Саморобні інвертори 12 на 220 вольт. Вибираємо якісний автомобільний інвертор. Радіосхеми початківцям для самостійного складання

Щоб підключити до бортової електросистеми автомобіля побутові пристрої потрібен інвертор, який зможе підвищити напругу з 12 до 220 В. На полицях магазинів вони є в достатній кількості, але не радує їх ціна. Для тих, хто трохи знайомий з електротехнікою є можливість зібрати перетворювач напруги 12220 вольт своїми руками. Дві прості схеми ми розберемо.

Перетворювачі та їх типи

Є три типи перетворювачів 12-220 В. Перший - з 12 В отримують 220 В. Такі інвертори популярні у автомобілістів: через них можна підключати стандартні пристрої - телевізори, пилососи тощо. Зворотне перетворення – з 220 В на 12 – потрібне нечасто, зазвичай у приміщеннях з важкими умовами експлуатації (підвищена вологість) для забезпечення електробезпеки. Наприклад, у парильнях, басейнах або ванних кімнатах. Щоб не ризикувати, стандартну напругу 220 В знижують до 12, використовуючи відповідне обладнання.

Третій варіант — це стабілізатор на базі двох перетворювачів. Спочатку стандартні 220 В перетворюються в 12, потім назад в 220 В. Таке подвійне перетворення дозволяє мати на виході ідеальну синусоїду. Такі пристрої необхідні нормальної роботи більшості побутової техніки з електронним управлінням. У всякому разі, при установці настійно радять запитати його саме через такий перетворювач — його електроніка дуже чутлива до якості живлення, а заміна плати керування коштує приблизно половина котла.

Імпульсний перетворювач 12-220В на 300 Вт

Ця схема проста, деталі доступні, більшість з них можна витягти з блока живлення для комп'ютера або купити в будь-якому магазині. Перевага схеми - простота реалізації, дефіцит - неідеальна синусоїда на виході і частота вище стандартних 50 Гц. Тобто до цього перетворювача не можна підключати пристрої, вимогливі до електроживлення. До виходу безпосередньо можна підключати не дуже чутливі прилади - лампи розжарювання, праска, паяльник, зарядку від телефону і т.п.

Подана схема в нормальному режимі видає 1,5 А або тягне навантаження 300 Вт, максимум — 2,5 А, але в такому режимі відчутно грітимуться транзистори.

Побудовано схему на популярному ШИМ-контролері TLT494. Польові транзистори Q1 Q2 треба розміщувати на радіаторах, бажано роздільних. При установці на одному радіаторі під транзистори укласти ізолюючу прокладку. Замість зазначених на схемі IRFZ244 можна використовувати близькі за характеристиками IRFZ46 чи RFZ48.

Частота в даному перетворювачі 12 В 220 В задається резистором R1 і конденсатором C2. Номінали можуть трохи відрізнятись від зазначених на схемі. Якщо у вас є старий неробочий безпербійник для комп'ютера, а в ньому робочий вихідний трансформатор, в схему можна поставити його. Якщо трансформатор неробочий, з нього витягти феритове кільце і намотати обмотки мідним дротом діаметром 0,6 мм. Спочатку мотається первинна обмотка - 10 витків з виведенням від середини, потім поверх - 80 витків вторинної.

Як уже говорили, такий перетворювач напруги 12-220 В може працювати тільки з навантаженням, нечутливим до якості живлення. Щоб була можливість підключати більш вимогливі пристрої, на виході встановлюють випрямляч, на виході якого напруга наближається до нормального (схема нижче).

У схемі вказані високочастотні діоди типу HER307, але їх можна замінити на серії FR207 або FR107. Ємності бажано підібрати вказану величину.

Інвертор на мікросхемі

Цей перетворювач напруги 12 220 збирається на основі спеціалізованої мікросхеми КР1211ЕУ1. Це генератор імпульсів, які знімаються з виходів 6 та 4. Імпульси протифазні, між ними невеликий часовий проміжок – для виключення одночасного відкриття обох ключів. Живиться мікросхема напругою 9,5, який задається параметричним стабілізатором на стабілітроні Д814В.

Також у схемі присутні два польові транзистори підвищеної потужності — IRL2505 (VT1 та VT2). Вони мають дуже низький опір відкритого вихідного каналу - близько 0,008 Ом, що можна порівняти з опором механічного ключа. Допустимий постійний струм - до 104 А, імпульсний - до 360 А. Подібні характеристики реально дозволяють отримати 220 В при навантаженні до 400 Вт. Встановлювати транзистори необхідно на радіатори (при потужності до 200 Вт можна без них).

Частота імпульсів залежить від параметрів резистора R1 та конденсатора C1, на виході встановлено конденсатор C6 для придушення високочастотних викидів.

Трансформатор краще купувати готовий. У схемі він включається навпаки - низьковольтна вторинна обмотка служить як первинна, а напруга знімається з вторинної високовольтної.

Можливі заміни в елементній базі:

• Вказаний у схемі стабілітрон Д814В можна замінити будь-яким, що видає 8-10 V. Наприклад, КС 182, КС 191, КС 210.
• Якщо немає конденсаторів C4 і C5 типу К50-35 на 1000 мкФ, можна взяти чотири 5000 мкФ або 4700 мкФ і включити їх паралельно,
• Замість імпортного конденсатора C3 220m можна поставити вітчизняний будь-якого типу на 100-500 мкФ та напругу не нижче 10 В.
• Трансформатор - будь-який з потужністю від 10 W до 1000 W, але його потужність повинна бути мінімум вдвічі вище за плановане навантаження.

При монтажі ланцюгів підключення трансформатора, транзисторів і підключення до джерела 12 треба використовувати дроти великого перерізу - струм тут може досягати високих значень (при потужності в 400 Вт до 40 А).

Інвертор з чистим синусом на виході

Схеми денних перетворювачів складні навіть досвідчених радіоаматорів, отже зробити їх своїми руками дуже непросто. Приклад найпростішої схеми нижче.

В даному випадку простіше зібрати подібний перетворювач із готових плат. Як – дивіться у відео.

У наступному ролику розказано як збирати перетворювач на 220 вольт із чистим синусом. Тільки вхідна напруга не 12, а 24 В.

А в цьому відео саме розказано, як можна змінювати вхідну напругу, але отримувати на виході необхідні 220 В.

Початкова мета проекту була зробити потужний 12 на 220 перетворювач. Основна перевага даного пристрою, це простота збирання, виконана за двотактною схемою. Всього 2 польові транзистори, без будь-яких генераторів, що задають. Навіть, якщо досвіду роботи в такій справі, як складання перетворювача, але є величезне бажання спробувати, то в цьому немає нічого складного, ви можете зібрати його своїми руками.

Необов'язково купувати якісь деталі для пристрою, всі компоненти можна знайти вдома в старій техніці.

Давайте подивимося відеоролик перетворювача:

Що стосується параметрів перетворювача, на жаль, вихідна частота змінна, але ви легко її можете перетворити на постійний струм, встановлюючи на виході випрямляч і великий конденсатор з розрахунковою ємністю десь 100 мікрофарат, при напрузі 400 вольт. Робоча частота залежить від лц-контуру. Як котушка у нас йде первинна обмотка котушки. Встановлено 2 дроселі. Обмотка не має відведення.

Як силові ключі застосовані потужні канальні транзистори високовольтного типу. Їх можна замінити на будь-які низьковольтні. Потужність насамперед залежить від трансформатора та пальових транзисторів.

Що стосується схеми, вона вам дозволить зняти до 500 ватів або півкіловата вихідної потужності, при цьому не буде жодних ланцюгів, що задають, та інших конструкцій.

На самій платі генератора крім транзистора встановлені також стабілітрони для стабілізації напруги затвора. Обмежувач затвора є ще й на 470 ОМ, для конструкції підійде від 100 до 670 ОМ можна використовувати.

Крім цього встановлено 2 діоди.

При використанні одного загального тепловідведення, обов'язково їх потрібно ізолювати прокладками та ізолюючими шайбами.

Перегрівається у вас буде трохи-дроссель, тому його потрібно обмотати дротом з діаметром до 2 мм.

Трансформатор використовувався готовий 220 вольт із первинною обмоткою. Обмотка складається з 8 витків товстого дроту.

Схема може бути без середньої точки або середньої точки.

У нашому випадку підключена лампа розжарювання 11 ват. Нам її треба засвітити повним розжаренням.

Від постійного струму можна запитати всі вищезазначені прилади. Не можна запитувати холодильник, пилосос, мікрохвильову піч. Можна запитати заряджання від телефону, ноутбука і навіть комп'ютера.

В наш час у кожного в господарстві або взагалі в легкому доступі є часом по кілька блоків живлення від комп'ютера які і не потрібні, просто лежать, припадають пилом і займають цінне місце. А може вони взагалі згорілі, але це не важливо, адже з нього треба взяти лише деякі елементи. Збирав якось плату такого перетворювача (). І вирішив знову зробити ще одну, тому що радіодеталі були, і друкована плата вже була виготовлена ​​колись зайва. Мікросхему застосовував нову – з магазину, але іноді саме їх чи подібні аналоги ставлять у самих блоках живлення ATX.

Трансформатор малого розміру - з блоку 250 ват. Транзистори вирішив взяти із запасом - 44N польові, так само абсолютно нові.

Знайшов алюмінієвий радіатор, транзистори навернув через заглушки і підкладки промазав добре термопастою.

Схема перетворювача напруги 12-220 завелася відразу, живлення подавалося від акумулятора 12 вольт 7 а/год ємністю, на клемах якого при свіжій зарядці було близько 13 вольт. Як навантаження (під таку потужність і збиралося приблизно) - лампочка 60 ватів на 220 вольт, світиться не на весь розпал, але все ж таки добре.

Радіатор узяв із запасом – товщина 2 мм алюмінієвий, тепло відводить добре. Після півгодини роботи під навантаженням польові транзистори нагрілися лише до 40 градусів! Струмоспоживання приблизно 2.7 ампер від акумулятора, робота стабільна без зривів і перегрівів, а ось трансформатор дещо замало і гріється (правда витримує і не згоряє нічого) температура трансформатора близько 5-60 градусів при роботі на таке ж навантаження, думаю більше 80 ватів не витягнути з такого перетворювача або доведеться ставити активне охолодження у вигляді вентилятора, адже транзистори витримають значно більші навантаження і більше ніж впевнений, що з таким радіатором протягнуть усі 200 ватів.

Схема перетворювача 12-220 проста в повторенні, при складанні точно в номінал, обидві плати запрацювали відразу.

Відео випробувань перетворювача

Відео роботи схеми наочно показує струм, що протікає в ланцюзі, і роботу лампи на 60 ват. До речі, дроти у мультиметра D832 при такому струмі за півгодини добряче підігрілися. З доробок, якщо ставитимете більший трансформатор, то розширте друк, інакше не влізе за розмірами більший трансформатор, і навіть з маленьким все виходить.

Для любителів мініатюризації звичайно це добре, але відстань від трансформатора до транзисторів виходить на практиці менше 1 см, і вони своїм теплом трохи підігрівають і без того теплий трансформатор, добре ще на пару сантиметрів віднести ключі і в платі парочку отворів зробити, для вентиляції проточним потоком повітря знизу нагору. Автор матеріалу – Redmoon.

Коли в автомобілі потрібно створити напругу, то зазвичай використовують спеціальні перетворювачі 12-220. У продажу є недорогі штатні інвертори із вартістю близько 20-30 доларів. Однак максимальна потужність таких пристроїв становить у кращому випадку близько 300 Ватт. У деяких випадках такої потужності недостатньо.

Отримати живлення для потужного підсилювача можна за допомогою невеликих перетворень. Досить лише замінити вторинну обмотку на стандартному інверторі. Після цього можна отримати будь-яке значення вхідної напруги. Наприклад, потужність інвертора 400 Ватт зросте до 600 Ватт.

Для підвищення потужності в домашніх умовах фахівці рекомендують скористатися простим способом. Потрібно замінити потужні біполярні ключі IRF 3205.

Для роботи взятий інвертор, до якого можна підключити 4 пари вихідних транзисторів. Тому пристрій після проведення необхідних робіт зможе видати потужність близько 1300 Ватт. Якщо купувати готовий інвертор із такими параметрами, то вартість його зросте до 100-130 доларів.

Варто звернути увагу, що традиційна двотактна схема пристрою не містить захисту від перегріву, КЗ і перевантажень на виході.

Основу генератора становить мікрочіп ТЛ 494, який має додатковий драйвер. Необхідно провести заміну малопотужних біполярних транзисторів на вітчизняні аналоги (КТ 3107).

Для того щоб не використовувати потужні перемикачі для подачі живлення, інвертор оснащується схемою ремоут контролю.

У частині пристрою використані діоди спеціальні ШОТТКИ типу 4148 (підійде і вітчизняний КД 522). Транзистор у схемі ремоут контролю замінюють на КТ 3102.

Після цього можна переходити до найвідповідальнішої частини проекту – трансформатора. Цей елемент намотаний на пару склеєних кілець 3000 НМ. При цьому розмір кожного з них 45х28х8. Для щільнішої фіксації кільця можна обмотати скотчем.

Потім кільця обмотують зверху скловолокном (вартість їх у магазині трохи більше 1 долара). Цілком допустимо замінити цей матеріал тканинною ізолентою.

Скловолокно нарізають на невеликі смужки шириною близько 2 см і довжиною не більше 50 см. Матеріал для роботи має високу термостійкість, а завдяки тонкій основі ізоляція виглядає акуратно.

Для первинної обмотки потрібно 2х5 витків дроту, тобто 10 витків із відведенням від середини. Роботи виконуються проводом діаметром 0,7-0,8 мм, і кожне плече йде 12 жил. Наочніше процес представлений на наступних фотографіях.

Джгут розтягують, і на обидва плечі поступово намотують 5 витків, розтягуючи їх по всьому кільцю. Обмотки мають бути однакові.

Утворені елементи мають чотири висновки. Початок першої обмотки потрібно припаяти до кінця другої. Місце припою буде відводом для силової напруги в 12 Ст.

На наступному етапі робіт кільце необхідно ізолювати за допомогою скловолокна та покрити вторинною обмоткою.

Вторинна обмотка збільшує вихідну напругу. Тому при проведенні робіт потрібно бути максимально акуратним і дотримуватися всіх запобіжних заходів. Варто пам'ятати, що висока напруга небезпечна. Монтаж пристрою здійснюється лише з вимкненим живленням.

Обмотку кілець проводять за допомогою пари паралельних жил дроту 0,7-0,8 мм. Кількість витків складає близько 80 штук. Провід рівномірно розподіляють по всьому кільцю. На фінальному етапі проводять додаткову ізоляцію виробу скловолокном.

Коли складання інвертора завершено, то можна приступати до його тестування. Пристрій підключають до акумулятора, спочатку підійде батарея з напругою 12 В від безперебійника. При цьому «плюс» живлення йтиме на схему через галогенну лампу потужністю 100 Ватт. Варто звернути увагу, що ця лампа не повинна світитися перед проведенням робіт та під час них.

Після цього можна переходити до перевірки польових ключів щодо тепловиділення. За правильно зібраної схеми воно має бути практично нульовим. Якщо вхідного навантаження немає, а транзистори перегріваються, потрібно шукати непрацюючий компонент у пристрої.

Якщо тестування пройшло успішно, то можна встановити транзистори на один загальний тепловідвід. Для цього використовують спеціальні ізоляційні прокладки.

Принципова електрична схема у форматі *.lay знаходиться в архівному файлі і стане доступною після завантаження.