Konverter do-it-yourself 12-220 Volt (diagram)

Saya membutuhkan boost converter untuk beberapa tujuan dari 12V ke tegangan 220 volt pada output. Setelah mencari di forum, saya memutuskan untuk membuat catu daya komputer dari suku cadang. Saya segera mencatat itu transformator lebih baik untuk mengambil lebih banyak- yang kecil dapat berkedip dengan cara yang aneh dan biasanya menghabiskan sekitar 20 watt dalam mode normal, atau bahkan kurang. Radiator dipasang pada beban lebih dari 50 watt, saat transistor memanas di atas normal.

Sirkuit konverter:

Secara struktural, papan perangkat dapat dipasang dalam hal apa pun yang memberikan perlindungan dari kontak manusia. Lihat gambar di foto.

Jika kita memberi makan TV atau bola lampu, maka kita tidak dapat menggunakan penyearah sama sekali Omong-omong, konverter ini juga menyalakan lampu neon kompak CFL - Saya mencobanya dengan lampu 15 W. Semua bagian, kecuali trafo, diambil baru.- oleh karena itu, tidak ada masalah khusus. Di masa mendatang, direncanakan untuk membuat dua salinan lagi, dengan mempertimbangkan fitur-fitur yang teridentifikasi secara detail dan skematis.

Deskripsi kecil tentang sirkuit dan pekerjaannya dari pengguna forum telinga yang disegani: Sirkuit ini adalah konverter sakelar tarik-tarik yang dipasang pada pengontrol TL494 PWM (dan analognya), yang membuatnya cukup sederhana. Pada output adalah dioda penyearah berkinerja tinggi yang menggandakan tegangan. Anda juga dapat menggunakannya tanpa dioda, mendapatkan tegangan bolak-balik. Untuk ballast elektronik, tegangan konstan dan polaritas switching tidak relevan, karena di sirkuit ballast terdapat jembatan dioda pada input (walaupun dioda tidak "gesit" seperti pada konverter kami).

Konverter 12 volt ke 220 menggunakan trafo step-down frekuensi tinggi siap pakai dari unit catu daya (PSU) komputer, tetapi di konverter kami, sebaliknya, akan menjadi step-up. Trafo step-down dapat diambil dari catu daya AT dan ATX. Dari praktiknya, transformator hanya berbeda dalam dimensi, dan pinoutnya identik. PSU mati (atau trafo darinya) dapat ditemukan di bengkel komputer mana pun.

C1 adalah 1 nanofarad, kode 102 pada kasing;
R1 - mengatur lebar pulsa pada output.
R2 (bersama dengan C1) mengatur frekuensi operasi.

Kami mengurangi resistansi R1 - kami meningkatkan frekuensinya. Kami meningkatkan kapasitansi C1 - kami mengurangi frekuensinya. Dan sebaliknya.

Transistor adalah transistor efek medan MOSFET (semikonduktor oksida logam) berdaya tinggi, yang ditandai dengan waktu respons yang lebih cepat dan rangkaian kontrol yang lebih sederhana. IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N bekerja sama baiknya. Radiator tidak diperlukan, karena operasi terus menerus tidak menyebabkan pemanasan transistor yang nyata. Dan jika ada keinginan untuk memasangnya di radiator, maka, perhatian, jangan korsleting flensa casing transistor melalui radiator! Gunakan insulating spacer dan bushing washer dari PSU komputer.

Namun, untuk putaran pertama, radiator tidak akan sakit; setidaknya transistor tidak akan langsung terbakar karena terlalu panas jika terjadi kesalahan pemasangan kabel atau korsleting pada keluarannya. Perlindungan rangkaian terhadap beban berlebih dan polaritas terbalik dapat diimplementasikan melalui sekering dan dioda pada input.

saya memiliki sebagai kunci misalnya bidang populer irf540n diterapkan. Konferensi tersebut membahas rangkaian konverter dan di sana Anda dapat mengajukan pertanyaan yang muncul selama perakitan. Perakitan dan pengujian: redmoon.

Anda benar-benar dapat dari bahan improvisasi. Bahkan blok dari catu daya tak terputus sederhana dapat diambil sebagai dasar - sebenarnya ini adalah konverter ganda - pertama, tegangan dikurangi menjadi 12 V untuk memastikan pengisian baterai.

Dan kemudian tegangan dinaikkan menjadi 220 V, arus diubah dari langsung menjadi bolak-balik. Perangkat semacam itu dapat digunakan untuk memberi daya pada peralatan rumah tangga di luar rumah - bor, penggiling, televisi, dll. Tidak sulit membuat perangkat seperti itu sendiri, dan biayanya akan lebih murah daripada perangkat serupa yang dijual di toko. .

Prinsip pengoperasian inverter

Nama kedua konverter adalah inverter. Bahkan, dengan tipe modulasi lebar-pulsa. Daya disuplai dari sumber DC 12 volt (dalam hal ini, dari baterai). Pada keluaran perangkat, pulsa muncul, di mana siklus kerja berubah. Tergantung pada rasio waktu selama ada atau tidak ada tegangan. Dengan siklus tugas sama dengan satu, nilai arus maksimum adalah keluaran. Saat siklus kerja berkurang, arus berkurang.

Tegangan setiap saat pada keluaran adalah 220 V. Bahkan konverter 12V ke 220V yang paling sederhana pun dapat beroperasi dalam rentang frekuensi yang luas - 50 kHz ... 5 MHz. Itu semua tergantung pada skema spesifik dan elemen yang digunakan di dalamnya. Frekuensi voltase sangat tinggi, akan berakibat fatal untuk menyalakan peralatan rumah tangga. Untuk menguranginya menjadi standar 50 Hz, perlu menggunakan transformator yang dirancang khusus. Modulator PWM memungkinkan Anda membuat tegangan bolak-balik dari tegangan konstan dengan frekuensi yang diperlukan.

Sistem umpan balik

Jika modulator PWM tidak memiliki beban, siklus kerja berada pada level minimum, nilai tegangannya adalah 220 V. Segera setelah beban terhubung ke perangkat, arus akan meningkat tajam dan tegangan akan turun, akan berkurang. dari 220 V. Jika Anda memutuskan untuk membuat konverter tegangan dari 12 menjadi 220 volt dengan tangan Anda sendiri, maka pastikan untuk mempertimbangkan adanya umpan balik. Ini memungkinkan Anda untuk membandingkan tegangan output dengan nilai referensi.

Jika ada perbedaan voltase, maka sinyal dikirim ke generator, yang memungkinkan Anda untuk meningkatkan siklus kerja pulsa. Dengan sistem ini, dimungkinkan untuk mencapai daya keluaran maksimum dan tegangan yang lebih stabil. Segera setelah beban dimatikan, tegangan kembali melonjak di atas 220 V - sistem umpan balik memperbaikinya dan mengurangi nilai siklus kerja pulsa. Begitu seterusnya hingga ketegangan seimbang.

Berurusan dengan baterai mati

Ketika siklus kerja dan nilai arus keluaran berubah, beban pada sumber daya meningkat. Hal ini menyebabkan pelepasannya dan penurunan voltase. Dan jika sistem umpan balik digunakan, itu meningkatkan siklus kerja sinyal sebanyak mungkin, terkadang hingga maksimum - satu. Konverter tegangan 12/220 volt do-it-yourself tanpa umpan balik bereaksi sangat kuat terhadap baterai mati. Selama operasi, nilai tegangan output harus dikurangi.

Jika Anda berencana untuk menyambungkan peralatan seperti penggiling sudut, lampu listrik, ketel atau ceret, penurunan voltase tidak akan memengaruhi pengoperasiannya. Tetapi jika konverter diperlukan untuk menghubungkan peralatan televisi, laptop, komputer, server, amplifier, umpan balik hanya diperlukan. Ini memungkinkan Anda untuk mengkompensasi semua lonjakan daya, yang akan memastikan pengoperasian perangkat yang stabil.

Pemilihan skema

Untuk membuat konverter tegangan 12/220 V dengan tangan Anda sendiri, Anda harus memilih sirkuit tertentu. Dan pastikan untuk mempertimbangkan kekuatan perangkat yang Anda rencanakan untuk disambungkan. Perkirakan kira-kira beban apa yang akan ditenagai oleh inverter. Pastikan untuk menambahkan 25% lagi ke daya yang diterima sebagai cadangan, itu tidak akan berlebihan. Berdasarkan data yang diperoleh, Anda dapat memilih skema tertentu. Dan tentunya salah satu poin pentingnya adalah

Nilai kemampuan keuangan Anda jika Anda berencana untuk membeli semua komponen. Dan Anda akan membutuhkan banyak barang mahal. Untungnya, hampir semuanya ditemukan dalam teknologi modern - dalam catu daya tak terputus, catu daya untuk komputer dan laptop. Omong-omong, UPS standar dapat digunakan sebagai konverter tegangan, bahkan tidak diperlukan modifikasi. Hubungkan baterai yang lebih kuat ke sana dan hanya itu. Tetapi Anda harus mengisi baterai dari sumber daya tambahan - yang standar tidak akan dapat menghasilkan nilai arus yang diinginkan.

Elemen sirkuit konverter

Desain inverter standar untuk mengubah 12 V DC menjadi 220 AC terdiri dari elemen-elemen berikut yang dapat ditemukan dalam teknologi modern apa pun:

1. Modulator PWM adalah mikrokontroler dengan desain khusus.
2. Cincin ferit untuk pembuatan transformator frekuensi tinggi.
3. Transistor efek medan daya IGBT.
4. kapasitor elektrolitik.
5. Resistensi konstan dari berbagai kekuatan.
6. Tersedak untuk menyaring arus.

Jika Anda tidak yakin dengan kemampuan Anda sendiri, Anda dapat merakit konverter secara mandiri sesuai dengan rangkaian multivibrator. Trafo untuk perangkat semacam itu cocok dari UPS atau catu daya untuk TV transistor. Perangkat semacam itu memiliki satu kelemahan - dimensi yang mengesankan. Tapi ternyata jauh lebih mudah diatur daripada struktur rumit yang bekerja dengan arus frekuensi tinggi.

Pengoperasian inverter

Jika Anda memutuskan untuk membuat konverter tegangan 12/220 dengan tangan Anda sendiri sesuai skema sederhana, maka dayanya mungkin rendah. Tapi itu cukup untuk menyalakan peralatan rumah tangga. Tetapi jika daya di atas 120 W, maka konsumsi arus setidaknya meningkat menjadi 10 ampere. Oleh karena itu, saat digunakan di dalam mobil, tidak dapat dicolokkan ke soket pemantik api - semua kabel akan meleleh dan sekring akan putus.

Oleh karena itu, inverter mobil dengan daya lebih dari 120 W harus dihubungkan ke aki menggunakan sekring dan relai tambahan. Pastikan untuk meletakkan kabel dari aki ke lokasi pemasangan inverter mobil. Untuk menghidupkan konverter, Anda dapat menggunakan sakelar kunci atau tombol yang dipasangkan dengan relai elektromagnetik - ini memungkinkan Anda untuk menghilangkan arus tinggi dari kontrol.

Diagram skematik inverter 12-220 pada TL494

Inverter ini menggunakan trafo step-down frekuensi tinggi yang sudah jadi dari catu daya komputer, tetapi di konverter kami, sebaliknya, akan menjadi trafo step-up. Transformator ini dapat diambil dari AT dan ATX. Biasanya, transformator semacam itu hanya berbeda dalam dimensi, dan pinoutnya sama. Catu daya mati (atau transformator darinya) dapat dicari di bengkel komputer mana pun.

Jika Anda tidak menemukan trafo seperti itu, Anda dapat mencoba memutarnya secara manual (jika Anda memiliki kesabaran). Ini transformator yang saya gunakan dalam versi saya:

Transistor harus dipasang di radiator, jika tidak maka bisa menjadi terlalu panas dan gagal.

Saya menggunakan radiator aluminium dari TV Soviet semikonduktor. Radiator ini tidak sesuai dengan ukuran transistor, tetapi saya tidak punya pilihan lain.

Juga diinginkan untuk mengisolasi semua output tegangan tinggi dari inverter ini dan lebih baik untuk merakit semuanya dalam sebuah case, karena jika ini tidak dilakukan, korsleting dapat terjadi secara tidak sengaja atau Anda cukup menyentuh output tegangan tinggi, yang akan sangat tidak menyenangkan.

Hati-hati! Ada tegangan tinggi pada keluaran rangkaian dan dapat mengenai dengan sangat serius.

Saya menggunakan kasing dari catu daya laptop. Ukurannya sangat pas.

Dan tentu saja, inverter beraksi:

Semoga sukses untuk semuanya, Cyril.

Untuk menghubungkan peralatan rumah tangga ke sistem kelistrikan mobil, diperlukan inverter yang dapat meningkatkan tegangan dari 12 V menjadi 220 V. Mereka tersedia dalam jumlah yang cukup di rak-rak toko, tetapi harganya tidak menggembirakan. Bagi mereka yang sedikit terbiasa dengan teknik kelistrikan, dimungkinkan untuk merakit konverter tegangan 12-220 volt dengan tangan mereka sendiri. Kami akan menganalisis dua skema sederhana.

Konverter dan jenisnya

Ada tiga jenis konverter 12-220 V. Yang pertama adalah 220 V dari 12 V. Inverter semacam itu populer di kalangan pengendara: Anda dapat menghubungkan perangkat standar melaluinya - TV, penyedot debu, dll. Konversi terbalik - dari 220 V ke 12 - jarang diperlukan, biasanya di ruangan dengan kondisi pengoperasian yang parah (kelembaban tinggi) untuk memastikan keamanan listrik. Misalnya di ruang uap, kolam atau kamar mandi. Agar tidak berisiko, tegangan standar 220 V dikurangi menjadi 12 menggunakan peralatan yang sesuai.

Opsi ketiga adalah, lebih tepatnya, penstabil berdasarkan dua konverter. Pertama, 220 V standar diubah menjadi 12 V, lalu kembali ke 220 V. Konversi ganda ini memungkinkan Anda memiliki gelombang sinus yang ideal pada keluarannya. Perangkat semacam itu diperlukan untuk pengoperasian normal sebagian besar peralatan rumah tangga yang dikontrol secara elektronik. Bagaimanapun, selama pemasangan, sangat disarankan untuk menyalakannya melalui konverter semacam itu - elektroniknya sangat sensitif terhadap kualitas catu daya, dan mengganti papan kontrol harganya sekitar setengah dari ketel.

Konverter pulsa 12-220V ke 300 W

Sirkuit ini sederhana, suku cadang tersedia, sebagian besar dapat diambil dari catu daya komputer atau dibeli di toko elektronik mana pun. Keuntungan dari rangkaian ini adalah kemudahan implementasi, kerugiannya adalah gelombang sinus yang tidak ideal pada keluaran dan frekuensinya lebih tinggi dari standar 50 Hz. Artinya, perangkat yang membutuhkan catu daya tidak dapat dihubungkan ke konverter ini. Perangkat yang tidak terlalu sensitif dapat dihubungkan langsung ke output - lampu pijar, setrika, besi solder, pengisian daya dari telepon, dll.

Sirkuit yang disajikan dalam mode normal menghasilkan 1,5 A atau menarik beban 300 W, hingga maksimum 2,5 A, tetapi dalam mode ini, transistor akan memanas secara nyata.

Sirkuit ini dibangun di atas pengontrol PWM TLT494 yang populer. Transistor efek medan Q1 Q2 harus ditempatkan pada radiator, sebaiknya yang terpisah. Saat memasang radiator tunggal, letakkan paking isolasi di bawah transistor. Alih-alih yang ditunjukkan pada diagram IRFZ244, Anda dapat menggunakan IRFZ46 atau RFZ48 yang memiliki karakteristik serupa.

Frekuensi dalam konverter 12 V ke 220 V ini diatur oleh resistor R1 dan kapasitor C2. Peringkat mungkin sedikit berbeda dari yang ditunjukkan dalam diagram. Jika Anda memiliki catu daya lama yang tidak berfungsi untuk komputer, dan memiliki transformator keluaran yang berfungsi, Anda dapat memasukkannya ke dalam sirkuit. Jika trafo tidak berfungsi, lepaskan cincin ferit darinya dan lilitkan belitan dengan kawat tembaga dengan diameter 0,6 mm. Pertama, belitan primer dililitkan - 10 putaran dengan timah dari tengah, kemudian, di atas - 80 putaran sekunder.

Seperti yang telah disebutkan, konverter tegangan 12-220 V seperti itu hanya dapat bekerja dengan beban yang tidak peka terhadap kualitas daya. Agar dapat menghubungkan perangkat yang lebih menuntut, penyearah dipasang pada keluaran, pada keluaran yang tegangannya mendekati normal (diagram di bawah).

Diagram menunjukkan dioda frekuensi tinggi tipe HER307, tetapi dapat diganti dengan seri FR207 atau FR107. Kapasitas diinginkan untuk memilih nilai yang ditentukan.

Inverter Chip

Konverter tegangan 12-220 V ini dirakit berdasarkan sirkuit mikro KR1211EU1 khusus. Ini adalah generator pulsa yang diambil dari keluaran 6 dan 4. Pulsa adalah antiphase, ada celah waktu kecil di antara keduanya - untuk mencegah pembukaan kedua tombol secara bersamaan. Sirkuit mikro ditenagai oleh tegangan 9,5 V, yang diatur oleh penstabil parametrik pada dioda zener D814V.

Juga di sirkuit ada dua transistor efek medan dengan peningkatan daya - IRL2505 (VT1 dan VT2). Mereka memiliki resistansi saluran keluaran terbuka yang sangat rendah - sekitar 0,008 ohm, yang sebanding dengan resistansi kunci mekanis. Arus searah yang diizinkan - hingga 104 A, pulsa - hingga 360 A. Karakteristik seperti itu benar-benar memungkinkan Anda mendapatkan 220 V pada beban hingga 400 W. Penting untuk memasang transistor pada radiator (dengan daya hingga 200 W, dimungkinkan tanpanya).

Frekuensi pulsa tergantung pada parameter resistor R1 dan kapasitor C1, kapasitor C6 dipasang pada keluaran untuk menekan emisi frekuensi tinggi.

Lebih baik menyiapkan trafo. Di sirkuit, ternyata sebaliknya - belitan sekunder bertegangan rendah berfungsi sebagai primer, dan tegangan dilepas dari sekunder bertegangan tinggi.

Kemungkinan penggantian di basis elemen:

• Dioda Zener D814V yang ditunjukkan dalam rangkaian dapat diganti dengan salah satu yang menghasilkan 8-10 V. Misalnya, KS 182, KS 191, KS 210.
• Jika tidak ada kapasitor 1000 uF C4 dan C5 dari tipe K50-35, Anda dapat mengambil empat kapasitor 5000 uF atau 4700 uF dan menghubungkannya secara paralel,
• Alih-alih kapasitor C3 220m yang diimpor, Anda dapat menempatkan kapasitor domestik jenis apa pun pada 100-500 mikrofarad dan tegangan minimal 10 V.
• Trafo - apa pun dengan daya dari 10 W hingga 1000 W, tetapi dayanya harus setidaknya dua kali lipat dari beban yang direncanakan.

Saat memasang sirkuit untuk menghubungkan transformator, transistor, dan menghubungkan ke sumber 12 V, perlu menggunakan kabel bagian besar - arus di sini dapat mencapai nilai tinggi (dengan daya 400 W hingga 40 A ).

Output inverter sinus murni

Sirkuit konverter rumit bahkan untuk amatir radio berpengalaman, jadi membuatnya sendiri sama sekali tidak mudah. Contoh rangkaian paling sederhana ada di bawah ini.

Dalam hal ini, lebih mudah untuk merakit konverter serupa dari papan yang sudah jadi. Bagaimana - lihat videonya.

Video berikutnya menunjukkan cara merakit konverter 220 volt dengan sinus murni. Hanya tegangan inputnya bukan 12 V, tapi 24 V.

Dan video ini hanya menceritakan bagaimana Anda dapat mengubah tegangan input, tetapi mendapatkan output 220 V yang diperlukan.