Принципова схема інвертора 12220в. Пристрої на сучасній елементній базі

Вирішив присвятити окрему статтю виготовлення DC AC підвищуючого перетворювача напруги на 220В. Це звичайно віддалено відноситься до теми світлодіодних прожекторів і ламп, але таке мобільне джерело живлення широко застосовується вдома та в автомобілі

1. Варіанти збирання
2. Конструкція перетворювача напруги
3. Синусоїда
4. Приклад начинки перетворювача
5. Складання з ДБЖ
6. Складання з готових блоків
7. Радіоконструктори
8. Схеми потужних перетворювачів

Варіанти збирання

Існує 3 оптимальні способи виготовлення інвертора 12 в 220 своїми руками:

збирання з готових блоків або радіоконструкторів;
виготовлення із джерела безперебійного живлення;
використання радіоаматорських схем.

У китайців можна знайти хороші радіоконструктори та готові блоки для збирання перетворювачів постійного струмуу змінний 220В. За ціною цей спосіб буде найзатратнішим, але потрібно мінімум часу.

Другий спосіб це апгрейд джерела безперебійного живлення (ДБЖ), який без акумулятора у великих кількостях продаються на Авіто і коштують від 100 до 300руб.

Найскладніший варіант - це збірка з нуля, без радіоаматорського досвіду ніяк не обійтися. Прийде виготовляти друковані плати, підбирати компоненти, роботи дуже багато.

Конструкція перетворювача напруги

Розглянемо конструкцію звичайного перетворювача напруги, що підвищує, з 12 на 220. Принцип роботи для всіх сучасних інверторів буде однаковим. Високочастотний ШІМ контролер задає режим роботи, частоту та амплітуду. Силова частина виконана на потужних транзисторах, тепло яких відводиться на корпус пристрою.

На вході встановлено запобіжник, який захищає від короткого замикання автомобільний акумулятор. Поруч із транзисторами кріпиться термодатчик, який стежить за їх нагріванням. У разі перегріву інвертора 12в 220в включається система активного охолодження, що складається з одного або декількох вентиляторів. У бюджетних моделях вентилятор може працювати постійно, а не лише за високого навантаження.

Силові транзистори на виході

Синусоїда

Форма сигналу на виході автомобільного інвертораформується рахунок високочастотного генератора. Синусоїда може бути двох видів:

модифікована синусоїда;
чистий синусоїда, чистий синус.

Не кожен електричний пристрій може працювати з модифікованою синусоїдою, яка має прямокутну форму. У деяких компонентів змінюється режим роботи, вони можуть нагріватися і почати шабарчати. Схоже можна отримати, якщо димувати світлодіодну лампу, яка має яскравість не регулюється. Починається тріск та миготіння.

Дорогі DC AC, що підвищують перетворювачі напруги 12в 220в мають на виході чистий синус. Коштують набагато дорожче, але електричні прилади чудово з ним працюють.

Приклад начинки перетворювача

Складання з ДБЖ

Щоб нічого не винаходити та не купувати готові модуліМожна спробувати комп'ютерне джерело безперебійного живлення, скорочено ІПБ. Вони розраховані на 300-600Вт. У мене Ippon на 6 розеток, підключено 2 монітори, 1 системник, 1телевізор, 3 камери спостереження, система керування відеоспостереженням. Періодично перекладаю в робочий режим відключенням від мережі 220, щоб батарейка розряджалася, інакше термін служби сильно скоротиться.

Колеги електрики підключали звичайний автомобільний кислотний акумулятордо безперебійника, відмінно працював безперервно 6 годин, дивилися футбол на дачі. В ДБЖ зазвичай вбудована система діагностики акумулятора гелю, яка визначає його низьку ємність. Як вона віднесеться до автомобільного невідомо, хоча основна відмінність, це гель замість кислоти.

Начинка ДБЖ

Єдина проблема, що безперебійнику можуть не сподобається стрибки в автомобільній мережі при заведеному двигуні. Для справжнього радіоаматора ця проблема вирішується. Можна використовувати лише при заглушеному двигуні.

Переважно ДБЖ призначені для короткочасної роботи, коли зникає 220В розетці. За тривалої постійної роботи дуже бажано поставити активне охолодження. Вентиляція стане в нагоді для стаціонарного варіанту і для автомобільного інвертора.

Як і всі прилади, він непередбачено поведеться при запуску двигуна з підключеним навантаженням. Стартер машини сильно просаджує Вольти, у кращому разі піде на захист як при виході батареї з ладу. У гіршому будуть стрибки на виході 220V, синусоїда спотвориться.

Складання з готових блоків

Для складання стаціонарного або автомобільного інвертора 12в 220в своїми руками можна використовувати готові блоки, які продаються на ебе або у китайців. Це заощадить час на виготовлення плати, паяння та остаточне налаштування. Достатньо додати до них корпус та дроти з крокодилами.

Купити можна і радіоконструктор, який укомплектований усіма радіодеталями, залишається тільки спаяти.

Орієнтовна ціна на осінь 2016:

300Вт - 400руб;
500Вт - 700руб;
1000Вт - 1500руб;
2000Вт - 1700руб;
3000Вт - 2500руб.

Для пошуку на Aliexpress вкажіть запит у пошуковому рядку inverter 220 diy. Скорочення «DIY» означає «складання своїми руками».

Плата на 500W, вихід на 160, 220, 380 вольт

Радіоконструктори

Радіоконструктор коштує дешевше ніж готова плата. Найскладніші елементи можуть бути вже на платі. Після складання практично не вимагає налаштування, для якого необхідний осцилограф. Розкид параметрів радіокомпонентів та номінали непогано підібрані. Іноді в пакетик кладуть запасні деталі, раптом через недосвідченість ніжку відірве.

Схеми потужних перетворювачів

Потужний інвертор переважно використовують для підключення будівельних електроінструментів при будівництві дачі або фазенди. Маломощний перетворювач напруги на 500Вт від потужного на 5000 - 10000 Ватт відрізняється кількістю трансформаторів і силових транзисторів на виході. Тому складність виготовлення та ціна практично однакові, транзистори коштують недорого. За потужністю оптимально 3000Вт, можна підключити дриль, болгарку та інший інструмент.

Покажу кілька схем інверторів із 12, 24, 36 на 220В. Такі ставити в легковий автомобіль не рекомендується, можна випадково зіпсувати електрику. Схемотехніка DC AC перетворювачів 12 на 220 проста, що задає генератор і силова частина. Генератор роблять на популярній TL494 чи аналогах.

Велика кількістьсхем підвищувачів з 12v на 220v для виготовлення своїми руками можна знайти за посиланням
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
Усього там близько 140 схем, половина їх підвищують перетворювачі з 12, 24 на 220В. Потужності від 50 до 5000Вт.

Після складання потрібно налагодження всієї схеми за допомогою осцилографа, бажано мати досвід роботи з високовольтними схемами.

Для складання потужного інвертора на 2500 Ватт знадобиться 16 транзисторів і 4 відповідних трансформатора. Вартість виробу буде чимала, порівнянна із вартістю схожого радіоконструктора. Плюсом таких витрат буде чистий синус на виході.

Напруги автомобілістам, оскільки в машині дуже часто може виникнути необхідність отримання напруги. Цей перетворювач може бути використаний для запитки паяльників, ламп розжарювання, кавоварок та інших пристроїв, що живляться від мережі 220 Вольт. Перетворювач може також живити активні навантаження - телевізор або DVD-плеєр, але варто помітити, що це досить небезпечно, оскільки робоча частота перетворювача досить сильно відрізняється від мережевих 50 Герц. Але, як відомо, у зазначених пристроях встановлені імпульсні блоки живлення, де мережна напругавипрямляється діодами. Ці діоди можуть випрямляти струм високої частоти, але повинен помітити, що не у всіх імпульсних блокахможуть бути такі діоди, тому краще не ризикнути. Такий DC-AC перетворювач напруги можна зібрати за пару годин, якщо мати під рукою потрібні компоненти. Зменшена схема показана на ризику:

Трансформатор – силовий компонент такого перетворювача. Він намотаний на кільці фериту, який був знятий від китайського блокудля живлення галогенок (потужність 60 Вт).

Первинна обмотка трансформатора моталася 7-ма жилами. Для намотування обох обмоток використовувався провід з діаметром 0,5-0,6 мм. Первинна обмотка складається з 10 витків із відведенням від середини, тобто. дві рівноцінні половинки по 5 витків кожна. Обмотки розтягнуті по всьому кільцю. Після намотування, обмотки бажано ізолювати і мотати підвищуючу.

Вторинна обмотка складається з 80 витків (провід використовувався той самий, що й для намотування первинної обмотки). Транзистори були встановлені на тепловідведення, але не забуваємо ізолювати їх за допомогою спеціальних прокладок та шайб. Це робиться лише тоді, коли в обох транзисторів загальне тепловідведення.

Дросель можна прибрати та підключити живлення безпосередньо. Він складається з 7-10 витків дроту 1мм. Дросель може бути намотаний на кільці з порошкового заліза (такі кільця легко можна знайти в комп'ютерних БП). Схема інвертора попередньої налагодження не потребує і працює відразу.

Робота досить стабільна завдяки додатковому драйверу мікросхема не гріється. Транзистори гріються в межах норми, але раджу підібрати для них побільше тепловідведення.

Монтаж виконаний у корпусі від , який і відіграє роль тепловідведення для польових ключів.

Я не зустрічав схеми інвертора простіше, ніж ця. Для повторення вам знадобиться мінімум деталей їх не більше 10 штук. Для отримання напруги на виході 220 вольт нам знадобиться одна пальчикова батареянапругою 1,5 вольта.

Інвертори потрібні там, де немає можливості підключитися до мережі 220 вольт. Інвертори діляться на два типи: одні мають на виході синусоїдальну напругу частотою 50 Гц та підходять практично для живлення будь-якого навантаження. Інші модифіковані має на виході високу частоту, близько 500-10000 Гц і не завжди синусоїдальну форму хвилі.
Інвертори з синусоїдальною частотою 50 Гц дорогі, тому що для формування синусоїдального імпульсу 50 Гц потрібен великий трансформатор або імітаційний блок електроніки.
Найпростіший інвертор який робитимемо ми відноситься до другої групи. І підходить для живлення різних імпульсних блоків живлення, таких як зарядник для телефону, енергозберігаюча лампочка– люмінесцентна чи світлодіодна.

Необхідні компоненти

Трансформатор 220-6В. Можна видерти зі старого магнітофона, приймача тощо. або купити тут -
Корпус батареї AA-1-
Перемикач - 1 -
Друкована плата - 1 -
BC547 транзистор ( вітчизняний аналогКТ3102, КТ315) - 1 -
BD140 Транзистор з радіатором (вітчизняний аналог КТ814, КТ816) – 1 -
Конденсатор 0.1 мкФ - 1-
30 ком резистор - 1 -
Інструменти:
Паяльник, якщо раптом у вас немає візьміть тут -

Схема

Знайомство з інвертором розпочнемо зі схеми. Це звичайний мультивібратор на складеному транзисторі. В результаті виходить генератор на виході якого стоїть трансформатор, що підвищує.
Збираємо схему. Плата макетна, з великою кількістю отворів. Вставляємо деталі та запаюємо їх перемичками за схемою.

Перевірка роботи

Якщо всі компоненти схеми справні, і схема зібрана без помилок, то інвертор починає працювати відразу й настроювання не потребує.

На вихід інвертора підключаємо енергозберігаючу лампу. Вставляємо батарейку та замикаємо вимикач. Лампочка спалахнула.

Звичайно її яскравість нижче ніж при живленні від мережі, але те, що вона працює від елемента напругою 1,5 вольта - це прорив!
Звичайно, як і скрізь тут діє закон збереження енергії. Виходячи з якого випливає, що струм у ланцюзі батарейки буде в кілька разів вищий ніж у ланцюзі лампочки. Загалом батарейка має бути обов'язково алкалінова, тоді є шанс, що вона працюватиме трохи довше.

При монтажі та роботі з інвертором будьте особливо обережні, напруга 220 вольт небезпечна для життя. І, повірте, батарейки в 1,5 вольта вистачить, щоб завдати людині удару струмом, що вражає, і навіть викликати зупинку серця. Як відомо, для цього достатньо пропустити через людину близько 100 мА, на що цілком здатний цей інвертор.