Domaći inverter napona 12 220V. Krug pretvarača napona

Kupio sam sebi auto prije šest mjeseci. Neću opisivati sve modernizacije napravljene da bi se poboljšao, fokusiraću se samo na jednu. Ovo je 12-220V inverter za napajanje potrošačke elektronike iz mreže vozila.
Naravno, mogli ste ga kupiti u prodavnici za 25-30 dolara, ali sam bio zbunjen njihovom snagom. Za napajanje čak i laptopa, struja od 0,5-1 ampera koju proizvodi većina automobilskih invertera očito nije dovoljna.

Odabir dijagrama strujnog kola.
Po prirodi sam lijena osoba, pa sam odlučio da ne "izmišljam točak", već da potražim slične dizajne na internetu i prilagodim sklop jednog od njih za svoj. Vreme je bilo veoma hitno, pa su jednostavnost i odsustvo skupih rezervnih delova bili prioritet.

Na jednom od foruma odabrano je jednostavno kolo korištenjem uobičajenog PWM kontrolera TL494. Nedostatak ovog kruga je što na izlazu proizvodi pravokutni napon od 220 V, ali za impulsna strujna kola to nije kritično.

Izbor dijelova.
Kolo je odabrano jer su se gotovo svi dijelovi mogli uzeti iz kompjuterskog napajanja. Za mene je to bilo jako kritično, jer je najbliža specijalizovana prodavnica udaljena više od 150 km.

Izlazni kondenzatori, otpornici i sam mikro krug uklonjeni su iz para neispravnih izvora napajanja od 250 i 350 W.
Poteškoća je nastala samo s visokofrekventnim diodama za pretvaranje napona na izlazu pojačanog transformatora, ali ovdje su me spasile stare namirnice. Karakteristike KD2999V su mi dosta odgovarale.

Montaža gotovog uređaja.

Morao sam da sklopim uređaj u roku od par sati nakon posla, jer je planirano dugo putovanje.
Kako je vrijeme bilo vrlo ograničeno, jednostavno nisam tražio dodatne materijale i alate. Koristio sam samo ono što mi je bilo pri ruci. Opet, zbog brzine, nisam koristio uzorke štampanih ploča koje su date na forumima. Za 30 minuta dizajnirali smo sopstvenu štampanu ploču na komadu papira, a njen dizajn je prenet na PCB.
Skalpelom je uklonjen jedan od slojeva folije. Na preostalom sloju po nanesenim linijama ucrtani su duboki žljebovi. Koristeći zakrivljene pincete, pokazalo se najprikladnijim, žljebovi su produbljeni do neprovodnog sloja. Na mjestima gdje su dijelovi ugrađeni šilom, nije bilo na fotografiji, napravljene su rupe.

Montažu sam započeo ugradnjom transformatora, koristio sam jedan od blokova opadajući, jednostavno sam ga okrenuo i umjesto da spustim napon sa 400 V na 12 V, podigao ga je sa 12 V na 268 V. Zamjenom otpornika R3 i kondenzatora C1 bilo je moguće smanjiti izlazni napon na 220 V, ali su daljnji eksperimenti pokazali da to ne treba činiti.
Nakon transformatora, redom smanjivanja, ugradio sam preostale rezervne dijelove.

Odlučeno je da se tranzistori sa efektom polja ugrade na izdužene ulaze kako bi se lakše pričvrstili na radijator za hlađenje.

Krajnji rezultat je ovaj uređaj:

Ostaje samo završni dodir - pričvršćivanje radijatora. Na ploči su vidljive 4 rupe, iako su samo 3 samorezna vijka, a tek prilikom montaže odlučeno je da se malo promijeni položaj radijatora radi boljeg izgleda. Nakon finalne montaže dobili smo:

Testovi.
Nije bilo vremena za posebno testiranje uređaja, jednostavno je bio spojen na bateriju iz neprekidnog napajanja. Na izlaz je priključeno opterećenje u obliku sijalice od 30 W. Nakon što se zapalio, uređaj je jednostavno bačen u moj ranac, a ja sam otišao na službeni put na 2 sedmice.
Za 2 sedmice uređaj nikada nije pokvario. Iz njega su se napajali različiti uređaji. Kada se mjeri multimetrom, maksimalna dobivena struja dostigla je 2,7 A.

Možete doslovno koristiti otpadni materijal. Možete čak uzeti jedinice iz jednostavnog neprekinutog napajanja kao osnovu - to je, u stvari, dvostruki pretvarač - prvo se napon smanjuje na 12 V kako bi se osiguralo da se baterija napuni.

A onda se napon povećava na 220 V, struja se pretvara iz direktne u naizmjeničnu. Takvi se uređaji mogu koristiti za napajanje kućne opreme izvan kuće - bušilice, brusilice, televizori itd. Takav uređaj nije teško napraviti sami, a njegova cijena bit će manja od onih sličnih uređaja koji se prodaju u trgovinama.

Princip rada invertera

Drugi naziv pretvarača je inverter. U suštini, to je pulsno-širinska modulacija. Napajanje se vrši iz izvora konstantnog napona od 12 volti (u ovom slučaju iz baterije). Na izlazu uređaja pojavljuju se impulsi, čiji se radni ciklus mijenja. Zavisi od omjera vremena tokom kojeg je napon prisutan ili odsutan. Kada je radni ciklus jednak jedinici, izlaz ima maksimalnu trenutnu vrijednost. Kako se radni ciklus smanjuje, struja se smanjuje.

Izlazni napon u svakom trenutku je 220 V. Čak i najjednostavniji pretvarač od 12V do 220V može raditi u širokom frekventnom opsegu - 50 kHz...5 MHz. Sve ovisi o specifičnoj shemi i elementima koji se u njoj koriste. Frekvencija napona je vrlo visoka; bit će destruktivna za napajanje kućne opreme. Da bi se smanjio na standardnih 50 Hz, potrebno je koristiti posebno dizajnirane transformatore. PWM modulator vam omogućava da stvorite izmjenični napon iz jednosmjernog napona na potrebnoj frekvenciji.

Sistem povratnih informacija

Kada nema opterećenja na PWM modulatoru, radni ciklus impulsa je na minimalnom nivou, vrijednost napona je 220 V. Čim se opterećenje priključi na uređaj, struja će naglo porasti i napon će pasti , bit će manje od 220 V. Ako odlučite vlastitim rukama napraviti pretvarač napona od 12 do 220 volti, onda svakako uzmite u obzir prisutnost povratnih informacija. Omogućava vam da uporedite izlazni napon sa referentnom vrijednošću.

Ako postoji razlika u naponima, tada se signal šalje generatoru, što vam omogućava da povećate radni ciklus impulsa. Koristeći ovaj sistem, moguće je postići maksimalnu izlaznu snagu i stabilniji napon. Čim se opterećenje isključi, napon ponovo skoči iznad 220 V - sistem povratnih informacija to bilježi i smanjuje vrijednost radnog ciklusa impulsa. I tako sve dok se napon ne izjednači.

Rad sa istrošenim akumulatorom

Kada se radni ciklus i izlazna struja mijenjaju, povećava se opterećenje napajanja. To dovodi do njegovog pražnjenja i smanjenja napona. A ako se koristi sistem povratne sprege, povećava radni ciklus signala što je više moguće, ponekad do maksimuma - jedinstvo. Samostalni 12/220 voltni pretvarači napona bez povratne sprege vrlo snažno reagiraju na istrošene baterije. Tokom rada, vrijednost izlaznog napona se nužno smanjuje.

Ako planirate priključiti opremu kao što su mlinci, električne lampe, bojleri ili kotlovi, onda smanjenje napona neće utjecati na njihov rad. Ali ako je potreban pretvarač za povezivanje televizijske opreme, laptopa, računara, servera, pojačala, povratna informacija je jednostavno neophodna. Omogućuje vam kompenzaciju svih napona, što će osigurati stabilan rad uređaja.

Izbor šeme

Da biste vlastitim rukama napravili pretvarač napona 12/220 V, morate odabrati određeni krug. Štoviše, svakako uzmite u obzir snagu uređaja koje namjeravate spojiti na njega. Procijenite otprilike kakvo će opterećenje napajati pretvarač. Obavezno dodajte još 25% primljenoj snazi u rezervi, neće biti viška. Na osnovu dobijenih podataka možete odabrati određenu šemu. I, naravno, jedna od važnih tačaka je

Procijenite svoje finansijske mogućnosti ako planirate kupiti sve komponente. I trebat će vam puno skupih elemenata. Srećom, skoro svi se nalaze u modernoj tehnologiji - u izvorima neprekidnog napajanja, napajanjima za računare i laptopove. Usput, standardni UPS se može koristiti kao pretvarač napona, čak ni modifikacije nisu potrebne. Spojite na njega snažniju bateriju i to je to. Ali morat ćete napuniti bateriju iz dodatnog izvora napajanja - standardni neće moći proizvesti potrebnu vrijednost struje.

Elementi kola pretvarača

Standardni dizajn pretvarača za pretvaranje 12 V DC u 220 V AC sastoji se od sljedećih elemenata koji se mogu naći u svakoj modernoj tehnologiji:

PWM modulator je posebno dizajniran mikrokontroler.
Feritni prstenovi za proizvodnju VF transformatora.
Tranzistori sa efektom polja snage IGBT.
Elektrolitički kondenzatori.
Stalni otpori raznih snaga.
Prigušnice za filtriranje struje.

Ako niste sigurni u svoje sposobnosti, možete samostalno sastaviti pretvarač pomoću multivibratorskog kruga. Transformator za takav uređaj je prikladan iz UPS-a ili napajanja za tranzistorske televizore. Ovaj uređaj ima jedan nedostatak - njegove impresivne dimenzije. Ali ispostavlja se da je njegovo postavljanje mnogo lakše od složenih struktura koje rade sa visokofrekventnom strujom.

Rad invertera

Ako odlučite napraviti pretvarač napona 12/220 vlastitim rukama koristeći jednostavan krug, tada njegova snaga može biti mala. Ali to je sasvim dovoljno za napajanje kućne opreme. Ali ako je snaga iznad 120 W, tada se potrošnja struje povećava na najmanje 10 ampera. Stoga, kada se koristi u automobilu, ne može se uključiti u utičnicu za upaljač - sve žice će se istopiti i osigurači će otkazati.

Stoga se automobilski pretvarači snage preko 120 W moraju priključiti na akumulator pomoću dodatnog osigurača i releja. Obavezno položite žicu od akumulatora do mjesta ugradnje automobilskog pretvarača. Da biste uključili pretvarač, možete koristiti prekidač ili dugme upareno s elektromagnetnim relejem - omogućava vam da uklonite veliku struju iz kontrola.

Zanimalo me je kolo pretvarača napona automobila za povezivanje 220-voltnih uređaja u automobilu. Korisna stvar ako treba da napajate lemilicu, mali TV, punite laptop, telefon... Šema strujnog kola je prikazana na slici - kliknite za uvećanje:

Napajanje tokom testova je bilo 13V. Struja je otprilike 900mA. S opterećenjem u obliku asinhronog motora snage 30 vati, struja je oko 6A. U početku nisam mogao shvatiti zašto strujni krug na XX troši 5A (kada je spojen općenito do 10A). Ispostavilo se da je sovjetski elektrolit potpuno suh i da gotovo da nema kapaciteta; kasnije sam ga zamijenio drugim i sklop pretvarača se pokrenuo kao sat. Na slici Kote uočava zanimljiv elektromotor:

Koristio sam tranzistore (ne sjećam se imena) za 40A i 50V. Drajver i PWM kontroler - mikrokolo SG3824, spojno kolo iz datasheet-a. Jedina preinaka je da sam u strujno zaštitno kolo ugradio diodni most (1. krak, inverzni ulaz komparatora) i doveo napon sa trans namotaja na 12V (u UPC-u je to malo drugačije raspoređeno) i doveo pozitivan napon na istu nogu. Istovremeno se ispostavilo da je izlaz stabiliziran, što bi bilo vrijedno podesiti, a ipak sijalica od 100 V nije izgorjela, ali se motor zagrijao - namoti su čak počeli smrdjeti. Ako promijenite otpor otpornika na 7. kraku, frekvencija generatora se mijenja i mijenja brzinu, ali u uskom rasponu, jer je asinhroni motor dizajniran za 50Hz (tamo je izlazna snaga najveća), a napon pri prvom startovanju je bio 260V, što je takođe normalno.

Što se tiče štampanih ploča, uradio sam to na jednostavan način: stegao sam PCB i makazama glupo odrezao sam generator od cijele ploče, a zatim još jedan komad ploče kako bih zašrafio tranzistorske radijatore. Sada sve što treba da uradim je da pronađem normalan kondenzator za napajanje uređaja i poklopac pretvarača se može čvrsto zašrafiti.

Razmišljao sam i o trenutnoj zaštiti. Pri određenoj struji opterećenja ugradite indikator u obliku crvene LED diode, kao i za indikaciju snage (zeleno). Možete pogledati kratak video koji jasno pokazuje rad pretvarača napona:

Konačno sam sastavio telo. Prilikom testiranja, iz zabave, spojio sam sijalicu od 100V i eto: igla ampermetra se smrzla na 10A, što znači da gubitaka praktično nema! Terenski testovi su pokazali da pretvarač može lako podnijeti opterećenje od 250 vati kada ga napaja automobilska baterija. Izgled montiranog uređaja u kućištu:

A najbitnije što me raduje su hladni radijatori tranzistora, čak i kada ispravljačke diode (D242) na punjaču već počnu ključati!

Također sam zašrafio odličnu ručku uzetu sa radio stanice RSV-2 na tijelo, i sada je konvertor 12-220V konačno završen. Autor dizajna: bvz

Raspravite o članku DOMAĆI KONVERTER 12 - 220V

Postoji nekoliko razloga zašto vlasnik treba da napravi novi pretvarač napona. Njegova glavna svrha je da obezbijedi mrežni napon od 220V od prvobitne vrijednosti od 12 W.

Mnogi amateri vlastitim rukama prave pretvarače 12-220 V, jer... Visokokvalitetni pretvarači nisu jeftini. Prije sastavljanja uređaja potrebno je proučiti materijale koji objašnjavaju mehanizam njegove upotrebe.

Područje primjene pretvarača 12-220 V

Kako baterija radi, njen nivo napunjenosti se smanjuje. Pretvarač stabilizuje napon tokom putovanja, u nedostatku struje.

Inverter od 12-220 V omogućit će vlasniku da poboljša inženjerske strukture u kući. Snaga uređaja za pretvaranje struje odabire se ovisno o ukupnoj veličini opterećenja koje se koristi. U obzir se uzima proces njegove potrošnje: reaktivan i aktivan. Reaktivno opterećenje ne troši svu primljenu energiju, tako da prividna snaga prelazi njegovu aktivnu vrijednost.

Čisti sinusni inverter se koristi za električne alate ukupne snage 3kW. Značajne uštede goriva su osigurane upotrebom pretvarača napona i mini-elektrane.

Na inverter su priključeni sljedeći potrošači:

Alarmni sistemi;
kotlovi za grijanje;
uređaji za pumpanje;
kompjuterski sistemi.

Povratak na sadržaj

Prednosti rada uređaja za konverziju napona

Invertori su stekli poštovanje za svoj rad, jer imaju niz nesumnjivih prednosti. Uređaj radi tiho i ne zagađuje okolni prostor izduvnim gasovima. Održavanje uređaja je minimalno: nema potrebe za provjerom tlaka u motoru. Inverter ima manje mehaničko habanje i omogućava vam da povežete sve potrošače. Inverter 12-220 V radi sa povećanom snagom na KR121 EU i ima visoku efikasnost.

Prilikom sklapanja pretvarača sa glavnim uređajem kao multivibratorom, prednosti pretvarača su izražene u pristupačnosti i jednostavnosti uređaja. Dimenzije proizvoda su kompaktne, popravka nije teška, a rad je moguć na niskim temperaturama.

Povratak na sadržaj

Domaći pretvarač 12-220 V i opći princip njegovog stvaranja

Na tržištu radio komponenti većina pretvarača radi na visokim frekvencijama. Impulsni pretvarači u potpunosti su zamijenili klasična kola koja koriste transformatore. Mikrokrug K561TM2 se sastoji od dva D-flip-flopa, koji sadrže dva ulaza R i S. Kreiran je pomoću CMOS tehnologije i zatvoren je u plastično kućište.

Glavni oscilator invertera montiran je na bazi K561TM2, koristeći uređaj DD1 za rad. Okidač DD1.2 je montiran za razdjelnik frekvencije. Stupanj pojačala prima signale iz mikrokola.

KT827 tranzistori su odabrani za rad. U njihovom nedostatku koristite KT819 GM tranzistore ili poluvodiče sa efektom polja - IRFZ44.

Generator sinusnog talasa za inverter 12-220 V radi na visokoj frekvenciji. Za formiranje kruga dimenzija 50 Hz koristi se sekundarni namotaj i paralelna veza kondenzatora i opterećenja. Prilikom povezivanja bilo kojeg uređaja, pretvarač stvara konverziju napona od 220 V.

Krug ima jedan značajan nedostatak - nesavršen oblik izlaznih parametara.

Mikrokrug K561TM2 je dupliran od K564TM2. Povećanje snage pretvarača postiže se odabirom intenzivnijih tranzistora. Treba obratiti pažnju na kondenzator instaliran na izlazu. Ima napon od 250 V.

Povratak na sadržaj

Izrada pretvarača koristeći najnovije dijelove

Domaći pretvarači rade stabilno; izlazni tranzistori rade od pojačanog glavnog generatora. Koriste elemente serije KT819GM, ugrađene na veliki radijator.

Za kreiranje pretvarača koristi se pojednostavljeni krug. U procesu rada nabavite potrebne materijale:

mikrokolo KR121EU1;
tranzistori IRL2505;
lemilica;
tin.

Mikrokrug KR12116U1 ima posebnu karakteristiku: sadrži dva kanala za podešavanje tipki i lako se nosi sa konstrukcijom jednostavnih pretvarača napona. Mikrokrug na temperaturi od +25 °C proizvodi maksimalne vrijednosti napona od 3 i 9 V.

Frekvencija glavnog oscilatora određena je parametrima elemenata u kolu. IRL2505 tranzistori su instalirani za izlaznu upotrebu. Prima signal, čiji nivo vam omogućava podešavanje izlaznih tranzistora.

Formirani niski nivo ne dozvoljava tranzistorima da pređu iz zatvorenog stanja u drugo stanje. Kao rezultat toga, pojava trenutnog protoka struje nakon istovremenog otvaranja ključeva je potpuno eliminirana. Kada visoki nivo dostigne pin 1, generisanje impulsa se isključuje. Na dijagramu je pin 1 spojen na zajedničku žicu.

Za ugradnju push-pull kaskade koriste se transformator T1 i dva tranzistora: VT1 i VT2. U otvorenom kanalu uočen je otpor od 0,008 Ohma. On je beznačajan, pa je snaga tranzistora mala, čak i kada prođe velika struja. Izlazni transformator, koji ima snagu od 100 W, omogućava korištenje struje IRL2505 do 104 A, a impulsna struja je 360 A.

Glavna karakteristika pretvarača je da možete koristiti bilo koji transformator koji ima 2 namotaja od 12 V na izlazu.

Sa izlaznom snagom do 200 W, odbijaju ugraditi tranzistore na radijatore.

Treba napomenuti da električna struja pri snazi od 400 W može doseći 40 A.

U ovom članku možete pronaći detaljne upute korak po korak za izradu 220 V 50 Hz AC invertera od akumulatora automobila od 12 V. Takav uređaj može isporučiti snagu od 150 do 300 W.

Šema strujnog kruga ovog uređaja je prilično jednostavna..

Ovaj sklop radi na principu Push-Pull pretvarača. Srce uređaja će biti CD-4047 ploča, koja radi kao glavni oscilator i takođe kontroliše tranzistori sa efektom polja koji rade u prekidačkom režimu. Može biti otvoren samo jedan tranzistor; ako su dva tranzistora otvorena u isto vrijeme, doći će do kratkog spoja zbog čega će tranzistori izgorjeti; to se može dogoditi i u slučaju nepravilne kontrole.

Ploča CD-4047 nije dizajnirana za visoko preciznu kontrolu tranzistora s efektom polja, ali se savršeno nosi s ovim zadatkom. Također, da bi uređaj radio, trebat će vam transformator iz starog UPS-a od 250 ili 300 W sa primarnim namotajem i srednjom pozitivnom priključkom iz izvora napajanja.

Transformator ima prilično veliki broj sekundarnih namotaja; morat ćete koristiti volt-ommetar da izmjerite sve slavine i pronađete mrežni namotaj od 220 V. Žice koje su nam potrebne dat će najveći električni otpor od približno 17 ohma, možete ukloniti dodatne vodove.

Prije nego počnete lemljenje, preporučljivo je još jednom sve provjeriti. Preporučuje se odabir tranzistora iz iste serije i istih karakteristika; kondenzator pogonskog kruga često ima malo curenje i usku toleranciju. Takve karakteristike određuje tester tranzistora.

Budući da ploča CD-4047 nema analoga, morate je kupiti, ali ako je potrebno, možete zamijeniti tranzistore s efektom polja n-kanalnim naponom od 60V ili više i strujom od najmanje 35A. Pogodno iz IRFZ serije.

Krug također može raditi pomoću bipolarnih tranzistora na izlazu, ali treba napomenuti da će snaga uređaja biti mnogo manja u usporedbi s krugom koji koristi "prekidače polja".

Otpornici ograničavajućih kapija trebaju imati otpor od 10-100 oma, ali je poželjno koristiti otpornike od 22-47 oma snage 250 mW.

Često se glavni krug sastavlja isključivo od elemenata navedenih na dijagramu, koji ima precizne postavke na 50 Hz.

Ako pravilno sastavite uređaj, on će raditi od prvih sekundi, ali prilikom prvog pokretanja važno je biti na sigurnoj strani. Da biste to učinili, umjesto osigurača (vidi dijagram), potrebno je ugraditi otpornik nominalne vrijednosti 5-10 Ohma ili sijalicu od 12 V, kako bi se izbjeglo da tranzistori eksplodiraju ako se napravi greška.

Ako uređaj radi stabilno, transformator će dati zvuk, ali se tipke neće zagrijati. Ako sve radi kako treba, potrebno je ukloniti otpornik (sijalicu), a napajanje se vrši preko osigurača.

U prosjeku, pretvarač troši energiju kada robot radi u praznom hodu od 150 do 300 mA, ovisno o izvoru napajanja i vrsti transformatora.

Zatim morate izmjeriti izlazni napon, izlaz bi trebao biti oko 210-260V, to se smatra normalnim pokazateljem, jer pretvarač nema stabilizaciju. Zatim morate provjeriti uređaj tako što ćete pod opterećenjem priključiti sijalicu od 60 W i ostaviti da radi 10-15 sekundi; za to vrijeme tipke će se malo zagrijati, jer nemaju hladnjake. Tasteri bi se trebali zagrijati ravnomjerno; ako grijanje nije ravnomjerno, potrebno je potražiti gdje su napravljene greške.

Inverter opremimo funkcijom daljinskog upravljanja

Glavna pozitivna žica treba biti spojena na srednju tačku transformatora, ali da bi uređaj počeo raditi, na ploču mora biti spojen niskostrujni pozitiv. Ovo će pokrenuti generator impulsa.

Par prijedloga u vezi instalacije. Sve je ugrađeno u kućište za napajanje računara, tranzistore treba postaviti na odvojene radijatore.

Ako je instaliran zajednički hladnjak, obavezno izolujte kućište tranzistora od hladnjaka. Hladnjak je povezan na 12V sabirnicu.

Jedan od značajnih nedostataka ovog pretvarača je nedostatak zaštite od kratkog spoja i ako do njega dođe, svi tranzistori će izgorjeti. Da biste to spriječili, morate ugraditi osigurač od 1A na izlaz.

Za pokretanje pretvarača koristi se dugme male snage, preko kojeg će se plus napajati na ploču. Električne sabirnice transformatora treba da budu pričvršćene direktno na radijatore tranzistora.

Ako na izlaz pretvarača priključite mjerač energije, moći ćete vidjeti da su izlazna frekvencija i napon u dozvoljenim granicama. Ako dobijete vrijednost veću ili manju od 50Hz, trebate je podesiti pomoću višeokretnog varijabilnog otpornika, on je instaliran na ploči.