Invertorové obvody 12-220V využívající tranzistory s efektem pole. Převodník napětí na TL494. Domácí výkonný invertor

Schematické schéma měniče 12-220 na TL494

Tento měnič využívá již hotový vysokofrekvenční klesající transformátor z napájení počítače, ale v našem měniči se z něj stane naopak zvyšovací transformátor. Tento transformátor může být převzat z AT i ATX. Typicky se takové transformátory liší pouze velikostí a jejich umístění kolíků je stejné. Mrtvý zdroj (nebo transformátor z něj) můžete hledat v jakékoli opravně počítačů.

Pokud takový transformátor nenajdete, můžete jej zkusit navinout ručně (pokud máte trpělivost). Zde je transformátor, který jsem použil ve své verzi:

Tranzistory musí být umístěny na radiátoru, jinak se mohou přehřát a selhat.

Použitý hliníkový radiátor z polovodičové sovětské televize. Tento radiátor mi úplně neseděl na tranzistory, ale jinou možnost jsem neměl.

Také je vhodné izolovat všechny vysokonapěťové svorky tohoto střídače a je lepší vše smontovat do pouzdra, protože pokud se tak nestane, může náhodně dojít ke zkratu nebo se můžete jednoduše dotknout vysokonapěťové svorky, která bude velmi nepříjemné.

Buď opatrný! Na výstupu obvodu vysokého napětí a může zasáhnout velmi vážně.

Použil jsem pouzdro od zdroje notebooku. Velikostně velmi dobře sedí.

A samozřejmě střídač v akci:

Hodně štěstí všem, Kirille.

Střídače 12-220 V jsou potřebné k napájení zařízení, pokud není možné zásobovat domácí síť. Zvláštností zařízení je, že s ním lze převádět stejnosměrné napětí 12 V na střídavé napětí 220 V. Ještě před pár desítkami let se to zdálo téměř nemyslitelné, ale dnes, kdy existuje obrovská základna prvků, bude vyrobit takový převodník nebude těžké.

Výkon invertoru

Při cestování můžete použít měnič 12-220. Jakýkoli domácí spotřebič může fungovat i v polních podmínkách. Maximální přípustné zatížení je však malé - několik set wattů. Nejvýkonnější zařízení umožňují připojit zátěž o výkonu 2-3 kW, ale baterie se rychle vybije. Typy zátěží podle odběru proudu:

1. Reaktivní - částečně spotřebovává energii přijatou ze zdroje energie.
2. Aktivní - energie je spotřebována na maximum.

Pokud přesně víte, jakou zátěž ke střídači připojíte, nebude výpočet maximálního výkonu obtížný. Řekněme, že plánujete připojit zátěž s maximální výkon 300 wattů. Výkon samotného měniče by měl být o cca 25 % větší – taková rezerva je docela dost. Proto, abyste plně vyhověli potřebám, potřebujete měnič s výkonem 375 W. Ale takový v prodeji nenajdete. Proto si musíte vybrat zařízení s výkonem 400 W - hodnotou nejbližší.

Kde lze tato zařízení použít?

Nejjednodušší typ napěťového měniče 12-220 V je nepřerušitelný zdroj napájení používaný ve výpočetní technice. Ale mají jednu velkou nevýhodu - nízký výkon, baterie nevydrží dlouho. A pokud je zařízení používáno v každodenním životě ve spojení s minielektrárnou (i větrnou), pak je zaručen stabilní výkon. Typicky lze měniče nalézt v následujících provedeních:

1. Bezpečnostní alarmy.
2. Topné kotle.
3. Čerpací stanice.
4. Počítačové servery a další systémy.

Jinými slovy, používají se tam, kde je vyžadováno konstantní napájení 220 voltů. Stabilizátory napětí pro domácnost nejsou nic jiného než invertory. Pouze se v ně transformuje střídavé napětí na konstantní, stabilizuje se, načež opět stoupne na 220 Voltů. Navíc pomocí elektrických polovodičových spínačů a PWM modulátoru je možné dosáhnout téměř ideální sinusoidy.

Vlastnosti designu

Měniče 12-220 V se používají poměrně široce. Běžní motoristé je využívají jako zdroj energie na dlouhých cestách. Můžete jednoduše zapnout elektrický holicí strojek, fén, televizi, dokonce i vařit rychlovarnou konvici. Pravda, baterie se rychle vybije. Proto je lepší používat zařízení k napájení nezbytných spotřebičů a osvětlení.

Nejjednodušší domácí měniče 12-220 V mohou být vyrobeny z několika výkonových tranzistorů a multivibrátoru. Zařízení lze provozovat i s silný mráz. Ale pro horké počasí je nutné zajistit dodatečné chlazení, jinak tranzistory selžou. Jednoduchý chladič z osobního počítače stačí nainstalovat na radiátor pro chlazení polovodičových výkonových tranzistorů.

Nejjednodušší domácí invertor

Téměř všechny komerčně dostupné měniče pracují s vysokofrekvenčním proudem. Klasická schémata, které byly vyrobeny na bázi transformátorů, jsou zcela zapomenuty, byly nahrazeny pulzními konstrukcemi.

Na základě jednoho mikroobvodu K561TM2, který se skládá ze dvou klopných obvodů D, je možné vytvořit nejjednodušší hlavní cestu pro měnič. Obvod se skládá z hlavního oscilátoru, jehož roli hraje DD1, a dále frekvenčního děliče vyrobeného na spouštěči DD1.2.

Pro převod napětí se používají výkonové tranzistory jako KT827 nebo KT819. Velmi dobré výsledky zobrazit tranzistory s efektem pole typu IRFZ44. Pomocí hlavního generátoru se generuje sinusoida, která je nezbytná pro normální provoz konstrukce.

Vlastnosti měniče

Pro získání obvodu 50 Hz je nutné použít sekundární vinutí a k němu paralelně připojené elektrolytické kondenzátory a zátěžový prvek. Pokud k výstupu není připojena žádná zátěž, obvod nefunguje. Jakmile připojíte jakýkoli spotřebič, střídač začne převádět napětí 12 až 220 voltů.

Výstupní sinusoida není zdaleka ideální. To je velká nevýhoda takového schématu. Pro zvýšení výkonu je nutné použít dražší a efektivní typy tranzistory. Všimněte si elektrolytického kondenzátoru, který je připojen k výstupu. Měl by být navržen na minimální napětí 250 V. Bude lepší, když bude tato hodnota vyšší než 300 V.

Zařízení založená na moderních součástkách

Takové obvody lze použít k napájení domácích spotřebičů, lamp denní světlo, atd. V návrhu jsou výkonové tranzistory typu KT819GM ​​​​nasazeny na radiátor s velká oblast pro zlepšení chlazení. Obvod obsahuje hlavní oscilátor založený na logickém prvku KR121EU1 analogicky jako ve výše uvedeném případě a dobře fungují i ​​tranzistory s efektem pole IRL2505.

Volba mikroobvodu KR12116U1 nebyla náhodná - má dvoukanálové nastavení vypínače. Proto pro jednoduché designy perfektně to sedí. Frekvence, kterou bude hlavní oscilátor produkovat, závisí na pasivních prvcích použitých v obvodu. Pomocí signálu z generátoru se polovodiče otevřou a uzamknou.

Když jsou kanály v tranzistorech otevřené, jejich odpor je pouze 0,008 Ohm - to je velmi málo. Proto lze použít tranzistory s nízkým výkonem. Například pokud je na výstupu instalován transformátor o výkonu 100 W, bude v normálním režimu protékat tranzistory proud asi 104 A. V pulzním režimu může být špičková hodnota 350-360 A.

Hotové desky pro montáž měničů

V prodeji najdete hotové moduly. Jsou to desky, na kterých jsou instalovány:

1. Transformátor.
2. Polovodičové výkonové spínače.
3. Chladič.
4. Pasivní prvky.
5. Proudové chrániče, pojistky.

Takový invertor 12 až 220 bude na výstupu produkovat čistou sinusovku, protože je vyroben na moderní náklady Hotových bloků je poměrně hodně. Nejnižší výkon bude stát ne méně než 300–350 rublů, a to je velkoobchodní cena. Čím vyšší je výkon zařízení, tím vyšší jsou jeho náklady.

Ale před použitím takových zařízení musíte najít vhodné pouzdro. Deska musí být instalována tak, aby vnitřní prostor dobře vychladnout. Dodatečné nucené chlazení je vhodné provést pomocí chladiče z osobního počítače. Měnič 12-220, jehož schéma je uvedeno výše, musí být také namontován ve spolehlivém krytu. Hlavní věc je nedotknout se náhodně vysokonapěťových svorek.

Druhý život pro nepřerušitelné napájení!

Pokud máte „extra“ nepřerušitelný zdroj napájení, jehož baterie je zcela vybitá, stále jej můžete oživit. Chcete-li to provést, budete muset provést několik malých změn:

1. Vyjměte starou baterii.
2. Připájejte nové vodiče pro připojení k 12V baterii.
3. Na okrajích vodičů nainstalujte svorky pro připojení k autobaterii. Pokud bude zařízení používáno v autě, může být napájeno ze zapalovače cigaret. Je to však nežádoucí - vysoký výkon zařízení způsobuje nadměrné zahřívání vodičů.

Pro připojení k nepřerušitelnému zdroji napájení domácí přístroje, musíte udělat zásuvky. Nejjednodušší ze starých přepěťová ochrana a kus drátu se zástrčkou pro vytvoření nosiče, ve kterém bude veškeré vybavení.

Konstrukční prvky založené na nepřerušitelném napájení

S dobrou baterií s kapacitou 55 Ah dokáže taková konstrukce udržet normální teplotu v inkubátoru například pro 100 vajec až jeden den. Každý farmář ví, jak nebezpečná je hypotermie pro inkubátory. Je pravda, že výkon takového zařízení je malý; klimatizace nebo chladnička nebudou moci správně fungovat.

Jedna nevýhoda tohoto designu je standardní schéma nebude možné plně nabít autobaterie. Když je tedy baterie zcela vybitá, je nutné ji nabíjet z běžného zařízení, které produkuje proud větší než 5-6 Ampér.

Domácí výkonný invertor

Chcete-li vyrobit měnič 12 V 220 3000 W vlastníma rukama, budete potřebovat znalosti základů elektrotechniky a instalačních dovedností. Budete muset vytvořit několik specifických prvků. Jedním z nich je pulzní transformátor. S jeho pomocí se napětí zvýší z 12 na 220 voltů. Musíte také získat několik drahých prvků. Jsou uvedeny níže:

1. PWM modulátor. Nezbytné pro činnost polovodičových spínačů. S jeho pomocí se nastavuje pracovní frekvence celého obvodu. Je třeba poznamenat, že frekvence spínání výkonových spínačů je několik desítek tisíckrát za sekundu.
2. Polovodičové tranzistory fungující jako výkonové spínače umožňují nejen zesílení signálu, ale i spínání. Otevírají a zavírají a při spárování s PWM modulátorem vytvářejí téměř čistou sinusovku.
3. Hliníkové radiátory s velkou plochou. Čím vyšší je výkon zařízení, tím větší je požadovaná plocha radiátoru.
4. Fóliový materiál, na kterém jsou namontovány všechny prvky. Pokud chcete, samozřejmě můžete nástěnná instalace, ale zabere to příliš mnoho místa. Takový domácí střídač 12-220 si můžete vyrobit vlastníma rukama za pár minut, ale pokud nepřijmete opatření, nebude bezpečné ho používat.
5. Pasivní prvky - rezistory, kondenzátory.
6. Spojovací vodiče.

Při výrobě zařízení může být pro spínání také zapotřebí několik elektromagnetických relé. Mimochodem, můžete se rozhodnout, že místo výkonových spínačů je přípustné použít jednoduchá elektromagnetická relé. Existuje pouze jedna věc - rychlost přepínání je velmi vysoká (40-60 tisíc operací za sekundu). Elektromechanická zařízení se proto s tímto úkolem nemohou vyrovnat.

Hotové měniče

Pokud nechcete vyrábět měnič 12V 220 3000W vlastníma rukama, můžete si zakoupit hotový produkt v krásném pouzdře, se spoustou konektorů pro připojení zařízení. Ale cena je příliš vysoká. Nejlevnější, jehož výkon sotva dosahuje 50 W, si můžete koupit za 800-1000 rublů. A bude stačit nabít baterii notebooku nebo napájet několik LED osvětlení. K takovému zařízení již nelze připojit elektrický fén nebo kulmu.

Výkonnější zařízení (nad 2000 W) mají odpovídající cenu. Nejlevnější střídač 12-220 V bude stát 3000-5000 rublů. Vše ale záleží na výrobci. Vysoce kvalitní multifunkční zařízení vyráběná známými společnostmi mohou stát více než 20 000 rublů. To je důvod, proč lidé, kteří jsou více či méně zběhlí v elektrotechnice, dávají přednost výrobě měniče 12-220 vlastním rukama. Naštěstí prvky pro výrobu lze nalézt v jednoduchý blok napájecí zdroj pro osobní počítač.

Napětí pro motoristy, protože v autě může být velmi často nutné získat síťové napětí. Tento měnič lze použít k napájení páječek, žárovek, kávovarů a dalších zařízení, která jsou napájena ze sítě 220V. Převodník může také napájet aktivní zátěž - TV nebo DVD přehrávač, ale stojí za zmínku, že je to docela nebezpečné, protože pracovní frekvence převodníku je zcela odlišná od sítě 50 Hertzů. Ale jak víte, tato zařízení jsou vybavena spínanými zdroji, kde je síťové napětí usměrněno diodami. Tyto diody mohou usměrňovat vysokofrekvenční proud, ale musím poznamenat, že ne všechny pulzní jednotky mohou mít takové diody, takže je lepší to neriskovat. Takový DC-AC měnič napětí lze sestavit za pár hodin, pokud máte po ruce potřebné komponenty. Zmenšený diagram je znázorněn na obrázku:

Transformátor je výkonovou součástí takového měniče. Je navinuta na prstenci z feritu, který byl odstraněn z čínské napájecí jednotky pro halogenové žárovky (výkon 60 wattů).

Primární vinutí transformátoru bylo navinuto 7 žilami. K navinutí obou vinutí byl použit drát o průměru 0,5-0,6 mm. Primární vinutí se skládá z 10 závitů odbočených ze středu, tzn. dvě stejné poloviny po 5 otáčkách. Vinutí jsou natažena přes celý prstenec. Po navinutí je vhodné vinutí izolovat a navinout stupňovitým vinutím.

Sekundární vinutí se skládá z 80 závitů (byl použit stejný drát jako pro vinutí primárního vinutí). Tranzistory byly instalovány na chladiče, ale nezapomeňte je izolovat pomocí speciálních těsnění a podložek. To se provádí pouze v případě, že oba tranzistory mají společný chladič.

Tlumivku lze vyjmout a přímo připojit napájení. Skládá se ze 7-10 závitů 1mm drátu. Induktor lze navinout na kroužek z práškového železa (takové kroužky lze snadno najít v počítačových zdrojích). Invertorový obvod nevyžaduje předběžné nastavení a funguje okamžitě.

Chod je vcelku stabilní, díky přídavnému driveru se čip nezahřívá. Tranzistory se zahřívají v normálních mezích, ale radím pro ně zvolit větší chladič.

Instalace se provádí v pouzdře od , který hraje roli chladiče pro polní klíče.

Výrobě stejnosměrného střídavého zvyšovacího měniče napětí na 220V jsem se rozhodl věnovat samostatný článek. To samozřejmě vzdáleně souvisí s tématem LED reflektorů a svítilen, ale takový mobilní zdroj energie je hojně využíván doma i v autě.

• 1. Možnosti montáže
• 2. Návrh měniče napětí
• 3. Sinusovka
• 4. Příklad plnění měniče
• 5. Montáž od UPS
• 6. Montáž z hotových bloků
• 7. Rádiové konstruktéry
• 8. Obvody výkonových měničů

Možnosti montáže

Jsou 3 optimální způsoby výroba 12v 220 měniče vlastníma rukama:

1. montáž z hotových bloků nebo rádiových konstruktérů;
2. výroba z nepřerušitelného zdroje energie;
3. použití radioamatérských obvodů.

Číňané mají dobrý design rádií a hotové bloky pro montáž měničů DC AC 220V. Z hlediska ceny bude tato metoda nejdražší, ale vyžaduje nejméně času.

Druhou metodou je upgrade nepřerušitelného zdroje napájení (UPS), který bez baterie velké množství se prodávají na Avito a stojí od 100 do 300 rublů.

Nejobtížnější možností je montáž od nuly, bez amatérských rádiových zkušeností to nezvládnete. Budeme muset udělat desky plošných spojů, výběr komponentů, hodně práce.

Konstrukce měniče napětí

Uvažujme návrh běžného zvyšovacího měniče napětí od 12 do 220. Princip činnosti pro všechny moderní měniče bude stejný. Vysokofrekvenční PWM regulátor nastavuje provozní režim, frekvenci a amplitudu. Výkonová část je tvořena výkonnými tranzistory, z nichž se teplo přenáší do těla zařízení.

Pro ochranu proti je na vstupu instalována pojistka zkrat autobaterie. Vedle tranzistorů je připevněno tepelné čidlo, které hlídá jejich zahřívání. Pokud se měnič 12v-220v přehřeje, zapne se aktivní chladicí systém skládající se z jednoho nebo více ventilátorů. V rozpočtových modelech může ventilátor pracovat neustále, a to nejen při vysokém zatížení.

Výkonové tranzistory na výstupu

Sinusoida

Tvar signálu na výstupu automobilového měniče je generován vysokofrekvenčním generátorem. Sinusová vlna může být dvou typů:

1. modifikovaná sinusovka;
2. čistý sinusový průběh, čistý sinus.

Ne každý elektrospotřebič může pracovat s upravenou sinusovkou, která má obdélníkového tvaru. Některé komponenty změní svůj provozní režim, mohou se zahřát a začít špinit. Můžete získat něco podobného, ​​pokud ztlumíte LED lampa, jehož jas není nastavitelný. Spustí se praskání a blikání.

Drahé stejnosměrné AC zvyšovací měniče napětí 12V-220V mají čistý sinusový výstup. Jsou mnohem dražší, ale elektrických zařízení skvěle se s ním pracuje.

Příklad plnění měniče

Montáž od UPS

Abyste nic nevymýšleli a nekupovali hotové moduly, můžete vyzkoušet počítačový nepřerušitelný zdroj napájení, zkráceně UPS. Jsou určeny pro 300-600W. Mám Ippon se 6 zásuvkami, jsou připojeny 2 monitory, 1 systémová jednotka, 1 TV, 3 monitorovací kamery, video dohledový systém. Pravidelně to přepínám do provozního režimu odpojením 220 od sítě, aby se vybila baterie, jinak se výrazně sníží životnost.

Kolegové elektrikáři připojili běžnou autokyselinovou baterii k nepřerušitelnému zdroji napájení, fungovalo to perfektně 6 hodin nepřetržitě a na dači se dívali na fotbal. UPS má obvykle zabudovaný diagnostický systém gelová baterie, což určuje jeho nízkou kapacitu. Jak bude reagovat na automobil není známo, i když hlavním rozdílem je gel místo kyseliny.

Plnění UPS

Jediný problém je, že UPS nemusí mít ráda přepětí v síti auta při běžícím motoru. Pro skutečného radioamatéra je tento problém vyřešen. Lze použít pouze při vypnutém motoru.

Většinou jsou UPS určeny pro krátkodobý provoz, kdy zmizí 220V v zásuvce. Pro dlouhodobý nepřetržitý provoz je velmi vhodné instalovat aktivní chlazení. Větrání je užitečné pro stacionární variantu a pro měnič automobilu.

Jako všechna zařízení se bude při startování motoru s připojenou zátěží chovat nepředvídatelně. Startér auta hodně vybíjí volty, v lepším případě přejde do ochrany jako když vypadne baterie. V nejhorším případě dojde k rázům na výstupu 220V, sinusovka bude zkreslená.

Montáž z hotových bloků

Chcete-li sestavit stacionární nebo automobilový měnič 12v 220v vlastníma rukama, můžete použít hotové bloky, které se prodávají na eBay nebo od Číňanů. To ušetří čas při výrobě desky, pájení a konečném nastavení. Stačí k nim přidat pouzdro a dráty s krokodýly.

Můžete si také zakoupit rádiovou sadu, která je vybavena všemi rádiovými součástmi, zbývá ji pouze připájet.

přibližná cena na podzim 2016:

1. 300W – 400rub;
2. 500W – 700rub;
3. 1000W – 1500rub;
4. 2000W – 1700rub;
5. 3000W - 2500 rub.

Chcete-li hledat na Aliexpress, zadejte do vyhledávacího řádku dotaz „inverter 220 diy“. Zkratka „DIY“ znamená „montáž udělej si sám“.

Deska 500W, výstup pro 160, 220, 380 voltů

Konstruktéři rádií

Rádiová souprava stojí méně než hotová deska. Nejsložitější prvky již mohou být na desce. Po sestavení nevyžaduje prakticky žádné nastavení, což vyžaduje osciloskop. Rozsah parametrů rádiových komponent a jmenovitých hodnot je dobře zvolen. Někdy dávají náhradní díly do tašky, kdybychom nohu utrhli kvůli nezkušenosti.

Obvody měniče výkonu

Výkonný invertor slouží především k připojení stavebního elektrického nářadí při stavbě altánku nebo haciendy. Nízkopříkonový 500W měnič napětí se od výkonného měniče 5000-10000W liší počtem transformátorů a výkonových tranzistorů na výstupu. Proto jsou výrobní složitost a cena téměř stejné; Výkon je optimálně 3000 W, připojit můžete vrtačku, brusku a další nářadí.

Ukážu několik invertorových obvodů od 12, 24, 36 do 220V. Umístěte je dovnitř auto nedoporučujeme, můžete náhodně poškodit elektriku. Obvodový návrh DC AC měničů 12 až 220 je jednoduchý, hlavní oscilátor a výkonová část. Generátor je vyroben na populárním TL494 nebo analogech.

Velké množství booster obvodů od 12v do 220v pro kutilskou výrobu najdete na odkazu
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
Celkem jde o cca 140 obvodů, z toho polovinu tvoří boost měniče od 12, 24 do 220V. Výkon od 50 do 5000 W.

Po sestavení budete muset celý obvod upravit pomocí osciloskopu, je vhodné mít zkušenosti s prací s vysokonapěťovými obvody.

K sestavení výkonného 2500W měniče budete potřebovat 16 tranzistorů a 4 vhodné transformátory. Náklady na produkt budou značné, srovnatelné s náklady podobného návrháře rádia. Výhodou těchto nákladů bude čistý sinusový výstup.