Przetwornica DIY 12-220 V (schemat)

Do pewnych celów potrzebowałem konwertera podwyższającego. napięcie wyjściowe od 12 V do 220 V. Po przeszukaniu forum zdecydowałem się na wykonanie zasilacza komputerowego z części zamiennych. Od razu to zauważę Lepiej wziąć większy transformator- mały potrafi dziwnie mrugać i w normalnym trybie pobiera zazwyczaj około 20 watów, a nawet mniej. Grzejniki są instalowane przy obciążeniu większym niż 50 watów, gdy tranzystory nagrzewają się powyżej normy.

Obwód konwertera:

Konstrukcyjnie płytkę urządzenia można zamontować w dowolnej obudowie zapewniającej ochronę przed dotykiem człowieka. Zobacz zdjęcie rysunku.

Jeżeli zasilamy telewizor lub żarówkę to w ogóle nie potrzebujemy prostownika, a swoją drogą przetwornica ta zasila także świetlówkę kompaktową CFL – próbowałem z lampą o mocy 15 W. Wszystkie części oprócz transformatora zostały wzięte jako nowe- więc nie było specjalnych problemów. W przyszłości planowane jest wykonanie dwóch kolejnych kopii, uwzględniając szczegółowo i schematycznie zidentyfikowane cechy.

Krótki opis obwodu i jej praca z ucha szanowanego użytkownika forum: Obwód to konwerter impulsów push-pull zamontowany na kontrolerze PWM TL494 (i jego analogach), co czyni go dość prostym. Na wyjściu znajdują się bardzo wydajne diody prostownicze, które podwajają napięcie. Można go również używać bez diod, uzyskując napięcie przemienne. W przypadku stateczników elektronicznych stałe napięcie i polaryzacja przełączania nie mają znaczenia, ponieważ obwód statecznika ma na wejściu mostek diodowy (choć diody nie są tam tak „szybkie” jak w naszym konwerterze).

Przetwornica wykorzystuje napięcie 12 V na 220 gotowy transformator obniżający wysokiej częstotliwości z zasilacza (PSU) komputera, ale w naszym konwerterze stanie się wręcz transformatorem podwyższającym. Transformator obniżający napięcie można pobrać zarówno z zasilaczy AT, jak i ATX. Z praktyki wynika, że ​​transformatory różnią się tylko rozmiarem, ale rozmieszczenie pinów jest identyczne. Uszkodzony zasilacz (lub jego transformator) można znaleźć w każdym warsztacie komputerowym.

C1 to 1 nanofarad, o kodzie 102 na obudowie;
R1 – ustawia szerokość impulsów wyjściowych.
R2 (razem z C1) ustawia częstotliwość roboczą.

Zmniejszamy rezystancję R1 - zwiększamy częstotliwość. Zwiększamy pojemność C1 - zmniejszamy częstotliwość. I wzajemnie.

Tranzystory to tranzystory polowe MOS (metal-tlenek-półprzewodnik) dużej mocy, które charakteryzują się krótszym czasem reakcji i prostszymi obwodami sterującymi. IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N działają równie dobrze. Grzejnik nie jest potrzebny, ponieważ dłuższa praca nie powoduje zauważalnego nagrzewania się tranzystorów. A jeśli chcesz zainstalować go na grzejniku, to uważaj, nie zwieraj kołnierzy obudów tranzystorów przez grzejnik! Użyj uszczelek izolacyjnych i podkładek tulejowych z zasilacza komputerowego.

Jednak na pierwszy start grzejnik nie zaszkodzi; przynajmniej tranzystory nie spalą się natychmiast z powodu przegrzania w przypadku błędów montażowych lub zwarcia na wyjściu. Zabezpieczenie obwodu przed przeciążeniem i odwróceniem polaryzacji można zrealizować za pomocą bezpiecznika i diody na wejściu.

Ja mam jako klucze np Zastosowano popularne pole irf540n. Na konferencji omawiany jest obwód przetwornicy i tam można zadawać pytania, które pojawiają się w trakcie montażu. Montaż i testowanie: redmoon.

W tym artykule znajdziesz szczegółowe instrukcje krok po kroku dotyczące wykonania falownika prądu przemiennego 220 V 50 Hz z akumulatora samochodowego 12 V. Takie urządzenie jest w stanie dostarczyć moc od 150 do 300 W.

Schemat obwodu tego urządzenia jest dość prosty..

Układ ten działa na zasadzie konwerterów Push-Pull. Sercem urządzenia będzie płytka CD-4047, która pełni funkcję oscylatora głównego, a także steruje tranzystorami polowymi pracującymi w trybie przełącznikowym. Otwarty może być tylko jeden tranzystor, jeśli jednocześnie zostaną otwarte dwa tranzystory, nastąpi zwarcie, w wyniku którego tranzystory się spalą; może się to również zdarzyć w przypadku niewłaściwego sterowania.

Płytka CD-4047 nie jest przeznaczona do precyzyjnego sterowania tranzystorami polowymi, ale radzi sobie z tym zadaniem doskonale. Ponadto, aby urządzenie działało, potrzebny będzie transformator ze starego zasilacza UPS o mocy 250 lub 300 W z uzwojeniem pierwotnym i środkowym dodatnim punktem połączenia ze źródłem zasilania.

Transformator ma dość dużą liczbę uzwojeń wtórnych, będziesz musiał użyć woltomierza, aby zmierzyć wszystkie zaczepy i znaleźć uzwojenie sieci 220 V. Przewody, których potrzebujemy, zapewnią najwyższą rezystancję elektryczną wynoszącą około 17 omów, dodatkowe przewody można usunąć.

Przed rozpoczęciem lutowania zaleca się ponowne sprawdzenie wszystkiego. Zaleca się dobieranie tranzystorów z tej samej partii i o tych samych charakterystykach, kondensator obwodu sterującego często charakteryzuje się niewielkim wyciekiem i wąską tolerancją. Takie cechy określa tester tranzystorów.

Ponieważ płyta CD-4047 nie ma analogów, należy ją kupić, ale w razie potrzeby można wymienić tranzystory polowe na n-kanałowe o napięciu 60 V lub większym i prądzie co najmniej 35 A. Pasuje do serii IRFZ.

Układ może także działać wykorzystując na wyjściu tranzystory bipolarne, jednak należy pamiętać, że moc urządzenia będzie znacznie mniejsza w porównaniu z obwodem wykorzystującym „przełączniki polowe”.

Ograniczające rezystory bramkowe powinny mieć rezystancję 10-100 omów, ale zaleca się stosowanie rezystorów 22-47 omów i mocy 250 mW.

Często obwód główny jest montowany wyłącznie z elementów wskazanych na schemacie, który ma dokładne ustawienia przy 50 Hz.

Jeśli prawidłowo zmontujesz urządzenie, będzie ono działać od pierwszych sekund, jednak przy pierwszym uruchomieniu ważne jest, aby zachować bezpieczną stronę. Aby to zrobić, zamiast bezpiecznika (patrz schemat) należy zainstalować rezystor o wartości nominalnej 5-10 omów lub żarówkę 12 V, aby uniknąć eksplozji tranzystorów w przypadku popełnienia błędu.

Jeśli urządzenie działa stabilnie, transformator wyda dźwięk, ale klawisze nie będą się nagrzewać. Jeśli wszystko działa poprawnie należy usunąć rezystor (żarówkę) i doprowadzić zasilanie przez bezpiecznik.

Falownik zużywa średnio energię na biegu jałowym od 150 do 300 mA, w zależności od źródła zasilania i rodzaju transformatora.

Następnie należy zmierzyć napięcie wyjściowe, moc wyjściowa powinna wynosić około 210-260 V, jest to uważane za normalny wskaźnik, ponieważ falownik nie ma stabilizacji. Następnie musisz sprawdzić urządzenie, podłączając 60-watową żarówkę pod obciążeniem i pozwalając jej działać przez 10-15 sekund, w tym czasie klawisze trochę się nagrzeją, ponieważ nie mają radiatorów. Klawisze powinny nagrzewać się równomiernie, jeśli nagrzewanie nie jest równomierne, należy poszukać, gdzie popełniono błąd.

Falownik wyposażamy w funkcję Remote Control

Główny przewód dodatni należy podłączyć do środkowego punktu transformatora, jednak aby urządzenie zaczęło działać, należy do płytki podłączyć niskoprądowy przewód dodatni. Spowoduje to uruchomienie generatora impulsów.

Kilka sugestii dotyczących instalacji. Wszystko montujemy w obudowie zasilacza komputera, tranzystory należy zamontować na osobnych radiatorach.

Jeżeli zainstalowany jest wspólny radiator, należy odizolować obudowę tranzystora od radiatora. Chłodnica jest podłączona do magistrali 12V.

Jedną z istotnych wad tego falownika jest brak zabezpieczenia przed zwarciem i w przypadku jego wystąpienia spalą się wszystkie tranzystory. Aby temu zapobiec należy na wyjściu zamontować bezpiecznik 1A.

Do uruchomienia falownika służy przycisk małej mocy, przez który plus zostanie dostarczony do płytki. Szyny zasilające transformatora należy mocować bezpośrednio do grzejników tranzystorów.

Jeśli podłączysz licznik energii do wyjścia przetwornicy, będziesz mógł sprawdzić, czy częstotliwość wyjściowa i napięcie mieszczą się w dopuszczalnych granicach. Jeśli uzyskasz wartość większą lub mniejszą niż 50 Hz, musisz ją wyregulować za pomocą wieloobrotowego rezystora zmiennego, który jest zainstalowany na płycie.

Aby podłączyć urządzenia gospodarstwa domowego do instalacji elektrycznej samochodu, potrzebny jest falownik, który może podnieść napięcie z 12 V do 220 V. Na półkach sklepowych jest ich wystarczająca ilość, ale ich cena nie zachęca. Dla tych, którzy są trochę zaznajomieni z elektrotechniką, możliwe jest złożenie przetwornika napięcia 12-220 V własnymi rękami. Przeanalizujemy dwa proste schematy.

Konwertery i ich rodzaje

Istnieją trzy typy konwerterów 12-220 V. Pierwszy to od 12 V do 220 V. Takie falowniki są popularne wśród kierowców: za ich pośrednictwem można podłączyć standardowe urządzenia - telewizory, odkurzacze itp. Odwrotna konwersja - z 220 V na 12 - jest wymagana rzadko, zwykle w pomieszczeniach o trudnych warunkach pracy (wysoka wilgotność), aby zapewnić bezpieczeństwo elektryczne. Na przykład w łaźniach parowych, basenach lub łaźniach. Aby nie ryzykować, standardowe napięcie 220 V zmniejsza się do 12 przy użyciu odpowiedniego sprzętu.

Trzecia opcja to raczej stabilizator oparty na dwóch konwerterach. Najpierw standardowe napięcie 220 V jest konwertowane na 12 V, a następnie z powrotem na 220 V. Ta podwójna konwersja pozwala uzyskać idealną falę sinusoidalną na wyjściu. Urządzenia takie są niezbędne do normalnej pracy większości elektronicznie sterowanych urządzeń gospodarstwa domowego. W każdym razie podczas instalacji zdecydowanie zaleca się zasilanie go przez właśnie taką przetwornicę - jego elektronika jest bardzo wrażliwa na jakość zasilania, a wymiana płyty sterującej kosztuje około połowę kotła.

Przetwornica impulsów 12-220V 300 W

Obwód ten jest prosty, części są dostępne, większość z nich można wyjąć z zasilacza komputera lub kupić w dowolnym sklepie radiowym. Zaletą układu jest łatwość wykonania, wadą jest nieidealna sinusoida na wyjściu i częstotliwość wyższa niż standardowe 50 Hz. Oznacza to, że do tego konwertera nie można podłączać urządzeń wymagających zasilania. Do wyjścia można bezpośrednio podłączyć niezbyt wrażliwe urządzenia - żarówki, żelazko, lutownicę, ładowarkę do telefonu itp.

Prezentowany obwód w trybie normalnym wytwarza 1,5 A lub pobiera obciążenie 300 W, maksymalnie 2,5 A, ale w tym trybie tranzystory zauważalnie się nagrzewają.

Układ zbudowano na popularnym kontrolerze PWM TLT494. Tranzystory polowe Q1 Q2 należy umieścić na grzejnikach, najlepiej osobnych. W przypadku montażu na jednym grzejniku pod tranzystorami należy umieścić uszczelkę izolacyjną. Zamiast IRFZ244 wskazanego na schemacie można zastosować IRFZ46 lub RFZ48, które mają podobną charakterystykę.

Częstotliwość w tym konwerterze 12 V na 220 V jest ustawiana przez rezystor R1 i kondensator C2. Wartości mogą nieznacznie różnić się od pokazanych na schemacie. Jeśli masz stary, niedziałający zasilacz do swojego komputera, który zawiera działający transformator wyjściowy, możesz go umieścić w obwodzie. Jeśli transformator nie działa, zdejmij z niego pierścień ferrytowy i nawiń uzwojenia drutem miedzianym o średnicy 0,6 mm. Najpierw nawijane jest uzwojenie pierwotne - 10 zwojów z wyjściem od środka, a następnie na górze - 80 zwojów wtórnego.

Jak już powiedziano, taki konwerter napięcia 12-220 V może pracować tylko z obciążeniem niewrażliwym na jakość energii. Aby móc podłączyć bardziej wymagające urządzenia, na wyjściu instaluje się prostownik, którego napięcie wyjściowe jest zbliżone do normalnego (schemat poniżej).

W obwodzie znajdują się diody wysokiej częstotliwości typu HER307, ale można je zastąpić serią FR207 lub FR107. Wskazane jest wybieranie pojemników o określonej wielkości.

Falownik na chipie

Przetwornica napięcia 12-220 V zbudowana jest w oparciu o specjalizowany układ KR1211EU1. Jest to generator impulsów, które są usuwane z wyjść 6 i 4. Impulsy są przeciwfazowe, z krótkim odstępem czasu między nimi, aby zapobiec jednoczesnemu otwarciu obu kluczy. Mikroukład zasilany jest napięciem 9,5 V, które jest ustawiane przez stabilizator parametryczny na diodzie Zenera D814V.

Również w obwodzie znajdują się dwa tranzystory polowe dużej mocy - IRL2505 (VT1 i VT2). Mają bardzo niską rezystancję otwarcia kanału wyjściowego - około 0,008 oma, co jest porównywalne z rezystancją klucza mechanicznego. Dopuszczalny prąd stały wynosi do 104 A, prąd impulsowy do 360 A. Takie cechy faktycznie pozwalają uzyskać 220 V przy obciążeniu do 400 W. Tranzystory muszą być instalowane na grzejnikach (przy mocy do 200 W jest to możliwe bez nich).

Częstotliwość impulsów zależy od parametrów rezystora R1 i kondensatora C1, na wyjściu zamontowany jest kondensator C6 w celu tłumienia przepięć o wysokiej częstotliwości.

Lepiej jest wziąć gotowy transformator. W obwodzie jest on włączany odwrotnie - uzwojenie wtórne niskiego napięcia służy jako uzwojenie pierwotne, a napięcie jest usuwane z wtórnego wysokiego napięcia.

Możliwe zamienniki w podstawie elementu:

• Diodę Zenera D814V wskazaną w obwodzie można zastąpić dowolną diodą wytwarzającą 8-10 V. Na przykład KS 182, KS 191, KS 210.
• Jeśli nie ma kondensatorów C4 i C5 typu K50-35 przy 1000 μF, możesz wziąć cztery 5000 μF lub 4700 μF i połączyć je równolegle,
• Zamiast importowanego kondensatora C3 220m można dostarczyć domowy dowolnego typu o pojemności 100-500 µF i napięciu co najmniej 10 V.
• Transformator - dowolny o mocy od 10 W do 1000 W, ale jego moc musi być co najmniej dwukrotnie większa od planowanego obciążenia.

Podczas instalowania obwodów do podłączenia transformatora, tranzystorów i podłączenia do źródła 12 V konieczne jest użycie przewodów o dużym przekroju - prąd tutaj może osiągać wysokie wartości (przy mocy od 400 W do 40 A).

Falownik z wyjściem czystej fali sinusoidalnej

Obwody konwerterów dziennych są skomplikowane nawet dla doświadczonych radioamatorów, więc ich samodzielne wykonanie wcale nie jest łatwe. Przykład najprostszego obwodu znajduje się poniżej.

W takim przypadku łatwiej jest złożyć taki konwerter z gotowych desek. Jak – obejrzyj wideo.

Następny film pokazuje, jak zmontować przetwornicę 220 V z czystą falą sinusoidalną. Tylko napięcie wejściowe nie wynosi 12 V, ale 24 V.

W tym filmie dowiesz się, jak zmienić napięcie wejściowe, ale nadal uzyskać wymagane napięcie 220 V na wyjściu.

Wielu radioamatorów to także miłośnicy samochodów i uwielbiają relaksować się w gronie przyjaciół na łonie natury, jednak nie chcą wcale rezygnować z dobrodziejstw cywilizacji. Dlatego własnymi rękami montują przetwornicę napięcia 12 220, której obwód pokazano na poniższych rysunkach. W tym artykule opowiem i pokażę różne konstrukcje falowników, które służą do uzyskania napięcia sieciowego 220 V z akumulatora samochodowego.

Urządzenie zbudowane jest na falowniku typu push-pull z dwoma mocnymi tranzystorami polowymi. Do tego projektu odpowiednie są dowolne tranzystory polowe z kanałem N o prądzie 40 amperów lub większym; użyłem niedrogich tranzystorów IRFZ44/46/48, ale jeśli potrzebujesz większej mocy na wyjściu, lepiej użyj mocniejszych tranzystorów polowych .

Transformator nawijamy na pierścień ferrytowy lub rdzeń pancerny E50 lub można zastosować dowolny inny. Uzwojenie pierwotne należy nawinąć drutem dwużyłowym o przekroju 0,8 mm - 15 zwojów. Jeśli używasz rdzenia pancernego z dwiema sekcjami na ramie, uzwojenie pierwotne jest nawinięte w jednej z sekcji, a uzwojenie wtórne składa się ze 110-120 zwojów drutu miedzianego 0,3-0,4 mm. Na wyjściu transformatora uzyskujemy napięcie przemienne w zakresie 190-260 woltów, impulsy prostokątne.

Przetwornica napięcia 12 220, której obwód został opisany, może zasilać różne obciążenia, którego moc nie przekracza 100 watów

Kształt impulsu wyjściowego - Prostokątny

Transformator w obwodzie z dwoma uzwojeniami pierwotnymi o napięciu 7 woltów (każde ramię) i uzwojeniem sieciowym o napięciu 220 woltów. Odpowiednie są prawie wszystkie transformatory z zasilaczy awaryjnych, ale o mocy 300 watów lub większej. Średnica drutu uzwojenia pierwotnego wynosi 2,5 mm.

Tranzystory IRFZ44, jeśli ich brakuje, można łatwo zastąpić IRFZ40,46,48, a nawet mocniejszymi - IRF3205, IRL3705. Tranzystory w obwodzie multiwibratora TIP41 (KT819) można zastąpić krajowymi KT805, KT815, KT817 itp.

Uwaga, obwód nie ma zabezpieczenia na wyjściu i wejściu przed zwarciem lub przeciążeniem; klawisze ulegną przegrzaniu lub spaleniu.

Z linku powyżej można pobrać dwie wersje projektu płytki drukowanej oraz zdjęcie gotowego konwertera.

Przetwornica ta jest dość mocna i można nią zasilać lutownicę, szlifierkę, kuchenkę mikrofalową i inne urządzenia. Ale nie zapominaj, że jego częstotliwość robocza nie wynosi 50 Hz.

Uzwojenie pierwotne transformatora nawinięte jest jednocześnie 7 rdzeniami, drutem o średnicy 0,6 mm i zawiera 10 zwojów z odczepem od środka naciągniętym na cały pierścień ferrytowy. Po nawinięciu izolujemy uzwojenie i zaczynamy nawijać uzwojenie podwyższające tym samym drutem, ale już 80 zwojów.

Wskazane jest instalowanie tranzystorów mocy na radiatorach. Jeśli prawidłowo zmontujesz obwód konwertera, powinien on działać natychmiast i nie wymaga żadnej konfiguracji.

Podobnie jak w poprzednim projekcie, sercem obwodu jest TL494.

Jest to gotowe urządzenie konwertujące impulsy typu push-pull, którego kompletnym krajowym analogiem jest 1114EU4. Na wyjściu obwodu zastosowano diody prostownicze o wysokiej wydajności i filtr C.

W przetworniku zastosowałem rdzeń ferrytowy w kształcie litery W z transformatora TPI TV. Wszystkie oryginalne uzwojenia zostały rozwinięte, ponieważ uzwojenie wtórne nawinąłem ponownie 84 zwoje drutem 0,6 w izolacji emaliowanej, następnie warstwę izolacji i przeszedłem do uzwojenia pierwotnego: 4 zwoje ukośne z 8 drutów 0,6, po nawinięciu uzwojenia zostały zapętlone i podzielone na pół, otrzymaliśmy 2 uzwojenia po 4 zwoje w 4 przewodach, początek jednego połączyliśmy z końcem drugiego, więc wykonaliśmy kran od środka, a na koniec uzwojenie sprzężenia zwrotnego nawinęliśmy pięcioma zwojami PEL 0,3 drutu.

Badany przez nas obwód przetwornicy napięcia 12 220 zawiera dławik. Można to zrobić samodzielnie, nawijając go na pierścień ferrytowy z zasilacza komputerowego o średnicy 10 mm i 20 zwojów drutu PEL 2.

Istnieje również rysunek płytki drukowanej dla obwodu przetwornicy napięcia 12220 V:

I kilka zdjęć powstałego konwertera 12-220 V:

Znowu spodobał mi się TL494 w połączeniu z mosfetami (to taki nowoczesny typ tranzystorów polowych), tym razem transformator pożyczyłem ze starego zasilacza komputerowego. Układając planszę, wziąłem pod uwagę jej wnioski, dlatego zachowaj ostrożność przy wyborze opcji umieszczenia.

Do tego użyłem puszki po napojach o pojemności 0,25 l, którą udało mi się złapać po locie z Władywostoku, odciąłem ostrym nożem górny pierścień i wyciąłem jego środek, a następnie przykleiłem okrąg z włókna szklanego z dziurkami dla przełącznika i złącza do niego za pomocą żywicy epoksydowej.

Aby słoiczek usztywnił, z plastikowej butelki wyciąłem pasek na szerokość naszego ciała, posmarowałem go klejem epoksydowym i włożyłem do słoiczka.Po wyschnięciu kleju słoiczek stał się dość sztywny i miał izolowane ścianki, dno słoika pozostawiono w czystości dla lepszego kontaktu termicznego z radiatorem tranzystorów.

Aby dokończyć montaż, przylutowałem przewody do pokrywy i zabezpieczyłem ją gorącym klejem, co pozwoli w razie potrzeby zdemontować przetwornicę napięcia, po prostu podgrzewając pokrywę suszarką do włosów.

Konstrukcja przetwornicy jest przeznaczona do zamiany napięcia 12 V z akumulatora na napięcie przemienne 220 V o częstotliwości 50 Hz. Pomysł na program został zapożyczony z listopada 1989 roku.

Konstrukcja radia amatorskiego zawiera oscylator główny zaprojektowany dla częstotliwości 100 Hz na wyzwalaczu K561TM2, dzielnik częstotliwości przez 2 na tym samym chipie, ale na drugim wyzwalaczu oraz wzmacniacz mocy wykorzystujący tranzystory ładowane przez transformator.

Biorąc pod uwagę moc wyjściową przetwornicy napięcia, tranzystory należy montować na grzejnikach o dużej powierzchni chłodzenia.

Transformator można przewinąć ze starego transformatora sieciowego TS-180. Uzwojenie sieciowe można wykorzystać jako uzwojenie wtórne, wówczas nawijane są uzwojenia Ia i Ib.

Przetwornica napięcia złożona z działających elementów nie wymaga regulacji, z wyjątkiem doboru kondensatora C7 z podłączonym obciążeniem.

Jeśli potrzebujesz rysunku płytki drukowanej wykonanego w programie , kliknij rysunek PCB.

Sygnały z mikrokontrolera PIC16F628A poprzez rezystancję 470 omów sterują tranzystorami mocy, wymuszając ich otwieranie jedno po drugim. Półuzwojenia transformatora o mocy 500-1000 VA są podłączone do obwodów źródłowych tranzystorów polowych. Na uzwojeniu wtórnym powinno być napięcie 10 woltów. Jeśli weźmiemy drut o przekroju 3 mm2, wówczas moc wyjściowa wyniesie około 500 W.

Całość jest bardzo zwarta, dzięki czemu można zastosować płytkę stykową bez trawienia ścieżek. Archiwum z oprogramowaniem mikrokontrolera możesz pobrać pod zielonym linkiem tuż powyżej

Obwód konwertera 12-220 wykonany jest na generatorze, który wytwarza symetryczne impulsy, które następują w przesunięciu w fazie oraz na bloku wyjściowym zaimplementowanym na przełącznikach polowych, którego obciążenie jest podłączone do transformatora podwyższającego napięcie. Za pomocą elementów DD1.1 i DD1.2 multiwibrator montowany jest według klasycznego schematu, generując impulsy o częstotliwości powtarzania 100 Hz.

Aby utworzyć symetryczne impulsy poruszające się w przeciwfazie, obwód wykorzystuje wyzwalacz D mikroukładu CD4013. Dzieli przez dwa wszystkie impulsy wchodzące na jego wejście. Jeśli na wejście mamy sygnał o częstotliwości 100 Hz, wówczas sygnał wyjściowy wyzwalacza będzie wynosić tylko 50 Hz.

Ponieważ tranzystory polowe mają izolowaną bramkę, rezystancja czynna pomiędzy ich kanałem a bramką ma tendencję do nieskończenie dużej wartości. Aby zabezpieczyć wyjścia wyzwalające przed przeciążeniem, obwód zawiera dwa elementy buforowe DD1.3 i DD1.4, przez które impulsy przemieszczają się do tranzystorów polowych.

Transformator podwyższający jest zawarty w obwodach drenu tranzystorów. Aby zabezpieczyć się przed samoindukcją, do drenów podłącza się diody Zenera dużej mocy. Tłumienie zakłóceń RF odbywa się za pomocą filtra na R4, C3.

Uzwojenie cewki indukcyjnej L1 wykonane jest ręcznie na pierścieniu ferrytowym o średnicy 28 mm. Nawinięty jest drutem PEL-2 0,6 mm w jednej warstwie. Najpopularniejszym transformatorem sieciowym jest napięcie 220 woltów, ale o mocy co najmniej 100 W i posiadającym dwa uzwojenia wtórne o napięciu 9 V każde.

Aby zwiększyć wydajność przetwornicy napięcia i zapobiec poważnemu przegrzaniu, w stopniu wyjściowym obwodu falownika zastosowano tranzystory polowe o niskiej rezystancji.

Na DD1.1 – DD1.3, C1, R1 wykonany jest prostokątny generator impulsów o częstotliwości powtarzania impulsów 200 Hz. Następnie impulsy docierają do dzielnika częstotliwości zbudowanego na elementach DD2.1 - DD2.2. Dlatego na wyjściu dzielnika 6, na wyjściu DD2.1, częstotliwość jest zmniejszana do 100 Hz, a już na 8. wyjściu DD2.2. jest to 50 Hz.

Sygnał z pinu 8 DD1 i pinu 6 DD2 trafia do diod VD1 i VD2. Aby całkowicie otworzyć tranzystory polowe, konieczne jest zwiększenie amplitudy sygnału przechodzącego z diod VD1 i VD2, w tym celu w obwodzie przetwornicy napięcia zastosowano VT1 i VT2. Tranzystory wyjściowe z efektem polowym są sterowane przez VT3 i VT4. Jeżeli podczas montażu falownika nie popełniono żadnych błędów, to zaczyna on pracę natychmiast po podłączeniu zasilania. Jedyne, co zaleca się zrobić, to wybrać wartość rezystancji R1, aby moc wyjściowa wynosiła zwykle 50 Hz. VT5 i VT6. Kiedy wyjście Q1 (lub Q2) przechodzi w stan niski, tranzystory VT1 i VT3 (lub VT2 i VT4) otwierają się, pojemności bramki zaczynają się rozładowywać, a tranzystory VT5 i VT6 zamykają się.
Sam konwerter zmontowany jest według klasycznego układu push-pull.
Jeżeli napięcie na wyjściu przetwornicy przekroczy ustawioną wartość, napięcie na rezystorze R12 będzie wyższe niż 2,5 V, w związku z czym prąd płynący przez stabilizator DA3 gwałtownie wzrośnie, a na wejściu FV przetwornika pojawi się sygnał wysokiego poziomu. układ DA1.

Jego wyjścia Q1 i Q2 przełączą się w stan zerowy, a tranzystory polowe VT5 i VT6 zamkną się, powodując spadek napięcia wyjściowego.
Do obwodu przetwornicy napięcia dodano także zabezpieczenie prądowe oparte na przekaźniku K1. Jeżeli prąd płynący przez uzwojenie będzie większy od ustawionej wartości, zadziałają styki kontaktronu K1.1. Wejście FC układu DA1 będzie wysokie, a jego wyjścia staną się niskie, co spowoduje zamknięcie tranzystorów VT5 i VT6 i gwałtowny spadek poboru prądu.

Następnie DA1 pozostanie w stanie zablokowanym. Do uruchomienia przetwornicy niezbędny będzie spadek napięcia na wejściu IN DA1, co można osiągnąć albo poprzez wyłączenie zasilania, albo poprzez zwarcie pojemności C1. Aby to zrobić, możesz wprowadzić do obwodu niezatrzaskowy przycisk, którego styki są przylutowane równolegle do kondensatora.
Ponieważ napięcie wyjściowe jest falą prostokątną, kondensator C8 ma za zadanie go wygładzić. Dioda HL1 jest niezbędna do sygnalizacji obecności napięcia wyjściowego.
Transformator T1 wykonany jest z TS-180, można go znaleźć w zasilaczach starych telewizorów CRT. Wszystkie jego uzwojenia wtórne są usuwane i pozostaje napięcie sieciowe 220 V. Służy jako uzwojenie wyjściowe konwertera. Półuzwojenia 1.1 i I.2 wykonane są z drutu PEV-2 1.8, po 35 zwojów. Początek jednego uzwojenia jest połączony z końcem drugiego.
Przekaźnik jest domowej roboty. Jego uzwojenie składa się z 1-2 zwojów izolowanego drutu o prądzie znamionowym do 20...30 A. Drut nawinięty jest na korpus kontaktronu ze stykami zwiernymi.

Wybierając rezystor R3 można ustawić wymaganą częstotliwość napięcia wyjściowego, a rezystor R12 - amplitudę od 215...220 V.

Przetwornica napięcia w samochodzie może czasem okazać się niezwykle przydatna, jednak większość produktów dostępnych w sklepach jest albo kiepskiej jakości, albo niezadowalająca pod względem mocy, a do tego nie jest tania. Ale obwód falownika składa się z najprostszych części, dlatego oferujemy instrukcje dotyczące montażu przetwornika napięcia własnymi rękami.

Obudowa falownika

Pierwszą rzeczą do rozważenia są straty konwersji energii elektrycznej uwalniane w postaci ciepła na przełącznikach obwodów. Średnio wartość ta wynosi 2-5% mocy znamionowej urządzenia, ale liczba ta ma tendencję do zwiększania się z powodu niewłaściwego doboru lub starzenia się komponentów.

Kluczowe znaczenie ma odprowadzanie ciepła z elementów półprzewodnikowych: tranzystory są bardzo wrażliwe na przegrzanie, co wyraża się szybką degradacją tych ostatnich i prawdopodobnie ich całkowitą awarią. Z tego powodu podstawą obudowy powinien być radiator – grzejnik aluminiowy.

Do profili grzejników odpowiedni jest zwykły „grzebień” o szerokości 80-120 mm i długości około 300-400 mm. Ekrany tranzystorów polowych mocowane są do płaskiej części profilu za pomocą śrub – na ich tylnej powierzchni znajdują się metalowe plamki. Ale to nie wszystko jest proste: między ekranami wszystkich tranzystorów w obwodzie nie powinno być kontaktu elektrycznego, dlatego grzejnik i mocowania są izolowane folią mikową i podkładkami kartonowymi, a interfejs termiczny jest nakładany po obu stronach przekładki dielektrycznej pastą zawierającą metal.

Ustalamy obciążenie i kupujemy komponenty

Niezwykle ważne jest zrozumienie, dlaczego falownik to nie tylko przekładnik napięciowy i dlaczego istnieje tak różnorodna oferta tego typu urządzeń. Przede wszystkim pamiętaj, że podłączając transformator do źródła prądu stałego, nic nie uzyskasz na wyjściu: prąd w akumulatorze nie zmienia polaryzacji, w związku z tym zjawisko indukcji elektromagnetycznej w transformatorze jako takie nie występuje.

Pierwszą częścią obwodu falownika jest multiwibrator wejściowy, który symuluje oscylacje sieci w celu przeprowadzenia transformacji. Zwykle montowany jest na dwóch tranzystorach bipolarnych zdolnych do sterowania wyłącznikami mocy (na przykład IRFZ44, IRF1010NPBF lub mocniejszy - IRF1404ZPBF), dla których najważniejszym parametrem jest maksymalny dopuszczalny prąd. Może osiągnąć kilkaset amperów, ale generalnie wystarczy pomnożyć prąd przez napięcie akumulatora, aby uzyskać przybliżoną liczbę watów mocy wyjściowej bez uwzględnienia strat.

Prosty konwerter oparty na multiwibratorze i przełącznikach pola mocy IRFZ44

Częstotliwość pracy multiwibratora nie jest stała, obliczanie jej i stabilizacja to strata czasu. Zamiast tego prąd na wyjściu transformatora jest przekształcany z powrotem na prąd stały za pomocą mostka diodowego. Taki falownik może nadawać się do zasilania odbiorników czysto aktywnych - żarówek lub grzejników elektrycznych, pieców.

Na podstawie uzyskanej bazy można składać inne obwody różniące się częstotliwością i czystością sygnału wyjściowego. Łatwiej jest wybrać komponenty do części obwodu wysokiego napięcia: prądy tutaj nie są tak wysokie, w niektórych przypadkach wyjściowy multiwibrator i zespół filtra można zastąpić parą mikroukładów z odpowiednim okablowaniem. W sieci odbiorczej należy stosować kondensatory elektrolityczne, a w obwodach o niskim poziomie sygnału kondensatory mikowe.

Opcja przetwornicy z generatorem częstotliwości bazującym na mikroukładach K561TM2 w obwodzie pierwotnym

Warto również zauważyć, że aby zwiększyć moc końcową, wcale nie jest konieczne kupowanie mocniejszych i żaroodpornych komponentów pierwotnego multiwibratora. Problem można rozwiązać zwiększając liczbę obwodów przetwornicy połączonych równolegle, jednak każdy z nich będzie wymagał własnego transformatora.

Opcja z równoległym połączeniem obwodów

Walka o sinusoidę – analizujemy typowe obwody

Przetwornice napięcia są dziś stosowane wszędzie, zarówno przez kierowców, którzy chcą korzystać ze sprzętu AGD poza domem, jak i przez mieszkańców autonomicznych domów zasilanych energią słoneczną. Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że złożoność urządzenia przekształtnikowego bezpośrednio determinuje szerokość zakresu odbieraków prądu, które można do niego podłączyć.

Niestety czysty „sinus” występuje tylko w głównej sieci zasilającej, bardzo, bardzo trudno jest uzyskać konwersję na niego prądu stałego. Ale w większości przypadków nie jest to wymagane. Do podłączenia silników elektrycznych (od wiertarek po młynki do kawy) wystarczy prąd pulsujący o częstotliwości od 50 do 100 herców bez wygładzania.

Lampy ESL, LED i wszelkiego rodzaju generatory prądu (zasilacze, ładowarki) mają większe znaczenie przy wyborze częstotliwości, ponieważ ich obwód operacyjny opiera się na częstotliwości 50 Hz. W takich przypadkach w wibratorze wtórnym należy uwzględnić mikroukłady zwane generatorem impulsów. Mogą bezpośrednio przełączać małe obciążenie lub działać jako „przewodnik” dla szeregu przełączników mocy w obwodzie wyjściowym falownika.

Ale nawet taki przebiegły plan nie zadziała, jeśli planujesz użyć falownika do zapewnienia stabilnej mocy sieciom z masą heterogenicznych odbiorców, w tym asynchronicznych maszyn elektrycznych. W tym przypadku czysty „sinus” jest bardzo ważny i mogą go zrealizować tylko przetwornice częstotliwości z cyfrową regulacją sygnału.

Transformator: wybierzemy go lub zrobimy sami

Do montażu falownika potrzebny jest tylko jeden element obwodu, który przekształca niskie napięcie w wysokie napięcie. Można zastosować transformatory z zasilaczy komputerów osobistych i starych UPS-ów, których uzwojenia są przeznaczone do transformacji 12/24-250 V i odwrotnie, pozostaje tylko poprawnie określić wnioski.

Mimo to lepiej nawinąć transformator własnymi rękami, ponieważ pierścienie ferrytowe umożliwiają wykonanie tego samodzielnie i przy dowolnych parametrach. Ferryt ma doskonałą przewodność elektromagnetyczną, co oznacza, że ​​straty transformacyjne będą minimalne, nawet jeśli drut zostanie nawinięty ręcznie i niezbyt ciasno. Ponadto można łatwo obliczyć wymaganą liczbę zwojów i grubość drutu za pomocą kalkulatorów dostępnych w Internecie.

Przed nawinięciem należy przygotować pierścień rdzeniowy - usunąć ostre krawędzie pilnikiem i szczelnie owinąć izolatorem - włóknem szklanym impregnowanym klejem epoksydowym. Następnie następuje uzwojenie uzwojenia pierwotnego z grubego drutu miedzianego o obliczonym przekroju. Po wybraniu wymaganej liczby zwojów należy je równomiernie rozłożyć na powierzchni pierścienia w równych odstępach. Zaciski uzwojeń są podłączone zgodnie ze schematem i zaizolowane termokurczką.

Uzwojenie pierwotne pokryte jest dwiema warstwami taśmy izolacyjnej z Mylaru, następnie nawinięte jest uzwojenie wtórne wysokiego napięcia i kolejna warstwa izolacji. Ważną kwestią jest to, że uzwojenie wtórne musi być uzwojone w przeciwnym kierunku, w przeciwnym razie transformator nie będzie działał. Na koniec w szczelinę do jednego z zaczepów należy wlutować półprzewodnikowy bezpiecznik termiczny, którego prąd i temperatura zadziałania zależą od parametrów drutu uzwojenia wtórnego (korpus bezpiecznika musi być ściśle nawinięty na transformator). Transformator jest owinięty od góry dwiema warstwami izolacji winylowej bez podkładu klejącego, koniec jest zabezpieczony opaską lub klejem cyjanoakrylowym.

Montaż elementów radiowych

Pozostaje tylko zmontować urządzenie. Ponieważ w obwodzie nie ma zbyt wielu elementów, można je umieścić nie na płytce drukowanej, ale zamontować na grzejniku, czyli na korpusie urządzenia. Nogi pinów lutujemy jednożyłowym drutem miedzianym o odpowiednio dużym przekroju, następnie miejsce połączenia wzmacniamy 5-7 zwojami cienkiego drutu transformatorowego i niewielką ilością lutowia POS-61. Po ostygnięciu złącza izoluje się je cienką rurką termokurczliwą.

Obwody dużej mocy ze złożonymi obwodami wtórnymi mogą wymagać płytki drukowanej z tranzystorami ustawionymi na krawędziach w celu luźnego przymocowania do radiatora. Do wykonania sygnetu nadaje się włókno szklane o grubości folii co najmniej 50 mikronów, w przypadku cieńszej powłoki należy wzmocnić obwody niskiego napięcia zworkami z drutu miedzianego.

Dziś łatwo jest wykonać płytkę drukowaną w domu - program Sprint-Layout umożliwia rysowanie szablonów do wycinania obwodów o dowolnej złożoności, w tym płytek dwustronnych. Powstały obraz jest drukowany za pomocą drukarki laserowej na wysokiej jakości papierze fotograficznym. Następnie szablon nakłada się na oczyszczoną i odtłuszczoną miedź, prasuje, a papier zmywa wodą. Technologia ta nazywa się „prasowaniem laserowym” (LIT) i jest szczegółowo opisana w Internecie.

Resztki miedzi można wytrawić chlorkiem żelaza, elektrolitem, a nawet solą kuchenną; jest wiele sposobów. Po wytrawieniu należy zmyć zaschnięty toner, wywiercić otwory montażowe wiertłem o średnicy 1 mm i przejechać wszystkie ścieżki lutownicą (łukiem krytym), aby ocynować miedź pól stykowych i poprawić przewodność kanały.