Направи си сам преобразувател 12-220 волта (диаграма)

Имах нужда от усилващ преобразувател за някои цели. от 12V до 220V изход.След търсене във форума реших да направя компютърно захранване от резервни части. Нека веднага да отбележа това По-добре е да вземете по-голям трансформатор- малък може да мига по особен начин и обикновено консумира около 20 вата или дори по-малко в нормален режим. Радиаторите се монтират при натоварване над 50 вата, когато транзисторите се нагряват над нормалното.

Конверторна верига:

Конструктивно платката на устройството може да се монтира във всеки корпус, който осигурява защита от допир с хора. Вижте снимката за чертежа.

Ако захранваме телевизор или електрическа крушка, тогава изобщо не трябва да използваме токоизправител Между другото, този преобразувател работи и с компактна CFL флуоресцентна лампа - пробвах го с 15 W лампа. Всички части с изключение на трансформатора са взети нови- така че нямаше специални проблеми. В бъдеще се планира да бъдат направени още два екземпляра, като се вземат предвид установените характеристики в детайли и схематично.

Кратко описание на веригатаи нейната работа от уважавано ухо на потребител на форума: Веригата е двутактов импулсен преобразувател, сглобен на TL494 PWM контролер (и неговите аналози), което го прави доста проста. На изхода има високоефективни изправителни диоди, които удвояват напрежението. Можете да го използвате и без диоди, като получавате променливо напрежение. За електронните баласти постоянното напрежение и полярността на превключване не са от значение, тъй като баластната верига има диоден мост на входа (въпреки че диодите там не са толкова „бързи“, колкото в нашия преобразувател).

Конверторът използва 12 волта към 220готов високочестотен понижаващ трансформатор от захранващия блок (PSU) на компютъра, но в нашия преобразувател той ще стане, напротив, повишаващ трансформатор. Понижаващият трансформатор може да бъде взет както от AT, така и от ATX захранвания. От практиката трансформаторите се различават само по размер, но местоположението на щифтовете е идентично. Мъртъв захранващ блок (или трансформатор от него) може да се намери във всеки компютърен сервиз.

C1 е 1 нанофарад, кодиран 102 на корпуса;
R1 – задава ширината на изходните импулси.
R2 (заедно с C1) задава работната честота.

Намаляваме съпротивлението R1 - увеличаваме честотата. Увеличаваме капацитета C1 - намаляваме честотата. И обратното.

Транзисторите са полеви транзистори с висока мощност MOS (метал-оксид-полупроводник), които се характеризират с по-кратко време за реакция и по-опростени вериги за управление. IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N работят еднакво добре. Не е необходим радиатор, тъй като продължителната работа не причинява забележимо нагряване на транзисторите. И ако искате да го монтирате на радиатор, тогава внимавайте, не давайте накъсо фланците на транзисторните корпуси през радиатора! Използвайте изолационни уплътнения и втулкови шайби от компютърно захранване.

Въпреки това, за първи старт, радиатор няма да навреди; поне транзисторите няма да изгорят веднага от прегряване в случай на грешки при монтажа или късо съединение на изхода. Защитата на веригата от претоварване и обръщане на поляритета може да се осъществи чрез предпазител и диод на входа.

имам като ключове напримерИзползвано е популярното поле irf540n. Конференцията обсъжда веригата на преобразувателя и там можете да задавате въпроси, които възникват по време на сглобяването. Сглобяване и тестване: redmoon.

Можете буквално да използвате скрап материали. Можете дори да вземете единици от обикновено непрекъсваемо захранване като основа - това всъщност е двоен преобразувател - първо напрежението се намалява до 12 V, за да се гарантира, че батерията е заредена.

И тогава напрежението се повишава до 220 V, токът се преобразува от постоянен в променлив. Такива устройства могат да се използват за захранване на домакинско оборудване извън дома - бормашини, мелници, телевизори и др. Не е трудно да направите такова устройство сами и цената му ще бъде по-ниска от тази на подобни устройства, които се продават в магазините.

Принцип на работа на инвертора

Второто име на преобразувателя е инвертор. По същество това е широчинно-импулсна модулация. Захранването се подава от източник на постоянно напрежение от 12 волта (в този случай от батерия). На изхода на устройството се появяват импулси, чийто работен цикъл се променя. Зависи от съотношението на времето, през което има или липсва напрежение. Когато коефициентът на запълване е равен на единица, изходът има максимална стойност на тока. С намаляването на работния цикъл токът намалява.

Изходното напрежение по всяко време е 220 V. Дори най-простият преобразувател 12V към 220V може да работи в широк честотен диапазон - 50 kHz...5 MHz. Всичко зависи от конкретната схема и елементите, използвани в нея. Честотата на напрежението е много висока, ще бъде разрушителна за захранването на домакинското оборудване. За да се намали до стандартните 50 Hz, е необходимо да се използват специално проектирани трансформатори. Модулаторът PWM ви позволява да създадете променливо напрежение от постоянно напрежение с необходимата честота.

Система за обратна връзка

Когато няма натоварване на PWM модулатора, работният цикъл на импулсите е на минимално ниво, стойността на напрежението е 220 V. Веднага щом към устройството се свърже товар, токът ще се увеличи рязко и напрежението ще падне , ще бъде по-малко от 220 V. Ако решите да направите преобразувател на напрежение от 12 до 220 волта със собствените си ръце, тогава не забравяйте да вземете предвид наличието на обратна връзка. Позволява ви да сравните изходното напрежение с референтна стойност.

Ако има разлика в напреженията, тогава към генератора се изпраща сигнал, който ви позволява да увеличите работния цикъл на импулсите. С помощта на тази система е възможно да се постигне максимална изходна мощност и по-стабилно напрежение. Веднага след като товарът бъде изключен, напрежението отново скача над 220 V - системата за обратна връзка записва това и намалява стойността на работния цикъл на импулсите. И така докато напрежението се изравни.

Работа с изтощена батерия

Когато работният цикъл и изходният ток се променят, натоварването на захранването се увеличава. Това води до неговото разреждане и намаляване на напрежението. И ако се използва система за обратна връзка, тя увеличава максимално работния цикъл на сигналите, понякога до максимума - единица. Самостоятелно направени преобразуватели на напрежение 12/220 волта без обратна връзка реагират много силно на изтощени батерии. По време на работа стойността на изходното напрежение задължително намалява.

Ако планирате да свържете оборудване като мелници, електрически лампи, котли или чайници, тогава намаляването на напрежението няма да повлияе на тяхната работа. Но ако е необходим конвертор за свързване на телевизионно оборудване, лаптопи, компютри, сървъри, усилватели, обратната връзка е просто необходима. Позволява ви да компенсирате всички пренапрежения на напрежението, което ще осигури стабилна работа на устройствата.

Избор на схема

За да направите преобразувател на напрежение 12/220 V със собствените си ръце, трябва да изберете конкретна верига. Освен това, не забравяйте да вземете предвид мощността на устройствата, които планирате да свържете към него. Преценете приблизително какъв товар ще се захранва от инвертора. Не забравяйте да добавите още 25% към получената мощност в резерв, няма да има излишък. Въз основа на получените данни можете да изберете конкретна схема. И, разбира се, един от важните моменти е

Преценете финансовите си възможности, ако планирате да закупите всички компоненти. И ще ви трябват много скъпи елементи. За щастие, почти всички от тях се намират в съвременните технологии - в непрекъсваеми захранвания, захранвания за компютри и лаптопи. Между другото, стандартен UPS може да се използва като преобразувател на напрежение, дори не са необходими модификации. Свържете по-мощна батерия към него и това е. Но ще трябва да заредите батерията от допълнителен източник на захранване - стандартният няма да може да произведе необходимата стойност на тока.

Елементи на веригата на преобразувателя

Стандартният дизайн на инвертор за преобразуване на 12 V DC в 220 V AC се състои от следните елементи, които могат да бъдат намерени във всяка съвременна технология:

1. PWM модулаторът е специално проектиран микроконтролер.
2. Феритни пръстени за производство на ВЧ трансформатори.
3. Силови полеви транзистори IGBT.
4. Електролитни кондензатори.
5. Постоянни съпротивления на различни мощности.
6. Дросели за филтриране на ток.

Ако не сте уверени в собствените си способности, можете самостоятелно да сглобите преобразувател с помощта на мултивибраторна верига. Трансформаторът за такова устройство е подходящ от UPS или захранване за транзисторни телевизори. Това устройство има един недостатък - впечатляващите размери. Но настройката му се оказва много по-лесна от сложните структури, които работят с високочестотен ток.

Работа на инвертори

Ако решите да направите преобразувател на напрежение 12/220 със собствените си ръце, като използвате проста схема, тогава неговата мощност може да е ниска. Но това е напълно достатъчно за захранване на домакинско оборудване. Но ако мощността е над 120 W, тогава консумацията на ток се увеличава до поне 10 ампера. Следователно, когато се използва в кола, той не може да бъде включен в гнездото на запалката - всички жици ще се стопят и предпазителите ще се повредят.

Следователно автомобилните инвертори с мощност над 120 W трябва да бъдат свързани към акумулатора с помощта на допълнителен предпазител и реле. Не забравяйте да поставите проводника от акумулатора до мястото на инсталиране на автомобилния инвертор. За да включите преобразувателя, можете да използвате ключ или бутон, сдвоен с електромагнитно реле - това ви позволява да премахнете силен ток от контролите.

Схематична диаграма на инвертора 12-220 на TL494

Този инвертор използва готов високочестотен понижаващ трансформатор от захранването на компютъра, но в нашия преобразувател той ще стане, напротив, повишаващ трансформатор. Този трансформатор може да бъде взет както от AT, така и от ATX. Обикновено такива трансформатори се различават само по размер и техните щифтове са еднакви. Можете да потърсите изтощен захранващ блок (или трансформатор от него) във всеки компютърен сервиз.

Ако не намерите такъв трансформатор, можете да опитате да го навиете ръчно (ако имате търпение). Ето трансформатора, който използвах в моята версия:

Транзисторите трябва да бъдат поставени на радиатор, в противен случай те могат да прегреят и да се повредят.

Използвах алуминиев радиатор от полупроводников съветски телевизор. Този радиатор не отговаряше съвсем на размера на транзисторите, но нямах друг вариант.

Също така е препоръчително да изолирате всички клеми за високо напрежение на този инвертор и е по-добре да сглобите всичко в корпус, защото ако това не бъде направено, може случайно да възникне късо съединение или просто да докоснете клемата за високо напрежение, която ще е много неприятно.

Бъдете внимателни! Изходът на веригата е с високо напрежение и може да причини много сериозен удар.

Използвах калъф от захранване за лаптоп. Пасва много добре като размер.

И разбира се инверторът в действие:

Успех на всички, Кирил.

За да свържете домакински устройства към бордовата електрическа система на автомобила, ви е необходим инвертор, който може да увеличи напрежението от 12 V до 220 V. Има достатъчно количество от тях по рафтовете на магазините, но цената им не е обнадеждаваща. За тези, които са малко запознати с електротехниката, е възможно да сглобите преобразувател на напрежение 12-220 волта със собствените си ръце. Ще анализираме две прости схеми.

Конвертори и техните видове

Има три вида преобразуватели 12-220 V. Първият е от 12 V до 220 V. Такива инвертори са популярни сред автомобилистите: чрез тях можете да свържете стандартни устройства - телевизори, прахосмукачки и др. Обратното преобразуване - от 220 V на 12 - се изисква рядко, обикновено в помещения с тежки условия на работа (висока влажност), за да се осигури електрическа безопасност. Например в парни бани, басейни или бани. За да не се поемат рискове, стандартното напрежение от 220 V се намалява до 12, като се използва подходящо оборудване.

Третият вариант е по-скоро стабилизатор, базиран на два преобразувателя. Първо стандартните 220 V се преобразуват в 12 V, след това обратно в 220 V. Това двойно преобразуване ви позволява да имате идеална синусоида на изхода. Такива устройства са необходими за нормалната работа на повечето електронно управлявани домакински уреди. Във всеки случай, по време на монтажа е силно препоръчително да го захранвате точно през такъв преобразувател - електрониката му е много чувствителна към качеството на захранването и подмяната на контролната платка струва около половината от котела.

Импулсен преобразувател 12-220V 300 W

Тази схема е проста, частите са налични, повечето от тях могат да бъдат премахнати от компютърното захранване или закупени във всеки магазин за радио. Предимството на схемата е лекотата на изпълнение, недостатъкът е неидеалната синусоида на изхода и честотата е по-висока от стандартните 50 Hz. Тоест устройства, които изискват захранване, не могат да бъдат свързани към този преобразувател. Можете директно да свържете не особено чувствителни устройства към изхода - лампи с нажежаема жичка, ютия, поялник, зарядно за телефон и др.

Представената схема в нормален режим произвежда 1,5 A или издърпва товар от 300 W, при максимум 2,5 A, но в този режим транзисторите забележимо ще се нагреят.

Веригата е изградена върху популярния TLT494 PWM контролер. Транзисторите с полев ефект Q1 Q2 трябва да се поставят на радиатори, за предпочитане отделни. При монтаж на един радиатор поставете изолиращо уплътнение под транзисторите. Вместо IRFZ244, посочен на диаграмата, можете да използвате IRFZ46 или RFZ48, които са подобни по характеристики.

Честотата в този преобразувател от 12 V до 220 V се задава от резистор R1 и кондензатор C2. Стойностите могат леко да се различават от показаните на диаграмата. Ако имате старо неработещо захранване за вашия компютър и то съдържа работещ изходен трансформатор, можете да го поставите във веригата. Ако трансформаторът не работи, извадете феритния пръстен от него и навийте намотките с медна жица с диаметър 0,6 mm. Първо се навива първичната намотка - 10 оборота с изход от средата, след това отгоре - 80 оборота на вторичната.

Както вече беше казано, такъв преобразувател на напрежение 12-220 V може да работи само с товар, който е нечувствителен към качеството на захранването. За да можете да свържете по-взискателни устройства, на изхода е инсталиран токоизправител, чието изходно напрежение е близко до нормалното (диаграмата по-долу).

Схемата показва високочестотни диоди от типа HER307, но те могат да бъдат заменени със серията FR207 или FR107. Препоръчително е да изберете контейнери с определен размер.

Инвертор на чип

Този преобразувател на напрежение 12-220 V е сглобен на базата на специализирана микросхема KR1211EU1. Това е генератор на импулси, които се отвеждат от изходи 6 и 4. Импулсите са противофазни, с кратък интервал между тях, за да се предотврати едновременното отваряне на двата ключа. Микросхемата се захранва от напрежение 9,5 V, което се задава от параметричен стабилизатор на ценеров диод D814V.

Също така във веригата има два мощни транзистора с полеви ефекти - IRL2505 (VT1 и VT2). Имат много ниско отворено съпротивление на изходния канал - около 0,008 ома, което е сравнимо със съпротивлението на механичен ключ. Допустимият постоянен ток е до 104 A, импулсният ток е до 360 A. Такива характеристики всъщност позволяват да се получи 220 V с натоварване до 400 W. Транзисторите трябва да бъдат инсталирани на радиатори (с мощност до 200 W е възможно без тях).

Честотата на импулса зависи от параметрите на резистора R1 и кондензатор C6 е инсталиран на изхода за потискане на високочестотни пренапрежения.

По-добре е да вземете готов трансформатор. Във веригата се включва обратно - вторичната намотка с ниско напрежение служи като първична, а напрежението се отстранява от вторичната намотка с високо напрежение.

Възможни замени в елементната база:

• Ценеровият диод D814V, посочен във веригата, може да бъде заменен с всеки, който произвежда 8-10 V. Например KS 182, KS 191, KS 210.
• Ако няма кондензатори C4 и C5 от тип K50-35 при 1000 μF, можете да вземете четири 5000 μF или 4700 μF и да ги свържете паралелно,
• Вместо вносен кондензатор C3 220m, можете да доставите домашен кондензатор от всякакъв тип с капацитет 100-500 µF и напрежение най-малко 10 V.
• Трансформатор - всеки с мощност от 10 W до 1000 W, но мощността му трябва да бъде поне два пъти по-голяма от планираното натоварване.

При инсталиране на вериги, свързващи трансформатор, транзистори и свързване към източник на 12 V, е необходимо да се използват проводници с голямо напречно сечение - токът тук може да достигне високи стойности (с мощност от 400 W до 40 A).

Инвертор с чист синусоидален изход

Схемите на дневните преобразуватели са сложни дори за опитни радиолюбители, така че да ги направите сами не е лесно. Пример за най-простата схема е даден по-долу.

В този случай е по-лесно да се сглоби такъв преобразувател от готови платки. Как - вижте видеото.

Следващият видеоклип показва как да сглобите преобразувател от 220 волта с чиста синусоида. Само входното напрежение не е 12 V, а 24 V.

И това видео просто ви казва как можете да промените входното напрежение, но все пак да получите необходимите 220 V на изхода.