Как работает преобразователь напряжения 12В в 220В. Какие компоненты входят в его состав. Какие бывают виды инверторов. На что обратить внимание при выборе или сборке преобразователя.
Принцип работы преобразователя напряжения 12В в 220В
Преобразователь напряжения 12В в 220В (также называемый инвертором) позволяет получить переменное напряжение 220В из постоянного напряжения 12В. Это дает возможность питать бытовые приборы от автомобильного аккумулятора или солнечных батарей.
Основные этапы преобразования:
- Повышение напряжения с 12В до примерно 300В постоянного тока
- Преобразование постоянного тока в переменный с частотой 50 Гц
- Формирование синусоидального сигнала
Как происходит повышение напряжения? Для этого используется высокочастотный трансформатор. На его первичную обмотку подается напряжение 12В, а со вторичной снимается уже повышенное напряжение. Частота преобразования обычно составляет 20-100 кГц.
Основные компоненты преобразователя напряжения
В состав типичного преобразователя 12В-220В входят следующие ключевые элементы:
- Силовые транзисторы — коммутируют ток через первичную обмотку трансформатора
- Высокочастотный трансформатор — повышает напряжение
- Выпрямительные диоды — выпрямляют высокое напряжение
- Конденсаторы — сглаживают пульсации
- Инвертор — формирует переменное напряжение 50 Гц
- Микроконтроллер — управляет всеми процессами
Какую роль играет каждый из этих компонентов? Силовые транзисторы под управлением микроконтроллера быстро включаются и выключаются, создавая в первичной обмотке трансформатора переменный ток высокой частоты. Трансформатор повышает напряжение до 300-400В. Выпрямительные диоды преобразуют его обратно в постоянное. Конденсаторы сглаживают пульсации. На последнем этапе инвертор формирует синусоидальное напряжение 220В 50Гц.
Виды преобразователей напряжения 12В-220В
Существует несколько основных типов преобразователей:
По форме выходного сигнала:
- С модифицированной синусоидой
- С чистой синусоидой
Какой тип выбрать? Преобразователи с модифицированной синусоидой дешевле, но подходят не для всех нагрузок. Устройства с чистой синусоидой обеспечивают качественное питание для любой техники.
По мощности:
- Маломощные (до 500 Вт)
- Средней мощности (500-2000 Вт)
- Мощные (свыше 2000 Вт)
От чего зависит выбор мощности? Необходимо суммировать потребляемую мощность всех подключаемых устройств и добавить запас 20-30%.
Схемотехника преобразователя напряжения
Рассмотрим базовую схему простого преобразователя 12В в 220В:
- Генератор на микросхеме 555 формирует прямоугольные импульсы
- Драйвер на транзисторах усиливает импульсы по току
- Силовые MOSFET транзисторы коммутируют ток через трансформатор
- Высокочастотный трансформатор повышает напряжение
- Диодный мост выпрямляет высокое напряжение
- LC-фильтр сглаживает пульсации
Какие преимущества у такой схемы? Она проста в реализации и подходит для маломощных преобразователей до 100-200 Вт. Недостаток — невысокий КПД и отсутствие защит.
Выбор компонентов для преобразователя напряжения
На что обратить внимание при подборе элементов:
Силовые транзисторы:
- Максимальный ток
- Допустимое напряжение сток-исток
- Сопротивление открытого канала
Трансформатор:
- Мощность
- Частота преобразования
- Материал сердечника
Выпрямительные диоды:
- Максимальный ток
- Обратное напряжение
- Быстродействие
Как правильно рассчитать параметры? Необходимо учитывать мощность преобразователя, частоту работы, входное и выходное напряжение. Важно обеспечить запас по току и напряжению для всех компонентов.
Особенности конструкции преобразователя напряжения
При разработке преобразователя следует учитывать ряд важных моментов:
- Эффективное охлаждение силовых элементов
- Экранирование для снижения помех
- Качественная разводка печатной платы
- Защита от короткого замыкания и перегрузки
- Плавный пуск для ограничения пусковых токов
Почему это важно? Правильная конструкция обеспечивает надежную работу преобразователя, высокий КПД и электромагнитную совместимость. Защиты предотвращают выход устройства из строя при нештатных ситуациях.
Эффективность и КПД преобразователя напряжения
КПД современных преобразователей напряжения достигает 90-95%. На что влияет КПД?
- Нагрев устройства
- Время автономной работы от аккумулятора
- Экономичность эксплуатации
Как повысить эффективность преобразователя? Основные способы:
- Использование современных силовых транзисторов с малым сопротивлением
- Оптимизация схемы управления
- Применение качественных магнитных материалов
- Снижение потерь в проводниках
Почему важно стремиться к высокому КПД? Это позволяет уменьшить габариты устройства, снизить нагрев и увеличить время автономной работы. Особенно актуально для мобильных применений.
Применение преобразователей напряжения 12В-220В
Где используются такие преобразователи?
- В автомобилях для питания бытовой техники
- В системах автономного электроснабжения
- В солнечных электростанциях
- В походных условиях
- В катерах и яхтах
Какие преимущества дает использование преобразователя? Это позволяет пользоваться привычными бытовыми приборами там, где нет стационарной электросети. Повышается автономность и мобильность.
Схемы стабилизаторов и преобразователей напряжения, самодельные инверторы
Переменное напряжение
Повышающий преобразователь на ИМС BL8530-501SM с выходом 9V
Микросхема BL8530-501SM представляет собой основу для построения схемы повышающего маломощного преобразователя напряжения, предназначенного для получения выходного напряжения 5V при входном от 0,6V до 12V. Преобразователь работает с накопительным дросселем. Микросхема выпускается в трех видах …
1 32 0
Конвертер напряжения для зарядки телефонов от бортовой сети автомобиля
Схема зарядного устройства показана на рисунке 2, это DC-DC преобразователь, дающий стабильное напряжение +5V при токе до 0,75А и входном напряжении в пределах 7-18V. Схема, показанная на рисунке работает как импульсный источник, и при нормальном режиме работы рассеивает очень незначительную …
1 63 0
Схема преобразователя напряжения DC 6V в AC 220V
На рисунке показана схема преобразователя постоянного напряжения 6V в переменное 220V при частоте 50 Hz.
Выходная мощность 15-20W, что позволяет питать, например, маломощный паяльник или лампу. Преобразователь состоит из генератора противофазных импульсов на микросхеме КР1211ЕУ1, выходного …
1 52 0
Схема простого инвертора напряжения 12В — 220В (CD40106, 2SJ471, 2SK2956)
Очень многие приборы предназначены только для питания от электросети переменного тока, поэтому они «привязаны к розетке». Но что делать, если нужно пользоваться паяльником или светильником «в чистом поле», где единственный источник тока — аккумулятор автомобиля. На этот случай …
1 75 0
Двухполярный стабилизатор напряжения 0-30В на LM317 и LM337
Проще всего сделать регулируемый двухполярный стабилизатор на основе ИМС LM317 (для плоложительного напряжения) и LM337 (для отрицательного напряжения) включив данные микросхемы согласно типовым схемам включения. Но эти микросхемы позволяют регулировать выходное напряжение начиная от 1,25V и .
1 29 0
Схема маломощного преобразователя однополярного напряжения в двуполярное
Принципиальная схема маломощного преобразователя однополярного в двуполярное напряжение, сгодится для питания устройств на операционных усилителях.
1 535 0
Схема регулируемого стабилизатора напряжения с защитой по току (К140УД9, КТ817)
Многие устройства правильно работают только при строго постоянном напряжении питания, получают его от специальных устройств, именуемых стабилизаторами напряжения. Конструкции таких стабилизаторов очень разнообразны. Основаны они на электронных приборах, называемых стабилитронами. В простейшем …
0 592 0
DC-DC преобразователь напряжения для питания приемника на 9В от USB порта (LM3578AM)
Большинство советских портативных радиоприемников питались от источника напряжением 9V. У карманных это была батарея «Крона», а в переносных или две батареи «КБСЛ» или батарея из шести элементов «373» или «343».
Сейчас же, основным напряжением питания для …
1 524 0
Преобразователь напряжения +12В в +22В, ток нагрузки до 2А (555, КТ819)
Схема преобразователя напряжения +12В в +22В на конденсаторах и микросхеме серии 555. Задающий генератор на таймере 555 через силовой транзистор VT2 коммутирует катушку. Импульсы самоиндукции выпрямляются диодом VD1. Когда напряжение на фильтре C3 превышает напряжение пробоя стабилитрона VD3 …
1 1480 0
Преобразователь напряжения +12В в двуполярное +-15В для питания микросхем, схема
Преобразователь предназначен для получения нестабилизированного напряжения питания микросхем (2×12 до 18 В). В случае необходимости его можно дополнить стабилизатором напряжения на входе или на выходе. Резистор R1 обеспечивает запуск преобразователя. Диод VD1 защищает переходы база-эмиттер …
1 1639 0
1 2 3 4 5 … 26
Схема преобразователя напряжения на транзисторе
Повышающие преобразователи напряжения позволяют питать электронные схемы от источников постоянного тока с напряжением ниже, чем того требует электронная схема.
Самый широко известный пример использования такого преобразователя это «Power Bank»для телефонов.
В Power Bank установлены аккумуляторные батареи на 3,7 Вольта, а как известно телефон заряжается и питается от зарядных устройств с напряжением чуть более 5 Вольт.
Другой характерный пример, светодиодные фонарики работающие на одной или двух батарейках типа AA. Потребитель, как правило, не задумывается, а номинальное рабочее напряжение белого светодиода чуть более 3-х Вольт. Это напряжение не может обеспечить пара солевых или алкалиновых или литий-ионных батареек. Мы приведём 2 схемы повышающих преобразователей напряжения пригодных для питания светодиодов.
Первая принципиальная электрическая схема — это схема светодиодного фонарика с напряжением питания от 1 В на 1 транзисторе см рис.1.
Рис. 1. Схема светодиодного фонарика с питанием от 1 батарейки типа AA.
Схема сохраняет работоспособность при напряжении питания от 1 Вольта до 3 Вольт. Катушка L1 содержит 40 витков провода диаметром 0,2 .
.. 0,3 мм с отводом от середины. Катушку наматывают в 2-4 слоя на маленьком ферритовом сердечнике, например, от старого радиоприёмника.
Вторая принципиальная электрическая схема — это схема светодиодного фонарика с напряжением питания от 2 В см. рис.2.
Рис. 2. Схема светодиодного фонарика с питанием от 2-х батареек типа AA.
Схема сохраняет работоспособность при напряжении питания от 2 Вольт до 3 Вольт. Катушка L1 содержит 40 витков провода диаметром 0,2 … 0,3 мм с отводом от середины. Катушку наматывают в 2-4 слоя на маленьком ферритовом сердечнике, например, от старого радиоприёмника.
Схемы преобразователей напряжения рис.1 и рис. 2 совершенно идентичны, но в схеме рис. 2 в 2 раза выше напряжение питания. В результате преобразователь напряжения работает более эффективно, что позволяет запитать сразу 5 светодиодов. Схема рис. 2. повышает напряжение до 6 и 9 Вольт.
Мы сняли осциллограмму в 2-х точках схемы см. рис. 3.
Рис. 3 Осциллограмма схемы рис.
2
Красный луч на осциллограмме рис. 3 получен на коллекторе транзистора, а жёлтый луч на крайнем правом конденсаторе см. рис. 2. Общая точка в схеме — эмиттер транзистора и — батареи питания.
Обратите внимание, жёлтый луч — отрицательное напряжение относительно общей точки, а красный луч — положительное. Преобразователь напряжения рис. 2 может создавать двухполярное напряжение питания. Частота на которой работает преобразователь равна 576 кГц, но она не стабильна, зависит от напряжения батарей, индуктивности катушки L1 и величины сопротивления резистора.
Мы измерили напряжение питания схемы во время работы и потребляемый ток см. рис. 4.
Рис. 4. Измерение потребляемого тока и напряжения питания схемы преобразователя напряжения.
Преобразователь температуры в напряжение с использованием термистора и 741
Electronics CircuitsOp-Amp Circuits
AdminПоследнее обновление: 22 августа 2022 г.
0 10 033 2 минуты чтения
Вот простая схема для преобразователя температуры в напряжение с использованием термистора и 741 ИС операционного усилителя
Содержание
- 1 Обзор
- 2 Необходимые компоненты
- 3 Что такое термистор и как он работает?
- 4 Схема преобразователя температуры в напряжение с термистором и 741
С помощью этого простого преобразователя температуры в напряжение с термистором и цепями 741 вы можете точно измерить температуру в помещении. Схема работает в Источник питания 6 В . Термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент) или резистор с переменной температурой используется в качестве датчика, который имеет сильную температурную зависимость.
В этой схеме, если термистор обнаруживает повышение температуры, выходное напряжение увеличивается на 0,5 В на 1 градус Цельсия .
Коэффициент преобразования температуры в напряжение зависит от типа используемого сопротивления термистора. Если вы хотите считать температуру непосредственно на универсальном измерительном устройстве, то значение Резистор обратной связи R17 680К нужно подобрать так, чтобы была достигнута нужная чувствительность.
Хотя, если вы хотите измерить температуру, вы можете использовать датчик температуры LM35. Подробнее об этом читайте здесь: Цифровой термометр с датчиком температуры LM35
Необходимые компоненты
Ниже перечислены компоненты, необходимые для проектирования схемы преобразователя температуры в напряжение .
1. ИС операционного усилителя 741
2. Резистор 10K – 4
3. Резистор 100K – 2
4.
Резистор 680K – 1
5. Потенциометр 10K
6. Термистор 10K
7. Конденсатор 0,1 мкФ
8. Блок питания 6В
Как они работают?
Термисторы представляют собой термочувствительные резисторы, основная функция которых заключается в обеспечении значительного, предсказуемого и точного изменения электрического сопротивления при соответствующем изменении температуры тела .
Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) демонстрируют снижение электрического сопротивления при повышении температуры тела, а термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) демонстрируют увеличение электрического сопротивления при повышении температуры тела. Из-за их очень предсказуемых характеристик и отличной долговременной стабильности термисторы обычно считаются наиболее предпочтительным датчиком для многих приложений, включая измерение и контроль температуры.
Наиболее важной характеристикой термистора является его чрезвычайно высокотемпературный коэффициент сопротивления . Современная технология термисторов позволяет производить устройства с чрезвычайно точными характеристиками сопротивления в зависимости от температуры, что делает их наиболее выгодными датчиками для самых разных применений.
Схема преобразователя температуры в напряжение с использованием термистора и 741
Вот проверенный принципиальная схема преобразователя температуры в напряжение проекта . Вы можете либо собрать схему на макетной плате, либо просто сделать для нее печатную плату.
ИС операционного усилителя 741 используется в качестве дифференциального усилителя . Имеются входы, так как мостовая схема включает с R11 на Th2, при этом R11, R12, R13 и PR1 являются постоянными плечами моста. Термистор Th2 — это плечо меняющихся значений Бриджит.
Напряжение между R11 и R12 составляет около 3,4 В при нуле градусов Цельсия. PR1 равен откалибровано чтобы на выходе ОУ было 0В. Есть условия NTC, сопротивление NTC при более высоких температурах уменьшается, и падение напряжения на NTC уменьшается. Делаем выход операционного усилителя с более высоким напряжением. NTC — это обычный термистор с сопротивлением 10 кОм, но вы можете изменить значение R13 и PR1, чтобы оно было пропорциональным.
Похожие статьи
датчик — Существует ли схема преобразователя тока в напряжение для профессионального применения?
спросил
Изменено 1 год, 6 месяцев назад
Просмотрено 386 раз
\$\начало группы\$
Мы хотим измерить информацию от трех датчиков, которые генерируют ток (4 мА для минимального значения и 20 мА для максимального).
Очевидно, что простым решением может быть использование классического преобразователя тока в напряжение с OP.
Но если я хочу сделать что-то более профессиональное, я думаю, что есть какая-то специальная интегральная схема, которая выполняет это преобразование.
Я прав?
Приветствуются любые комментарии и предложения.
- ток
- датчик
- трансимпеданс
\$\конечная группа\$
5
\$\начало группы\$
Рекомендую чип RCV420.
И прочтите техпаспорт, чтобы понять, что с ним можно делать.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Стандартный способ преобразования токовой петли 4–20 мА в напряжение — это прецизионный преобразователь тока в напряжение, указанный ниже:
смоделируйте эту схему.
Схема создана с помощью CircuitLab
Если вы ожидаете, что ток будет поступать от клеммы \$V_{out}\$, вы можете добавить операционный усилитель, сконфигурированный как повторитель напряжения. Используйте операционный усилитель с низким напряжением смещения и низким входным током.
смоделируйте эту схему
Однако, если вы подаете \$V_{out}\$ на АЦП (что очень часто) и АЦП не потребляет слишком много тока, то напряжение операционного усилителя последователь может быть как ненужным, так и излишне снижать точность ваших измерений.
\$\конечная группа\$
6
\$\начало группы\$
Это может сработать; но выглядит недостаточно профессионально; ИМХО. — АДЖН
Для меня это важно.
Эта идея, я думаю, будет работать намного лучше с дифференциальным усилителем, измеряющим напряжение на резисторе — user3249244
Не думаю.
