Простой инвертор 12В – 220В 50Гц

Простой преобразователь 12В в 220В 50Гц

Простой преобразователь 12В в 220В 50Гц В статье дается описание схемы преобразователя выполненного на современной элементной базе, содержащего минимальное количество деталей и позволяющего получить в нагрузке значительную мощность.

Вот уже много лет на страницах радиотехнических изданий публикуются схемы, позволяющие от автомобильного аккумулятора получить переменное напряжение 220В для питания различной аппаратуры в «полевых» условиях. Конечно, можно всегда купить преобразователь напряжения 12 220, но на много интереснее сделать преобразователь напряжения своими руками.

Схемотехника таких преобразователей достаточно проста: задающий генератор управляет работой мощных выходных транзисторов, «раскачивающих» выходной трансформатор. Генератор, как правило, выполнялся на микросхемах малой степени интеграции К155, К561 и им подобных и содержал от двух до четырех корпусов.

Для согласования мощных выходных транзисторов с этими микросхемами приходилось вводить дополнительные каскады на транзисторах малой и средней мощности. Выходные транзисторы, в качестве которых использовались чаще всего КТ819ГМ, приходилось ставить на достаточно большой радиатор.

Современная элементная база позволяет существенно упростить подобные схемы. Предлагаемая схема, по сравнению с только что описанными, содержит минимальное количество деталей.

В качестве задающего генератора используется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Кстати, микросхема отечественная и импортных аналогов у нее нет.

В качестве выходных ключей используются мощные полевые транзисторы IRL2505, которые часто применяются в различных автомобильных устройствах.

КР1211ЕУ1 имеет два выхода – прямой и инверсный. Это выводы 4 и соответственно 6. Уровень сигнала на этих выходах достаточен для непосредственного управления выходными транзисторами: транзисторы открываются импульсами высокого уровня. Причем между ними самой микросхемой формируется пауза (низкий уровень), которая на некоторый промежуток времени, иногда его называют «мертвым временем», удерживает оба транзистора в закрытом состоянии. Это сделано для того, чтобы исключить появление сквозного тока при открытии обоих ключей сразу.

Электрическая принципиальная схема преобразователя 12В в 220В 50Гц

Электрическая принципиальная схема преобразователя 12В в 220В 50Гц

Необходимая частота генератора задается цепочкой R1 – C1, цепь R2 – C2 используется в качестве пусковой.

Вывод 1 микросхемы позволяет отключить генерацию импульсов, для чего на него следует подать высокий уровень. Это свойство можно использовать для дистанционного управления или для защиты. В данной схеме эти функции не используются, поэтому вывод 1 просто соединен с общим проводом.

Выходной двухтактный каскад выполнен на трансформаторе Т1 и ключевых транзисторах VT1, VT2, в качестве которых используются IRL2505. Сопротивление открытого канала этих транзисторов 0,008 Ом. Это соизмеримо с сопротивлением механических контактов, поэтому мощность, рассеиваемая транзистором в открытом состоянии невелика, даже при больших токах, что позволяет в ряде случаев отказаться от применения радиаторов.

Постоянный ток IRL2505 до 104А, импульсный 360А. такие параметры позволяют применить выходной трансформатор мощностью до 1000Вт, при котором можно снять в нагрузку до 400Вт при напряжении 220В.

Достоинством данного преобразователя является то, что можно применить любой готовый трансформатор, у которого есть две выходные обмотки на 12В. Мощность трансформатора зависит от нагрузки и должна быть в 2,5 раза выше: предположим, что мощность нагрузки 30Вт. Тогда мощность трансформатора должна быть не менее 30*2,5 = 75Вт.

При выходной мощности не более 200Вт транзисторы можно на радиаторы не ставить.

О деталях. Микросхема А1 получает питание от параметрического стабилизатора R3, VD1, C3. В качестве стабилитрона VD1 подойдет любой с напряжением стабилизации 8…10В.

Электролитические конденсаторы импортные. Если нет конденсаторов на 10000мкф, (С4, С5) их можно заменить конденсаторами емкостью 4700мкф, включив их параллельно.

Конденсатор С6 служит для подавления на выходе высокочастотных импульсов. Он может быть типа К-73-17 или подобный ему импортный.

При монтаже не следует забывать о том, что уже при мощности в 400Вт ток, потребляемый от аккумулятора по цепи 12В, может достигать 40А, поэтому провода для присоединения к аккумулятору должны быть достаточного сечения и минимально возможной длины.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Обучение Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Самодельный инвертор 12-220 В мощностью 2500 Вт: схема, фото и описание изготовления

Подробное описание изготовления инвертора (преобразователя) с 12 в 220 В.

Этот самодельный инвертор, предназначен для получения 220-вольтового переменного напряжения из невысокого постоянного 12в.

Подключается к любому 12-вольтовому источнику, в т.ч. к автомобильному аккумулятору. Мощность нагрузки может достигать 2500 Вт и лимитируется преимущественно мощностью выходного трансформатора и нагрузочной способностью гнезда прикуривателя.

Самодельный инвертор 12-220 В

Инвертор интересен тем, что:

  • прост со схемотехнической точки зрения;
  • требует минимальной наладки;
  • собирается из доступных компонентов.

Электрическая схема инвертора

В качестве ключевого компонента устройства использован интегральный управляемый мультивибратор СD4047BD с элементами подстройки частоты следования генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В использован повышающий трансформатор, входы первичных обмоток которого подключены непосредственно к выводам D (стокам) силовых транзисторных сборок.

схема инвертора

Силовые оконечные каскады А собраны на спаренных полевых транзисторах. Схема оконечного каскада показана далее.

200-омные резисторы в цепи затвора обеспечивают выравнивание токов по отдельным транзисторам.

Электронные компоненты, используемые в устройстве

  • микросхема CD4047BD управляемого мультивибратора.
  • три резистора 220 Ом мощность 0,25 Вт.
  • электролитический конденсатор на 1000 мкФ.
  • керамический конденсатор на 47 нФ.
  • переменный резистор на 12 кОм.
  • четыре мощных полевых транзистора IRFZ44N.
  • четыре резистора 200 Ом мощность 0,25 Вт.
  • повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации 20.

Особенности сборки и настройки схемы инвертора

Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на печатной плате-«слепыше». Для установки микросхемы мультивибратора целесообразно применить 14 или 16 контактную монтажную колодку.

Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в одни или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае рядной установки его функции вполне может выполнять брусок длиной порядка 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, в котором сверлятся и нарезаются отверстия для крепления транзисторов «под винт».

Часть схемы собирается навесным монтажом.

Трансформатор взят от сломанного источника бесперебойного питания.

Припаиваем плату к транзисторам.

При настройке схемы переменным резистором частота генерации импульсов устанавливается на 50 Гц.

Наблюдается некоторое отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к. мультивибратор CD4047BD генерирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглаживаются трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.

инвертор 12-220 В своими руками

Смотрим видео:

Схема простого преобразователя напряжения своими руками

Преобразователь напряжения на белом фоне

Как сделать простой преобразователь напряжения своими руками — схема, необходимые элементы, советы по монтажу и пошаговые фото помогут разобраться в этом вопросе.

Схема преобразователя напряжения 12–220 В

Схематическое изображение преобразователя напряжения 12–220 В

Схема преобразователя напряжения 12–220 В

Данная схема работает по принципу преобразователей типа Push-Pull. Сердцем устройства будет служить плата CD-4047. Именно она будет выполнять роль задающего генератора, а также управлять полевыми транзистор ами, которые работают в режиме ключей.

Стоит учитывать, что открыт может быть всего один транзистор. В случае, если в одно время будут открыты 2 транзистора, случится замыкание, в результате которого транзисторы сгорят. Также это может произойти в случае неправильного управления.

Запрет открытия двух транзисторов

Рекомендации по подбору радиоэлементов для преобразователя напряжения 12–220 В

Плата CD-4047 не рассчитана на высокоточное управление полевыми транзисторами, но с данным заданием справляется отлично. Также для работы устройства потребуется трансформатор из старого ИБП на 250 или 300 Вт с первичной обмоткой и средней точкой подключения плюса от источника питания.

Трансформатор для преобразователя напряжения

Трансформатор имеет достаточно большое количество вторичных обмоток. Нужно будет с помощью вольтметра измерять все отводы и найти сетевую обмотку на 220В. Нужные провода будут выдавать наибольшее электросопротивление приблизительно 17 Ом, лишние отводки можете удалить.

Провода с необходимым электросопротивлением

Перед тем, как начать паять, желательно все еще раз перепроверить. Рекомендуется выбирать транзисторы с одной партии и одинаковыми характеристиками. Их можно определить специальным тестером.

Поскольку у платы CD-4047 нет аналогов, необходимо приобрести именно ее, а вот полевые транзисторы можно при необходимости поменять на n-канальные с напряжением от 60В и током минимум 35А. Подходят из серии IRFZ.

  • Читайте также, как создать своими руками преобразователь на 5В

Выходные биполярные транзисторы на схеме

Ограничительно затворные резисторы должны обладать сопротивлением 10–100 Ом, но предпочтительнее использовать резисторы на 22–47 Ом, мощность которых составляет 250 мВт.

Подходящие резисторы для преобразователя напряжения

Часто задающая цепь собирается исключительно из элементов, указанных на схеме, которая имеет точные настройки на 50 Гц.

Монтаж преобразователя напряжения 12–220 В своими руками

Все элементы устанавливаем в корпус блока питания для компьютеров, транзисторы следует установить на раздельные радиаторы.

Начало сборки преобразователя напряжения

Если будет установлен общий теплоотвод, обязательно изолируйте корпус транзисторов от радиатора. Кулер подключаем к шине на 12В.

Корпус транзисторов отделён от радиатора

Одним из существенных недостатков данного инвертора считается отсутствие защиты от замыкания. Если КЗ произойдет, то все транзисторы сгорят. Чтобы этого не допустить, на выходе обязательно нужно установить предохранитель на 1А.

Точка установки предохранителя

Для запуска инвертора используется кнопка, через которую будет подаваться плюс на плату. Силовые шины трансформатора следует прикрепить прямо к радиаторам транзисторов.

Силовые шины прикреплены к радиаторам транзисторов

Если подключить к выходу преобразователя энергометр, то на нем можно увидеть, что исходящая частота и напряжение в рамках допустимого. Если получилось больше или меньше 50 Гц, то частоту нужно настроить, используя многооборотный переменный резистор, он установлен на плате.

Энергометр подключён к преобразователю

Элемент R4 1k на схеме

Без нагрузки устройство издает достаточно сильный шум, который с нагрузкой существенно уменьшается, это норма.

Измерение показателей преобразователя напряжения

Получившееся устройство не стабилизировано, но практически все бытовые приборы могут работать с напряжением 90–280В. В случае если на выходе у вас получается больше 300В, необходимо на выход в дополнение к основной нагрузке подключать лампочку на 25 Вт, чтобы снизить напряжение до необходимого предела.

Место подключения лампочки на 25 Вт

Преобразователь напряжения 12-220 В почти готов к работе

Первый запуск и тестирование простого преобразователя напряжения с 12 на 220 В

Точка установки резистора вместо предохранителя

Если вы правильно соберете прибор, он будет работать с первых секунд, но при первом запуске важно подстраховаться. Для этого вместо предохранителя (смотреть схему) нужно установить резистор номинал которого составляет 5–10 Ом или лампочку на 12 В, чтоб избежать взрыва транзисторов, если были допущены ошибки.

Место установки лампочки в целях предосторожности

Если устройство работает стабильно, то трансформатор будет издавать звук, но ключи греться не будут. Если все работает правильно, резистор (лампочку) нужно убрать. Питание подается через предохранитель.

В среднем при работе на холостых преобразователь потребляет энергии от 150 до 300 мА в зависимости, какой источник питания и тип трансформатора.

  • Ознакомьтесь также с материалами создания повышающего преобразователя напряжения на TL494
  • Смотрите также схему ещё одного преобразователя напряжения 12-220

Графическое изображение контактов на плате

Технические элементы на плате преобразователя

Главный плюсовой провод следует подключить к средней точке трансформатора, но чтобы устройство начало работать, к плате нужно подключить слаботочный плюс. Благодаря этому запустится генератор импульсов.

Точка подключения слаботочного плюса

К данному простому преобразователю напряжения 12–220В не рекомендуется подключать асинхронные двигатели.

Видео о монтаже ещё одного простого преобразователя напряжения своими руками:

Преобразователи напряжения c 12 В на 220 В: обзор схем и вариантов реализации

Преобразователи напряжения с 12 В на 220 В интересны всем, кто много ездит и проводит немало времени в машине. Приходится запитывать и заряжать ноутбук, коммуникатор, беспроводные наушники, сотовый телефон, порой нужен даже автомобильный холодильник (лучше, конечно, на 12 вольт, такие продаются). Такой преобразователь можно подключать к прикуривателю либо к аккумулятору. Подключать стоит к аккумулятору напрямую, поскольку в прикуривателе тоненькие провода, а при зарядке потребляется много тока. Для ноутбуков стоит иметь DC-DC инвертор, нет смысла преобразовывать 12 В в 220 В, включать в инвертор блок питания ноутбука, который опять 220 В преобразует в 19 В (питание ноутбука примерно такое). Но это вводная, перейдем к практике.

Простые маломощные схемы преобразователей на отечественной элементной базе

Надежная, но маломощная схема

12_220_1

Преимущества:

  • схема проверена, не подведёт;
  • если не нужна мощность, а зарядить телефон, и фонарики — то, что нужно;
  • не каждый блок бесперебойного питания будет работать в таком режиме.

Недостатки:

  • малая мощность (50 Вт);
  • моральная старость.

Как работает схема преобразователя

В схеме три функциональные узла: задающий мультивибратор (вырабатывает импульсы 50 Гц, инвертор на выходе), двухтактный транзисторный ключевой усилитель мощности, повышающий трансформатор.

В основе мультивибратора — микросхема D1 (D1.1 + D1.2). Номиналы R1, С1 задают частоту мультивибратора. Инвертор — выход D1.4 микросхемы. Транзисторы VT3, VT4 усиливают мощность импульсов, которые принимает низковольтная обмотка транса Т1. Импульсным током низковольтной обмотки в высоковольтной обмотке наводится напряжение 220 В, его форма близка к синусоидальной. Повышающая обмотка и конденсатор С4 образуют контур, настроенный на частоту 50 Гц, это улучшает форму напряжения на выходе.

Микросхему К561ЛН2 можно заменить другими инверторами — микросхемами К561ЛА7, К561ЛЕ5. Серия К176 в этой схеме не рекомендуется.

Транзистор КТ973 может иметь любой буквенный индекс.

Транзистор КТ805, возможная замена – КТ819, буквенные индексы любые.

Повышающим трансформатором могут быть любые сетевые трансформаторы с мощностью 50-100 Вт, с первичной обмоткой 220 В, а две вторичные — 10-15 В в каждой (можно одну, имеющую в середине отвод на 20-30 В). При этом нужно помнить об обратном включении трансформатора!.

Транзисторам VT4 и VT3 нужны радиаторы для надежного теплоотвода

Источник: РадиоКонструктор №5/1999, стр. 27

Простая схема мощностью 110-130 Вт (75 Герц)

Преимущества:

  • простая сборка;
  • надежен, не боится перегрузок и КЗ;
  • копеечная стоимость.

Недостатки: тяжелый и громоздкий.

В основе этой конструкции — схема простейшего преобразователя напряжения DC/AC, при соблюдении всех параметров налаживание не требуется, можно обойтись только паяльником. После подачи питания схема запускается сразу, не требует настройки (естественно, нужно замерить выходное напряжение). Используется общий коллектор, все транзисторы можно установить на один радиатор, изолирующие прокладки не нужны. Монтаж навесной.
Вариант 1:

  • резисторы — 5-10 Ом, 0.5 Вт;
  • резисторы силовой части — 5-10 Ом, 2 Вт;
  • конденсатор на выходе инвертора — 0.3-0.8 мкФ 400 В (не электролитический и не полярный);
  • транзисторы Т1 и Т2 — почти любые РпР структуры (КТ835, КТ837, КТ818, П213, П214, П215, П216, П217) или другие, близкие к ним по параметрам;
  • транзисторы Т3-Т6. Т10 — также РпР структуры (П210, П213-П217, КТ835Б, КТ837, КТ818, КТ818ГМ.

От выбора типа транзисторов силовой части инвертора будет зависеть выходная мощность инвертора. Лучший вариант — полевые транзисторы, но нужно заменить резисторы на более высокое сопротивление, подходящее под тип отобранного транзистора.

Задающий генератор собран на транзисторах Т1-Т2, 2-х резисторах и трансформаторе Тр1.

  • обмотки 1 и 4 – по 10 витков;
  • обмотки 2 и 3 – по 30 витков;
  • обмотки 5 и 6 – по 10 витков.

Все обмотки можно мотать проводом любой марки диаметром 0.4-0.5мм. Для лучшей синхронизации каналов желательно обмотки 1 и 4, 2 и 3, 5 и 6 мотать бифилярно, т.е. по 2 провода вместе.

Трансформатор ТР1 – ш-образный на железе с площадью сечения сердечника не менее 4см (если сечение окажется недостаточным,то задающий генератор запустится на высоких частотах,от 800Гц до 10-12Кгц,о чём подскажет высокочастотный писк трансформатора). Можно взять из чб лампового телевизора трансформатор ТВ-3Ш,он небольшого размера.

В зависимости от применяемых транзисторов и типа трансформатора частота и напряжение на обмотках 5 и 6 может измениться. Нормальным для работы силовой части инвертора будет напряжение 7-10 В.

При сборке задающего генератора номиналы элементов обоих каналов должны быть строго идентичны для обеспечения синхронной работы всего инвертора. Особое внимание нужно уделить правильной фазировке обмоток 1, 2, 3 и 4. Начала всех обмоток обозначены точками.

  • обмотка 3 намотана проводом диаметром 0,5-0.8мм,содержит 600 витков;
  • обмотки 1-2 – проводом диаметром 2мм, по 24 витка;

Можно использовать готовый сетевой трансформатор, имеющий 2 выхода по 12 вольт, просто подключив его «наоборот». Но в этом случае, возможно, придётся корректировать число витков вторичной обмотки 3. Выходная мощность будет зависеть от типа транзисторов, их количества и габаритной мощности трансформатора. Ну и номиналы элементов обоих каналов должны быть идентичны.

Осциллограмма импульсов инвертора на выходе:

Осциллограмма

Готовое_устройство

Простой маломощный на двух транзисторах

Отечественная комплектация использована в следующей очень простой и надежной схеме преобразователя напряжения 12 В в 220 В (разрабатывалась для энергосберегающей лампы). Схема не требует наладки, в ней 2 транзистора, конденсатор, два резистора и трансформатор.

Маломощный_1

Транзисторы подобраны для минимального тока потребления (КТ814 и КТ940), под них определены сопротивления и емкость, номиналы которых указаны на схеме.

Эта конструкция оптимальна для питания энергосберегающей лампы 8,9,11 Вт, потребление тока колеблется от 0.5 до 0.54 А.

Трансформатор сделан из ферритовых чашек диаметром 35 мм, высотой 20мм. Вначале наматывается первичная обмотка — 14 витков, провод диаметром 0,5 мм, после намотки она оборачивается изолентой в один слой. Вторичная обмотка — провод диаметром 0.2 мм, 220 витков, поверху также обмотка изолентой в один слой. Затем каркас с намоткой помещается в ферритовые чашки и садится на болтик.

Ниже показаны фотографии.

Ферритовая_чашка

Намотанный_каркас

Намотанные катушки индуктивности.

Готовый_трансформатор

Преобразователь_питает_энергосберегающую_лампу

Преобразователь питает энергосберегающую лампу.

Для просмотра схем более мощных преобразователей щелкните на цифре 2.

Схемы устройств большей мощности

Преобразователь мощностью до 400 Вт

Мощный_1

Схема состоит из задающего генератора (микросхема А1 — КР1211ЕУ1, зарубежного аналога не имеет — это задающий генератор с двумя выходами: прямым и инверсным, соответственно 4 и 6), двух ключей (полевики VT1 и VT2), трансформатора Т1 (повышающего).

Вывод 1, когда на него подается высокий уровень сигнала, останавливает генератор, в этой реализации не использован, в схеме на него подается сигнал постоянного низкого уровня.

Частота генерации определяется R1 – C1, надежный запуск генератора обеспечивают R2 – C2. Стабилизатор (элементы R3, VD1, C3, стабилизация 8-10 В) питает микросхему.

На выходе — двухтактный каскад: два мощных полевых транзистора IRL2505 (при нагрузке до 200 Вт радиаторы не требуются, если возможна большая нагрузка — радиаторы обязательны).

Трансформатором может быть какой-угодно сетевой с двумя обмоткми на 12 В требуемой мощности, лучше тороидальный, можно другой, но должно соблюдаться следующее условие: по мощности трансформатор должен превышать предполагаемую нагрузку в 2 (это если тороидальный сердечник) – 2.5 раза. Пример: если нагрузкой будут 100 Вт – нужна мощность 250 Вт, если тороидальный — 200 Вт.

Конденсатором С6 (он сглаживает импульс) — может быть К-73-17 либо подобный, напряжением 400 В или выше. Когда мощность потребления большая, ток с 12 В может превышать 40 А, вот почему на сечение и длину шины питания необходимо обратить внимание.

Мощный преобразователь напряжения с 12 В на 220 В

Предназначен для нагрузки до 1000 Вт, требующей переменного напряжения 220В. Использованы старые транзисторы П216, которые радиолюбители еще могут найти в своем хозяйстве.

Мощный_2

В качестве задающего генератора здесь используются транзисторы VT1, VT2 и трансформатор Т1 – задается частота 200 Гц. Вторичная обмотка Т1 сигнал через конденсаторы отправляет к электродам тиристоров VD1, VD2, которые создают импульсное напряжение в первой обмотке трансформатора Т2.

Неполярный конденсатор С4 (его емкость) подобран так, что его напряжение поочередно закрывает тиристоры. Резистором R3 защищаются цепи 12 В от перегрузки во время открывания тиристора.

У трансформатора Т1:

  • у сердечника – пластина Ш16Х10;
  • в обмотке 1 – 40+40 витков ПЭЛ 0.8;
  • в обмотке 2 – 10+10 витков ПЭЛ 0.3;
  • в обмотке 3 – 20+20 витков ПЭЛ 0.3.

В трансформаторе Т2:

  • в сердечнике – пластина Ш50Х60;
  • в обмотке 1 – 40+40 витков проводом 3 мм в диаметре;
  • в обмотке 2 – 460 витков, провод ПЭЛ 0.8.

Использование тиристоров КУ202 позволит собрать подобный преобразователь меньшей мощности.

Также можно применить новые кремниевые транзисторы, в этом случае требуется корректировка режима постоянного тока.

Схема инвертора мощностью 300 Вт

Ниже приведена уменьшенная схема, полноразмерная схема для более комфортного просмотра здесь.

Мощный_3

Достоинства:

  • беспроблемная работа при нагрузке до 300 Вт;
  • возможна нагрузка до 650 Вт (при сильном нагреве проводов и падении напряжения до 190 В).

Недостатки:

  • сложность, требуется импортная комплектация;
  • более высокая стоимость.

Трансформатором может послужить импульсный блок питания (нерабочий советский телевизор в самый раз). Нужно перемотать, сточить зазор на феррите (если из двух таких трансформаторов взять по одной половинке феррита, ничего точить не придется).

В трансформаторе преобразователя возможно использование двух колец, оба 40х25х11, склеенных вместе. Первичная – та же, что в ТПИ-3, вторичная – на 60 витков.

Первичная – в двух обмотках 3 повода на 0.8 у плеча – в одном плече 5 витков и во втором плече 5 витков.

Вторичная – два провода на 0.8. При наматывании используется метод проверки. Вначале половину вторичной — два провода 0.8 + изоляция, затем первичную два плеча, опять изоляция, еще раз вторичная – ее подгоняем для нужного вольтажа (230 В).

В качестве корпуса лучше использовать компьютерный блок питания АТХ, в нем есть кулер, который лучше оставить и применить для охлаждения при повышенной нагрузке.. Ниже показаны фотографии сделанного устройства.

Инвертор 12/

Инвертор предназначен для организации резервного питания от автомобильной бортовой сети или альтернативного источника постоянного тока вроде солнечной батареи (при условии наличия промежуточного аккумулятора и зарядно-питающего устройства, обеспечивающего стабильное напряжение зарядки данного аккумулятора).

Вебинар «Экономичные решения МЕAN WELL для надежных разработок» (30.09.2021)

Основными отличиями данной схемы инвертора от многих вариантов, предложенных в различных радиолюбительских изданиях являются:

  1. Использование готового низкочастотного силового трансформатора с одной низковольтной обмоткой и без отводов от её середины. Что наиболее выгодно с точки зрения выбора готового трансформатора.
  2. Ступенчатое импульсное напряжение, поступающее на низковольтную обмотку трансформатора создает на высоковольтной обмотке напряжение наиболее близкое по форме к синусоиде.

Принципиальная схема показана на Рисунке 1. На Рисунке 2 приводится график формирования выходного напряжения. На низковольтную обмотку трансформатора поступает ступенчатое напряжение, форма которого видна на Рисунке 2. Это напряжение возбуждает обмотку трансформатора и на индуктивности его высоковольтной обмотки происходит интеграция данного ступенчатого напряжения, в напряжение по форме наиболее близкое к синусоидальному.

Рисунок 2.

Для того чтобы в инверторе можно было использовать трансформатор с одной низковольтной обмоткой, его выходной каскад выполнен по мостовой двухтактной схеме. Это позволяет отказаться от отвода в низковольтной обмотке, но ведет к двухкратному увеличению числа выходных транзисторов.

Выходной каскад состоит из двух двухтакных выходных каскадов на разноструктурных мощных ключевых полевых транзисторах с низким сопротивлением открытого канала. Для увеличения мощности каждое плечо составлено из двух полевых транзисторах, включенных параллельно. Можно еще более увеличить мощность, используя большее число включенных параллельно полевых транзисторов.

Мощные ключевые МДП-транзисторы с минимальным сопротивлением открытого канала, статически, обладают бесконечным сопротивлением затвора, поскольку затвор у них изолированный, но динамически играет большую роль емкость затвора, на зарядку которой в процессе переключения транзистора может возникать существенный импульс тока, способный повредить выходы логических микросхем, при непосредственном управлении. Поэтому для управления полевыми транзисторами используются промежутоные ключи на биполярных транзисторах VT1-VT3 и VT12-VT14.

Транзистор VT1 управляет транзисторами VT4 и VT5. Это Р-канальные полевые транзисторы, поэтому для их открывания требуется подача на затвор напряжения, отрицательного относительно истока. Между затвором и истоком включен резистор R3, уменьшающий сопротивление цепи затвора и обеспечивающий разрядку емкости затвора. Транзистор VT1 при открывании подает на затвор отрицательное напряжение (относительно плюса питания). Так образом, при подаче напряжения высокого логического уровня через R2 на базу транзистора VT1 происходит открывание транзисторов VT4 и VT5.

Транзисторы VT6 и VT7 — N-канальные, поэтому для их открывания требуется подача на затвор положительного, относительно общего минуса, напряжения. При этом, открывать их надо так же, — логической единицей. По этому на транзисторах VT2 и VT3 сделан каскад, управляющий транзисторами VT6 и VT7, но не инвертирующий сигнал управления. Так образом, при подаче напряжения высокого логического уровня через R4 на базу транзистора VT2 происходит открывание транзисторов VT6 и VT7.

Аналогичным образом происходит управление и полевыми транзисторами VT8-VT11 второго плеча мостового выходного каскада. Транзистор VT12 при открывании подает на затворы VT8 и VT9 отрицательное напряжение (относительно плюса питания). Так образом, при подаче напряжения высокого логического уровня через R7 на базу транзистора VT12 происходит открывание транзисторов VT8 и VT9.

На транзисторах VT13 и VT14 сделан каскад, управляющий транзисторами VT10 и VT11, но не инвертирующий сигнал управления. Таким образом, при подаче напряжения высокого логического уровня через R9 на базу транзистора VT14 происходит открывание транзисторов VT10 и VT11.

Генератор управляющих импульсов выполнен на цифровых микросхемах D1 и D2. Элементы D1.1 и D1.2 микросхемы D1 образуют мультивибратор, генерирующий импульсы частотой 200 Гц (частота в четыре раза выше частоты выходного переменного напряжения, снимаемого с высоковольтной вторичной обмотки трансформатора Т1). Частота устанавливается с помощью конденсатора С1 и резистора R1.

Импульсы 200 Гц с выхода D1.2 поступают на счетный вход счетчика D2 на микросхеме C4017. Это десятичный счетчик, состояния выходов которого изменяются последовательно согласно числу входных импульсов. Счет счетчика ограничен соединением выводов 15 и 10. При поступлении на его вход 4-го импульса единица с вывода 10 поступает на вывод 15 и сбрасывает счетчик в нулевое положение.

И так, с приходом первого (после сброса) импульса на вход счетчика D2, на его выходе «1» (вывод 2) появляется логическая единица. Она поступает на базы транзисторов VT1 и VT14. В результате открываются транзисторы VT4-VT5 и VT10-VT11. Левый, по схеме, конец низковольтной обмотки трансформатора Т1 соединяется с плюсом питающего напряжения, а правый (по схеме) — с минусом.

Затем на вход D2 приходит второй импульс и на его выходе «2» устанавливается единица. При этом на всех остальных выходах — ноль. Соответственно все транзисторы закрыты, на обмотке трансформатора нуль напряжения.

С приходом третьего импульса появляется логическая единица на выводе 7 D2. Это приводит к открыванию транзисторов VT6-VT9. Теперь правый (по схеме) конец низковольтной обмотки трансформатора Т1 подключен к плюсу питания, а левый (по схеме) к минусу.

С четвертым импульсом счетчик возвращается в нулевое положение и все транзисторы закрыты. На обмотке трансформатора нуль напряжения.

Далее, все повторяется.

Фактическая выходная мощность, конечно же, в основном зависит от мощности используемого трансформатора. Это должен быть силовой трансформатор на 50 Гц, причем его низковольтная обмотка на 12 В (или 24 В) должна быть основной, той самой на которой и выдается вся выходная мощность трансформатора.

Фактически, при указанных на схеме транзисторах мощность может быть до 700 Вт. Полевые транзисторы должны быть на радиаторах, обеспечивающих эффективный теплоотвод.

Мощность можно существенно увеличить, пропорционально увеличив количество параллельно включенных полевых транзисторов. Здесь, практически нет ограничений, разумеется и трансформатор потребуется соответствующий.

Если мощность не планируется более 200 Вт можно выходной каскад сделать на одиночных транзисторах.

Если синусоидальность выходного напряжения не имеет существенного значения можно сделать инвертор по упрощенной схеме. На Рисунке 3 показана схема инвертора мощностью 150 Вт с выходным напряжением, по форме менее похожим на синусоиду. Тем не менее, такой инвертор можно использовать для питания многих электроприборов и даже электронных приборов с импульсными источниками питания.

Рисунок 3.

Упрощение коснулось формирователя импульсов, — теперь это обычный мультивибратор, генерирующий противофазные импульсы частотой 50 Гц на выходах D1.3 и D1.4. На одном такте единица на выходе D1.3 и ноль на выходе D1.4. Соответственно, открываются транзисторы VT3 и VT7. На другом такте единица на выходе D1.4 и ноль на выходе D1.3. Открываются транзисторы VT5 и VT8.

Проще стал и выходной каскад, — теперь меньше биполярных транзисторов. Полевых то же меньше, но при желании повысить мощность их можно включить параллельно по два или три.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: