Am decis să dedic un articol separat fabricării unui convertor de tensiune DC AC pentru 220V. Acest lucru, desigur, este legat la distanță de subiectul spoturilor și lămpilor cu LED-uri, dar o astfel de sursă de alimentare mobilă este utilizată pe scară largă acasă și în mașină.
- 1. Opțiuni de asamblare
- 2. Proiectarea convertizorului de tensiune
- 3. Sinusoid
- 4. Un exemplu de umplere a convertorului
- 5. Asamblare de la UPS
- 6. Asamblare din blocuri gata făcute
- 7. Constructori radio
- 8. Circuite ale convertoarelor puternice
Opțiuni de construcție
Există 3 moduri optime de a face un invertor de la 12 la 220 cu propriile mâini:
- asamblare din blocuri gata făcute sau constructori radio;
- fabricarea dintr-o sursă de alimentare neîntreruptibilă;
- utilizarea schemelor de radioamatori.
Chinezii au constructori radio buni și blocuri gata făcute pentru asamblarea convertoarelor DC-AC 220V. Pentru preț, această metodă va fi cea mai scumpă, dar durează cel mai puțin timp.
A doua modalitate este de a actualiza o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS), care sunt vândute în cantități mari pe Avito fără baterie și costă de la 100 la 300 de ruble.
Cea mai dificilă opțiune este asamblarea de la zero, nu te poți lipsi de experiența radioamator. Va trebui să facem plăci de circuite imprimate, să selectăm componente, multă muncă.
Design convertor de tensiune
Luați în considerare proiectarea unui convertor de tensiune de creștere convențional de la 12 la 220. Principiul de funcționare pentru toate invertoarele moderne va fi același. Controlerul PWM de înaltă frecvență setează modul de funcționare, frecvența și amplitudinea. Secțiunea de putere este realizată pe tranzistoare puternice, căldura din care este îndepărtată în carcasa dispozitivului.
La intrare este instalată o siguranță pentru a proteja bateria mașinii împotriva scurtcircuitelor. Un senzor termic este atașat lângă tranzistori, care monitorizează încălzirea acestora. În cazul supraîncălzirii invertorului 12v 220v, se pornește un sistem activ de răcire format din unul sau mai multe ventilatoare. La modelele bugetare, ventilatorul poate funcționa continuu și nu numai la sarcină mare.
Tranzistoare de putere la ieșire
Sinusoid
Forma semnalului la ieșirea invertorului auto este formată de un generator de înaltă frecvență. O sinusoidă poate fi de două tipuri:
- sinusoid modificat;
- undă sinusoidală pură, sinusoidală pură.
Nu orice dispozitiv electric poate funcționa cu o undă sinusoidală modificată, care are formă dreptunghiulară. Pentru unele componente, modul de funcționare se schimbă, acestea se pot încălzi și încep să se zgârie. Un lucru similar poate fi obținut prin reglarea luminii unei lămpi LED care nu este reglabilă. Începe trosniturile și clipirea.
Convertoarele scumpe DC AC step-up 12v 220v au o ieșire sinusoidală pură. Costă mult mai mult, dar aparatele electrice funcționează excelent cu el.
Exemplu de umplere a convertorului
Asamblare dintr-un UPS
Pentru a nu inventa nimic și a nu cumpăra module gata făcute, puteți încerca o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru computer, prescurtată ca IPB. Sunt proiectate pentru 300-600W. Am un Ippon cu 6 prize, 2 monitoare, 1 sistemnik, 1 televizor, 3 camere de supraveghere, sunt conectate un sistem de control al supravegherii video. Periodic il pun in regim de lucru deconectandu-l de la reteaua 220 astfel incat bateria sa se descarce, altfel durata de viata se va reduce mult.
Colegii electricieni au conectat o baterie obișnuită cu acid auto la o sursă de alimentare neîntreruptibilă, au lucrat perfect în continuu timp de 6 ore, au urmărit fotbalul din țară. UPS-ul are de obicei un sistem de diagnosticare a bateriei cu gel încorporat care detectează capacitatea scăzută a bateriei. Nu se știe cum va reacționa ea la mașină, deși principala diferență este gelul în loc de acid.
Umplere UPS
Singura problemă este că sursei de alimentare neîntreruptibilă ar putea să nu-i placă salturile din rețeaua auto cu motorul pornit. Pentru un radioamator adevărat, această problemă este rezolvată. Poate fi folosit doar cu motorul oprit.
În mare parte, UPS-urile sunt proiectate pentru funcționare pe termen scurt, atunci când 220V se pierde în priză. Cu funcționare continuă pe termen lung, este foarte de dorit să se furnizeze răcire activă. Ventilația este utilă pentru versiunea staționară și pentru invertorul auto.
La fel ca toate dispozitivele, se va comporta imprevizibil la pornirea motorului cu o sarcină conectată. Demarorul mașinii consumă foarte mult Volții, în cel mai bun caz va intra în apărare de parcă s-ar defecta bateria. În cel mai rău caz, vor exista salturi la ieșirea de 220V, unda sinusoidală va fi distorsionată.
Asamblare din blocuri gata făcute
Pentru a asambla un invertor staționar sau auto 12v 220v cu propriile mâini, puteți folosi blocuri gata făcute care sunt vândute pe Ebey sau din chinezi. Acest lucru economisește timp la bord de fabricație, lipire și ajustări finale. Este suficient să adăugați o carcasă și fire cu crocodili.
De asemenea, puteți achiziționa un designer radio, care este echipat cu toate componentele radio, tot ce rămâne este să lipiți.
Preț estimativ pentru toamna anului 2016:
- 300W - 400 de ruble;
- 500W - 700 de ruble;
- 1000W - 1500 ruble;
- 2000W - 1700 ruble;
- 3000W - 2500 RUB
Pentru a căuta pe Aliexpress, introduceți întrebarea dvs. în caseta de căutare „inverter 220 diy”. Abrevierea „DIY” înseamnă „DIY assembly”.
Placă pentru 500W, ieșire pentru 160, 220, 380 volți
Constructori radio
Un constructor de radio este mai ieftin decât o placă gata făcută. Cele mai complexe elemente pot fi deja pe tablă. După asamblare, practic nu este necesară nicio configurare, ceea ce necesită un osciloscop. Gama de parametri ai componentelor radio și evaluările sunt bine potrivite. Uneori pun piese de schimb într-o geantă, brusc, din lipsă de experiență, vei rupe piciorul.
Circuite convertoare de putere
Un invertor puternic este folosit în principal pentru a conecta unelte electrice de construcții atunci când se construiește o casă de vară sau o hacienda. Un convertor de tensiune joasă pentru 500 de wați diferă de unul puternic pentru 5000 - 10000 de wați în numărul de transformatoare și tranzistoare de putere la ieșire. Prin urmare, complexitatea fabricării și prețul sunt aproape aceleași, tranzistoarele sunt ieftine. Puterea optimă este de 3000W, puteți conecta un burghiu, un polizor și un alt instrument.
Voi arăta mai multe scheme de invertoare de la 12, 24, 36 la 220V. Nu este recomandat să puneți așa ceva într-o mașină, puteți strica accidental electricianul. Circuitul convertoarelor DC AC de la 12 la 220 este simplu, oscilatorul principal și secțiunea de putere. Generatorul este realizat pe popularul TL494 sau analogi.
Un număr mare de circuite de amplificare de la 12v la 220v pentru fabricarea bricolaj poate fi găsit la link
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
Există aproximativ 140 de circuite în total, jumătate dintre ele sunt convertoare step-up de la 12, 24 la 220V. Puteri de la 50 la 5000W.
După asamblare, va trebui să reglați întregul circuit folosind un osciloscop, este de dorit să aveți experiență cu circuitele de înaltă tensiune.
Pentru a asambla un invertor puternic de 2500 de wați, sunt necesare 16 tranzistoare și 4 transformatoare adecvate. Costul produsului va fi considerabil, comparabil cu costul unui designer radio similar. Plusul acestor costuri va fi un sinus pur la ieșire.
Un invertor de tensiune auto este uneori incredibil de util, dar majoritatea produselor din magazine fie au o defecțiune de calitate, fie nu se potrivesc din punct de vedere al puterii și nu sunt în același timp ieftine. Dar, la urma urmei, circuitul invertorului este format din cele mai simple părți, prin urmare oferim instrucțiuni pentru asamblarea unui convertor de tensiune cu propriile mâini.
Carcasa invertorului
Primul lucru de luat în considerare este pierderea conversiei energiei electrice, eliberată sub formă de căldură pe tastele circuitului. În medie, această valoare este de 2-5% din puterea nominală a dispozitivului, dar acest indicator tinde să crească din cauza selecției necorespunzătoare sau a îmbătrânirii componentelor.
Îndepărtarea căldurii din elementele semiconductoare este de o importanță cheie: tranzistoarele sunt foarte sensibile la supraîncălzire și acest lucru se exprimă în degradarea rapidă a acestora din urmă și, probabil, defectarea lor completă. Din acest motiv, baza pentru carcasă ar trebui să fie un radiator - un radiator de aluminiu.
Dintre profilele radiatorului, „pieptene” obișnuit cu o lățime de 80-120 mm și o lungime de aproximativ 300-400 mm este bine potrivit. scuturile de tranzistoare cu efect de câmp sunt fixate pe partea plată a profilului cu șuruburi - pete metalice pe suprafața lor din spate. Dar chiar și cu aceasta, nu totul este simplu: nu ar trebui să existe un contact electric între ecranele tuturor tranzistoarelor circuitului, prin urmare radiatorul și elementele de fixare sunt izolate cu folii de mica și șaibe de carton, în timp ce o interfață termică este aplicată pe ambele părți. a garniturii dielectrice cu o pastă care conține metal.
Determinarea sarcinii și achiziționarea componentelor
Este extrem de important să înțelegem de ce un invertor nu este doar un transformator de tensiune și, de asemenea, de ce există o listă atât de diversă de astfel de dispozitive. În primul rând, rețineți că prin conectarea transformatorului la o sursă de curent continuu, nu veți primi nimic la ieșire: curentul din baterie nu își schimbă polaritatea, respectiv fenomenul de inducție electromagnetică din transformator este absent ca atare.
Prima parte a circuitului invertorului este un multivibrator de intrare care simulează oscilațiile rețelei pentru realizarea unei transformări. De obicei, este asamblat pe două tranzistoare bipolare care pot balansa întrerupătoarele de alimentare (de exemplu, IRFZ44, IRF1010NPBF sau mai puternice - IRF1404ZPBF), pentru care cel mai important parametru este curentul maxim admisibil. Poate ajunge la câteva sute de amperi, dar, în general, trebuie doar să înmulțiți valoarea curentului cu tensiunea bateriei pentru a obține un număr aproximativ de wați de putere de ieșire fără a lua în considerare pierderile.
Convertor simplu bazat pe multivibrator și comutatoare de câmp de putere IRFZ44
Frecvența multivibratorului nu este constantă, calcularea și stabilizarea acestuia este o pierdere de timp. În schimb, curentul de la ieșirea transformatorului este convertit înapoi în curent constant prin intermediul unei punți de diode. Un astfel de invertor poate fi potrivit pentru alimentarea sarcinilor pur active - lămpi cu incandescență sau încălzitoare electrice, sobe.
Pe baza bazei rezultate, puteți colecta alte circuite care diferă în ceea ce privește frecvența și puritatea semnalului de ieșire. Selectarea componentelor pentru partea de înaltă tensiune a circuitului este mai ușor de realizat: curenții aici nu sunt atât de mari, în unele cazuri ansamblul multivibratorului de ieșire și filtrului poate fi înlocuit cu o pereche de microcircuite cu banda corespunzătoare. Condensatorii pentru rețeaua de sarcină ar trebui să fie electrolitici, iar pentru circuitele cu un nivel de semnal scăzut - mica.
O variantă a convertorului cu un generator de frecvență pe microcircuite K561TM2 în circuitul primar
De asemenea, este de remarcat faptul că, pentru a crește puterea finală, nu este deloc necesar să achiziționați componente mai puternice și mai rezistente la căldură ale multivibratorului primar. Problema poate fi rezolvată prin creșterea numărului de circuite de convertizor conectate în paralel, dar fiecare dintre ele va necesita propriul transformator.
Opțiune cu conectare în paralel a circuitelor
Luptă pentru o undă sinusoidală - dezasamblarea circuitelor tipice
Invertoarele de tensiune sunt folosite astăzi peste tot, atât de șoferii care doresc să folosească aparatele electrocasnice departe de casă, cât și de locuitorii caselor autonome alimentate cu energie solară. Și, în general, putem spune că lățimea spectrului de colectoare de curent care pot fi conectate direct la acesta depinde de complexitatea dispozitivului convertor.
Din păcate, un „sinus” pur este prezent doar în rețeaua electrică principală, este foarte, foarte dificil să se realizeze conversia curentului continuu în ea. Dar în cele mai multe cazuri acest lucru nu este necesar. Pentru a conecta motoare electrice (de la burghiu la râșnițe de cafea), un curent pulsatoriu cu o frecvență de 50 până la 100 herți este suficient fără netezire.
ESL, lămpile LED și tot felul de generatoare de curent (surse de alimentare, încărcătoare) sunt mai critice pentru alegerea frecvenței, deoarece schema lor de funcționare se bazează la 50 Hz. În astfel de cazuri, microcircuite, numite generator de impulsuri, ar trebui incluse în vibratorul secundar. Ele pot comuta direct o sarcină mică sau pot acționa ca „conductor” pentru o serie de comutatoare de alimentare ale circuitului de ieșire al invertorului.
Dar chiar și un astfel de plan viclean nu va funcționa dacă intenționați să utilizați invertorul pentru a furniza o alimentare stabilă cu energie rețelelor cu o masă de consumatori diferiți, inclusiv mașini electrice asincrone. Aici, „sinusul” pur este foarte important și numai convertoarele de frecvență controlate digital pot face acest lucru.
Transformator: ridicați sau dumneavoastră
Pentru asamblarea invertorului ne lipsește un singur element de circuit care realizează transformarea de joasă tensiune în înaltă tensiune. Puteți utiliza transformatoare de la sursele de alimentare ale computerelor personale și UPS-uri vechi, înfășurările lor sunt doar proiectate pentru transformarea de 12 / 24-250 V și invers, rămâne doar să determinați corect concluziile.
Și totuși, este mai bine să înfășurați transformatorul cu propriile mâini, deoarece inelele de ferită fac posibil să o faceți singur și cu orice parametri. Ferita are o conductivitate electromagnetică excelentă, ceea ce înseamnă că pierderile de transformare vor fi minime chiar dacă firul este înfășurat manual și nu strâns. În plus, puteți calcula cu ușurință numărul necesar de spire și grosimea firului folosind calculatoare disponibile în rețea.
Înainte de a înfășura inelul de miez, trebuie să vă pregătiți - îndepărtați marginile ascuțite cu o pila și înfășurați strâns cu un izolator - fibră de sticlă impregnată cu lipici epoxidic. Aceasta este urmată de înfășurarea înfășurării primare dintr-un fir gros de cupru cu secțiunea transversală calculată. După formarea numărului necesar de ture, acestea trebuie să fie distribuite uniform pe suprafața inelului la intervale egale. Cablurile de înfășurare sunt conectate conform diagramei și izolate cu contracție termică.
Înfășurarea primară este acoperită cu două straturi de bandă de poliester, apoi înfășurarea secundară de înaltă tensiune și un alt strat de izolație sunt înfășurate. Un punct important - trebuie să înfășurați „secundarul” în direcția opusă, altfel transformatorul nu va funcționa. În cele din urmă, o siguranță termică semiconductoare trebuie lipită la una dintre robinete, a cărei temperatură de curent și de funcționare sunt determinate de parametrii firului de înfășurare secundară (carcasa siguranței trebuie să fie strâns legată de transformator). Partea superioară a transformatorului este înfășurată cu două straturi de izolație de vinil fără suport adeziv, capătul este fixat cu o cravată sau adeziv cianoacrilat.
Instalarea de radioelemente
Rămâne de asamblat dispozitivul. Deoarece nu există atât de multe componente în circuit, acestea pot fi plasate nu pe placa de circuit imprimat, ci prin montare la suprafață cu atașare la radiator, adică la corpul dispozitivului. Lipim la picioarele pinului cu un fir de cupru mono-nucleu cu o secțiune transversală suficient de mare, apoi joncțiunea este întărită cu 5-7 spire de sârmă subțire a transformatorului și o cantitate mică de lipit POS-61. După ce conexiunea s-a răcit, este izolată cu un tub termocontractabil subțire.
Circuitele de mare putere cu circuite secundare complexe pot necesita o placă de circuit imprimat cu tranzistori într-un rând la margine pentru atașarea liberă la radiatorul. Pentru fabricarea unui sigiliu, este potrivit un laminat din fibră de sticlă cu o grosime a foliei de cel puțin 50 de microni, dar dacă acoperirea este mai subțire, consolidați circuitele de joasă tensiune cu jumperi de sârmă de cupru.
Realizarea unei plăci de circuit imprimat acasă este ușoară astăzi - programul Sprint-Layout vă permite să desenați șabloane de tăiere pentru circuite de orice complexitate, inclusiv pentru plăci cu două fețe. Imaginea rezultată este imprimată de o imprimantă laser pe hârtie foto de înaltă calitate. Apoi șablonul este aplicat pe cuprul curățat și degresat, călcat, hârtia este spălată cu apă. Tehnologia a primit denumirea de „calcat cu laser” (LUT) și este descrisă în rețea suficient de detaliat.
Puteți grava resturile de cupru cu clorură ferică, electrolit sau chiar sare de masă, există o mulțime de moduri. După gravare, tonerul blocat trebuie spălat, găurile de montare trebuie să fie găurite cu un burghiu de 1 mm, iar fierul de lipit (arc scufundat) a parcurs toate pistele pentru a cosi cuprul plăcuțelor de contact și pentru a îmbunătăți conductivitatea canalului. .
Când utilizați aparate electrocasnice de putere redusă, este adesea nevoie de un convertor de tensiune de la 12 la 220 de volți. Poate fi un laptop, un încărcător pentru un telefon mobil sau tabletă și chiar un televizor cu elemente LED.
Când aveți nevoie de un convertor de tensiune?
- Defecțiune prelungită a sursei de alimentare centralizată.
- Alimentare de urgență a electronicii cazanului pe gaz.
- Lipsa unei rețele casnice de 220 volți (zonă de grădină îndepărtată, cooperativă de garaj).
- Auto.
- Parcare turistică (dacă este posibil, luați cu dvs. o baterie de 12 volți).
În toate aceste cazuri, este suficient să ai o baterie încărcată și vei putea folosi pe deplin echipamentul electric de la rețea.
Notă
Important! Consumul de energie al dispozitivului nu trebuie să depășească câteva sute de wați. Dispozitivele mai puternice vor descărca rapid bateria folosită ca donator.
Din motive de corectitudine, observăm că, pentru utilizare într-o mașină, există surse de alimentare și încărcătoare care sunt conectate la rețeaua de bord de 12 volți. Sunt realizate sub forma unui conector conectat la priza brichetei.
Cu toate acestea, dacă aveți mai multe gadget-uri, va trebui să vă răsfoiți cumpărând același număr de taxe. Și având un convertor de la 12 la 220 - veți oferi o versatilitate completă de conectare.
Există o gamă largă de convertoare disponibile la vânzare. Puterea variază de la 150 W la câțiva kilowați. Desigur, pentru fiecare putere a consumatorului, este necesar să selectați bateria corespunzătoare.
De asemenea, este necesar să citiți cu atenție specificațiile tehnice - adesea, în scopuri publicitare, producătorii indică pe ambalaj puterea de vârf la care convertorul o poate rezista doar câteva secunde. Puterea de lucru este de obicei cu 25% - 30% mai mică.
Varietăți de convertoare de la 12 la 220 volți
Pentru alegerea corectă, consultați principalele tipuri de convertoare de tensiune de pe piața de bunuri electrice:
În funcție de forma de undă a tensiunii de ieșire
Dispozitivele sunt clasificate în sinus pur și sinus modificat. Diferența de formă de undă poate fi văzută în ilustrație.
Schema schematică a unui invertor 12-220 pe TL494
Acest invertor folosește un transformator coborâtor de înaltă frecvență gata făcut de la unitatea de alimentare a computerului, dar în convertorul nostru va deveni, dimpotrivă, un transformator de creștere. Acest transformator poate fi luat atât de la AT cât și de la ATX. De obicei, astfel de transformatoare diferă doar în dimensiune, iar pinout-ul lor este același. O unitate de alimentare ucisă (sau un transformator de la ea) poate fi găsită în orice atelier de reparații de computere.
Dacă nu găsiți un astfel de transformator, puteți încerca să-l bobinați manual (dacă aveți suficientă răbdare). Iată transformatorul folosit în versiunea sa:
Este imperativ să puneți tranzistoarele pe radiator, altfel se pot supraîncălzi și se pot defecta.
Am folosit un radiator de aluminiu de la un televizor sovietic cu semiconductor. Acest radiator nu se potrivea prea bine cu dimensiunea tranzistoarelor, dar nu aveam altă opțiune.
De asemenea, este recomandabil să izolați toate bornele de înaltă tensiune ale acestui invertor și este mai bine să colectați totul în carcasă, deoarece dacă acest lucru nu se face, poate apărea accidental un scurtcircuit sau puteți atinge pur și simplu borna de înaltă tensiune, ceea ce va fi foarte neplăcut.
Ai grija! Ieșirea circuitului este de înaltă tensiune și poate fi afectată foarte grav.
Am folosit o carcasă de la o sursă de alimentare pentru laptop. Se potrivea foarte bine.
Și, desigur, invertorul în acțiune:
Mult succes tuturor, Kirill.
Se încarcă ...