12/220 преобразувател на напрежение. Конвертор на напрежение "направи си сам"

Конвертор 12/220 е необходим, например, когато пътувате до страната. Това е особено вярно за случаите, когато няма окабеляване. Трябва да използваме инвертор, който преобразува постоянно напрежение от 12 волта в променлив 220. Разбира се, капацитетът на батерията едва ли е достатъчен за дълго време. Но ако има устройство, което ви позволява да презаредите батерията, ресурсът ще се увеличи няколко пъти. Много често инверторите се използват с вятърни генератори, както и със слънчеви панели.

Купете или го направете сами?

Разбира се, закупуването на готов инвертор не е проблем. Във всеки магазин за електрически уреди техният избор е просто огромен. И те се различават по мощност, цена, възможности за изпълнение. Но цената на инвертор с капацитет от около 0,5 kW ще бъде най-малко три хиляди рубли - и това е впечатляващо количество. И за да се свържете с него, много малко оборудване е малко вероятно да успее.

Ето защо, някои собственици на автомобили, които имат свободна батерия, мисля за това как да направят преобразувател на напрежение сами. В статията ще бъдат разгледани различните проекти на конвертори, които се използват широко в електротехниката.

Най-простият импулсен конвертор

Цялата елементарна база е взета от старото захранване на компютъра. Трябва да възникнат трудности с повторението на структурата. Единственият недостатък на това устройство е, че от трансформатора се изважда променливо напрежение 220 V, но с честота, много по-висока от тази в мрежата с променлив ток (50 Hz). А формата е далеч от синусоидална, а по-скоро стъпка. Поради тези причини не е възможно да се свържат електрически двигатели или чувствителна електроника към инвертора. Но можете да направите няколко подобрения, които ще ви позволят да свържете оборудването с импулсни захранвания. За да направите това, трябва да свържете токоизправител и изглаждащи кондензатори към изхода на трансформатора.

Само в този случай можете безопасно да захранвате лаптоп или персонален компютър, телевизор или друго оборудване. Но захранването на лаптопа, например, ще работи само ако изходното напрежение съвпада с това, което протича в адаптера. Затова трябва незабавно да очертаете положението на щепсела по отношение на изхода, в който може да работи инверторът.

Описание на най-простата схема на импулсния преобразувател

Ако трябва да свържете лампа с нажежаема жичка, поялник, можете да го направите директно към вторичната намотка на трансформатора. Схемата е изградена върху TL494 тип PWM контролер, често срещана в устройства от този тип. Използването на кондензатор С2 и резистор R1 определя честотата, с която работи преобразувателят. Моля, обърнете внимание, че стойностите могат да се различават леко от показаните на диаграмата. Моля, обърнете внимание, че инверторът ви позволява да увеличите напрежението от 12 на 220. Той е и токов преобразувател - той прави променливо (почти перфектно синусоидно) от DC.

За да се подобри ефективността на конструкцията, схемата включва два рамена, монтирани на полеви транзистори тип, те са обозначени като Q1 и Q2. Те трябва да бъдат монтирани на отделни алуминиеви радиатори. В случай, че се използва един общ радиатор, е необходимо да се инсталират транзистори с изолационни уплътнения. Диаграмата показва типа на транзисторите IRFZ44, но те могат да бъдат заменени от IRFZ46 или дори IRFZ48, тъй като всички те имат параметри, които са доста близки по значение.

Трансформатор и диоди

Трансформаторът, монтиран на изхода, трябва да бъде навит на феритен пръстен. Този пръстен може да бъде отстранен в един и същ източник на захранване от персонален компютър. За първичната намотка се използва жица в лаковата изолация с напречно сечение 0.6 mm. 10 завъртания се навиват, а от средата се прави дренаж. От горе трябва да навиете вторичната намотка, тя трябва да съдържа 80 завоя. Вместо това можете да използвате готов трансформатор, който се инсталира в серийни непрекъсваеми захранвания.

Високочестотните диоди, използвани в конструкцията, могат да бъдат заменени с тези, обозначени с FR107 или FR207. С правилното инсталиране на схемата ще работи веднага след включването, не се изисква конфигурация. Изходният ток може да бъде не повече от 2.5 А, но е по-добре проектът да работи при ток не повече от 1.5 А (свързващ товар от около 300 W). Може да се каже, че сте сглобили устройство от метален скрап, китайският еквивалент на който струва около 3-4 хиляди рубли.

AC изходен конвертор

Това е един от простите 12/220 V конвертори, чиято схема се препоръчва за повторение на начинаещите радиолюбители. Този дизайн се сглобява изцяло на вътрешната елементна база, която е относително остаряла. Но все пак, нейната ефективност е доста висока - изходът е напрежение с почти съвършен синус, а честотата е очевидно 50 Hz. Ето защо, тази схема е подходяща за захранване на всички домакински уреди, а не само за поялник и лампи.

Генераторът се сглобява на микросхема K561TM2 - това е двоен D-тригер. Има чуждестранен аналог с етикета CD4013 - тези чипове са взаимозаменяеми и не се налага промяна на веригата.

за биполярни транзистори събра две рамене. Схемата използва транзистори KT827A, които имат значителен недостатък в сравнение с по-модерните работници на терен. Те имат много висока устойчивост, когато преходът се отваря. Ето защо те се нагряват повече, когато работят.

Характеристики на конструкцията и работата на конвертора

Поради факта, че преобразувателят работи на ниски честоти, трансформаторът трябва да има стоманена сърцевина. Препоръчва се да се прилага силов трансформатор който е бил използван във вътрешните цветни телевизори (на лампи). Това TC-180 и други подобни. Подобно на повечето други инвертори, изградени върху прости PWM модулатори, този дизайн е способен да произвежда синусоида, но не много високо качество - забележими стъпки могат да се видят на графиките на работата.

За да се изгладят тези пулсации, е инсталиран кондензатор, на диаграмата е обозначен като С7. Високата индуктивност на намотките на трансформатора също ви позволява значително да изгладите пулсациите, но неизбежно ще има и шум. Заслужава да се отбележи, че бръмченето от трансформатора е норма, а не знак на счупване.

Обикновено инверторна верига с ефект на полето

Инверторът, построен по тази схема, следва същите принципи като предишните две. Мултивибраторът, сглобен съгласно класическата схема на полеви транзистори, осигурява висока ефективност.

Предимството на тази схема пред останалите е, че тя е ефективна дори и при силен разряд на батерията. Входното напрежение може да варира в голям диапазон - от 3,5 до 18 V. Но има и недостатък - няма стабилизация на изходното напрежение. Следователно, когато разрядът на батерията на изходното напрежение също ще намалее. Конструкцията използва нискочестотен трансформатор от типа, както в инвертора на микросхемата K561TM2.

Как да увеличим мощността на устройството

Но понякога силата не е достатъчна, трябва да я увеличите два или повече пъти. Какви промени трябва да направите в схемата? Припомнете си, че всички проекти, разгледани в изделието, работят по едни и същи принципи: първичната намотка на трансформатора е свързана към входа, към който се захранва чрез електронния ключ на транзистора. Освен това, тази верига се превключва за време, което се определя от работния цикъл и честотата на генератора (мултивибратора). Можете сами да направите преобразувател на напрежение 12/220, като използвате следната схема.

Има генериране на импулси от магнитно поле. Във вторичната намотка те възбуждат импулси от общ режим. Напрежението на изхода е равно на произведението на коефициента на трансформация и напрежението на първичната намотка.

От това можем да заключим, че токът, който тече през транзистора, инсталиран на изхода, е равен на произведението на подобна характеристика на товара и коефициента на трансформация. Мощността на преобразувателя от 12 до 220 волта определя максималния ток, който изходният транзистор може да пропусне. И сега, познавайки цялата теория, можете да започнете да увеличавате силата на устройството на практика. Можете да приложите два метода:

1. Заменете с по-мощни транзистори.
2. Включете в едно от рамената паралелно инсталирани подобни транзистори.

Вторият метод на практика е много по-лесен за изпълнение, тъй като мощните транзистори (особено полеви) са много скъпи. И ще бъде по-евтино да си купите готов инвертор. Конверторът 12/220 е прост, може да бъде надстроен. Освен това ще се появят няколко предимства. Например, когато един транзистор се провали, цялата верига ще остане в експлоатация. Надеждността на дизайна ще се увеличи, особено за прости домашно приготвени продукти, които нямат вградена защита от претоварване. Също така значително намалява максималната температура на транзисторите.

Изключване при спиране на тока

Ако използвате акумулаторна батерия, която работи паралелно в автомобил, препоръчително е да се внимава преобразувателят от 12 до 220 да се изключва автоматично, когато батерията е изтощена. Ако батерията е напълно разредена, няма да можете да стартирате двигателя дори от влекач. Затова въведете прост елемент във веригата - електромагнитно реле. Те се използват в колите, така че не е трудно.

Релето има по-ниско напрежение, при което контактът се затваря. За да настроите по-точно момента, трябва да изберете съпротивлението на резистора R1. Тя трябва да е равна на съпротивлението на намотката на релето, умножено с коефициент 0,1. Можете лесно да приложите такава ревизия в конвертора от 12 до 220. Можете дори да свържете реле със собствените си ръце и дори начинаещ електротехник да може да използва резистор.

Но такава схема е примитивна и нейната ефективност е изключително ниска, по-добре е да се използва модернизираната, по-точно да се поддържа прага за изключване на батерията от инвертора.

Търсене на аварии и тяхното отстраняване

Най-често срещаните повреди са ниско напрежение на изхода или липса на такова. Такава неизправност може да възникне в преобразуватели 12/220 V поради следните причини:

1. Прекъсване на ШИМ модулатора или пълен отказ на двете рамена на инвертора. Вторият провал е изключително рядък. За да направите проверка, можете да използвате най-простия сонда на LED. В случай, че PWM модулаторът е здрав, светодиодът ще мига често. Препоръчително е да се провери целостта на всички връзки и намотки на трансформатора.
2. Прекомерното напрежение на изхода е знак, че едното рамо е неуспешно. Признак за отказ на транзистор е ниската температура на радиатора, на който е инсталиран.

Всички грешки, които възникват в схемите, дадени в изделието, се елиминират достатъчно бързо. А цената на ремонта на такива преобразуватели на напрежение 12/220 V е ниска - всички части могат да бъдат намерени буквално на депо.