Автомобильный инвертор напряжения порой бывает невероятно полезен, но большинство изделий в магазинах либо грешат качеством, либо по мощности не устраивают, а стоят при этом недёшево. Но ведь схема инвертора состоит из простейших деталей, потому мы предлагаем инструкцию по сборке преобразователя напряжения своими руками.
Корпус для инвертора
Первое, что нужно учесть — потери преобразования электричества, выделяющиеся в виде тепла на ключах схемы. В среднем эта величина составляет 2-5% от номинальной мощности устройства, но показатель этот имеет свойство расти из-за неправильного подбора или старения комплектующих.
Отвод тепла от полупроводниковых элементов имеет ключевое значение: транзисторы очень чувствительны к перегреву и выражается это в быстрой деградации последних и, вероятно, их полному отказу. По этой причине основанием для корпуса должен служить теплоотвод — алюминиевый радиатор.
Из радиаторных профилей хорошо подойдёт обычная «расчёска» шириной 80-120 мм и длиной около 300-400 мм. к плоской части профиля винтами крепятся экраны полевых транзисторов — металлические пятачки на их задней поверхности. Но и с этим не всё просто: электрического контакта между экранами всех транзисторов схемы быть не должно, поэтому радиатор и крепления изолируются слюдяными плёнками и картонными шайбами, при этом по обе стороны диэлектрической прокладки металлсодержащей пастой наносится термоинтерфейс.
Определяем нагрузку и закупаем компоненты
Крайне важно понимать, почему инвертор — это не просто трансформатор напряжения, а также почему существует столь разнообразный перечень подобных устройств. Прежде всего помните, что подключив трансформатор к источнику постоянного тока, вы ничего не получите на выходе: ток в АКБ не меняет полярности, соответственно, явление электромагнитной индукции в трансформаторе отсутствует как таковое.
Первая часть схемы инвертора — входной мультивибратор, имитирующий колебания сети для совершения трансформации. Собирается он обычно на двух биполярных транзисторах, способных раскачать силовые ключи (например, IRFZ44, IRF1010NPBF или мощнее — IRF1404ZPBF), для которых важнейший параметр — предельно допустимый ток. Он может достигать нескольких сотен ампер, но в целом вам достаточно умножить значение тока на вольтаж аккумуляторной батареи, чтобы получить ориентировочное количество ватт выходной мощности без учёта потерь.
Простой преобразователь на основе мультивибратора и силовых полевых ключей IRFZ44
Частота работы мультивибратора непостоянна, рассчитывать и стабилизировать её — пустая трата времени. Вместо этого ток на выходе трансформатора снова превращается в постоянный с помощью диодного моста. Такой инвертор может быть пригоден для питания чисто активных нагрузок — ламп накаливания или электрических нагревателей , печек.
На основе полученной базы можно собирать и другие схемы, отличающиеся частотой и чистотой выходного сигнала. Подбор компонентов для высоковольтной части схемы сделать проще: токи здесь не такие высокие, в ряде случаев сборку выходного мультивибратора и фильтра можно заменить парой микросхем с соответствующей обвязкой. Конденсаторы для нагрузочной сети следует использовать электролитические, а для цепей с низким уровнем сигнала — слюдяные.
Вариант преобразователя с генератором частоты на микросхемах К561ТМ2 в первичном контуре
Стоит также заметить, что для увеличения итоговой мощности вовсе не обязательно закупать более мощные и стойкие к нагреву компоненты первичного мультивибратора. Задачу можно решить увеличением числа преобразовательных контуров, включенных параллельно, но для каждого из них потребуется собственный трансформатор.
Вариант с пареллельным подключением контуров
Борьба за синусоиду — разбираем типовые схемы
Инверторы напряжения сегодня используются повсеместно как автолюбителями, желающими пользоваться бытовой техникой вдалеке от дома, так и обитателями автономных жилищ, питающихся солнечной энергией . И в целом можно сказать, что от сложности устройства преобразователя напрямую зависит ширина спектра токоприёмников, которые можно к нему подключить.
К сожалению, чистый «синус» присутствует только в магистральной электросети, добиться преобразования постоянного тока в него очень и очень сложно. Но в большинстве случаев этого и не требуется. Чтобы подключать электрические двигатели (от дрели до кофемолки), достаточно пульсирующего тока с частотой от 50 до 100 герц без сглаживания.
ЭСЛ, светодиодные лампы и всевозможные генераторы тока (блоки питания, зарядные устройства)более критичны к выбору частоты, поскольку именно на 50 Гц основана схема их работы. В таких случаях следует включать во вторичный вибратор микросхемы, зовущиеся генератором импульсов. Они могут коммутировать небольшую нагрузку непосредственно, либо исполнять роль «дирижёра» для серии силовых ключей выходной цепи инвертора.
Но даже такой хитрый план не сработает, если вы планируете использовать инвертор для стабильного питания сетей с массой разнородных потребителей, включая асинхронные электрические машины. Здесь чистый «синус» очень важен и реализовать такое под силу лишь преобразователям частоты с цифровым управлением сигналом.
Трансформатор: подберём или сами
Для сборки инвертора нам не хватает всего одного элемента схемы, выполняющего трансформацию низкого напряжения в высокое. Вы можете использовать трансформаторы из блоков питания персональных компьютеров и старых ИБП, их обмотки как раз рассчитаны на трансформацию 12/24-250 В и обратно, остаётся лишь правильно определить выводы.
И всё же лучше намотать трансформатор своими руками, благо что ферритовые кольца дают возможность сделать это самому и с любыми параметрами. Феррит обладает отличной электромагнитной проводимостью, а значит, потери при трансформации будут минимальными даже если провод намотан вручную и не плотно. К тому же вы легко рассчитаете необходимое количество витков и толщину провода по имеющимся в сети калькуляторам.
Перед намоткой кольцо сердечника нужно подготовить — снять надфилем острые кромки и плотно обмотать изолятором — стеклотканью, пропитанной эпоксидным клеем. Далее следует намотка первичной обмотки из толстого медного провода расчётного сечения. После набора нужного количества витков их необходимо равномерно распределить по поверхности кольца с равным интервалом. Выводы обмотки соединяются согласно схеме и изолируются термоусадкой.
Первичная обмотка покрывается двумя слоями лавсановой изоленты, затем наматывается высоковольтная вторичная обмотка и ещё один слой изоляции. Важный момент — мотать «вторичку» нужно в обратном направлении, иначе трансформатор работать не будет. В завершение к одному из отводов нужно припаять в разрыв полупроводниковый термопредохранитель, ток и температура срабатывания которого определяются параметрами провода вторичной обмотки (корпус предохранителя нужно плотно примотать к трансформатору). Сверху трансформатор обматывается двумя слоями виниловой изоляции без клейкой основы, конец закрепляется стяжкой или цианакрилатным клеем.
Монтаж радиоэлементов
Осталось собрать устройство. Поскольку компонентов в схеме не так много, можно размещать их не на печатной плате, а навесным монтажом с креплением к радиатору, то есть к корпусу устройства. К штыревым ножкам подпаиваемся моножильным медным проводом достаточно большого сечения, затем место соединения укрепляется 5-7 витками тонкой трансформаторной проволоки и небольшим количеством припоя ПОС-61. После остывания соединения оно изолируется тонкой термоусадочной трубкой.
Схемы высокой мощности и со сложным вторичным контуром могут потребовать изготовления печатной платы, на краю которой в ряд размещены транзисторы для свободного крепления к теплоотводу. Для изготовления печатки пригоден стеклотекстолит с толщиной фольги не менее 50 мкм, если же покрытие более тонкое — усиливайте цепи низкого напряжения перемычками из медного провода.
Изготовить печатную плату в домашних условиях сегодня просто — программа Sprint-Layout позволяет рисовать обтравочные трафареты для схем любой сложности, в том числе и для двухсторонних плат. Полученное изображение распечатывается лазерным принтером на качественной фотобумаге. Затем трафарет прикладывается к очищенной и обезжиренной меди, проглаживается утюгом, бумага размывается водой. Технология получила название «лазерно-утюжной» (ЛУТ) и описана в сети достаточно подробно.
Вытравливать остатки меди можно хлорным железом, электролитом или даже поваренной солью, способов предостаточно. После вытравливания припекшийся тонер нужно смыть, просверлить монтажные отверстия сверлом в 1 мм и пройтись по всем дорожкам паяльником (под флюсом), чтобы залудить медь контактных площадок и улучшить проводимость каналов.
Комментарии (28):
#1 Белоснежный Февраль 19 2015
Perfetto. Прекрасно Эту схему похоже я искал про транзистор очень интересно. Если увеличить колличество витков скажем в три раза ток на КТ 817 тоже снизится до 0,6 . Ему быстродействия не хватает это причина высокого тока?
#2 сэм Март 19 2015
увеличивать витки непробовал честно говоря.а что быстродействия нехватает так то да,потому и заменен на кт940. можно еще больше снизить ток. от лампы взять только саму лампу а плату выкинуть из нее. тогда ток лежит в пределах 0.3-0.35а..
#3 Селюк Май 12 2015
Все очень "просто", но где взять чашки трансформатора??
#4 root Май 12 2015
В конструкции трансформатора данного высоковольтного преобразователя зазора между ферритовыми чашками нет, поэтому можно попробовать использовать ферритовое кольцо или каркас от импульсного трансформатора с ферритовым сердечником(можно взять из нерабочего блока питания от компьютера).
С количеством витков и напряжением на выходе нужно будет экспериментировать.
#5 pavel Июнь 01 2015
А какой принцип расчета трансформатора и подбора транзисторов для этого инвертора? Хочется сделать такой с питанием от 60 вольт.
#6 сэм Июнь 23 2015
Чашки взяты потому что просто были, да и число витков в такой сердечник нужно меньше. Ферритовые кольца не пробовал, на обычном Ш образном феррите работает нормально. Сколько витков мотал не помню, первичку вроде - 12 витков проводом 0,5мм, а повышающую вобще на глазок, до заполнения каркаса имеющегося на сердечнике. Трансформатор был взят из монитора 4 на 5 см.
#7 егор Октябрь 05 2015
у меня к вам вопрос на сколько резистор слева ом на 220???
просто я не очень в электронике)))
#8 root Октябрь 05 2015
Если возле резистора только цифры - значит сопротивление в Омах. На схеме резистор имеет сопротивление 220 Ом.
#9 a Октябрь 21 2015
Скажите, а возможно вашу схему использовать для питания тиратрона МТХ-90 и не от 12, а от аккумулятора 3.7 вольт?
Если возможно, то какие лучше взять транзисторы? У МТХ-90 рабочий ток небольшой - от 2 до 7 мА, а напряжение для зажигания нужно около 170 вольт, ну это можно с трансформатором поэкспериментировать (про напряжение).
#10 сэм Ноябрь 02 2015
Даже не знаю что ответить. Как-то не задумывался.. А для чего нужно тиратрон от этой схемы питать? В принципе он работать будет конечно, вопрос только как.. от 3.7 вольт тоже можно, но это надо обмотки пересчитывать или подобрать опытным путем.
#11 Олег Декабрь 13 2015
Люди, расскажите как сделать инвертор из транзисторов от китайской машинки на пульте управления. Можно ли поставить кольцевой ферритовый сердечник и можно ли сделать разницу в витках в 3 раза? Мне так сделать инвертор для интереса и чтоб по проще. И можно ли поставить напряжение на входе где-то 3в?
Ответьте пожалуйста! Буду рад, если ответите на все мои вопросы! Жду ваших ответов!
#12 александр Декабрь 17 2015
У меня есть ферритовые чашки 30\10 можно ли на них намотать транс и какое число витков надо мотать ну хотя бы приблизительно.
#13 Александр Январь 24 2016
Все там прекрасно работает, и 15 ватт лампа, и 20 ватт. Транзисторы по мощнее просто нужно. КТ940 можно не трогать, а вот 814 можно бы и заменить хотяб на КТ837. А если ток высокий- не нужно ничего перематывать, просто нужно увеличивать номинал резистора 3.1к.И трансформатор не обязательно таких размеров, прокатит даже импульсник с зарядки, особую роль все равно будут играть транзисторы. p.s. У данных транзисторов мощность не более 10 ватт
#14 Эдуард Февраль 01 2016
Каким транзистором можно заменить кт814?на 13005 или кт805 можно?
#15 Александр Февраль 03 2016
Меняй на кт805- нехило мощности сошкребешь, ибо кт805 по даташиту до 60 ватт дать может
#16 March Февраль 04 2016
КТ814 - это p-n-p проводимости,а КТ805 и 13005 n-p-n ..., конечно нельзя Эдуард...
#17 марс Май 11 2016
я вместо кт814 ставил кт816,15Вт лампу потянуло.
#18 sasha Ноябрь 06 2016
ставил кт805 и кт837. первичка 16в.0.5мм. вторичка 230в. 0.3мм. лампа 23вт. отлично светиться.
#19 Эдуард Ноябрь 19 2016
March.встречный вопрос,чем тогда можно заменить кт940,таким образом, чтобы кт814 заменить на кт805 или 13005 и сменить полярность питания?Возникла идея:выпаял из электронного трансформатора для галогеновых ламп 12 вольтовых импульсный трансформатор,там как раз вторичка 12-14 витков и первичка около 150-200 витков.если его развернуть как повышаюший и воткнуть в данную схему?думаю должно прокатить,а если заменить связку кт814 и кт940 на чтото более современное то можно и до 40 вт мощности выжать?Хочу еще попробовать на ШИМ контроллере uc3845 сделать,там схема вообще примитивная:микросхема UC3845,в ее цепи частото задающие резистор и пленочный конденсатор,полевой транзистор IRFZ44 и трансформатор из электронного трансформатора,включенный в схему как повышающий,в итоге имеем до 100 Вт мощи при 12 вольтах
#20 March Ноябрь 21 2016
а зачем"..940 вых в старых цветностях валом.. девать у каждого некуда... заменить любым обратным транзистором,а хочется 805 , то да..940 на прямой проводимости.... и полярность сменить... только опять же -зачем все таких транз. у каждого в закромах немеряно...
#21 павел Февраль 09 2017
а зачем вам мощность схемы повышать:)? что, КрАЗовские аккумуляторы будете использовать (190 а/ч)?? эта схема имеет смысл, как правильно сказал товарищ, если использовать колбу от лампы со сгоревшей схемой. иначе, на хрена коту баян: светодиодный светильник от того же аккумулятора, при той же светоотдаче просветит в разы дольше!..
#22 павел Февраль 09 2017
теперь про транзисторы: поменять-то их можно, но нужно вспомнить, что любой силовой транзистор обеспечивает свою заявленную мощность только при использовании соответствующего теплоотвода. этот факт влияет напрямую на габариты всего устройства. да и где вы возьмете энергосб. л ампу мощнее 30 ватт=150? я не встречал в продаже. а об аккумуляторе для такой "соски" я уже говорил:). так что, знайте меру, изобретатели, удачи!
#23 Эдуард Февраль 24 2017
March,вот у меня как раз таки проблема с советскими кт940 и кт814.в основном в моих запасах импортные мощные высокочастотные биполярные транзисторы 13005 на 5 ампер 400 вольт, и им подобные.делал я ка кто схему блокинг генератора на одном транзисторе 13005 ,так с ним удалось в полную яркость зажечь колбу от 30 Вт энергосберегалки,при этом транзистор был чуть теплый.а советские кт814 и кт805 САМИ ПО СЕБЕ ГЛЮЧНЫЕ ВСКИПАЮТ БЫСТРО ДАЖЕ С РАДИАТОРОМ
#24 Сэм Март 09 2017
я бы не стал утверждать что кт805 глючные.. смотря какие использовать. в пластике ненадежные,есть такое дело и то за 80 какие то года. брать 805 в металле,так вобще неубиваемый транзистор.однако нужно подчеркнуть тот факт,что глючные они не потому что плохие,а потому что попали не совсем в умелые руки,всего лишь
#25 Сэм Март 09 2017
а поставить можно хоть свч транзисторы импортные,работать будет!!! проверено!!. я же не преследовал в этой статье создать миниатюрный светильник,а как приладить сгоревшую лампу с минимальными затратами. чтоб еще послужила
#26 az Апрель 25 2017
коллектор 814 надо бы заземлить через конденсатор 10 мкф, а то при переключении выброс очень большой.
814 транзистор находится в полуоткрытом состоянии - надо радиатор ему однако.
проще было блокинг-генератор использовать.
#27 сэм Июнь 27 2017
какой еще конденсатор в 10мкф,что за бред,неужели невидно по фото,что радиатор миниатюрный все в пачку сигаретную влезет. а блокинг генератор использовать не проще. там нужно три обмотки как минимум. и грется там транзистор будет нисколько не меньше!!!
#28 IamJiva Август 14 2017
блокинг генератор служит той же цели, осуществить обратную связь(микрофон к колонке поднести чтоб гудело), если обошлись без микрофона - нафиг он не нужен, здесь обошлись добавив транзистор, в блокинге можно одним транзистотром обойтись, а фазу развернуть витками обмотки, которые(позволяют) независимо подключаемы в любой полярности. много ватт выжать можно но трудно, часть энергии(у мощных ламп существенная, вплоть до 90%) теряется на диодном мосте и эллектролите(в выпрямителе лампы) дешевых(особено если мощные) и 50гц пригодных, на 50кгц от них уже дым может пойти а напряжение так и не появится для старта лампы, 50гц диоды(простые,тоесть не ультрафаст и не Шотки) не успевают запираться, и сливают заряд назад в обмотку или еще куда, от этого нагрев всего и неправильная работа генератотра, электролит имеет индуктивность(последовательную), и короткий импульс он только "признаёт" но не спешит выполнять приказ, в ожидании команды отставить... ток начинает наростать до бесконечности или сколько дадут, для 50гц мгновенно, для 50кгц - никогда... транзистор надо быстрый, грется он может и НИКАК при этом, IRF840 2шт правильно использованные давали на 4 колонках 4ома по 500wt каждая, 2000Wt мощности в классе D питаясь +-85В(170В) шим TL494, драйвер Ir2112 в затворах, ультрафаст диоды 4шт шунтируют ЗИ и ИС, варисторы 400в BC 30в ЗИ
2квт драм энд бейс мощности, они были чуть теплые на такихже радиаторах как тут, на выходе дроссель из ТВС и 200витков, при 2500wt они сгорали без предупреждения
шунтировать диодом, а лучше варистором вых трансформатор первичку тут неплохо бы (от флайбек импульсов возможных в случае отрывания нагрузки, подбор транзисторов и витков первички по максимуму кпд тут также важен и ценен как соотношение сахара и уксуса с водой + время по таймеру в микроволновке, чтоб уйти-прити и леденцы вытащить, схема работает как жонглёр которого вы никогда не видели, надеятся на простоту переноса идеала-гармонии-КПД-мощности в другой цирк и пиджак не приходится
Развитие бытовой техники и электроники предъявляет новые требования владельцам автомобилей. Для нормального использования ноутбука и других электронных или электрических устройств, необходимо напряжение 220 вольт, которого нет в машине. Автомобильный инвертор преобразует стандартное напряжение 12/24 вольта в 220 вольт с частотой 50 герц.
Как работает инвертор для авто
Основа инвертора – цифровой генератор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
Частота работы генератора от 10 килогерц до 20 мегагерц, зависит от модели, мощности и производителя. Сигнал с генератора поступает на силовой ключ, который управляет работой высокочастотного трансформатора. На выходе трансформатора получается напряжение 220 вольт. При небольшой нагрузке на инвертор скважность импульсов генератора минимальна. За этим следит система обратной связи. Чем выше нагрузка на выходе инвертора, тем больше скважность импульсов (максимальное значение 1:1). Такая система позволяет снизить расход электроэнергии и нагрузку на силовой ключ в режиме минимального потребления. После выпрямления переменного тока, на выходе получается постоянное напряжение 220 вольт. Постоянное напряжение снова преобразуют в переменное, но уже с частотой 50 герц. Такая схема позволяет серьезно снизить размеры, вес и стоимость инвертора, ведь трансформатор для частоты 50 герц в сотни раз больше и дороже, чем работающий на частоте 100 и выше килогерц.
Чаще всего инвертор применяют для подключения ноутбука, принтера, сканера и других устройств к бортовой сети автомобиля. Нередко возникает необходимость подключить к бортовой сети небольшой , мощный , дрель или углошлифовальную машину. Использование инвертора позволяет в дороге пользоваться микроволновкой, феном, вибромассажером и другими полезными устройствами. Инвертор позволяет подключить к бортовой сети автомобиля любой электрический или электронный прибор, для питания которого необходимо переменное напряжение 110/220 вольт.
Инвертор и электрические/электронные устройства
Любой инвертор оказывает влияние на электрические и электронные устройства. Сложная форма выходного сигнала, который получают из меандра частотой сотни килогерц, производит большое количество гармоник, что может негативно повлиять на некоторые устройства. Таблица ниже поможет вам понять, как инвертор влияет на различную электрическую и электронную технику.
Электрическое или электронное устройство | мощность | чувствительность к гармоникам | продолжительность работы от автомобильного аккумулятора емкостью 55 ампер часов |
Зарядное устройство для видеокамеры | больше суток |
||
Зарядное устройство для телефона | больше суток |
||
Плейер, приемник с наушниками | больше суток |
||
Бритва или машинка для стрижки волос | больше суток |
||
Телевизор, домашний кинотеатр | |||
Дрель, перфоратор, болгарка, мойка | 20-40 минут |
||
Микроволновка, конфорка, утюг, фен |
Как выбирать автомобильный преобразователь напряжения
При выборе инвертора необходимо учитывать следующее:
- напряжение аккумулятора (12/24 вольта);
- выходное напряжение (110/220 вольт);
- суммарная мощность нагрузки;
- подключение к прикуривателю или аккумулятору;
- сертификат соответствия и оформление в соответствии с законом о защите прав потребителей.
Выбирая инвертор, помните, преобразователи для напряжения 12 и 24 вольта не взаимозаменяемы, если об этом не написано на корпусе прибора и в его инструкции по эксплуатации. Подключение инвертора на 12 вольт к аккумулятору на 24 вольта приведет к перегреву и быстрому выходу из строя ключевых транзисторов и других деталей из-за превышения входного напряжения. Подключение инвертора на 24 вольта к аккумулятору на 12 вольт приведет к быстрому перегреву и выходу из строя ключевых транзисторов из-за слишком большой скважности импульсов увеличения тока коллектора.
Инверторы необходимо использовать для питания тех приборов и оборудования, которые соответствуют им по напряжению. Многие электронные устройства рассчитаны на работу под напряжением от 100 до 260 или 380 вольт. Для таких устройств можно использовать любой преобразователь. Если же устройство рассчитано на работу с напряжением 110 или 220 вольт, то необходимо выбирать соответствующий ей инвертор.
Не менее важный параметр – суммарная мощность нагрузки. Для его определения необходимо посчитать мощность всех устройств, которые могут быть включены одновременно, при этом они не обязательно будут использоваться постоянно. Вот пример определения суммарной мощности:
- ноутбук (70-100 ватт);
- зарядка для телефона (10 ватт);
- небольшой холодильник (50 ватт);
- домашний кинотеатр (200 ватт);
- суммарная мощность 330-360 ватт.
При выборе инвертора учитывайте, что максимальный постоянный ток прикуривателя не должен превышать 15 ампер, поэтому максимальная мощность, которую вы сможете получить без риска повреждения проводки или сгорания предохранителя, составляет 180 или 360 ватт, в зависимости от напряжения аккумулятора. Поэтому адаптер мощностью свыше этого значения желательно подключать не через прикуриватель, а напрямую к аккумулятору. Для этого в его комплекте должны быть соответствующие разъемы и переходники. Если же вы переделаете шнур питания, то лишитесь гарантии на устройство.
Несмотря на то, что подобные устройства не подлежат обязательной сертификации, все крупные и надежные производители или поставщики не только получают сертификат соответствия, подтверждающий безопасность устройства, но оформляют устройство в соответствии с российскими законами. То есть прикладывают к нему руководство пользователя на русском языке, а на упаковке описывают все характеристики, условия эксплуатации, данные производителя, а также телефон и электронный адрес для направления претензий, связанных с качеством продукции.
Инвертор и емкость автомобильного аккумулятора
Если вы планируете подключать к аккумулятору электрические приборы, то учитывайте, что его емкости хватит ненадолго. Аккумулятор емкостью 45 ампер часов способен выдать до полного разряда 540 ватт часов или 0,54 киловатт часа. То есть, подключив к нему устройство мощностью 100 ватт, вы сможете пользоваться им в течение 5 часов. Подключив суммарную нагрузку мощностью 1 киловатт, вы сможете пользоваться ей 20-30 минут. После чего и вы не сможете завести двигатель. Если же двигатель автомобиля включен, то основная нагрузка ляжет на генератор, который способен вырабатывать до 1 киловатт час электроэнергии. Если же вам необходима большая мощность, придется устанавливать нестандартный генератор.
Обзор лучших автоинверторов
- мощность;
- качество выходного напряжения;
- поведение при перегрузках;
- комплектация;
- дополнительные функции (если есть);
В данной статье вы сможете ознакомиться с детальной пошаговой инструкцией по изготовлению инвертора переменного тока на 220 В 50Гц из автомобильного аккумулятора на 12 В. Такой прибор способен выдавать мощность от 150 до 300Вт.
Схема данного устройства достаточно простая
.
Данная схема работает по принципу преобразователей типа Push-Pull. Сердцем устройства будет служить плата CD-4047 работающая как задающий генератор, а также осуществляет управление полевыми транзисторами, которые работают в режиме ключей. Всего один транзистор может быть открыт, в случае если будут открыты два транзистора в одно время, то случится замыкание, в результате которого транзисторы сгорят, также это может произойти в случае неправильного управления.
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 300Вт с первичной обмоткой и средней точкой подключения плюса от источника питания.
Трансформатор имеет достаточно большое количество вторичных обмоток, вам будет нужно с помощью вольтомметра измерять все отводы и найти сетевую обмотку на 220В. Нужные нам провода будут выдавать наибольшее электросопротивление приблизительно 17 Ом, лишние отводки можете удалить.
Перед тем как начать паять желательно все еще раз перепроверить. Рекомендуется выбирать транзисторы с одной партии и одинаковыми характеристиками, конденсатор часто задающей цепи иметь небольшую утечку и узкий допуск. Такие характеристики определяются тестером для транзисторов.
Так как у платы CD-4047 нет аналогов, необходимо приобрести именно ее, а вот полевые транзисторы если есть необходимость можете поменять на n-канальные с напряжением от 60В и током минимум 35А. Подходят из серии IRFZ.
Также схема может работать с использованием биполярных транзисторов на выходе, но следует учесть, что мощность устройства станет намного меньше, если сравнивать с схемой, на которой используются «полевики».
Ограничительно затворные резисторы должны обладать сопротивлением 10-100 Ом, но предпочтительнее использовать резисторы на 22-47 Ом мощность которых составляет 250 мВт.
Часто задающая цепь собирается исключительно из элементов указанных на схеме, которая имеет точные настройки на 50Гц.
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 12В, для того чтоб избежать взрыва транзисторов если были допущены ошибки.
Если устройство работает стабильно, то трансформатор буде издавать звук, но ключи не будут греться. Если все работает правильно резистор (лампочку) нужно убрать, а питание подается через предохранитель.
В среднем инвертором потребляет энергии при роботе на холостых от 150 до 300 мА в зависимости, какой источник питания и тип трансформатора.
Затем нужно замерить выдаваемое напряжение, на выходе должно быть около 210-260В, это считается нормальным показателем, поскольку инвертор не имеет стабилизации. Далее нужно проверить устройство, под нагрузкой подключив лампочку на 60 Ватт и дать поработать 10-15 секунд, ключи за это время немного нагреются, так как на них нет теплоотводов. Ключи должны греться равномерно, в случае не равномерного нагрева, нужно искать, где допущены ошибки.
Снабжаем инвертор функцией Remote Control
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.
Пару предложений про монтаж. Все устанавливается в корпус блока питания для компьютеров, транзисторы следует установить на раздельные радиаторы.
Если будет установлен общий теплоотвод, обязательно изолируйте корпус транзисторов от радиатора. Кулер подключается к шине на 12В.
Одним из существенных недостатков данного инвертора считается отсутствие защиты от замыкания и если оно произойдет, то все транзисторы сгорят. Для того чтоб этого не допустить, на выходе обязательно нужно установить предохранитель на 1А.
Для запуска инвертора используется кнопка не большой мощности, через которую будет подаваться плюс на плату. Силовые шины трансформатора следует закрепить прямо к радиаторам транзисторов.
Если подключить к выходу преобразователя энергометр, то на нем сможете увидеть, что исходящая частота и напряжение в рамках допустимого. Если у вас получилась значение больше или меньше 50Гц ее нужно настроить, используя многооборотный переменный резистор, он установлен на плате.
Без нагрузки устройство издает достаточно сильный шум, который с нагрузкой существенно уменьшается, это считается нормой.
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 25Вт, чтобы снизить напряжений до необходимого предела.
К инвертору автор не рекомендует подключать асинхронные двигатели. Заинтересовала схема автомобильного преобразователя напряжения для подключения 220-вольтовых приборов в автомобиле. Вещь полезная, если нужно запитать паяльник, небольшой телевизор, зарядить ноутбук, телефон... Принципиальная схема показана на картинке - кликните для увелиения:
Питание на испытаниях 13в давал. Ток ХХ примерно 900мА. С нагрузкой в виде асинхронного двигателя мощностью 30 ватт ток около 6А. Сначала не мог додуматься, почему схема на ХХ жрала 5А (при подключении вообще до 10А). Оказалось, что советский электролит совсем высох и емкости почти не было, позже заменил на другой и схема преобразователя завелась, как часы. На фото Котэ наблюдает за интересным электромоторчиком:
Транзисторы использовал (название не помню) на 40А и 50В. Драйвер и ШИМ-контроллер - микросхема SG3824, схема включения из даташита. Единственная доработка - это в цепи защиты по току (1-я нога, инверсный вход компаратора) поставил диодный мост и с обмотки транса на 12В подавал напряжение (в UPC устроенно немного по другому) и положительное напряжение подавалась на ту же ногу. Получается одновременно и стабилизация выходного, которое стоило бы подстроить и тем не менее лампочка на 100в не сгорела, а вот двигатель нагрелся - обмотки даже вонять стали. Если изменять сопротивление резистора на 7-й ноге, часта генератора изменяется и меняет обороты, но в узких переделах, ибо рассчитан асинхронный двигатель на 50Гц (там как раз больше всего отдача по мощности), а напряжение при первом пуске было 260В, что тоже нормально.
По поводу печатных плат - сделал по-простому: зажал текстолит и тупо отрезал от всей платы ножницами сам генератор, а затем ещё кусочек платы, для того, чтобы прикрутить радиаторы транзисторов. Теперь мне осталось найти только нормальный конденсатор в питание устройства и крышку преобразователя можно наглухо закрутить.
Еще думал по поводу токовой защиты. При определенном токе нагрузки поставить индикатор в виде красного светодиода, а также для индикации питания (зеленый). Можете посмотреть небольшое видео, наглядно демонстрирующее работу преобразователя напряжения:
Собрал корпус окончательно. На испытаниях ради интереса подключил лампочку на 100в, и о - чудо: стрелка амперметра застыла на отметке 10А, а это значит, что потерь практически нет! Полевые испытания показали, что преобразователь тянет спокойно нагрузку в 250 ватт, работая от акумулятора автомобиля. Внешний вид собранного девайса в корпусе:
И самое главное, что меня радует - это холодные радиаторы транзисторов, даже когда выпрямительные диоды (д242) у зарядника уже начинают закипать!
Также к корпусу привинтил отличную ручку, снятую с радиостанции РСВ-2, и теперь преобразователь 12-220В окончательно закончен. Автор конструкции: bvz
Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12 - 220В
