Дуже часто автолюбителі використовують свій транспортний засіб як будинок на колесах, їдучи в похід або рибалку, на кілька днів. Безумовно, в таких умовах відчувається брак таких міських зручностей, як чайник, ноутбук, камера, холодильник та інші електроприлади, які живляться від мережі 220V. Звичайно, «запитатися» можна і від електричної мережі автомобіля безпосередньо, але для цього буде потрібно купа різних адаптерів для кожного окремого пристрою, та й ноутбук чи відеокамеру таким способом не зарядити. Можна спробувати купити спеціальні електроприлади, які працюють від прикурювача, але це зайве витрачання грошей, тому що вдома такі модернізовані пристрої ви використовувати не зможете.
Оптимальний варіант - це недорогі та компактні авто інвертори 12/220В, які також називаються перетворювачами. Принцип їхньої роботи гранично простий. Використовуючи генератор струму, прилади перетворять постійну напругу АКБ (12В для легкових машин і 24В для вантажних) змінну, яка становить 220В при частоті 50 Гц. Саме така напруга використовується для роботи звичайних побутових пристроїв, що підключені до розетки у вас вдома.
Щоб вибрати інвертор і не нашкодити машині, достатньо скористатися кількома рекомендаціями та ознайомитись з наступними характеристиками.
Потужність інвертора
При покупці інвертора спочатку потрібно приділити увагу потужності пристрою. Для цього визначте, з якою потужністю ви плануєте використовувати прилади. Справа в тому, що перетворювач потрібно купувати той, у якого потужність складатиме трохи більше, ніж у електроприладів. Знайти цю інформацію можна у технічному паспорті інвертора. Якщо ви знайшли маркування 300% - це буде означати, що потужність приладу складатиме в 3 рази більше, ніж у чайника або ноутбука. Насправді достатньо буде і 30-50%. Таким чином, якщо ви використовуватимете відеокамеру потужністю 500 Вт, то інвертор потрібно купувати вже на 650-750 Вт.
Корисно! Чим потужнішим буде інвертор, тим більше різних приладів ви зможете до нього підключати.
Проте варто враховувати, що генератор автомобіля не завжди може видати потрібний струм. Наприклад, для ВАЗ 2110 автомобільний інвертор 12/220V 2000W може і не підійти, так як потужності генератора в цьому випадку не вистачить і машина почне працювати на холостому ходу, активно харчуючись від АКБ. У цьому випадку інвертор буде працювати при 175А, а генератор авто зможе забезпечити тільки 80А, і то за умови 5000 об/хв, що загрожує дорогою витратою палива. Погодьтеся, купувати такий перетворювач недоцільно, тому спочатку краще оцінити можливості автомобіля, щоб не розрядити його акумулятор.
Варто також враховувати, що найчастіше інвертор видає на виході набагато менше ват, ніж в паспорті приладу. Наприклад, 300-ватний перетворювач, за фактом, може порадувати лише 190-200 вольтами. 600-ватний прилад теж, швидше за все, видасть не більше 200-215 вольт. Зате автомобільний інвертор 12/220V 2000W не обдурить. Тому краще перевірити вихідну напругу пристрою за допомогою вольтметра.
Важливо! Якщо ви вирішили підключити інвертор безпосередньо від АКБ, переконайтеся, що перетворювач вимкнено. Якщо ви заведете автомобіль при включеному інверторі, це може стати причиною виходу з експлуатації бортової системи.
Сказати яка потужність оптимальна для використання інвертора складно, тому що це залежить від характеристик вашого авто і потужності приладів. А якщо ви шукаєте перетворювач для вантажного або габаритного автомобіля, не забудьте, що в цьому випадку вам знадобиться інвертор автомобільний 24/220 V.
Споживання струму
Різні моделі інверторів можуть споживати чи не споживати струм, коли вони вимкнені. При постійному споживанні необхідно відключати пристрій вручну, скинувши клеми або натиснувши відповідну кнопку «Вимк».
Форма імпульсу
Ще одним важливим параметром при виборі інвертора є форма імпульсу, яку прилад видає після перетворення. Практично у всіх недорогих моделях китайського виробництва визначний сигнал модифікується. Це важливо, оскільки вентилятор, ноутбук, насос і будь-який інший пристрій, оснащений трансформаторними блоками живлення, може просто згоріти від такого струму.
Тому якщо ви плануєте використовувати таку «серйозну» техніку, краще купити інвертор автомобільний 12/220V чистий синус. У паспорті такого перетворювача обов'язково має бути зазначено. Така напруга набагато стійкіша і не зашкодить дорогу апаратуру, правда, коштують такі агрегати теж чимало, від 4500 рублів, тоді як звичайний агрегат можна придбати за 1500 рублів.
Температурний захист
Купуючи перетворювач, майже кожен автомобіліст хоче використати його як у холодну пору року, так і спекотного літа. Тому якщо цей параметр також важливий для вас, обов'язково уточніть цей момент у продавця, а краще прочитайте інструкцію та характеристики приладу. Найчастіше виробники вказують діапазон від -5 до +40 градусів, але зустрічаються і стійкіші моделі або, навпаки, інвертори, які погано переносять перепади температурного режиму.
Крім цього, якісний інвертор обов'язково буде оснащений системою, що оберігає від:
- неправильне підключення електроприладів;
- недотримання полярності;
- коротких замикань;
- надто низької або високої вхідної напруги;
- перегріву;
- навантажень на виході.
Виробники автомобільних інверторів
Сьогодні на ринку представлений досить широкий вибір автомобільних інверторів різної потужності та вартості. Найпопулярнішими моделями сьогодні є:
- AcmePower 12/220V 1000W. Зовні прилад не викликає жодних нарікань, дизайну виробник приділив багато уваги, як і до самої начинки. Прилад підключається безпосередньо до акумулятора – це може стати мінусом. А якщо говорити про плюси, то безумовно – це його ціна, яка сьогодні становить близько 9300 рублів. Також варто відзначити, що агрегат оснащений захистом від перегріву, підвищеної або зниженої вхідної напруги та багатьох інших.
- Ritmix RPI-6010 Charger. Перетворювач вартістю близько 4500 рублів відрізняється своєю потужністю і відмінними характеристиками. При цьому він може обслуговувати пристрої, що працюють від мережі або від USB. По суті, це пристрій 3 в одному, що є одночасно перетворювачем, зарядним пристроєм для акумулятора автомобіля, а також джерелом резервного живлення. При цьому інвертор переходить у різні режими дуже швидко (не більше 4 секунд).
- MeanWell 12/220V 1500W. Коштує такий агрегат трохи більше 2 000 рублів, при цьому він продається відразу з приводами, які знадобляться вам для підключення до АКБ. Крім цього, у комплекті йде провід для прикурювача. Багато користувачів не рекомендують використовувати прилад на повну потужність, при підключенні до прикурювача автомобіля. Перевагою такого інвертора, крім його вартості, є компактність.
Вартість приладів залежить від їхньої потужності, таким чином, автомобільний інвертор 12/220V in 1500W коштуватиме на порядок вище 300-ваттного. Але при цьому на вартість також впливатиме форма імпульсу, яку ми говорили раніше. Щоб вибрати оптимальний пристрій і не переплачувати за зайву енергію, оцініть, які саме електроприлади вам життєво необхідні.
В ув'язненні
Використовувати інвертор постійно не рекомендується, особливо якщо йдеться про досить потужний прилад. У цьому випадку ви ризикуєте значно скоротити термін "життя" автомобільного акумулятора. Якщо є можливість намагайтеся задіяти прикурювач, а якщо ви хочете посидіти за ноутбуком на риболовлі, то рідкісне застосування перетворювача дозволить вам почуватися комфортно навіть у лісовій гущавині.
Автомобільний інвертор напруги часом буває неймовірно корисним, але більшість виробів у магазинах або грішать якістю, або за потужністю не влаштовують, а коштують при цьому недешево. Але ж схема інвертора складається з найпростіших деталей, тому ми пропонуємо інструкцію зі збирання перетворювача напруги своїми руками.
Корпус для інвертора
Перше, що потрібно врахувати, - втрати перетворення електрики, що виділяються у вигляді тепла на ключах схеми. У середньому ця величина становить 2-5% від номінальної потужності пристрою, але цей показник має властивість зростати через неправильний підбір або старіння комплектуючих.
Відведення тепла від напівпровідникових елементів має ключове значення: транзистори дуже чутливі до перегріву і виражається в швидкій деградації останніх і, ймовірно, їх повній відмові. Тому підставою для корпусу повинен служити тепловідведення - алюмінієвий радіатор.
З радіаторних профілів добре підійде звичайна "гребінець" шириною 80-120 мм і довжиною близько 300-400 мм. до плоскої частини профілю гвинтами кріпляться екрани польових транзисторів - металеві п'ятачки на задній поверхні. Але і з цим не все просто: електричного контакту між екранами всіх транзисторів схеми бути не повинно, тому радіатор і кріплення ізолюються слюдяними плівками і картонними шайбами, при цьому по обидва боки діелектричної прокладки металовмісною пастою наноситься термоінтерфейс.
Визначаємо навантаження та закуповуємо компоненти
Вкрай важливо розуміти, чому інвертор - це не просто трансформатор напруги, а також чому існує такий різноманітний перелік подібних пристроїв. Насамперед пам'ятайте, що підключивши трансформатор до джерела постійного струму, ви нічого не отримаєте на виході: струм в АКБ не змінює полярності, відповідно явище електромагнітної індукції в трансформаторі відсутнє як таке.
Перша частина схеми інвертора – вхідний мультивібратор, що імітує коливання мережі для здійснення трансформації. Збирається він зазвичай на двох біполярних транзисторах, здатних розкачати силові ключі (наприклад, IRFZ44, IRF1010NPBF або потужніше IRF1404ZPBF), для яких найважливіший параметр - гранично допустимий струм. Він може досягати декількох сотень ампер, але в цілому вам достатньо помножити значення струму на вольтаж акумуляторної батареї, щоб отримати орієнтовну кількість ват вихідної потужності без урахування втрат.
Простий перетворювач на основі мультивібратора та силових польових ключів IRFZ44
Частота роботи мультивібратора непостійна, розраховувати та стабілізувати її – марна трата часу. Натомість струм на виході трансформатора знову перетворюється на постійний за допомогою діодного мосту. Такий інвертор може бути придатний для живлення суто активних навантажень - ламп розжарювання або електричних нагрівачів, печей.
На основі отриманої бази можна збирати й інші схеми, що відрізняються частотою та чистотою вихідного сигналу. Підбір компонентів для високовольтної частини схеми зробити простіше: струми тут не такі високі, у ряді випадків складання вихідного мультивібратора та фільтра можна замінити парою мікросхем з відповідною обв'язкою. Конденсатори для мережі навантаження слід використовувати електролітичні, а для ланцюгів з низьким рівнем сигналу — слюдяні.
Варіант перетворювача з генератором частоти на мікросхемах К561ТМ2 у первинному контурі
Варто також зауважити, що для збільшення підсумкової потужності зовсім не обов'язково закуповувати потужніші та стійкіші до нагрівання компоненти первинного мультивібратора. Завдання можна вирішити збільшенням числа перетворювальних контурів, включених паралельно, але кожного з них знадобиться власний трансформатор.
Варіант із парелельним підключенням контурів
Боротьба за синусоїду - розбираємо типові схеми
Інвертори напруги сьогодні використовуються повсюдно як автолюбителями, які бажають користуватися побутовою технікою далеко від будинку, так і мешканцями автономних жител, що живляться сонячною енергією. І в цілому можна сказати, що від складності пристрою перетворювача залежить ширина спектра струмоприймачів, які можна до нього підключити.
На жаль, чистий «синус» присутній тільки в магістральній електромережі, домогтися перетворення постійного струму в нього дуже складно. Але в більшості випадків цього не потрібно. Щоб підключати електричні двигуни (від дриля до кавомолки), достатньо пульсуючого струму з частотою від 50 до 100 герц без згладжування.
ЕСЛ, світлодіодні лампи та всілякі генератори струму (блоки живлення, зарядні пристрої) більш критичні до вибору частоти, оскільки саме на 50 Гц заснована схема їхньої роботи. У таких випадках слід включати у вторинний вібратор мікросхеми, що називаються генератором імпульсів. Вони можуть комутувати невелике навантаження безпосередньо, або виконувати роль диригента для серії силових ключів вихідного ланцюга інвертора.
Але навіть такий хитрий план не спрацює, якщо ви плануєте використати інвертор для стабільного живлення мереж із масою різнорідних споживачів, включаючи асинхронні електричні машини. Тут чистий синус дуже важливий і реалізувати таке під силу лише перетворювачам частоти з цифровим керуванням сигналом.
Трансформатор: підберемо чи самі
Для складання інвертора нам не вистачає всього одного елемента схеми, що виконує трансформацію низької напруги у високу. Ви можете використовувати трансформатори з блоків живлення персональних комп'ютерів і старих ДБЖ, їх обмотки розраховані на трансформацію 12/24-250 В і назад, залишається лише правильно визначити висновки.
І все ж таки краще намотати трансформатор своїми руками, благо що феритові кільця дають можливість зробити це самому і з будь-якими параметрами. Феррит має відмінну електромагнітну провідність, а значить, втрати при трансформації будуть мінімальними навіть якщо провід намотаний вручну і не щільно. До того ж ви легко розрахуєте необхідну кількість витків і товщину дроту за наявними в мережі калькуляторами.
Перед намотуванням кільце сердечника потрібно підготувати - зняти надфілем гострі кромки і щільно обмотати ізолятором - склотканиною, просоченою епоксидним клеєм. Далі слід намотування первинної обмотки з товстого мідного проводу розрахункового перерізу. Після набору потрібної кількості витків їх необхідно рівномірно розподілити на поверхні кільця з рівним інтервалом. Висновки обмотки з'єднуються згідно зі схемою та ізолюються термоусадкою.
Первинна обмотка покривається двома шарами лавсанової ізоленти, потім намотується вторинна високовольтна обмотка і ще один шар ізоляції. Важливий момент — мотати «вторинку» потрібно у зворотному напрямку, інакше трансформатор не працюватиме. На завершення одного з відводів потрібно припаяти в розрив напівпровідниковий термозапобіжник, струм і температура спрацьовування якого визначаються параметрами дроту вторинної обмотки (корпус запобіжника потрібно щільно примотати до трансформатора). Зверху трансформатор обмотується двома шарами ізоляції вінілової без клейкої основи, кінець закріплюється стяжкою або ціанакрилатним клеєм.
Монтаж радіоелементів
Залишилося зібрати пристрій. Оскільки компонентів у схемі не так багато, можна розміщувати їх не на друкованій платі, а навісним монтажем з кріпленням до радіатора, тобто корпусу пристрою. До штирьових ніжок підпаюємося моножильним мідним проводом досить великого перерізу, потім місце з'єднання зміцнюється 5-7 витками тонкого трансформаторного дроту і невеликою кількістю припою ПОС-61. Після остигання з'єднання воно ізолюється тонкою термозбіжною трубкою.
Схеми високої потужності та зі складним вторинним контуром можуть вимагати виготовлення друкованої плати, на краю якої ряд розміщені транзистори для вільного кріплення до тепловідведення. Для виготовлення печатки придатний склотекстоліт з товщиною фольги не менше 50 мкм, якщо покриття більш тонке — посилюйте ланцюги низької напруги перемичками з мідного дроту.
Виготовити друковану плату в домашніх умовах сьогодні просто - програма Sprint-Layout дозволяє малювати відсічні трафарети для схем будь-якої складності, у тому числі для двосторонніх плат. Отримане зображення роздруковується лазерним принтером на якісному фотопапері. Потім трафарет прикладається до очищеної та знежиреної міді, пропрасовується праскою, папір розмивається водою. Технологія отримала назву "лазерно-прасної" (ЛУТ) і описана в мережі досить докладно.
Витравлювати залишки міді можна хлорним залізом, електролітом або навіть кухонною сіллю, способів достатньо. Після витравлення тонер, що припечеться, потрібно змити, просвердлити монтажні отвори свердлом в 1 мм і пройтися по всіх доріжках паяльником (під флюсом), щоб залудити мідь контактних майданчиків і поліпшити провідність каналів.
Багато радіоаматорів є автолюбителями і люблять відпочити з друзями на природі, а від благ цивілізації відмовлятися зовсім не хочеться. Тому вони збирають своїми руками перетворювач напруги 12220 схема якого розглянута на рисунках нижче. У цій статті я розповім і покажу різні варіанти конструкцій інверторів, які використовуються для отримання напруги 220 Вольт від автомобільного акумулятора.
Пристрій побудований на двотактному інверторі на двох потужних польових транзисторах. До цієї конструкції підійдуть будь-які N-канальні польові транзистори зі струмом 40 Ампер і більше, я застосував недорогі транзистори IRFZ44/46/48, але якщо вам на виході потрібна більша потужність, краще використовуйте потужніші польові транзистори.
Трансформатор намотуємо на феритовому кільці або броньовому сердечнику Е50, та можна і на будь-якому іншому. Первинну обмотку слід намотувати двома жильними проводами з перетином 0,8мм - 15 витків. Якщо застосувати броньовий осердя з двома секціями на каркасі, первинна обмотка мотається в одній із секцій, а вторинна складається з 110-120 витків мідного дроту 0,3-0,4мм. На виході трансформатора отримуємо змінну напругу в діапазоні 190-260 Вольт імпульсів прямокутної форми.
Перетворювач напруги 12 220 схема якого була описана, може мати різне навантаження, потужність якої не більше 100 ват
Форма вихідних імпульсів - Прямокутна
Трансформатор у схемі з двома первинними обмотками на 7 Вольт (кожне плече) та мережевою обмоткою на 220 Вольт. Підходять практично будь-які трансформатори від безперебійників, але з потужністю від 300 Ватт. Діаметр дроту первинної обмотки 2,5 мм.
Транзистори IRFZ44 за їх відсутності можна легко замінити на IRFZ40,46,48 і навіть більш потужні - IRF3205, IRL3705. Транзистори у схемі мультивібратора TIP41 (КТ819) можна замінити вітчизняними КТ805, КТ815, КТ817 і т.п.
Увага, схема не має захисту на виході та вході від короткого замикання або перевантаження, ключі будуть перегріватись або згоряти.
Два варіанти конструкції друкованої плати та фото готового перетворювача можна завантажити за посиланням вище.
Цей перетворювач досить потужний і його можна застосувати для живлення паяльника, болгарки, мікрохвильової печі та інших пристроїв. Але не забуваємо про те, що робоча частота його не 50 герц.
Первинна обмотка трансформатора намотується 7-ма жилами відразу, проводом діаметром 0,6мм і містить 10 витків з відведенням від середини розтягнута по всьому феритовому кільцю. Після намотування, обмотку ізолюємо і починаємо намотувати підвищуючу, тим самим дротом, але вже 80 витків.
Силові транзистори бажано встановити на тепловідведення. Якщо зібрати схему перетворювача правильно, вона повинна запрацювати відразу ж і налаштування не вимагає.
Як і в попередній конструкції серцем схеми є TL494.
Це готовий пристрій двотактного імпульсного перетворювача, повним вітчизняним аналогом її є 1114ЕУ4. На виході схеми застосовані високоефективні випрямні діоди та С-фільтр.
У перетворювачі я застосував феритовий Ш-подібний осердя від трансформатора ТПІ телевізора. Всі рідні обмотки були розмотані, тому що намотував я заново вторинну обмотку 84 витка проводом 0,6 в емалевій ізоляції, потім шар ізоляції і переходимо до первинної обмотки: 4 витка косої з 8 приводів 0,6, після намотки обмотки були продзвін і розділені навпіл, вийшли 2 обмотки по 4 витки в 4 дроти, початок однієї з'єднав з кінцем інший, тобто зробив відвід від середини, і в завершенні намотав обмотку зворотного зв'язку п'ятьма витками дроту ПЕЛ 0,3.
Перетворювач напруги 12 220 схема, яку ми розглянули, включає в свій склад дросель. Його можна виготовити своїми руками намотавши на феритовому кільці від комп'ютерного блоку живлення діаметром 10мм та 20 витків проводом ПЕЛ 2.
Є також малюнок друкованої плати схеми перетворювача напруги 12220 вольт:
І кілька фоток перетворювача, що вийшов, 12-220 Вольт:
Знову мені TL494 в парі з мосфетами (Цей такий сучасний різновид польових транзисторів), трансформатор цього разу я запозичив зі старого комп'ютерного блоку живлення. При розведенні плати я враховував висновки саме його, тому при своєму варіанті розміщення будьте пильні.
Для виготовлення корпусу я використав банку 0,25L з-під газування, так вдало зніканий після перельоту з Владивостока, гострим ножем зрізаємо верхнє колечко і вирізаємо у нього середину, в нього на епоксидці вклеїв кружок зі склотекстоліту з отворами під вимикач і роз'єм.
Для надання банку жорсткості, вирізав із пластикової пляшки смужку шириною з наш корпус, і обмазав його епоксидним клеєм помістив у банку, після висихання клею банку стала досить жорсткою та із ізольованими стінками, дно банки залишив чистим, для кращого теплового контакту з радіатором транзисторів.
На завершення зборки припаяв дроти до кришки, я закріпив її термоклеєм, це дозволить, якщо виникне необхідність розібрати перетворювач напруги, просто нагріваючи кришку феном.
Конструкція перетворювача призначена для перетворення 12 вольтової напруги від акумулятора 220 Вольт змінного з частотою 50 Гц. Ідея схеми запозичена за листопад 1989 року.
Радіоаматорська конструкція містить генератор, що задає, розрахований на частоту 100Гц на тригері К561ТМ2, дільник частоти на 2 на тій же мікросхемі, але на другому тригері і підсилювач потужності на транзисторах, навантажений трансформатором.
Транзистори з огляду на вихідну потужність перетворювача напруги слід встановити на радіатори з великою площею охолодження.
Трансформатор можна перемотати із старого мережевого трансформатора ТС-180. Мережеву обмотку можна використовувати як вторинну, а потім намотуються обмотки Ia та Ib.
Зібраний з робочих компонентів перетворювач напруги не вимагає налагодження, за винятком добірки конденсатора С7 при підключеному навантаженні.
Якщо потрібне креслення друкованої плати виконане в , клацніть на малюнок ПП.
Сигнали з мікроконтролера PIC16F628A через опори 470 Ом керують силовими транзисторами, змушуючи їх по черзі відкриватися. У джерельні ланцюги польових трпнзисторів підключені напівобмотки трансформатора потужність 500-1000 ВА. На його вторинних обмотках має бути по 10 вольт. Якщо взяти дріт перетином 3 мм.кв, то вихідна потужність буде близько 500 Вт.
Вся конструкція виходить дуже компактна, тому можна використовувати макетну плату, без травлення доріжок. Архів з прошивкою мікроконтролера ловіть по зеленому лінку трохи вище
Схема перетворювача 12-220 виконана на генераторі, що створює симетричні імпульси, наступні протифазно і вихідного блоку реалізованого на польових ключах, навантаження яким підключений підвищує трансформатором. На елементах DD1.1 і DD1.2 зібраний за класичною схемою мультивібратор, що генерує імпульси з частотою 100 Гц.
Для формування симетричних імпульсів, що йдуть у протифазі, у схемі використаний D-тригер мікросхеми CD4013. Він ділить на два всі імпульси, які потрапляють на його вхід. Якщо маємо сигнал, що йде на вхід із частотою 100Гц, то на виході тригера буде всього 50Гц.
Так як польові транзистори мають ізольований затвор, то активний опір між каналом і затвором прагне нескінченно великий величині. Для захисту виходів тригера від навантаження у схемі є два буферних елементи DD1.3 і DD1.4, якими імпульси йдуть на польові транзистори.
У стокові ланцюги транзисторів включений трансформатор, що підвищує. Для захисту від самоіндукції самоіндукції на стоках до них приєднані стабілітрони підвищеної потужності. Пригнічення ВЧ перешкод здійснюється фільтром R4, C3.
Обмотка дроселя L1 зроблена своїми руками на феритовому кільці діаметром 28мм. Вона намотана дротом ПЕЛ-2 0,6 мм одним шаром. Трансформатор звичайнісінький мережевий на 220 вольт, але потужністю не нижче 100Вт і має дві вторинні обмотки на 9В кожна.
Для підвищення ККД перетворювача напруги та запобігання сильному перегріву у вихідному каскаді схеми інвертора застосовані польові транзистори з низьким опором.
На DD1.1 – DD1.3, C1, R1, зроблено генератор прямокутних імпульсів із частотою слідування імпульсів 200 Гц. Потім імпульси надходять на дільник частоти, побудований на елементах DD2.1 – DD2.2. Тому на виході дільника 6 виході DD2.1 частота знижується до 100Гц, а вже на 8 виході DD2.2. вона становить 50 Гц.
Сигнал з 8 виведення DD1 і 6 виведення DD2 слід на діоди VD1 і VD2. Для повного відкриття польових транзисторів потрібно збільшити амплітуду сигналу, який проходить з діодів VD1 та VD2, для цього у схемі перетворювача напруги застосовані VT1 та VT2. За допомогою VT3 та VT4 здійснюється управління польовими вихідними транзисторами. Якщо в процесі складання інвертора не було зроблено помилок, він починає працювати відразу після подачі харчування. Єдине, що рекомендується зробити це підібрати номінал опору R1, щоб на виході були звичні 50 Гц. VT5 та VT6. Коли на виході Q1 (або Q2) з'явиться низький рівень, відбудеться відкриття транзистори VT1 і VT3 (або VT2 і VT4), і ємності затвора починають розряджатися, і закриваються транзистори VT5 і VT6.
Власне перетворювач зібраний за класичною двотактною схемою.
Якщо напруга на виході перетворювача перевищить встановлене значення, напруга на резисторі R12 буде вище 2,5, тому струм через стабілізатор DA3 різко збільшиться і з'явиться сигнал високого рівня на вході FV мікросхеми DA1.
Її виходи Q1 і Q2 переключаться в нульовий стан і польові транзистори VT5 і VT6 закриються, викликаючи зменшення вихідної напруги.
У схему перетворювача напруги також додано вузол захисту струму, на основі реле К1. Якщо струм, що протікає через обмотку, буде вищим за встановлене значення, спрацюють контакти геркона К1.1. На вході FC мікросхеми DA1 буде високий рівень та її виходи перейдуть у стан низького рівня, викликаючи закриття транзисторів VT5 та VT6 та різке зниження споживаного струму.
Після цього DA1 залишиться в заблокованому стані. Для запуску перетворювача знадобиться перепад напруги на вході IN DA1, чого можна досягти або відключенням живлення, або короткочасним замиканням ємності С1. Для цього можна ввести в схему кнопку без фіксації, контакти якої припаяти паралельно конденсатору.
Оскільки вихідна напруга - меандр, для його згладжування призначений конденсатор С8. Світлодіод HL1 необхідний для індикації вихідної напруги.
Трансформатор Т1 виготовлений з ТС-180, його можна знайти в блоках живлення старих кінескопних телевізорів. Всі його вторинні обмотки видаляють, а мережеву на напругу 220 залишають. Вона і є вихідною обмоткою перетворювача. Напівобмотки 1.1 і I.2 роблять із дроту ПЕВ-2 1,8 по 35 витків. Початок однієї обмотки з'єднують із кінцем іншої.
Реле – саморобне. Його обмотка складається з 1-2 витків ізольованого дроту, розрахованого на струм до 20...30 А. Провід намотаний на корпусі геркона із замикаючими контактами.
Підбором резистора R3 можна задати необхідну частоту вихідної напруги, а резистором R12 - амплітуду від 215...220 Ст.
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 напруга випрямляється діодами. Ці діоди можуть випрямляти струм високої частоти, але повинен зауважити, що не у всіх імпульсних блоках можуть 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 блоку для 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.
Купити готовий пристрій не складе проблем– в автомагазинах можна знайти (імпульсні перетворювачі напруги) різної потужності та ціни.
Проте, ціна такого пристрою середньої потужності (300-500 Вт) становить кілька тисяч рублів, а надійність багатьох китайських інверторів досить спірна. Виготовлення своїми руками простого перетворювача – це не лише спосіб відчутно заощадити, а й можливість покращити знання в електроніці. У разі відмови ремонт саморобної схеми виявиться відчутно простіше.
Простий імпульсний перетворювач
Схема цього пристрою дуже проста, а більшість деталей можуть бути вилучені з непотрібного блока живлення комп'ютера. Звичайно, у неї є і відчутний недолік - напруга 220 вольт, що отримується на виході трансформатора далеко за формою від синусоїдального і має частоту значно більше, ніж прийняті 50 Гц. Безпосередньо підключати до нього електродвигуни або чутливу електроніку не можна.
Для того, щоб мати можливість підключати до цього інвертора, що містить імпульсні блоки живлення техніку (наприклад, блок живлення ноутбука), застосовано цікаве рішення - на виході трансформатора встановлений випрямляч із конденсаторами, що згладжують.. Правда, працювати підключений адаптер зможе тільки в одному положенні розетки, коли полярність вихідної напруги збігатиметься з напрямком вбудованого в адаптер випрямляча. Прості споживачі типу ламп розжарювання чи паяльника можна підключати безпосередньо до виходу трансформатора TR1.
Основа наведеної схеми – це ШІМ-контролер TL494, найпоширеніший у таких пристроях. Частоту роботи перетворювача задають резистор R1 і конденсатор C2, їх номінали можна брати дещо різними від зазначених без помітної зміни у роботі схеми.
Для більшої ефективності схема перетворювача включає два плеча на силових польових транзисторах Q1 і Q2. Ці транзистори потрібно розмістити на алюмінієвих радіаторах, якщо передбачається використовувати загальний радіатор – встановлюйте транзистори через ізоляційні прокладки. Замість IRFZ44 можна використовувати близькі за параметрами IRFZ46 або IRFZ48.
Вихідний дросель намотується на феритовому кільці від дроселя, що також витягується з комп'ютерного блоку живлення. Первинна обмотка мотається дротом діаметром 0,6 мм і має 10 витків з відведенням від середини. Поверх її намотується вторинна обмотка, що містить 80 витків. Також можна взяти вихідний трансформатор із зламаного джерела безперебійного живлення.
Читайте також: Огляд електрогенераторів на дровах
Замість високочастотних діодів D1 та D2 можна взяти діоди типів FR107, FR207.
Так як схема дуже проста, після включення при правильному монтажі вона почне працювати відразу і не вимагатиме ніякого налаштування. Віддавати в навантаження вона зможе струм до 2,5 А, але оптимальним режимом роботи струм не більше 1,5 А - а це більше 300 Вт потужності.
Готовий інвертор такої потужності коштував би близько трьох-чотирьох тисяч рублів.Ця схема виконана на вітчизняних комплектуючих і досить стара, але це робить її менш ефективною. Головна її перевага - це отримання на виході повноцінного змінного струму з напругою 220 вольт і частотою 50 Гц.
Тут генератор коливань виконаний на мікросхемі К561ТМ2, що є здвоєним D-тригер. Вона є повним аналогом зарубіжної мікросхеми CD4013 і може бути замінена без змін у схемі.
Перетворювач також має два силові плечі на біполярних транзисторах КТ827А. Їх головний недолік у порівнянні з сучасними польовими – це більший опір у відкритому стані, через що нагрівання при тій же потужності, що комутується, у них сильніше.
Так як перетворювач працює на низькій частоті, трансформатор повинен мати потужний сталевий сердечник. Автор схеми пропонує використовувати найпоширеніший радянський мережевий трансформатор ТС-180.
Як і інші інвертори на основі простих ШІМ-схем, цей перетворювач має на виході досить відмінну від синусоїдальної форму напруги, але це дещо згладжується великою індуктивністю обмоток трансформатора та вихідним конденсатором С7. Також через це трансформатор під час роботи може видавати відчутний гомін – це не є ознакою несправності схеми.
Простий інвертор на транзисторах
Цей перетворювач працює за тим самим принципом, що і перераховані вище схеми, але генератор прямокутних імпульсів (мультивібратор) у ньому побудований на біполярних транзисторах.
Особливість цієї схеми полягає в тому, що вона зберігає працездатність навіть на сильно розрядженому акумуляторі: діапазон вхідної напруги становить 3,5...18 вольт. Але, оскільки в ній відсутня будь-яка стабілізація вихідної напруги, при розрядці акумулятора одночасно пропорційно падатиме і напруга на навантаженні.
Так як ця схема також є низькочастотною, трансформатор знадобиться аналогічний використовуваному в інверторі на основі К561ТМ2.
Удосконалення схем інверторів
Наведені у статті пристрої вкрай прості та за рядом функцій не можуть зрівнятися із заводськими аналогами. Для покращення їх характеристик можна вдатися до нескладних переробок, які до того ж дозволять краще зрозуміти принципи імпульсних перетворювачів.
Читайте також: Виготовимо електрогенератор своїми руками
Збільшення вихідної потужності
Всі описані пристрої працюють за одним принципом: через ключовий елемент (вихідний транзистор плеча) первинна обмотка трансформатора з'єднується з входом живлення на час, заданий частотою та шпаруватістю генератора, що задає. При цьому генеруються імпульси магнітного поля, що збуджують у вторинній обмотці трансформатора синфазні імпульси з напругою, що дорівнює напрузі в первинній обмотці, помноженому на відношення числа витків в обмотках.
Отже, струм, що протікає через вихідний транзистор, дорівнює струму навантаження, помноженого на зворотне співвідношення витків (коефіцієнт трансформації). Саме максимальний струм, який може пропускати через себе транзистор, визначає максимальну потужність перетворювача.
Існують два способи збільшення потужності інвертора: або застосувати потужніший транзистор, або застосувати паралельне включення декількох менш потужних транзисторів в одному плечі. Для саморобного перетворювача другий спосіб краще, тому що дозволяє не тільки застосувати більш дешеві деталі, але й зберігає працездатність перетворювача при відмові одного з транзисторів. Без вбудованого захисту від перевантажень таке рішення значно підвищить надійність саморобного приладу. Зменшиться і нагрівання транзисторів при їх роботі на колишньому навантаженні.
На прикладі останньої схеми це виглядатиме так:
Автоматичне вимкнення при розряді акумулятора
Відсутність у схемі перетворювача пристрою, що автоматично відключає його при критичному падінні напруги живлення, може серйозно підвести Васякщо залишити такий інвертор підключеним до акумулятора автомобіля. Доповнити саморобний інвертор автоматичним контролем буде дуже корисно.
Найпростіший автоматичний вимикач навантаження можна зробити з автомобільного реле:
Як відомо, кожне реле має певну напругу, при якій замикаються його контакти. Підбором опору резистора R1 (воно становитиме близько 10% від опору реле обмотки) налаштовується момент, коли реле розірве контакти і припинить подачу струму на інвертор.
ПРИКЛАД: Візьмемо реле з напругою спрацьовування (U р) 9 вольт і опором обмотки (R про) 330 ом. Щоб воно спрацьовувало при напрузі вище 11 вольт (U min) , послідовно з обмоткою потрібно включити резистор із опоромR н, що розраховується з умови рівностіU р /R про =(U min -U р)/R н. У нашому випадку знадобиться резистор на 73 ома, найближчий стандартний номінал – 68 ом.Звичайно, цей пристрій вкрай примітивний і є швидше розминкою для розуму. Для стабільнішої роботи його потрібно доповнити нескладною схемою управління, яка підтримує поріг відключення набагато точніше:
Читайте також: Говоримо про 10 кВт стабілізатори напруги для дому
Регулювання порога спрацьовування здійснюється підбір резистора R3.
Пропонуємо переглянути відео на тему
Виявлення несправностей інвертора
Перелічені прості схеми мають дві найпоширеніші несправності – або на виході трансформатора відсутня напруга, або вона замала.
Loading...