питания внутренних узлов микросхемы, два усилителя ошибки для обратной связи, выходные триггеры с открытым коллектором и эмиттером, которые обеспечивают выходной ток до 200 мА. Питается же микросхема напряжением от 6 до 40 вольт, что очень даже хорошо. В низковольтной силовой части осуществлена стабилизация напряжения с помощью дополнительной обмотки с выходом 12 вольт, от неё же питается генератор 50 герц на высоковольтной части схемы, который тоже выполнен на микросхеме TL494, так поступили, чтобы развязать гальванически высоковольтную часть от цепей питания низковольтной части преобразователя, в общем то китайцы поступили мудро. В принципе схема лёгкая, очень простая в повторении, но купить готовое наверное лучше, меньше будет болеть голова, меньше выкуренных сигарет, экономия нервов:))). Готовое изделие легче модернизировать и повышать мощность. При конструировании и наладке следует помнить об опасном высоком напряжении в схеме.

www.tool-electric.ru

СХЕМА ИНВЕРТОРА 12-220

Такой простой и компактный преобразователь напряжения автомобилистам, поскольку в машине очень часто может возникнуть необходимость получения сетевого напряжения. Этот преобразователь может быть использован для запитки паяльников, ламп накаливания, кофеварок и прочих устройств, которые питаются от сети 220 Вольт. Преобразователь может также питать активные нагрузки — телевизор или DVD проигрыватель, но стоит заметить, что это достаточно опасно, поскольку рабочая частота преобразователя довольно сильно отличается от сетевых 50 Герц. Но, как известно, в указанных устройствах установлены импульсные блоки питания, где сетевое напряжение выпрямляется диодами. Эти диоды могут выпрямлять ток высокой частоты, но должен заметить, что не во всех импульсных блоках могут быть такие диоды, поэтому лучше не рискнуть. Такой DC-AC преобразователь напряжения можно собрать за пару часов, если меть под рукой нужные компоненты. Уменьшенная схема показана на рискнке:

Трансформатор — силовой компонент такого преобразователя. Он намотан на кольце феррита, который был снят от китайского блока для питания галогенок (мощность 60 ватт).

Первичная обмотка трансформатора моталась 7-ю жилами. Для намотки обеих обмоток использовался провод с диаметром 0,5-0,6мм. Первичная обмотка состоит из 10 витков с отводом от середины, т.е. две равноценные половинки по 5 витков каждая. Обмотки растянуты по всему кольцу. После намотки, обмотки желательно изолировать и мотать повышающую.

Вторичная обмотка состоит из 80 витков (провод использовался тот же, что и для намотки первичной обмотки). Транзисторы были установлены на теплоотводы, но не забываем изолировать их при помощи специальных прокладок и шайб. Это делается только тогда, когда у обеих транзисторов общий теплоотвод.

Дроссель можно убрать и подключить питание напрямую. Он состоит из 7-10 витков провода 1мм. Дроссель может быть намотан на кольце из порошкового железа (такие кольца легко можно найти в компьютерных БП). Схема инвертора 12-220В в предварительной наладке не нуждается и работает сразу.

Работа достаточно стабильная, благодаря дополнительному драйверу, микросхема не греется. Транзисторы греются в пределах нормы, но советую подобрать для них теплоотвод побольше.

Монтаж выполнен в корпусе от электронного трансформатора, который и играет роль теплоотвода для полевых ключей.

el-shema.ru

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12-220

Представляем двухтактный импульсный преобразователь, собранный на ШИМ-контроллере TL494. Это позволяет сделать схему довольно простой и доступной для повторения многим радиолюбителям. На выходе стоят высокоэффективные выпрямительные диоды удваивающие напряжение. Также можно использовать преобразователь напряжения и без диодов — получая переменное напряжение. Например для электронных балластов (при питании ЛДС) постоянное напряжение и полярность включения не актуальна, так как в схеме балласта на входе стоит диодный мост. Принципиальная схема показана на рисунке — кликните для увеличения.

В преобразователе 12-220 В используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор из блока питания AT или ATX компьютера, но в нашем преобразователе он станет наоборот повышающим. Обычно эти трансформаторы отличаются только габаритами, а расположение выводов идентично. Нерабочий блок питания от ПК можно найти в любой мастерской по ремонту компьютеров.

Работа схемы. Резистор R1 задает ширину импульсов на выходе, R2 (совместно с C1) задаёт рабочую частоту. Уменьшаем сопротивление R1 – увеличиваем частоту. Увеличиваем емкость C1 – уменьшаем частоту. Транзисторы в преобразователь напряжения ставим мощные МОП полевые, которые характеризуются меньшим временем срабатывания и более простыми схемами управления. Здесь одинаково хорошо работают IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N.

Радиатор не нужен, так как продолжительная работа не вызывает ощутимый нагрев транзисторов. А если всё-же возникнет желание поставить их на радиатор — фланцы корпусов транзисторов не закорачивать через радиатор! Используйте изоляционные прокладки и шайбы втулки от компьютерного БП. Однако для первого запуска радиатор не помешает; по крайней мере транзисторы сразу не сгорят в случае ошибок монтажа или КЗ на выходе.

Правильно собранная схема преобразователя в наладке не нуждается. Корпус желательно использовать неметаллический, чтоб исключить пробой высокого напряжения на корпус. Соблюдайте осторожность при работе со схемой, так как напряжение 220 В опасно!

Форум по импульсным преобразователям

Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12-220

radioskot.ru

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12-220

Эта схема Mos-Fet инвертора обеспечит стабильное выходное Напряжение прямоугольной формы. Частота преобразования определяется настройкой переменным резистором и, как правило, устанавливается равной 50 Гц. В схеме могут быть использованы различные готовые трансформаторы. Или намотанные самодельные, для достижения наилучших результатов.

Схема преобразователя напряжения 12В в 220 (уменьшенная)

Хотя преобразователь расчитан на 0,5 кВт, с целью увеличения мощностио можно поставить дополнительные МОП-транзисторы.

Рекомендуется установить предохранитель в силовую линию питания инвертора и всегда иметь подключенную нагрузку. Предохранитель должен быть рассчитан на 32 вольт и приблизительно 10 Ампер на 100 Вт мощности. Для подачи питания должны быть достаточно толстые провода, чтобы справиться с этим высоким током!

Также должны быть использованы соответствующие радиаторы на полевые транзисторы RFP50N06. Эти Mos-Fet рассчитаны на 50 Ампер и 60 Вольт. Но если хотите, используйте прочие подходящие виды полевых транзисторов для замены.

В этом преобразователе 12-220 не используются дорогие микросхемы — обычный копеечный ОУ LM358 и цифровая микросхема CD4001. В качестве задающего генератора операционный усилитель LT1013 предлагает лучшие параметры, чем LM358, но это ваш выбор.

Силовой трансформатор должен быть способен передавать выбранную выходную мощность. В данном случае применён от микроволновки. С помощью перемотанного трансформатора, как показано ниже, схема должна обрабатывать около 500 Вт максимальной мощности.

Вторичку надо смотать и намотать примерно на 18-24 вольта с отводом от середины. Провода — 2-3 мм. Вобщем схема прекрасно подходит для работы в качестве автомобильного инвертора 12-220 вольт, а при необходимости, можно уменьшить выходное напряжение (или сделать его двухполярным) и запитывать от неё мощный автоусилитель.

el-shema.ru

Схема простого инвертора на 100 Вт и 12-220 В — Поделки для авто

Для того, чтобы конструктивно реализовать простой инвертор, достаточно использовать трансформатор из блока питания персонального компьютера. Хорошо известно, что в данном устройстве есть три трансформатора, поэтому нужно выпаять самый большой из них. В случае, когда необходимо получить напряжение в четыре сотни вольт, на выходе должен стоять умножитель напряжения.

В любом случае, данный трансформатор идеально подходит для создания инверторов с мощностью от 500 до 600 Вт. Но в этой статье рассматривается конструкция инвертора с мощностью от 80 до 100 Вт. В основу стандартной двухтактной схемы положен ШИМ контроллер TL494, а также пара мощных силовых ключей из серии IRFZ44. Если необходимо, можно взять ключи IRF3205, которые позволяют увеличить входную мощность на тридцать-пятьдесят Ватт.

Небольшие габариты такой схемы существенно расширяют возможности по ее применению. Карманный вариант схемы может понадобиться во время походов и прочих подобных мероприятий, ведь это еще и прекрасный источник сетевого напряжения.

Выходное напряжение трансформатора выпрямляется силами диодного моста. В принципе, подойдут любые быстрые диоды, обратное напряжение которых превышает отметку в четыреста Вольт. Подходят и отечественные элементы, например, импульсные диоды с током от одного до пяти Ампер и частотой в 60-100 кГц.

После диодного моста потребитель получает уже выпрямленное напряжение. Для чего это нужно? Дело в том, что это импульсная схема, поэтому выходной ток имеет повышенную частоту, способную вывести из строя большинство электронных устройств, работающих от сети с стандартным бытовым напряжением.

Хоть в большей части современной электроники и реализованы БП импульсного типа, сетевое напряжение проходит через диодный выпрямитель, диоды которого не могут работать с высокими частотами. Как результат – при подаче такого напряжения диоды сразу же выгорают, так и не успев сработать с нужной скоростью. Если же на диодный мост подается постоянное напряжение, то оно же поступает и на выход схемы.

Данный инвертор не подходит для питания устройств, в которых роль источника питания отведена пятидесятигерцовым трансформаторам. А вот паяльники, зарядные устройства, телевизоры и светильники будут работать без перебоев и проблем.

Для установки полевых транзисторов следует подготовить отдельные или один общий теплоотвод. Но в случае с общим теплоотводом стоит укрепить элементы через изоляционные прокладки. В противном случае возникнет КЗ и схема не будет работать.

cxema.org — Простой преобразователь 12-220 50Гц

Недавно мною была опубликована статья о простом преобразователе напряжения, которая позволит снять внушительную мощность, при этом схема имеет всего несколько компонентов в обвязке и не содержит никаких микросхем. Мощность нашего инвертора зависит от количества пар выходных транзисторов (от их типа) ну и разумеется от габаритных размеров задействованного трансформатора. Выходная мощность может быть от 150/200 до 2000 ватт!

В нашей схеме можно использовать полевые ключи типа IRFZ24/40/44/46/48, IRF3205, IRL3705, IRF3808 С одной парой транзисторов типа IRFZ24 можно снять выходную мощность в районе 50-60 ватт, с транзисторами IRFZ40/44/46/48 — от 120 до 200 ватт. Для обеспечения более высокой мощности советуется задействовать ключи типа IRF3205 — с одной парой до 300 (в некоторых случаях до 350 ватт), но и этого мало ? тогда используйте ключи типа IRF3808 — одна пара таких ключей может обеспечить выходную мощность 400-500 ватт, с двумя парами — до 1000 ватт. Схема способна качать 4 пары таких ключей, что дает возможность поднять мощность преобразователя до 2000 ватт, но и это не предел!

В схеме мультивибратора задействованы импортные ключи серии TIP41, которые являются аналогами наших КТ819, их можно заменить на менее мощные — КТ817/815, но если инвертор планируется для получения мощности 500 и более ватт, то советую использовать мощные НЧ транзисторы, вроде тех, что указаны в схеме, можно и КТ805/819. Ключи устанавливают на общий теплоотвод ОБЯЗАТЕЛЬНО используя слюдяные прокладки и изолирующие шайбы. К инвертору можно подключать такие нагрузки, как — дрель, болгарка, телевизор, ПК, музыкальный центр, в общем все бытовые нагрузки, частота на выходе в пределах 500-100 Гц, зависит от рабочей частоты мультивибратора. В схеме задействован готовый трансформатор от бесперебойника, выходное напряжение от 220 до 260 Вольт. Потребление без выходной нагрузки составляет 270-300мА — с 3-я парами выходных ключей. Схема запускается при подаче + на генератор (REM), силовые провода (шины питания) с диаметром не менее 5мм. Диапазон входных напряжений от 6 до 20 Вольт, все указанные параметры были получены с применением автомобильного аккумулятора с емкостью 75А/ч. Затворные резисторы для полевых ключей могут иметь номинал 2,2 до 47Ом, стандарт — 10Ом, все использованные резисторы на 0,25 ватт. Конструкция помещается в корпусе от бп компьютера и занимает мало места.

{youtube}3HQLeM7egnI{/youtube}

С уважением — АКА КАСЬЯН

< Назад
Вперёд >

vip-cxema.org

Бактерии для септика отзывы
Почему в квартире выбивает пробки
На какой высоте должна быть раковина в ванной
Деревянные клееные балки
Сигнализация своими руками на дачу
Самодельный дефлектор вольперта григоровича
Как подключить кабель интернет к розетке
Почему липнет электрод при сварке
Деревянные лестницы для дома
На что клеить плитку на печку
Клей для пищевой посуды

12.

3 Инверторные схемы

Рассмотренные ранее преобразователи постоянного напряжения имеют ряд ограничений при практическом использовании. В частности, наличие в них гальванической связи между входом и выходом не позволяет применять такие преобразователи в тех случаях, когда требуется гальваническая развязка. Другим ограничением является то, что при заданном диапазоне изменения входного напряжения питания возможный диапазон изменения выходного напряжения имеет вполне определённые пределы. То есть, нецелесообразно пытаться получать с помощью рассмотренных ранее схем напряжения в сотни вольт из напряжений в единицы вольт, и наоборот. Эти недостатки можно устранить, если дополнить их неким устройством, играющим роль трансформатора постоянного напряжения (ТПН).

Идеальный ТПН должен обеспечивать передачу постоянного напряжения с постоянным коэффициентом трансформации, высокую степень изоляции между первичной и вторичной цепями и возможность построения системы преобразования энергии с несколькими входами или выходами.

На рис.12.16 представлена функциональная схема наиболее широко применяемого ТПН.

Рис.12.16. Функциональная схема ТПН

Функции отдельных звеньев ТПН вполне очевидны. Инвертор преобразует входное постоянное напряжение в переменное напряжение прямоугольной формы высокой частоты. Трансформатор Тр обеспечивает повышение или понижение переменного напряжения и гальваническую разделение первичной и вторияной цепей. Выпрямитель вновь преобразует переменное напряжение в постоянное.

Самым сложным узлом ТПН, во многом определяющим его свойства, является инвертор. Инверторами называются преобразователи постоянного тока в переменный. Семейство инверторов довольно обширно и включает устройства различного назначения, рассчитанные на передачу мощности от долей ватта до многих мегаватт.

Силовая часть инверторов может быть построена различным образом. На рис.12.17 приведены основные схемы силовых частей.

Рис.12.17. Основные схемы силовых частей инверторов: а) нулевая,

б) полумостовая, в) мостовая

Наименьшее количество элементов содержит нулевая схема, в которой один из выводов входного источника питания соединён с отводом от средней – нулевой – точки первичной обмотки трансформатора ( рис.12.17а). Ключи S₁ и S₂ поочерёдно замыкаются и размыкаются. При этом к соответствующим первичным полуобмоткам трансформатора прикладывается входное напряжение. Намагничивающие силы полуобмоток направлены в магнитопроводе в противоположные стороны, поэтому постоянное подмагничивание, в идеале, отсутствует. Трансформатор объединяет полуволны одного цикла коммутации и повышает или понижает их амплитуду в соответствии со своим коэффициентом трансформации. Недостатком этой схемы является повышенное напряжение на закрытом ключе. Поэтому такую схему применяют для преобразования относительно низких напряжений. Другой недостаток – менее эффективное, чем у двух других схем, использование трансформатора.

Полумостовая схема (рис.12.17б) широко применяется для построения сетевых источников питания небольшой мощности ( до сотен ватт). Входное напряжение делится пополам с помощью конденсаторов. Ключи также переключаются поочерёдно. При замыкании одного из ключей к первичной обмотке трансформатора прикладывается напряжение, равное V_IN_/2 , поэтому для передачи той же мощности, что и в предыдущей схеме, через ключи должен протекать вдвое больший ток. Напряжение на закрытых ключах не превышает входное напряжение.

Мостовая схема (рис.12.17в) применяется для источников мощностью от сотен ватт и выше. Ключи циклически меняют состояние : S₁, S₄ – замкнуты, S₂, S₃ – разомкнуты, и наоборот. К первичной обмотке трансформатора всегда прикладывается полное входное напряжение. Напряжение на закрытых ключах также не превышают входное напряжение.

Примером нерегулируемого нулевого инвертора может служить MAX845. Эта микросхема содержит задающий генератор, счётный триггер и два n-канальных МОП-транзистора (рис.12.18).

Рис.12.18. Схема включения интегрального нерегулируемого инвертора MAX845

Генератор в зависимости от состояния входа выбора частоты FS вырабатывает счётные импульсы частотой 400 или 700 кГц.

Счётный триггер TT делит эту частоту пополам и распределяет эти импульсы по затворам МОП-транзисторов. Допустимое напряжение сток-исток транзисторов всего 12 В, поэтому номинальное напряжение питания составляет 5В. Выходная мощность микросхемы не более 0,75 Вт. Ток собственного потребления не превышает 5 мА. Микросхема изготавливается в миниатюрных корпусах SO-8 и μMAX размером 3х5 мм.

Регулирование выходного напряжения инверторов, применяемых в схемах преобразователей постоянного напряжения, осуществляется, в основном, путём модуляции ширины выходных импульсов при постоянной частоте коммутации. В качестве примера регулируемого инвертора можно привести микросхему TL494 производства фирмы Texas Instruments. Функциональная схема TL494 приведена на рис.12.19, а типовая схема включения в качестве контроллера регулируемого двухтактного инвертора – на рис.12.20.

Рис.12.19. Функциональная схема TL494

Для стабилизации используются отрицательные обратные связи по напряжению и току.

Рис.12.20. Типовая схема включения TL494

Для уменьшения размеров, веса и стоимости магнитных элементов и фильтровых конденсаторов необходимо повышать частоту переключения. Однако реальные потери в ключевых регулирующих элементах пренебрежимо малы лишь на относительно низких частотах переключения в пределах 20…40 кГц.

Потери на переключение вызваны тем, что переход от включённого состояния транзистора к выключенному и обратно происходит не мгновенно, а в течении определённого, пусть даже и малого времени. Во время переключения рабочая точка транзистора находится в активной области выходных характеристик (рис.12.21).

В идеале переключение транзистора следовало бы проводить по траектории 1. Например, для перевода транзистора из выключенного состояния (точка В) во включённое (точка А), следует сначала при нулевом токе уменьшить напряжение сток-исток V_DS транзистора до нуля ( точка 0), а затем увеличить ток до установившегося значения. Практически же, если не приняты специальные меры, из-за наличия паразитных ёмкостей и индуктивностей переключение будет проходить по траектории 2. При этом на транзисторе выделяется значительная электрическая мощность, преобразующаяся в тепло.

Рис.12.21. Траектория переключения МОП-транзистора

Таким образом, для уменьшения потерь на переключение следует открывать транзистор, когда напряжение на нём равно нулю, а звкрывать при нулевом токе. Эти условия можно обеспечить за счёт использования резонансных колебаний в цепях с ключевыми элементами.

Упрощённая схема резонансного преобразователя, работающего при нулевом токе переключения ( так называемый ПНТ-преобразователь), показана на рис.12.22.

Рис.12.22. Схема резонансного переключателя, работающего при нулевом токе переключения

В этой схеме простой ключ заменён резонансным ключом, состоящим из компонентов VT, L_R, C_R . В принципе, в качестве резонансной индуктивности может использоваться индуктивность рассеяния трансформатора.

Пусть первоначально транзистор закрыт. Выходной ток течёт за счёт энергии, запасённой в дросселе выходного фильтра L_F , через диод VD₃ в нагрузку. В некоторый момент времени, определяемый схемой управления, ключ VT открывается. Колебательный контур, образованный катушкой L_R и конденсатором С_R , начинает получать энергию. Заряд конденсатора C_R и последующий его разряд будут происходить по закону, близкому к синусоидальному, с частотой, равной резонансной частоте контура L_RC_R. Одновременно ток в катушке L_R также будет изменяться по синусоидальному закону – вначале увеличиваться, затем уменьшаться. Когда этот ток уменьшится до нуля, нужно закрыть ключ. При этом диод VD₁ предотвращает обратный ток через паразитный диод МОП-транзистора, который мог бы быть вызван продолжающимся резонансным процессом.

Когда ток в катушке L_R становится равным нулю, выходной ток течёт через дроссель L_F, диод VD₂ и конденсатор C_R, который быстро разряжается.Как только он разрядится до нуля, открывается диод VD₃. На этом один резонансный цикл заканчивается, и с открывания транзистора VT начинается следующий цикл. Так как транзистор открывается и закрывается при нулевом токе, потери на переключение будут минимальны. В связи стем, что переход тока с диода VD₂ к диоду VD₃ и обратно замедлен присутствием индуктивности L_F и ёмкости C_R, потери энергии будут снижены и в диодах. Уменьшаются также скорости нарастания токов и напряжений, что способствует снижению уровней электромагнитных помех и перенапряжений на элементах схемы.

В рассмотренной схеме переключение силового транзистора происходит при нулевом токе через него. Существуют также схемы, в которых транзистор переключается при нулевом напряжении (ПНН-преобразователи). Схемы ПНТ лучше подходят для сетевых источников питания с повышенным питающим напряжением; схемы ПНН – для преобразователей постоянного тока с более низким напряжением питания.

В общем случае можно сформулировать следующие достоинства и недостатки резонансных преобразователей по сравнению с обычными импульсными преобразователями на ту же мощность и работающими с той же частотой переключений.

Преимущества резонансных преобразователей:

значительно меньшие потери на переключение, в частности в режиме ПНН потери, связанные с разрядом выходной ёмкости транзистора через его открытый канал при отпирании;
примерно пятикратное снижение уровня электромагнитных помех;
более низкие требования к элементам, особенно в отношении максимально-допустимых скоростей нарастания напряжений и токов;
для организации резонансных процессов переключения могут использоваться паразитные реактивности схемы.

Недостатки резонансных преобразователей:

более сложная схема силовой части;
узкий диапазон регулирования;
в общем случае переменная частота переключения;
более сложные схемы управления.

Инвертор PWM с использованием схемы IC TL494

Очень простая, но очень сложная модифицированная схема синусоидального инвертора представлена в следующем посте. Использование микросхемы PWM IC TL494 не только делает конструкцию чрезвычайно экономичной с учетом количества деталей, но также очень эффективной и точной.

В IC TL494 — специализированная ИС ШИМ. и разработан идеально для всех типов схем, требующих точных выходов на основе ШИМ.

Чип имеет все необходимые встроенные функции для генерации точных ШИМ, которые можно настраивать в соответствии со спецификациями приложений пользователя.

Здесь мы обсуждаем универсальную модифицированную схему синусоидального инвертора на основе ШИМ, которая включает в себя IC TL494 для необходимой расширенной обработки ШИМ.

Ссылаясь на рисунок выше, различные функции выводов ИС для реализации операций инвертора с ШИМ можно понять по следующим пунктам:

Назначение выводов микросхемы TL494

Контакт № 10 и контакт № 9 — это два выхода ИС, которые скомпонованы для работы в тандеме или в конфигурации с тотемным полюсом, что означает, что обе выводы никогда не станут положительными вместе, а будут попеременно колебаться от положительного до нулевого напряжения, то есть контакт № 10 положительный, контакт № 9 будет показывать ноль вольт и наоборот.

ИК включен, чтобы произвести над тотемом вывода, связывая штифт # 13 с контактом # 14, который является опорным напряжением выходного контактом множества IC при + 5V.

Таким образом, до тех пор, пока контакт № 13 оснащен этим опорным напряжением +5 В, он позволяет ИС производить поочередно переключаемые выходы, однако, если контакт № 13 заземлен, выходы ИС вынуждены переключаться в параллельный режим (несимметричный режим), это означает, что оба выхода pin10 / 9 начнут переключаться вместе, а не поочередно.

Вывод 12 микросхемы — это вывод питания микросхемы, который можно увидеть подключенным к батарее через падающие резисторы на 10 Ом, которые отфильтровывают любые возможные выбросы или выбросы при включении микросхемы.

Контакт № 7 является основным заземлением ИС, в то время как контакт № 4 и контакт № 16 заземлены для определенных целей.

Контакт № 4 — это код неисправности или вывод управления мертвым временем ИС, который определяет мертвое время или промежуток между периодами включения двух выходов ИС.

По умолчанию он должен быть подключен к земле, чтобы ИС генерировала минимальный период мертвого времени, однако для достижения более высоких периодов мертвого времени на эту распиновку можно подавать внешнее переменное напряжение от 0 до 3,3 В, что позволяет линейно контролируемое мертвое время от 0 до 100%.

Контакты №5 и №6 — это выводы частоты ИС, которые должны быть подключены к внешней сети Rt, Ct (резистор, конденсатор) для установки требуемой частоты на выходных выводах ИС.

Любой из двух может быть изменен для регулировки требуемой частоты, в предлагаемой схеме модифицированного инвертора PWM мы используем переменный резистор для включения того же самого. Он может быть отрегулирован для достижения частоты 50 Гц или 60 Гц на контактах 9/10 ИС в соответствии с требованиями пользователя.

IC TL 494 имеет сеть с двумя операционными усилителями, внутренне настроенную как усилители ошибок, которые предназначены для коррекции и измерения рабочих циклов переключения выхода или ШИМ в соответствии со спецификациями приложения, так что выходной сигнал создает точные ШИМ и обеспечивает идеальную настройку RMS для выходной каскад.

Функция усилителя ошибок

Входы усилителей ошибки сконфигурированы на контактах 15 и 16 для одного из усилителей ошибки и на контактах 1 и 2 для второго усилителя ошибки.

Обычно только один усилитель ошибки используется для автоматической настройки ШИМ, а другой усилитель ошибки остается в спящем режиме.

Как видно на схеме, усилитель ошибки с входами на контакте 15 и контакте 16 становится неактивным, если заземлить неинвертирующий контакт 16 и подключить инвертирующий контакт 15 к + 5 В с контактом 14.

Таким образом, внутренне усилитель ошибки, связанный с указанными выше контактами, остается неактивным.

Однако усилитель ошибки, имеющий контакты 1 и 2 в качестве входов, эффективно используется здесь для реализации коррекции ШИМ.

На рисунке показано, что pin1 которая является неинвертирующим входом усилителя ошибки подключена к 5V опорного штифту # 14, с помощью регулируемого делителя напряжения, используя горшок.

Инвертирующий вход соединен с контактом 3 (контактом обратной связи) ИС, который фактически является выходом усилителя ошибки и позволяет формировать контур обратной связи для контакта 1 ИС.

Вышеупомянутая конфигурация контактов 1/2/3 позволяет точно настроить выходные ШИМ путем регулировки потенциометра контакта №1.

На этом завершается основная реализация схемы выводов для обсуждаемого модифицированного синусоидального инвертора с использованием IC TL494.

Выходной силовой каскад инвертора

Теперь что касается выходного силового каскада, мы можем представить себе пару используемых МОП-транзисторов, управляемых двухтактным каскадом BJT с буфером.

Этап BJT обеспечивает идеальную платформу переключения для полевых транзисторов, обеспечивая им минимальные проблемы с паразитной индуктивностью и быструю разрядку внутренней емкости полевых транзисторов. Последовательные резисторы затвора предотвращают любые переходные процессы, пытающиеся проникнуть в сеть, обеспечивая тем самым полную безопасность и эффективность операций.

Сток МОП-транзисторов соединен с силовым трансформатором, который может быть обычным трансформатором с железным сердечником, имеющим первичную конфигурацию 9-0-9 В, если батарея инвертора рассчитана на 12 В, а вторичная может быть на 220 или 120 В в соответствии со спецификациями страны пользователя. .

Мощность инвертора в основном определяется мощностью трансформатора и емкостью аккумуляторной батареи, эти параметры можно изменить по своему усмотрению.

Использование ферритового трансформатора

Для создания компактного синусоидального инвертора PWM трансформатор с железным сердечником можно заменить трансформатором с ферритовым сердечником. Детали его обмотки можно увидеть ниже:

Используя медный провод с суперэмалированным покрытием:

“как работают переключатели в цепи ”

Первичный: намотайте центральный ответвитель 5 x 5 витков, используя 4 мм (две пряди диаметром 2 мм, намотанные параллельно)

Вторичный: Ветер от 200 до 300 витков 0,5 мм

Сердечник: любой подходящий сердечник EE, который может удобно разместить эту обмотку.

Схема полного моста инвертора TL494

Следующая конструкция может использоваться для создания полной мостовой или H-мостовой схемы инвертора с IC TL 494.

Как можно видеть, комбинация МОП-транзисторов с p-каналом и n-каналом используется для создания полной мостовой сети, что упрощает работу и позволяет избежать сложной сети начальных конденсаторов, которая обычно становится необходимой для полных мостовых инверторов, имеющих только n-канальный МОП-транзистор.

Однако включение МОП-транзисторов с p-каналом на высокой стороне и n-каналом на нижней стороне делает конструкцию склонной к проблеме сквозного прохождения.

Чтобы избежать прострела, IC TL 494 должен обеспечить достаточное мертвое время, чтобы предотвратить любую возможность такой ситуации.

Затворы IC 4093 используются для гарантии идеальной изоляции двух сторон полной проводимости моста и правильного переключения первичной обмотки трансформатора.

Результаты симуляции

Предыдущая статья: Цепь динамика усилителя с музыкальным триггером Следующая статья: Схема зарядного устройства солнечной батареи с ШИМ

Инвертор ШИМ

с использованием схемы IC TL494

Очень простая, но очень сложная модифицированная схема синусоидального инвертора представлена в следующем посте. Использование микросхемы ШИМ TL494 не только делает конструкцию чрезвычайно экономичной с учетом количества деталей, но также делает ее высокоэффективной и точной.

Содержание

ИС TL494 является специализированной микросхемой ШИМ и идеально подходит для всех типов схем, требующих точных выходных сигналов на основе ШИМ.

Микросхема имеет все необходимые встроенные функции для генерации точных ШИМ, которые можно настраивать в соответствии со спецификациями приложения пользователя.

Здесь мы обсуждаем универсальную схему модифицированного синусоидального инвертора на основе ШИМ, которая включает IC TL494 для необходимой расширенной обработки ШИМ.

Ссылаясь на рисунок выше, различные функции выводов микросхемы для реализации операций ШИМ-преобразователя можно понять по следующим пунктам: