Все привыкли к электроприборам, работающим от сети 220В. Но как быть, если отправляешься в поход или какую-нибудь дальнюю поездку, а удобные бытовые приборы хочется взять с собой? Работать напрямую от аккумулятора автомобиля они не смогут, им просто не хватит мощности. Тут на помощь могут прийти преобразователи напряжения с 12 на 220В.
Что такое преобразователь и его суть
Благодаря техническому прогрессу, эти приборы стали на порядок меньше, и удобнее. Их легко переносить, и они не займут много места. Преобразователи способны поднять аккумуляторное напряжение до 220В. Работают даже от прикуривателя. С помощью подобных инверторов можно легко установить освещение в палатке, а так же питать от них планшет, ноутбук, и телефон.
ШИМ контролеры сделали такие устройства более продвинутыми. Заметно повысилось КПД, и форма тока стала подобна чистому синусу. Но это только в дорогих устройствах. Появилась возможность повышать мощность до нескольких кВт.
Продолжительность работы зависит от мощности, и емкости аккумуляторных батарей. Поэтому отправляясь в поездку лучше ограничиться электроприборами с низким потреблением энергии.
Сегодня, возможно, купить различные виды преобразователей тока, которые могут производить мощность от нескольких сотен ватт, до нескольких кВт. Но для туристических поездок стоит приобрести маломощный инвертор.
Единственным препятствием их всестороннего применения является измененная форма тока. Из обычной синусоиды, она превращается практически в прямоугольную форму. Не все бытовые приборы способны на ней работать.
Есть 3 вида конструкции преобразователя:
- Автомобильный;
- Компактный;
- Стационарный.
Стоит отметить, что повышая нагрузку, КПД преобразователя снижается. Стационарные инверторы могут производить синусоиду. Их удобно использовать для повышения напряжения от ветряных генераторов, и солнечной батареи.
Характеристики преобразователей
Перед покупкой надо знать, как выбрать преобразователь напряжения. Первое на что стоит обратить внимание – это его характеристики. Часто продавцы говорят неправильные показатели инвертора. Указывают его пиковую мощность, на которой прибор может работать несколько минут, после чего отключается от перегрева. Так рекламируют самые доступные преобразователи.
Мощные преобразователи DC-AC увеличивают напряжение с 12В до 220В, форма тока и частота равны обычным показателям домашней сети. Поэтому все устройства и инструменты способны от него работать.
Все преобразователи тока имеют следующие параметры:
- Рабочую мощность;
- Тип охлаждения;
- Затраты энергии при холостой работе;
- Максимальное потребление тока на входе;
- Защитные механизмы от КЗ, и перегрева;
- Форма тока на выходе;
- Уровень напряжения для питания.
Высокий КПД современных инверторов обусловлен импульсными контролерами, примененными в конструкции. Практически 95% энергии уходят на полезную нагрузку. Остальная часть, рассеиваясь в устройстве, и нагревает его.
В самых простых и доступных преобразователях изменяется синусоида тока. Она становится прямоугольная, а в дорогих и мощных приборах форма тока остается такой же плавной синусоидой, как и в стандартной розетке.
Иногда, мощности преобразователей напряжения может не хватать для запуска строительных инструментов. Например, если дрель потребляет 750Вт, то она не будет работать от инвертора в 1000Вт. Для решения этой проблемы продаются устройства плавного пуска.
Преобразователи стационарного типа применяются для домашних работ. Это мощные устройства, способные выдавать несколько тысяч ватт. Более серьезные преобразователи используются на предприятиях, их мощность составляет десятки тысяч ватт.
Для автомобилей используются маломощные инверторы в несколько сотен ватт. Потому что аккумулятор не способен при больших нагрузках длительно работать.
Не рекомендуется использовать преобразователь на максимальных нагрузках. Его срок службы будет быстро сокращаться. Дорогие приборы имеют запас мощности, а в самых доступных этот показатель немного меньше того, что указан на корпусе.
Покупать устройство нужно на 20% мощнее предполагаемого потребления. Так же нужно интересоваться типом мощности указанной на корпусе. Она может быть:
- номинальной;
- продолжительной;
- кратковременной.
Тип охлаждения
Алюминий – это металл, обладающий высокой теплопроводностью, а преобразователи (особенно мощные) работая на больших нагрузках, способны перегреваться. Поэтому корпуса изготавливаются именно из этого металла.
Для активной системы охлаждения в корпус монтируется вентилятор. Включается он, когда термодатчик зафиксирует превышение температуры. В автомобильных инверторах вентиляторы могут забиваться пылью, что приводит к плохой вентиляции воздуха, и перегреву.
На корпусе могут иметься элементы пассивного охлаждения. На вид – это алюминиевые ребра, которые помогают рассеивать тепло.
Самодельный преобразователь
У радиолюбителей есть возможность сделать с помощью схемы простой инвертор. В результате получится компактное устройство, способное питать, различные карманные гаджеты.
В схеме имеются всего четыре транзистора. Каждый, умеющий пользоваться паяльником сможет ее собрать. Полученным прибором удобно пользоваться в автомобиле. Он способен дать полноценную бортовую розетку на 220В.
Фото преобразователей с 12 на 220
Нет смысла, наверное, говорить о том, что использование преобразователя напряжения с 12 на 220 вольт, это требование, которое обусловлено некоторыми низковольтными сетями, применяемыми в современном быту. И это не только освещение. Конечно, самый простой вариант – это купить такой прибор. Но многие начинающие электрики задаются вопросом, можно, а если можно, то, как сделать преобразователь с 12 на 200 вольт своими руками? Давайте разберемся в этом вопросе, и опишем схему прибора, основанную на современной элементной базе. Правда, схема будет простейшей с минимальным количеством узлов и деталей.
Начнем с того, что давно существуют схемы, которые основаны на использовании обычных автомобильных аккумуляторов. Это, во-первых, удобно, когда дело доходит до полевых условий необходимости получить заряд напряжением 12В. Во-вторых, само устройство преобразователя достаточно просто. В его основу входит генератор, который управляет транзисторами большой мощности. Те, в свою очередь, как говорится, «раскачивают» трансформатор, установленный на выходе схемы.
Но у этого прибора была одна проблема. Чтобы управлять мощными транзисторами, необходимо было собрать так называемый каскад, куда входят транзисторы средней мощности и малой. То есть, сам прибор увеличивался в размерах, и не только из-за каскада. Чтобы охладить всю эту конструкцию, приходилось устанавливать и достаточно внушительный радиатор.
Как дело обстоит сейчас
Современная элементная база дает возможность сегодня упростить вышеописанную конструкцию до минимума.
- Для этого придется сначала заменить громоздкий генератор специальной микросхемой марки КР1211ЕУ1. Обратите внимание, что эта микросхема отечественного производства, зарубежных аналогов вы не найдете.
- Вместо силовых ключей лучше всего использовать транзисторы IRL2505, они мощного исполнения и применяются в электрических схемах автомобиля. Кстати, их сопротивление равно 0,008 Ом, что не соизмеримо с механическими контактами.
Схема подключения
Вот схема сборки преобразователя напряжения 12 220 своими руками:
В принципе, схема достаточно проста, поэтому собрать ее будет несложно. Но хотелось бы обратить внимание на некоторые нюансы.
Схема КР1211ЕУ1 имеет два выхода: прямой (на рисунке он обозначен позицией «4») и инверсный (позиция «6»). Сигнал на этих двух выходах достаточный, чтобы управлять силовыми ключами. При этом сами ключи открываются только под действием импульса высокого уровня. При работе преобразователя между микросхемой и силовыми ключами формируется низкий уровень или, как называют его специалисты, «пауза». Она краткосрочна, но этого бывает достаточно, чтобы удерживать оба транзистора в закрытом положении. Для чего это необходимо? Цель одна – исключить появления так называемого сквозного тока, который появляется в том случае, если оба ключа будут открыты одновременно.
Теперь несколько позиций по самой схеме.
- Цепочка R1-C1 – задает частоту самого генератора. Цепочка R2-C2 – это пусковой элемент.
- Трансформатор «Т1» и два транзистора IRL2505 (на схеме они обозначены как VT1 и VT2) создают выходной двухтактный каскад. Так как сопротивление транзисторов ничтожно мало, то рассеивание мощности при открытых ключах практически не происходит, даже в том случае, если сила тока в сети будет большой. Поэтому в преобразователь данного типа, у которого мощность не превышает параметр 200 ватт, можно радиаторы и не устанавливать.
- При этом транзисторы могут через себя пропускать ток, постоянного действия, величиной до 104 А, а импульсный до 360 А. в свою очередь, это позволяет использовать в преобразователе трансформатор мощностью в 1000 ватт. То есть, при напряжении в сети 220 вольт можно снять нагрузку величиной 400 Вт.
По сути, получается так, что в преобразователь 12-220 данного типа можно устанавливать любой трансформатор, у которого две катушки на 12 вольт. Но при этом придется учитывать соотношение мощности самого прибора с мощностью потребляющей сети, это соотношение должно быть 2,5. То есть, преобразователь должен иметь мощность в 2,5 раза выше, чем у потребителей в сумме.
Подетальный разбор
В схеме установлен стабилизатор, который питает микросхему А1. Состоит он из цепочки: R3-VD1-C3, при этом в качестве стабилитрона (VD1) может быть использован любой аналогичный прибор с показателем стабилизации 8-10 вольт.
Обратите внимание, что конденсаторы С4 и С5 установлены параллельно. Если вы не нашли их такой емкостью, как показано на схеме, то можно сделать замену на аналогичные (лучше импортные) с емкостью 4700 мкФ.
Конденсатор С6 – это элемент, подавляющий высокочастотные импульсы на выходе. Лучше всего для этого использовать марку К 73-17 отечественного производства или аналогичный зарубежного исполнения.
И последняя рекомендация или нюанс. Так как в сети на 12 вольт при потреблении 400 Вт будет образовываться ток силой 40 А, то необходимо будет рассчитать сечение используемых проводов. Особенно это касается кабеля, соединяющего аккумулятор и преобразователь. Учтите, что длина провода должна быть минимальной.
Как видите, сделать преобразователь с 12 вольт на 220В своими руками, не очень сложно. Схема проста, в ней минимизировано количество деталей, что снижает стоимость прибора в целом. Плюс более эффективная его работа.
Комментарии (40):
#1 Белоснежный Февраль 19 2015
Perfetto. Прекрасно Эту схему похоже я искал про транзистор очень интересно. Если увеличить колличество витков скажем в три раза ток на КТ 817 тоже снизится до 0,6 . Ему быстродействия не хватает это причина высокого тока?
увеличивать витки непробовал честно говоря.а что быстродействия нехватает так то да,потому и заменен на кт940. можно еще больше снизить ток. от лампы взять только саму лампу а плату выкинуть из нее. тогда ток лежит в пределах 0.3-0.35а..
#3 Селюк Май 12 2015
Все очень "просто", но где взять чашки трансформатора??
#4 root Май 12 2015
В конструкции трансформатора данного высоковольтного преобразователя зазора между ферритовыми чашками нет, поэтому можно попробовать использовать ферритовое кольцо или каркас от импульсного трансформатора с ферритовым сердечником(можно взять из нерабочего блока питания от компьютера).
С количеством витков и напряжением на выходе нужно будет экспериментировать.
#5 pavel Июнь 01 2015
А какой принцип расчета трансформатора и подбора транзисторов для этого инвертора? Хочется сделать такой с питанием от 60 вольт.
Чашки взяты потому что просто были, да и число витков в такой сердечник нужно меньше. Ферритовые кольца не пробовал, на обычном Ш образном феррите работает нормально. Сколько витков мотал не помню, первичку вроде - 12 витков проводом 0,5мм, а повышающую вобще на глазок, до заполнения каркаса имеющегося на сердечнике. Трансформатор был взят из монитора 4 на 5 см.
#7 егор Октябрь 05 2015
у меня к вам вопрос на сколько резистор слева ом на 220???
просто я не очень в электронике)))
#8 root Октябрь 05 2015
Если возле резистора только цифры - значит сопротивление в Омах. На схеме резистор имеет сопротивление 220 Ом.
Скажите, а возможно вашу схему использовать для питания тиратрона МТХ-90 и не от 12, а от аккумулятора 3.7 вольт?
Если возможно, то какие лучше взять транзисторы? У МТХ-90 рабочий ток небольшой - от 2 до 7 мА, а напряжение для зажигания нужно около 170 вольт, ну это можно с трансформатором поэкспериментировать (про напряжение).
Даже не знаю что ответить. Как-то не задумывался.. А для чего нужно тиратрон от этой схемы питать? В принципе он работать будет конечно, вопрос только как.. от 3.7 вольт тоже можно, но это надо обмотки пересчитывать или подобрать опытным путем.
#11 Олег Декабрь 13 2015
Люди, расскажите как сделать инвертор из транзисторов от китайской машинки на пульте управления. Можно ли поставить кольцевой ферритовый сердечник и можно ли сделать разницу в витках в 3 раза? Мне так сделать инвертор для интереса и чтоб по проще. И можно ли поставить напряжение на входе где-то 3в?
Ответьте пожалуйста! Буду рад, если ответите на все мои вопросы! Жду ваших ответов!
#12 александр Декабрь 17 2015
У меня есть ферритовые чашки 30\10 можно ли на них намотать транс и какое число витков надо мотать ну хотя бы приблизительно.
#13 Александр Январь 24 2016
Все там прекрасно работает, и 15 ватт лампа, и 20 ватт. Транзисторы по мощнее просто нужно. КТ940 можно не трогать, а вот 814 можно бы и заменить хотяб на КТ837. А если ток высокий- не нужно ничего перематывать, просто нужно увеличивать номинал резистора 3.1к.И трансформатор не обязательно таких размеров, прокатит даже импульсник с зарядки, особую роль все равно будут играть транзисторы. p.s. У данных транзисторов мощность не более 10 ватт
#14 Эдуард Февраль 01 2016
Каким транзистором можно заменить кт814?на 13005 или кт805 можно?
#15 Александр Февраль 03 2016
Меняй на кт805- нехило мощности сошкребешь, ибо кт805 по даташиту до 60 ватт дать может
КТ814 - это p-n-p проводимости,а КТ805 и 13005 n-p-n ..., конечно нельзя Эдуард...
#17 марс Май 11 2016
я вместо кт814 ставил кт816,15Вт лампу потянуло.
#18 sasha Ноябрь 06 2016
ставил кт805 и кт837. первичка 16в.0.5мм. вторичка 230в. 0.3мм. лампа 23вт. отлично светиться.
#19 Эдуард Ноябрь 19 2016
March.встречный вопрос,чем тогда можно заменить кт940,таким образом, чтобы кт814 заменить на кт805 или 13005 и сменить полярность питания?Возникла идея:выпаял из электронного трансформатора для галогеновых ламп 12 вольтовых импульсный трансформатор,там как раз вторичка 12-14 витков и первичка около 150-200 витков.если его развернуть как повышаюший и воткнуть в данную схему?думаю должно прокатить,а если заменить связку кт814 и кт940 на чтото более современное то можно и до 40 вт мощности выжать?Хочу еще попробовать на ШИМ контроллере uc3845 сделать,там схема вообще примитивная:микросхема UC3845,в ее цепи частото задающие резистор и пленочный конденсатор,полевой транзистор IRFZ44 и трансформатор из электронного трансформатора,включенный в схему как повышающий,в итоге имеем до 100 Вт мощи при 12 вольтах
а зачем"..940 вых в старых цветностях валом.. девать у каждого некуда... заменить любым обратным транзистором,а хочется 805 , то да..940 на прямой проводимости.... и полярность сменить... только опять же -зачем все таких транз. у каждого в закромах немеряно...
#21 павел Февраль 09 2017
а зачем вам мощность схемы повышать:)? что, КрАЗовские аккумуляторы будете использовать (190 а/ч)?? эта схема имеет смысл, как правильно сказал товарищ, если использовать колбу от лампы со сгоревшей схемой. иначе, на хрена коту баян: светодиодный светильник от того же аккумулятора, при той же светоотдаче просветит в разы дольше!..
#22 павел Февраль 09 2017
теперь про транзисторы: поменять-то их можно, но нужно вспомнить, что любой силовой транзистор обеспечивает свою заявленную мощность только при использовании соответствующего теплоотвода. этот факт влияет напрямую на габариты всего устройства. да и где вы возьмете энергосб. л ампу мощнее 30 ватт=150? я не встречал в продаже. а об аккумуляторе для такой "соски" я уже говорил:). так что, знайте меру, изобретатели, удачи!
#23 Эдуард Февраль 24 2017
March,вот у меня как раз таки проблема с советскими кт940 и кт814.в основном в моих запасах импортные мощные высокочастотные биполярные транзисторы 13005 на 5 ампер 400 вольт, и им подобные.делал я ка кто схему блокинг генератора на одном транзисторе 13005 ,так с ним удалось в полную яркость зажечь колбу от 30 Вт энергосберегалки,при этом транзистор был чуть теплый.а советские кт814 и кт805 САМИ ПО СЕБЕ ГЛЮЧНЫЕ ВСКИПАЮТ БЫСТРО ДАЖЕ С РАДИАТОРОМ
я бы не стал утверждать что кт805 глючные.. смотря какие использовать. в пластике ненадежные,есть такое дело и то за 80 какие то года. брать 805 в металле,так вобще неубиваемый транзистор.однако нужно подчеркнуть тот факт,что глючные они не потому что плохие,а потому что попали не совсем в умелые руки,всего лишь
а поставить можно хоть свч транзисторы импортные,работать будет!!! проверено!!. я же не преследовал в этой статье создать миниатюрный светильник,а как приладить сгоревшую лампу с минимальными затратами. чтоб еще послужила
коллектор 814 надо бы заземлить через конденсатор 10 мкф, а то при переключении выброс очень большой.
814 транзистор находится в полуоткрытом состоянии - надо радиатор ему однако.
проще было блокинг-генератор использовать.
какой еще конденсатор в 10мкф,что за бред,неужели невидно по фото,что радиатор миниатюрный все в пачку сигаретную влезет. а блокинг генератор использовать не проще. там нужно три обмотки как минимум. и грется там транзистор будет нисколько не меньше!!!
#28 IamJiva Август 14 2017
блокинг генератор служит той же цели, осуществить обратную связь(микрофон к колонке поднести чтоб гудело), если обошлись без микрофона - нафиг он не нужен, здесь обошлись добавив транзистор, в блокинге можно одним транзистотром обойтись, а фазу развернуть витками обмотки, которые(позволяют) независимо подключаемы в любой полярности. много ватт выжать можно но трудно, часть энергии(у мощных ламп существенная, вплоть до 90%) теряется на диодном мосте и эллектролите(в выпрямителе лампы) дешевых(особено если мощные) и 50гц пригодных, на 50кгц от них уже дым может пойти а напряжение так и не появится для старта лампы, 50гц диоды(простые,тоесть не ультрафаст и не Шотки) не успевают запираться, и сливают заряд назад в обмотку или еще куда, от этого нагрев всего и неправильная работа генератотра, электролит имеет индуктивность(последовательную), и короткий импульс он только "признаёт" но не спешит выполнять приказ, в ожидании команды отставить... ток начинает наростать до бесконечности или сколько дадут, для 50гц мгновенно, для 50кгц - никогда... транзистор надо быстрый, грется он может и НИКАК при этом, IRF840 2шт правильно использованные давали на 4 колонках 4ома по 500wt каждая, 2000Wt мощности в классе D питаясь +-85В(170В) шим TL494, драйвер Ir2112 в затворах, ультрафаст диоды 4шт шунтируют ЗИ и ИС, варисторы 400в BC 30в ЗИ
2квт драм энд бейс мощности, они были чуть теплые на такихже радиаторах как тут, на выходе дроссель из ТВС и 200витков, при 2500wt они сгорали без предупреждения
шунтировать диодом, а лучше варистором вых трансформатор первичку тут неплохо бы (от флайбек импульсов возможных в случае отрывания нагрузки, подбор транзисторов и витков первички по максимуму кпд тут также важен и ценен как соотношение сахара и уксуса с водой + время по таймеру в микроволновке, чтоб уйти-прити и леденцы вытащить, схема работает как жонглёр которого вы никогда не видели, надеятся на простоту переноса идеала-гармонии-КПД-мощности в другой цирк и пиджак не приходится
Один вопрос к автору. Этот преобразователь потянет электробритву Харьков, Агидель, Бердск и т.д
Мне нужен именно такой миниатюрный, что бы встроить на всегда в авто для бритья.
Только не пишите, что в продаже полно электробритв от батареек и заводные. Мне моя дорога.
Она пол жизни со мной.
Удачи.
#30 root Январь 21 2018
Для питания электробритвы на 220В от бортовой сети авто лучше собрать какой-то более надежный и мощный преобразователь напряжения. Вот несколько подобных схем:
- Инвертор напряжения 12В в 220В из доступных деталей (555, К561ИЕ8, MJ3001)
- Простой инвертор напряжения 13В-220В для автомобиля (CD4093, IRF530)
Спасибо за ссылки но это слишком затратно да и сложно на коленке собрать.
Нет у меня таких деталей. А вот старый цвет.тел. и магнитофон есть. Там как раз всё это есть
Люди пишут, что можно поднять мощность заменой транзисторов на 805,837.
Эектробритва потребляет 30вт. Может потянет. Как думаете.
Попалось в руки ПЗУ Вариом А.
Беда в том, что транзисторы П216Г теперь не найти, а именно один из них не рабочий. По параметрам вроде подойдёт ГТ701А но вот как определить резисторы. Их там всего 4 штучки, две пары. Просто заменить оба П216Г на ГТ701А думаю не прокатит. Подскажите.
#33 root Февраль 05 2018
Agu1954, транзисторы П216 можно заменить на ГТ701А или П210В. Ниже приведены основные предельные эксплуатационные характеристики этих транзисторов:
- П216Г: Uкб, макс=50В; Ik макс=7,5А; Pк макс=24Вт; h21э>5; f гp.>0,2МГц;
- П210В: Uкб, макс=45В; Ik макс=12А; Pк макс=45Вт; h21э>10; f гp.>0,1МГц;
- ГТ701А: Uкб, макс=55В; Ik макс=12А; Pк макс=50Вт; h21э>10; f гp.=0,05МГц;
Выполнить замену двух транзисторов П216 на ГТ701А (П210В). В целях безопасности, первое подключение схемы к аккумуляторной батареи выполнять через плавкий предохранитель на 3А.
P.S. вопросы, не касающиеся схемы что приведена в публикации задавайте, пожалуйста, на форуме или в наших соцгруппах ВК и ФБ.
#34 Сергей Февраль 16 2018
#35 root Февраль 16 2018
Здравствуйте, Сергей. Был указан старый, и уже не рабочий, почтовый адрес. Исправили на новый.
#36 Сергей Февраль 16 2018
этот преобразователь работает на частоте далеко большей чем 50гц. где то в районе 20-50кгц. даже если поднять мощность заменив транзисторы на более мощные,бритва всеравно работать не будет. просто физически двигатель не сможет работать на частоте в десятки килогерц
#38 Петро Копитоненко Ноябрь 19 2018
Чтоб понизить частоту тока на преобразователе надо попробовать увеличит число витков трансформатора как первичной обмотки, так и вторичной. Я из чего исхожу. Трансформаторы на 50 герц имеют большое число витков. А высокочастотные - малое число витков. Это тоже что и в колебательных контурах частота зависит от числа витков. Я вот спаял экспиременталный преобразователь с фабричным трансформатором на 50 герц. Там две первичные обмотки намотаны по 40 витков вместо 10 витков по схеме. Я слышал жужание трансформатора с частотой около 40 герц на слух. Если б это была частота 50 килогерц, я бы ничего не услышал!!!
#39 Давид Июнь 13 2019
А можно в данной схеме использовать готовый трансформатор. Например повышающий трансформатор ТП 30-2, только подключиться наоборот (к выходной обмотке 15 вольт)
#40 root Июнь 15 2019
В схеме нужен высокочастотный трансформатор, ТП 30-2 или другой сетевой с Ш-подобным или тороидальным железом здесь не подойдет.
Автомобильный инвертор напряжения порой бывает невероятно полезен, но большинство изделий в магазинах либо грешат качеством, либо по мощности не устраивают, а стоят при этом недёшево. Но ведь схема инвертора состоит из простейших деталей, потому мы предлагаем инструкцию по сборке преобразователя напряжения своими руками.
Корпус для инвертора
Первое, что нужно учесть — потери преобразования электричества, выделяющиеся в виде тепла на ключах схемы. В среднем эта величина составляет 2-5% от номинальной мощности устройства, но показатель этот имеет свойство расти из-за неправильного подбора или старения комплектующих.
Отвод тепла от полупроводниковых элементов имеет ключевое значение: транзисторы очень чувствительны к перегреву и выражается это в быстрой деградации последних и, вероятно, их полному отказу. По этой причине основанием для корпуса должен служить теплоотвод — алюминиевый радиатор.
Из радиаторных профилей хорошо подойдёт обычная «расчёска» шириной 80-120 мм и длиной около 300-400 мм. к плоской части профиля винтами крепятся экраны полевых транзисторов — металлические пятачки на их задней поверхности. Но и с этим не всё просто: электрического контакта между экранами всех транзисторов схемы быть не должно, поэтому радиатор и крепления изолируются слюдяными плёнками и картонными шайбами, при этом по обе стороны диэлектрической прокладки металлсодержащей пастой наносится термоинтерфейс.
Определяем нагрузку и закупаем компоненты
Крайне важно понимать, почему инвертор — это не просто трансформатор напряжения, а также почему существует столь разнообразный перечень подобных устройств. Прежде всего помните, что подключив трансформатор к источнику постоянного тока, вы ничего не получите на выходе: ток в АКБ не меняет полярности, соответственно, явление электромагнитной индукции в трансформаторе отсутствует как таковое.
Первая часть схемы инвертора — входной мультивибратор, имитирующий колебания сети для совершения трансформации. Собирается он обычно на двух биполярных транзисторах, способных раскачать силовые ключи (например, IRFZ44, IRF1010NPBF или мощнее — IRF1404ZPBF), для которых важнейший параметр — предельно допустимый ток. Он может достигать нескольких сотен ампер, но в целом вам достаточно умножить значение тока на вольтаж аккумуляторной батареи, чтобы получить ориентировочное количество ватт выходной мощности без учёта потерь.
Простой преобразователь на основе мультивибратора и силовых полевых ключей IRFZ44
Частота работы мультивибратора непостоянна, рассчитывать и стабилизировать её — пустая трата времени. Вместо этого ток на выходе трансформатора снова превращается в постоянный с помощью диодного моста. Такой инвертор может быть пригоден для питания чисто активных нагрузок — ламп накаливания или электрических нагревателей , печек.
На основе полученной базы можно собирать и другие схемы, отличающиеся частотой и чистотой выходного сигнала. Подбор компонентов для высоковольтной части схемы сделать проще: токи здесь не такие высокие, в ряде случаев сборку выходного мультивибратора и фильтра можно заменить парой микросхем с соответствующей обвязкой. Конденсаторы для нагрузочной сети следует использовать электролитические, а для цепей с низким уровнем сигнала — слюдяные.
Вариант преобразователя с генератором частоты на микросхемах К561ТМ2 в первичном контуре
Стоит также заметить, что для увеличения итоговой мощности вовсе не обязательно закупать более мощные и стойкие к нагреву компоненты первичного мультивибратора. Задачу можно решить увеличением числа преобразовательных контуров, включенных параллельно, но для каждого из них потребуется собственный трансформатор.
Вариант с пареллельным подключением контуров
Борьба за синусоиду — разбираем типовые схемы
Инверторы напряжения сегодня используются повсеместно как автолюбителями, желающими пользоваться бытовой техникой вдалеке от дома, так и обитателями автономных жилищ, питающихся солнечной энергией . И в целом можно сказать, что от сложности устройства преобразователя напрямую зависит ширина спектра токоприёмников, которые можно к нему подключить.
К сожалению, чистый «синус» присутствует только в магистральной электросети, добиться преобразования постоянного тока в него очень и очень сложно. Но в большинстве случаев этого и не требуется. Чтобы подключать электрические двигатели (от дрели до кофемолки), достаточно пульсирующего тока с частотой от 50 до 100 герц без сглаживания.
ЭСЛ, светодиодные лампы и всевозможные генераторы тока (блоки питания, зарядные устройства)более критичны к выбору частоты, поскольку именно на 50 Гц основана схема их работы. В таких случаях следует включать во вторичный вибратор микросхемы, зовущиеся генератором импульсов. Они могут коммутировать небольшую нагрузку непосредственно, либо исполнять роль «дирижёра» для серии силовых ключей выходной цепи инвертора.
Но даже такой хитрый план не сработает, если вы планируете использовать инвертор для стабильного питания сетей с массой разнородных потребителей, включая асинхронные электрические машины. Здесь чистый «синус» очень важен и реализовать такое под силу лишь преобразователям частоты с цифровым управлением сигналом.
Трансформатор: подберём или сами
Для сборки инвертора нам не хватает всего одного элемента схемы, выполняющего трансформацию низкого напряжения в высокое. Вы можете использовать трансформаторы из блоков питания персональных компьютеров и старых ИБП, их обмотки как раз рассчитаны на трансформацию 12/24-250 В и обратно, остаётся лишь правильно определить выводы.
И всё же лучше намотать трансформатор своими руками, благо что ферритовые кольца дают возможность сделать это самому и с любыми параметрами. Феррит обладает отличной электромагнитной проводимостью, а значит, потери при трансформации будут минимальными даже если провод намотан вручную и не плотно. К тому же вы легко рассчитаете необходимое количество витков и толщину провода по имеющимся в сети калькуляторам.
Перед намоткой кольцо сердечника нужно подготовить — снять надфилем острые кромки и плотно обмотать изолятором — стеклотканью, пропитанной эпоксидным клеем. Далее следует намотка первичной обмотки из толстого медного провода расчётного сечения. После набора нужного количества витков их необходимо равномерно распределить по поверхности кольца с равным интервалом. Выводы обмотки соединяются согласно схеме и изолируются термоусадкой.
Первичная обмотка покрывается двумя слоями лавсановой изоленты, затем наматывается высоковольтная вторичная обмотка и ещё один слой изоляции. Важный момент — мотать «вторичку» нужно в обратном направлении, иначе трансформатор работать не будет. В завершение к одному из отводов нужно припаять в разрыв полупроводниковый термопредохранитель, ток и температура срабатывания которого определяются параметрами провода вторичной обмотки (корпус предохранителя нужно плотно примотать к трансформатору). Сверху трансформатор обматывается двумя слоями виниловой изоляции без клейкой основы, конец закрепляется стяжкой или цианакрилатным клеем.
Монтаж радиоэлементов
Осталось собрать устройство. Поскольку компонентов в схеме не так много, можно размещать их не на печатной плате, а навесным монтажом с креплением к радиатору, то есть к корпусу устройства. К штыревым ножкам подпаиваемся моножильным медным проводом достаточно большого сечения, затем место соединения укрепляется 5-7 витками тонкой трансформаторной проволоки и небольшим количеством припоя ПОС-61. После остывания соединения оно изолируется тонкой термоусадочной трубкой.
Схемы высокой мощности и со сложным вторичным контуром могут потребовать изготовления печатной платы, на краю которой в ряд размещены транзисторы для свободного крепления к теплоотводу. Для изготовления печатки пригоден стеклотекстолит с толщиной фольги не менее 50 мкм, если же покрытие более тонкое — усиливайте цепи низкого напряжения перемычками из медного провода.
Изготовить печатную плату в домашних условиях сегодня просто — программа Sprint-Layout позволяет рисовать обтравочные трафареты для схем любой сложности, в том числе и для двухсторонних плат. Полученное изображение распечатывается лазерным принтером на качественной фотобумаге. Затем трафарет прикладывается к очищенной и обезжиренной меди, проглаживается утюгом, бумага размывается водой. Технология получила название «лазерно-утюжной» (ЛУТ) и описана в сети достаточно подробно.
Вытравливать остатки меди можно хлорным железом, электролитом или даже поваренной солью, способов предостаточно. После вытравливания припекшийся тонер нужно смыть, просверлить монтажные отверстия сверлом в 1 мм и пройтись по всем дорожкам паяльником (под флюсом), чтобы залудить медь контактных площадок и улучшить проводимость каналов.