Как сделать инверторы (преобразователи) 12-220 В. Трансформатор с 12 на 220 вольт

Преобразователь с 12 на 220

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.

Краткое содержимое статьи:

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;
• КПД;
• 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

electrikmaster.ru

3 киловаттный инвертор с 12В в 220В

Здравствуйте. Сегодня я расскажу про достаточно мощный преобразователь (инвертор) с 12 вольт постоянного тока в 220 вольт переменного. Заявленная мощность этого преобразователя составляет аж 3000 Вт. Так это или нет попробую показать в обзоре. Также в обзоре будет разборка, подробное рассмотрение всех внутренностей, тестирование. Покупался сабж за $55.38 + $19.57 доставка, всего $74.95. Сейчас получается слегка дороже. Заинтересовавшихся прошу…

Мотивация:

Для чего мне понадобился этот инвертор? Дело в том, что машина у меня стоит во дворе многоквартирного дома без гаража и банально пропылесосить я её не могу. Пробовал использовать автомобильный 12 вольтовый пылесос, но по большому счёту это игрушка. Вот и решил посмотреть в сторону подобных преобразователей. Пылесос у меня 1500 ваттный, поэтому решил взять инвертор с 2 запасом по мощности.

Упаковка и комплектация:

Посылка пришла почтой EMS, однако это не спасло её от «профессиональных» действий работников Почты России. Такое ощущение, что посылку не просто кидали, а по ней ходили ногами. Но металлической корпус инвертора почти не пострадал.Комплектация самая аскетичная: инвертор, 2 коротеньких кабеля, инструкция на английском и китайском языках.

Инвертор:

Габаритные размеры инвертора составляют: 28х15х7 см; Вес около 2 кг. Инвертор выполнен в алюминиевом корпусе, на одном торце которого находятся силовые клеммы для подключения 12 вольт, а также 2 вентилятора. На втором торце розетка для подключения нагрузки, выключатель питания, 2 светодиода (зелёный и красный), гнездо USB. Зеленый светодиод светится при нормальном режиме работы инвертора, красный при срабатывании одной из защит. Также, вместе со свечением красного светодиода, инвертор издаёт достаточно громкий и противный писк. Защита срабатывает в следующих случаях: — выход питающего напряжения из диапазона 10-15В; — перегрев инвертора; — перегрузка инвертора.

Разборка:

Чтобы разобрать корпус инвертора, необходимо открутить 8 винтов с торцов (по 4 с каждого) и снять верхнюю часть корпуса.Поблочно внутреннюю начинку устройства можно представить следующим образом:Теперь опишу словами. На входе инвертора стоит 4 преобразователя с 12 вольт постоянного тока в 300 вольт постоянного тока. Все эти 4 преобразователя подключены параллельно. Каждый преобразователь состоит из 2 полевых транзисторов CMP1405, повышающего трансформатора и двухполупериодного выпрямителя на диодах UF2004. Транзисторы достаточно мощные (максимальный ток стока 140 ампер), а вот с диодами не так всё хорошо. Диоды всего 2 амперные. Но т.к. в диодном мосте они работают попеременно, то по идее максимальный выходной ток каждого из 4 преобразователей составляет 4 ампера. Т.е. 16 ампер с 4 преобразователей. Т.е. общая выходная мощность составляет аж 4800 Вт. Вроде бы тоже с запасом. Управляет работой полевых транзисторов всех преобразователей генератор на микросхеме TL494 Итак, на выходе 4 описанных выше преобразователей, получается 300 вольт постоянного тока. Чтобы превратить его в переменный ток, используется ещё один преобразователь, с постоянного тока в переменный. Сделан он также на микросхемеTL494, к выходу которого подключен мостовой усилитель из 4 полевых транзисторов R6025ANZМаксимальный ток стока этих транзисторов составляет 25 ампер, а если учесть, что транзисторы работают тоже попеременно, то и здесь мы имеем очень большой запас по мощности. Ну что же, основные части «начинки» разобраны, но ничего не сказано про USB разъём. Этот разъём может быть использован для зарядки различных USB устройств, однако 5 вольт для него вырабатывается обычным линейным стабилизатором 7805, на котором нет даже радиатора, поэтому подключать к этому гнезду что-либо мало мальски прожорливое, я бы не рекомендовал.

Тестирование:

Для начала продемонстрирую форму сигнала на выходе инвертораЭто так называемая «модифицированная синусоида». Большинство подобных преобразователей и различных источников бесперебойного питания на выходе выдают переменный ток именно с такой формой сигнала. Получить такой переменный ток гораздо проще и дешевле, чем «чистую синусоиду», и в качестве нагрузки можно использовать большинство современных электрических приборов. Исключение составляют различные нагрузки с индуктивной составляющей, например асинхронные электродвигатели, трансформаторы и др. Импульсные блоки питания и коллекторные двигатели прекрасно работают даже от постоянного тока, поэтому хорошо «переваривают» и «модифицированную синусоиду». Пора переходить к самому тестированию. Для этого инвертор был подключен непосредственно к аккумулятору автомобиля, правда через 4-х метровые удлинительные провода, т.к. штатные провода очень короткие и без «крокодилов» на концах. В качестве нагрузки использовался пылесос мощностью 1500 Вт. При проверке работы с заглушенным двигателем, пылесос работал с перебоями, т.к. до входа инвертора доходило менее 10 вольт (остальное падало на проводах), и инвертор отключался по защите. При заведенном двигателе напряжение на входе инвертора держалось в районе 10,8 вольта, на выходе 207 вольт, пылесос работал отлично.

Видеообзор:

В видеообзоре распаковка, разборка, тестирование обозреваемого инвертора.

Итог:

Инвертор вполне работоспособен, и может быть использован по своему прямому назначению. Мне не понравились входные провода, я их удлиню и оснащу «крокодилами».

Удачи!

mysku.ru

Преобразователь напряжения 12 220 В своими руками

Чтобы подключить к бортовой электросистеме автомобиля бытовые устройства требуется инвертор, который сможет повысить напряжение с 12 В до 220 В. На полках магазинов они имеются в достаточном количестве, но не радует их цена. Для тех, кто немного знаком с электротехникой есть возможность собрать преобразователь напряжения 12 220 вольт своими руками. Две простые схемы мы разберем. 

Преобразователи и их типы

Содержание статьи

Есть три типа преобразователей 12-220 В. Первый — из 12 В получают 220 В. Такие инверторы популярный у автомобилистов: через них можно подключать стандартные устройства — телевизоры, пылесосы и т.д. Обратное преобразование — из 220 В в 12 — требуется нечасто, обычно в помещениях с тяжелыми условиями эксплуатации (повышенная влажность) для обеспечения электробезопасности. Например, в парилках, бассейнах или ванных. Чтобы не рисковать, стандартное напряжение в 220 В понижают до 12, используя соответствующее оборудование.

Преобразователи напряжения есть в достаточном количестве в магазинах

Третий вариант — это, скорее, стабилизатор на базе двух преобразователей. Сначала стандартные 220 В преобразуются в 12 В, затем обратно в 220 В. Такое двойное преобразование позволяет иметь на выходе идеальную синусоиду. Такие устройства необходимы для нормальной работы большинства бытовой техники с электронным управлением. Во всяком случае, при установке газового котла настоятельно советуют запитать его именно через такой преобразователь — его электроника очень чувствительная к качеству питания, а замена платы управления стоит примерно как половина котла.

Импульсный преобразователь 12-220В на 300 Вт

Эта схема проста, детали доступны, большинство из них можно извлечь из блока питания для компьютера или купить в любом радиотехническом магазине. Достоинство схемы — простота реализации, недостаток — неидеальная синусоида на выходе и частота выше стандартных 50 Гц. То есть, к данному преобразователю нельзя подключать устройства, требовательные к электропитанию. К выходу напрямую можно подключать не особ чувствительные приборы — лампы накаливания, утюг, паяльник, зарядку от телефона и т.п.

Представленная схема в нормальном режиме выдает 1,5 А или тянет нагрузку 300 Вт, по максимуму — 2,5 А, но в таком режиме будут ощутимо греться транзисторы.

Преобразователь напряжения 12 220 В: схема преобразователя на основе ШИМ-контролллера

Построена схема на популярном ШИМ-контроллере TLT494. Полевые транзисторы  Q1 Q2 надо размещать на радиаторах, желательно — раздельных. При установке на одном радиаторе, под транзисторы уложить изолирующую прокладку. Вместо указанных на схеме IRFZ244 можно использовать близкие по характеристикам IRFZ46 или RFZ48.

Частота в данном преобразователе 12 В в 220 В задается резистором R1 и конденсатором C2. Номиналы могут немного отличаться от указанных на схеме. Если у вас есть старый нерабочий беспербойник для компьютера, а в нем — рабочий выходной трансформатор, в схему можно поставить его. Если трансформатор нерабочий, из него извлечь ферритовое кольцо и намотать обмотки медным проводом диаметром 0,6 мм. Сначала мотается первичная обмотка — 10 витков с выводом от середины, затем, поверх — 80 витков вторичной.

Как уже говорили, такой преобразователь напряжения 12-220 В может работать только с нагрузкой, нечувствительной к качеству питания. Чтобы была возможность подключать более требовательные устройства, на выходе устанавливают выпрямитель, на выходе которого напряжение близко к нормальному (схема ниже).

Для улучшения выходных характеристик добавляют выпрямитель

В схеме указаны высокочастотные диоды типа HER307, но их можно заменить на серии FR207 или FR107. Емкости желательно подобрать указанной величины.

 

Инвертор на микросхеме

Этот преобразователь напряжения 12 220 В собирается на основе специализированной микросхемы КР1211ЕУ1. Это генератор импульсов, которые снимаются с выходов 6 и 4. Импульсы противофазные, между ними небольшой временной промежуток — для исключения одновременного открытия обоих ключей. Питается микросхема напряжением 9,5 В, который задается параметрическим стабилизатором на стабилитроне Д814В.

Также в схеме присутствуют два полевых транзистора повышенной мощности — IRL2505 (VT1 и VT2). Они имеют очень низкое сопротивление открытого выходного канала — около 0,008 Ом, что сравнимо с сопротивлением механического ключа. Допустимый постоянный ток — до 104 А, импульсный — до 360 А. Подобные характеристики реально позволяют получить 220 В при нагрузке до 400 Вт. Устанавливать транзисторы необходимо на радиаторы (при мощности до 200 Вт можно и без них).

Схема повышающего преобразователя напряжения 12-220 В

Частота импульсов зависит от параметров резистора R1 и конденсатора C1, на выходе установлен конденсатор C6 для подавления высокочастотных выбросов.

Трансформатор лучше брать готовый. В схеме он включается наоборот — низковольтная вторичная обмотка служит как первичная, а напряжение снимается с высоковольтной вторичной.

Возможные замены в элементной базе:

• Указанный в схеме стабилитрон Д814В можно заменить любым, выдающим 8-10 V. Например, КС 182, КС 191, КС 210.
• Если нет конденсаторов C4 и C5 типа К50-35 на 1000 мкФ, можно взять четыре 5000 мкФ или 4700 мкФ и включить их параллельно,
• Вместо импортного конденсатора C3 220m можно поставить отечественный любого типа на 100-500 мкФ и напряжение не ниже 10 В.
• Трансформатор — любой с мощностью от 10 W до 1000 W, но его мощность должна быть минимум в два раза выше планируемой нагрузки.

При монтаже цепей подключения трансформатора, транзисторов и подключения к источнику 12 В надо использовать провода большого сечения — ток тут может достигать высоких значений (при мощности в 400 Вт до 40 А).

Инвертор с чистым синусом а выходе

Схемы денных преобразователей сложны даже для опытных радиолюбителей, так что сделать их своими руками совсем непросто. Пример самой простой схемы ниже.

Схема инвертора 12 200 с чистым синусом на выходе

В данном случае проще собрать подобный преобразователь из готовых плат. Как — смотрите в видео.В следующем ролике рассказано как собирать преобразователь на 220 вольт с чистым синусом. Только входное напряжение не 12 В, а 24 В.А в этом видео как раз рассказано, как можно менять входное напряжение, но получать на выходе требуемые 220 В.

stroychik.ru

Как из 12 вольт сделать 220 при помощи преобразователя напряжения

Понимание, как из 12 вольт сделать 220, позволяет самостоятельно изготовить преобразователь для получения стандартного сетевого напряжения.

Чтобы сделать прибор с качественной синусоидой на выходе, обязательно должны быть учтены все требования электротехники.

В каких случаях необходим преобразователь напряжения?

Преобразователи напряжения — приборы, изменяющие постоянный ток от аккумуляторной батареи в переменные показатели с заданными параметрами, равными 220 В и 50 Гц.

В бытовых условиях это устройство обеспечивает беспроблемное функционирование таких приборов, как газовый котел, холодильник, телевизор и другая сложная электротехника при невозможности использовать централизованную подачу электрической энергии на 220 В.

Особенности влияния параметров на электрические приборы:

• амплитуда прилагаемого напряжения влияет на частоту оборотов двигателя, а от показателей питающей электросети напрямую зависит скорость валового вращения в двигателе асинхронного типа;
• бытовые приборы нагревательного типа функционируют при показателях рабочего тока, пропорциональных уровню напряжения, но значительная часть таких изделий не рассчитана на эксплуатацию в нестандартных условиях напряжения;
• бытовая электротехника часто нуждается в напряжении, отличном от сетевых параметров со строго определенными, стабильными показателями амплитуды, поэтому нормальная работоспособность некоторых приборов возможна только в условиях применения преобразователя напряжения.

Схема повышающего преобразователя напряжения 12-220 В

Особенно часто устройство используется в домовладениях с системой автономного обогрева, где в качестве отопительного прибора устанавливается импортное газовое оборудование с электронным управлением и контролем. Работоспособность таких приборов полностью зависит от наличия бесперебойного напряжения в 220 В и 50 Гц с правильной синусоидой.

Область применения преобразователя напряжения очень широкая, включая походные условия, эксплуатацию яхт и автомобилей, дачные участки без сетевого электроснабжения и так далее.

Электросчетчики бывают разными по количеству фаз, по тарифам и другим параметрам. Какой счетчик электроэнергии лучше поставить в квартире — читайте рекомендации специалистов.

Принцип работы светодиодных ламп и советы по ремонту неисправных лампочек своими руками описаны тут.

С правилами монтажа счетчиков электроэнергии вы можете ознакомиться по ссылке.

Разновидности преобразователей 12 на 220 вольт

Инверторы — устройства, позволяющие преобразовывать постоянные токовые величины, включая 12 В, в переменный ток с изменением уровня напряжения или без. Как правило, такие приборы являются генераторами периодического напряжения, приближенного к форме синусоиды.

Все выпускаемые в настоящее время преобразователи напряжения постоянных токовых величин могут быть представлены:

• регуляторами напряжения;
• преобразователями уровня напряжения;
• линейными стабилизаторами.

Самодельный преобразователь

Чисто теоретически, на выход можно получить любые токовые величины, регулируемые от нулевой отметки до максимальных значений. Чаще всего в качестве источника постоянного тока на 12 В используется стандартная аккумуляторная батарея. Существующие на сегодняшний день преобразователи отличаются по нескольким параметрам.

В зависимости от вида получаемой синусоиды:

• Приборы, создаваемые синусоиду нормального или постоянного вида, характеризуются функционированием без отклонений и соблюдением всех эксплуатационных параметров с высоким уровнем точности. Такие устройства используются в подключении любых электроприборов, которые работают в условиях напряжения 220 В.
• Приборы, создаваемые синусоиду модифицированного вида, характеризуются незначительными отклонениями в величине напряжения. Такие особенности не способны оказывать негативное воздействие на эксплуатационные качества стандартных бытовых устройств. Тем не менее, такое оборудование не применяется для подключения приборов, относящихся к категории сложной измерительной или медицинской техники.

В зависимости от показателей мощности:

• преобразователи с мощностью до 100 Вт не рассчитаны на слишком высокие нагрузки, поэтому являются оптимальным вариантом для питания зарядного устройства простого бытового прибора;
• преобразователи с мощностью в пределах от 100 Вт до 1,5 кВт. Такой тип устройств применяется преимущественно для питания простых приборов, подключаемых к бытовой электросети;
• преобразователи с мощностью выше 1,5 кВт позволяют обеспечивать питанием такие достаточно мощные бытовые приборы, включая микроволновую печь, утюги и объёмные мультиварки.

В зависимости от конструктивных особенностей:

• устройства компактного типа, отличающиеся неприхотливостью к источнику питания, и функционирующие в условиях напряжения 12-50 В;
• устройства стационарного типа, обладающие чистым синусом и выдающие низковольтное напряжение 12-36 В;
• автомобильные устройства переносного типа, характеризующиеся работой в определенных устройствах.

При выборе модели преобразователя показателей напряжения рекомендуется приобретать прибор, имеющий некоторый запас по уровню мощности.

Преобразователи напряжения с 12 на 220 В выдают на выход стандартные показатели, соответствующие основным характеристикам домашней электросети, поэтому являются совместимыми с практически любыми бытовыми приборами.

По форме сигнала выходного напряжения

Электронные устройства в виде преобразователей или инверторов различаются в зависимости от формы сигнала в выходном напряжении:

• Модифицированный вариант, представленный плавной синусоидой, измененной до трапециевидной, прямоугольной или даже треугольной формы. Такие устройства характеризуются ограниченной областью использования и пригодны для потребителей, представленных осветительными и нагревательными приборами. Чтобы обеспечить функционирование оборудования с индуктивной нагрузкой, инверторная мощность должна иметь значительный запас, что обусловлено высоким пусковым током.
• Вариант «чистой» синусоиды используются в питании любого вида нагрузки, а также позволяют обеспечить надежное и стабильное функционирование высокочувствительного оборудования. Значительная часть инверторов такого вида имеет зарядное устройство встроенного типа, благодаря чему используется в качестве источника бесперебойного питания.
• Гибридный вариант подходит для обеспечения схем электрического снабжения, рассчитанных на обслуживание нескольких источников питания. В устройстве есть возможность использовать определенный вид приоритетного источника энергии или использовать сразу несколько вариантов с целью зарядка аккумуляторной батареи.

Преобразователь напряжения 12-220 самодельный

При выборе устройства следует обратить внимание на доступность альтернативных источников энергии, что позволяет быстро окупить приобретенное, достаточно дорогостоящее оборудование.

Приобретаемое устройство должно иметь оптимальные показатели номинальной мощности, защиту от перегревов и замыканий, систему пассивного и активного охлаждения, а также достаточный для функционирования КПД.

Трансформаторные устройства

Преобразователи трансформаторного типа являются устройствами, основанными на двух обмоточных системах. Приборы такого вида характеризуются изменением индуктивной связи при воздействии входного перемещения.

При этом осуществляется подключение одной обмоточной системы к источнику переменного тока с напряжением, а вторая обмотка, в этом случае, используется в качестве выходной.

Автомобильный преобразователь напряжения 12-220 В

Любой трансформатор предназначен для выполнения таких основных функций, как измерение и защита. Особенно востребованы современные трансформаторные устройства преобразующего типа, предназначенные для выполнения схемы удвоения или утроения частоты питающего напряжения.

В производственной области и быту современные приборы, позволяющие обеспечивать контроль входного/выходного тока и трансформировать переменные показатели в постоянные параметры, а также способные распределять напряжение, — являются очень востребованными.

Конструкция обычного повышающего преобразователя напряжения с 12 на 220

Тем не менее, нужно учитывать и некоторые минусы таких проборов. Основные недостатки преобразователей напряжения представлены восприимчивостью многих моделей таких устройств к повышенным показателям влажности, часто весьма внушительными размерами и сравнительно высокой стоимостью, поэтому к выбору инвертора нужно подходить очень внимательно.

Видео на тему

proprovoda.ru

Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт: назначение, принцип работы, виды

Преобразователь напряжения с 12 на 220 В используют там, где есть необходимость подключения электрических устройств, потребляющих стандартный сетевой ток, к источнику переменного напряжения. Во многих случаях эта сеть бывает недоступна. Применение автономного бензинового генератора требует соблюдения правил его обслуживания: постоянный контроль за уровнем рабочего топлива, обеспечение вентиляции. Применение преобразователей в комплекте с автомобильными аккумуляторными батареями позволяет решить задачу оптимальным способом.

Назначение и принцип работы

Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.

Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.

Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.

Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.

Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.

В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.

Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения. Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии.

Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.

Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов «по входу». Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.

При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.

Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.

Разновидности преобразователей с 12 на 220 вольт

Простые преобразователи с 12 на 220 рассчитаны на небольшую мощность потребителей. Требования к качеству выходного питающего напряжения и к форме сигнала невысоки. Классические их схемы не используют микроконтроллеры ШИМ. Мультивибратор, собранный на логических элементах И-НЕ, формирует электрические импульсы частотой следования 100 Гц. Для создания противофазного сигнала используется D-триггер. Он делит частоту задающего генератора на 2. Противофазный сигнал в виде прямоугольных импульсов образуется на прямом и инверсном выходах триггера.

Этот сигнал через буферные элементы на логических элементах НЕ управляет выходной схемой преобразователя, построенной на ключевых транзисторах. Их мощность определяет выходную мощность инверторов.

Транзисторы могут быть составными биполярными и полевыми. В стоковые или коллекторные цепи включены половины первичной обмотки трансформатора. Его вторичная обмотка рассчитана на выходное напряжение 220 В. Так как триггер разделил частоту 100 Гц мультивибратора на 2, то частота выходного сигнала окажется 50 Гц. Такое ее значение необходимо для питания подавляющего количества бытового электро- и радиооборудования.

Все элементы схемы получают питание от аккумуляторной батареи автомобиля, используя дополнительные элементы стабилизации и защиты от высокочастотных помех. От них защищен и сам аккумулятор.

В схемах простых преобразователей не предусмотрены элементы защиты и автоматического регулирования. Частота выходного сигнала определяется выбором емкости конденсатора и сопротивления резистора, входящих в схему задающего генератора. В качестве простейшей защиты от короткого замыкания в нагрузке применяется плавкий предохранитель в цепи питающего схему автомобильного аккумулятора. Поэтому всегда необходимо иметь запасной комплект плавких вставок.

Более мощные современные преобразователи постоянного тока в переменный выполняются по другим схемам. ШИМ-контроллер задает режим работы. Он же определяет амплитуду и частоту выходного сигнала.

2000 Вт схема преобразователя (12 В+220 В+2000 Вт) для получения требуемой выходной мощности в своих выходных каскадах использует параллельное соединение силовых активных элементов. При такой схемотехнике токи транзисторов суммируются.

Но более надежным способом увеличения параметра мощности является объединение нескольких преобразователей DC/DC (постоянный ток/постоянный ток) в качестве входного сигнала общего инвертора DC/AC (постоянный ток/переменный ток), выход которого используется для подключения мощной нагрузки. Каждый из преобразователей DC/DC состоит из инвертора с трансформаторным выходом и выпрямителя этого напряжения. На выходных зажимах присутствует постоянное напряжение около 300 В. Все они по выходу соединены параллельно.

Получить от одного инвертора мощность более 600 Вт сложно. Вся схема устройства питается напряжением аккумуляторной батареи.

Такие схемы обеспечены всеми видами защиты, включая термозащиту. Температурные датчики крепятся на поверхности радиаторов выходных транзисторов. Они вырабатывают напряжение, зависящее от степени нагрева. Пороговое устройство сравнивает его с заданным на этапе проектирования и выдает сигнал на прекращение работы устройства с соответствующей сигнализацией. Каждый вид защиты снабжен своим сигнальным устройством, часто звуковым.

Применяется и дополнительное принудительное охлаждение при помощи установленного в корпусе воздушного кулера, который автоматически вступает в работу по команде соответствующего теплового датчика. Кроме того, корпус сам является надежным теплоотводом, так как выполнен из рифленого металла.

По форме сигнала выходного напряжения

Однофазные преобразователи напряжения можно разделить на две группы:

• с чистой синусоидой на выходе;
• с модифицированной синусоидой.

В инверторах первой группы высокочастотный преобразователь создает постоянное напряжение. Его величина по своему значению близка к амплитуде синусоидального сигнала, который требуется получить на выходе устройства. В мостовой схеме из этого постоянного напряжения путем широтно-импульсной модуляции контроллера и низкочастотного фильтра выделяется составляющая, по форме сильно приближающаяся к синусоиде. Выходные транзисторы открываются несколько раз в каждом полупериоде на время, изменяющееся по гармоническому закону.

Чистая синусоида необходима для устройств, на входе которых есть трансформатор или электродвигатель. Основная часть современных устройств допускает питание напряжением, форма которого приближенно напоминает синусоиду. Особенно низкие требования предъявляют изделия с импульсными блоками питания.

Трансформаторные устройства

Преобразователи напряжения могут содержать трансформаторы. В схемах инверторов они участвуют в работе задающих блокинг-генераторов, вырабатывающих импульсы, по форме приближающиеся к прямоугольным. В составе такого генератора используется импульсный трансформатор. Его обмотки включены так, чтобы создать положительную обратную связь, приводящую к созданию незатухающих колебаний.

Магнитопровод (сердечник) изготавливают из сплава, обладающего высокой пропускной способностью магнитного поля. Благодаря этому трансформатор работает в ненасыщенном режиме. Различные виды ферритов, пермаллой обладают этими свойствами.

На смену трансформаторным блокинг-генераторам пришли мультивибраторы. Они используют современную элементную базу и имеют более высокую, по сравнению с предшественниками, стабильность частоты. Кроме того, в схемах мультивибраторов изменение рабочей частоты генератора достигается простым способом.

В современных моделях инверторов трансформаторы работают в выходных каскадах. Через вывод от средней точки первичной обмотки к коллекторам или стокам использующихся в них транзисторов подводится напряжение питания от аккумулятора. Вторичные обмотки рассчитываются, используя коэффициент трансформации, на величину переменного напряжения 220 В. Такое его значение используется для питания большинства отечественных потребителей.

Похожие статьи

odinelectric.ru

Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт

Здравствуйте дорогие друзья. В этой статье хочу вам показать как я собирал преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт с мощностью около 40 ватт.

Вот схема самого устройства

40 ватт будет в том случае если питание будет нормальное и транзисторы будут стоять на теплоотводах. Схема достаточно проста и не требует наладки, она проверена многими радиолюбителями.

Схема состоит из 3-х частей

1 Часть это мультивибратор на двух биполярных транзисторах в моем случае это КТ940А можно так же поставить и (КТ819,кт315, кт815,кт817). Также в мультивибраторе есть четыре ограничивающих резистора, первые два на 680 ом, вторые два на 4,7 ком.

2 Часть состоит из двух полевых ключей, в моем случае это мощные полевики IRFZ44N, можно так же заменить на (IRF3205, IRFZ48, IRF 2505, IRFP260).

И наконец третья часть-это выходной трансформатор он может быть любым главное что бы в нем была сетевая обмотка на 220 вольт и обмотка на 12 вольт с отводом от середины, такой трансформатор можно найти в старом бесперебойнике или же снять с комплекса 5,1.

Перейдем к сборке схемы начал я с печатной платы, плату распечатал на лазерном принтере на глянцевой фото бумаге.

Далее перенес на плату

Смыл водой остатки бумаги и за одно решил прорисовать дорожки перманентным маркером, и кинул в раствор для травления, травлю я перекисью водорода.

Плата травится примерно минут 30. После протравки платы её нужно хорошенько промыть водой, а то она будет липкой. Еще нужно стереть растворителем

После того как я это сделал я начал сверлить дырки в плате.

Далее идет процесс лужения, платы я лужу жидкой канифолью, после лужения опять же нужно стереть флюс растворителем.

Ну а дальше начинается самое легкое нужно вставить детали в печатную плату согласно схеме. После того как я все запаял, подсоединил выходной трансформатор, подключил питание и проверил на работоспособность схему. Смотрите фото готового устройства

Вот еще видео с работой готового устройства. Да и еще у меня в видео лампочка тускло горит это из за питания она у меня очень слабое.

Ну вот вроде бы и все с вами был DIY Electronic. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Схема преобразователя с 12 на 220 вольт

    Бывает такое что под рукой нет 220 Вольт, но есть доступ к напряжению 12 Вольт. Его можно взять либо с личного автомобиля,запитавшись от прикуривателя или напрямую автомобильного акб. Рассмотрим не сложную конструкцию такого преобразователя из 12 Вольт в 220 Вольт.

 

 

   Ранее уже рассматривали схему преобразователя для автомобиля, но она была более сложная.

Схема преобразователя:

     Схема представляет собой двухтактный преобразователь типа push-pull. На микросхеме CD4047 собран задающий генератор импульсов, управляющий полевыми транзисторами. Они работают в ключевом режиме поочередно, т.е в каждый момент времени открыт только один из них. Если по какой-то причине откроются оба ключа, то образуется короткое замыкание (КЗ) и оба транзистора сгорят. Это может случиться при неверном управлении.

    Трансформатор взят из источника бесперебойного питания, он на 250-300Вт.

     Первичная обмотка имеет среднюю точку, к которой подключаем «+» от источника питания. Мультиметром измеряем сопротивление вторичных обмоток и находим те 2 отвода между которыми наибольшее сопротивление. В моем случае это 17 Ом. Эта и есть выходная обмотка на 220В. Остальные выводы можно откусить.

     Я нарисовал печатную плату. Перед сборкой рекомендую проверить все детали.  Транзисторы желательно подобрать с близкими параметрами. Конденсатор частотозадающей цепи должен иметь малую утечку и небольшой допуск. Все это можно сделать транзистор-тестером.

       Полевики любые N-канальные с напряжением выше 60В и током от 35А(например, IRFZ40, 44, 48, IRF3205). Схема может работать и с биполярными транзисторами, но мощность будет гораздо меньше. Резисторы в цепи затворов от 10 до100 Ом (лучше 22 – 47 Ом) 0,25Вт. Номиналы частотозадающей цепи рассчитаны на 50Гц.

     Правильно собранный инвертор заработает сразу, но при 1-ом включении следует подстраховаться. Вместо предохранителя ставим мощный резистор 5-10 Ом, либо лампочку 12В/5Вт, чтобы в случае проблем не сжечь транзисторы. При нормальной работе инвертора на холостом ходу (ХХ) трансформатор издает своеобразный звук и полевики  совсем не греются. Если все так, то убираем резистор и подаем питание через предохранитель. 

     Потребление на ХХ от 150 до 300мА в зависимости от Вашего источника питания и трансформатора. Далее измеряем выходное напряжение мультиметром (на диапазоне 750В переменного напряжения). В моем случае оно от 210 до 260В, т.к. выход не стабилизированный. Подключаем нагрузку, например лампочку 60Вт, не более чем на 10 сек, т.к. полевики еще не на радиаторах. Они должны немного нагреться, но примерно одинаково. Если нагрев не одинаковый, то надо искать причину.

   Хотя силовой «+» подключен к средней точке трансформатора, для включения инвертора надо подать слаботочный «+» к плате для запуска генератора. Для этого подойдет маломощная кнопка.

 Собран инвертор в корпусе от компьютерного БП. У меня транзисторы установлены на отдельные радиаторы. При установке на общий теплоотвод не забудьте изолировать корпуса транзисторов. Силовые шины трансформатора идут непосредственно к радиаторам, поэтому их надо изолировать от общего корпуса.

Кулер соединен напрямую к 12В.

 Подключив к выходу энергометр можно проверить выходные данные. Если частота отличается от 50Гц, ее можно отрегулировать многооборотным резистором R4.

         Основной недостаток этой схемы в том, что нет защиты от КЗ, поэтому я добавил предохранитель 1А на выходе.

  Большинство современных бытовых приборов работают в диапазоне напряжения 90 - 280В. У моего инвертора разброс от 210 до 260В. Если у Вас получился выход выше 300В, то следует кроме нагрузки подключить и лампочку 25Вт, которая снизит выходное напряжение. Приборы с коллекторными двигателями и с железными трансформаторами тоже могут работать от инвертора с прямоугольными импульсами на выходе, но будут греться в 2 раза больше. А вот асинхронные двигатели питать от него не рекомендуется.

 Вес прибора около 2.7кг, в основном за счет трансформатора.

       Недостаток инвертора – отсутствие защит, кроме предохранителя. В дальнейшем это будет доработано.

Скачать архив проекта

 

radiostroi.ru

---

• 
  Как выбрать шлифмашинка по дереву
• 
  Трансформатор с 12 на 220 вольт
• 
  Печь с духовкой и плитой
• 
  Тяпка фокина
• 
  Услуги строителей
• 
  Схема двухклавишный проходной выключатель
• 
  Электрокомплект сервис
• 
  Мультитул что такое
• 
  Резка по дереву своими руками для начинающих
• 
  Характеристики светодиодных ламп
• 
  Шкаф купе внутренние схемы