В каких сферах применяется инвертор напряжения 12 220 В
При стабильном использовании аккумуляторной батареи происходит постепенное уменьшение уровня ее заряда. Преобразователь стабилизирует напряжение, если отсутствует электричество.
Инвертор 12 220 В, сделанный своими руками, позволит провести усовершенствование инженерных сооружений в любом помещении. Значение мощности устройств, преобразующих ток, выбирают согласно от общих величин эксплуатируемых нагрузок. Процессы потребления мощности могут быть реактивными и активными. Реактивные нагрузки не полностью потребляют полученный объем энергии, из-за чего значение полной мощности является больше ее активного значения.
Инверторы с чистыми синусоидами применяются при подключении элемента, общая мощность которого составляет 3 кВт. Значительная экономия топлива обеспечивается использованием преобразователей напряжения и мини-электростанциями.
К конструкции инвертора присоединяют такие потребители, как:
- систему сигнализации;
- отопительный котел;
- насосный аппарат;
- компьютерную систему.
Пролог.
У меня есть два мультиметра, и оба имеют один и тот же недостаток – питание от батареи напряжением 9-ть Вольт типа «Крона».
Всегда старался иметь в запасе свежую 9-тивольтовую батарею, но, почему-то, когда требовалось что-то измерить с точностью выше, чем у стрелочного прибора, «Крона» оказывалась либо неработоспособной, либо её хватало всего на несколько часов работы.
В последний раз, мне пришлось поочерёдно подзаряжать две кроны от блока питания, чтобы сделать необходимые замеры, хотя на кронах было написано 12.2012г. В общем, терпению пришёл конец, и я взялся за работу.
Электрик в доме
Автор: admin, 12 Апр 2013
Преобразователь напряжения 12/220 своими руками
В настоящее время выпускается достаточно много преобразователей напряжения 12/220 В, рассчитанных на достаточно большие мощности. Но если вам нужен для дачи или гаража для освещения (телевизора,дрели,насоса) простой преобразователь напряжения 12/220, то его можно сделать своими руками. Предлагаемая схемы выгодно отличается от подобных наличием сигнализации разряда аккумулятора.
Это очень актуально, если для питания схемы использовать аккумулятор автомобиля. Хотя лучше, всё же, взять другой аккумулятор, или приобрести для машины новый аккумулятор, а старый использовать для преобразователя. В схеме использовано минимум деталей, но устройство вполне справляется со своей функцией. Такие устройства, которые преобразуют постоянное напряжение в переменное, ещё называют инверторами.
Схема преобразователя напряжения 12/220 В
В схеме обозначено:
- FU1 — предохранитель на 10А.
- R1 — резистор МЛТ-0,5, 150 Ом.
- R2 — переменный резистор СП-1, 22 кОм.
- R3 — подстроечный резистор СП3-16, 1 МОм
- R4 — резистор МЛТ-0,125, 330 Ом.
- R5, R7, R8 — резисторы МЛТ-0,125, 2кОм.
- R6 — резистор МЛТ-0,125 1,5 кОм.
- VD1 — стабилитрон КС 191А.
- C1 — конденсатор К53-1, 50 мкФ х 50 В.
- С2, С3 — конденсаторы КМ-5, 0,1 мкФ.
- С4,С5 — конденсаторы КМ-5, 510 пФ.
- VT1 — однопереходной транзистор КТ 117А.
- VT2, VT3 — транзисторы КТ 827А.
- L1 — светодиод АЛ 307А.
- DD1 — микросхема К561ТМ2.
- Т1 — трансформатор.
Описание работы схемы
Генератор, собранный на транзисторе VT1, генерирует колебания с частотой 100 Гц, частоту можно регулировать подстроечным резистором R3. Триггер DD1.2 делит частоту пополам и на выходах 12 и 13 триггера образуются противоположно направленные по амплитуде импульсы с частотой 50Гц. Импульсы попеременно открывают транзисторы VT2 и VT3, которые включены по схеме двухтактного усилителя мощности. Нагрузкой транзисторов VT1, VT2 являются обмотки 1 и2 повышающего трансформатора Т1, на вторичной обмотке 3 которого и образуется переменное напряжение 220В, 50 Гц.
Стабилизатор выполненный на VD1, R1 и сглаживающий конденсатор С1 служат для питания микросхемы и генератора и исключают влияние работы ключевых транзисторов VT1, VT2 на работу схемы, а конденсаторы С5,С4 уменьшают время переходного процесса (помогают быстрее переключатся этим транзисторам). Триггер DD1 включает сигнальный светодиод L1, при снижении напряжения на аккумуляторе до заданного значения, которое устанавливается переменным резистором R2.
Наладка схемы
- Отключить «+» от соединения обмоток 1 и 2.
- Проверить частоту на базах транзисторов VT2 и VT3 с помощью осциллографа, подстроить, при необходимости, резистором R3 до 50Гц.
- Снизить напряжение источника питания до 10-11В. Добиться постоянного свечения светодиода L1 с помощью переменного резистора R2.
- Подключить «+» обратно к точке соединения обмоток 1 и 2.
- Проверить работу устройства от полностью заряженного аккумулятора.
Детали схемы
Транзисторы VT2, VT3 КТ 827 можно взять с любым буквенным индексом, но желательно с самым большим коэффициентом передачи тока базы.
Стабилитрон VD1 можно заменить на любой другой с напряжением стабилизации 8-9В.
Трансформатор можно выполнить на базе магнитопровода ПЛМ 27-40-58. Первичные обмотки 1 и 2 намотать проводом ПБД-2 (ПСД-2) по 15 витков каждую. Вторичную обмотку 3 намотать проводом ПЭВ-2, 0,64 мм — 704 витка.
Конденсатор С2 установить непосредственно на выводах микросхемы DD1.
При отсутствии нужного номинала резисторов и конденсаторов можно составить требуемый из нескольких деталей, как это сделать описано в этой статье.
Печатную плату можно изготовить по технологии, описанной в этой статье.
Параметры преобразователя 12/220
Данный преобразователь напряжения испытывался нагрузкой 100 Вт. Потребляемый ток преобразователя не более 10А, потребляемый ток без нагрузки не более 1А. Преобразователь выдерживает пусковые токи электронасоса, электродрели. Максимальное падение напряжения на выходе — 10 В.
Для питания аппаратуры, требующей синусоидального сигнала, на выходе можно установить сглаживающий прямоугольность импульсов конденсатор, его ёмкость нужно подбирать для достижения наилучшего результата, подбор можно начать с ёмкости в 1 мкФ. Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не ниже 400В.
Вы можете поделиться статьёй с друзьями, нажав ниже на кнопку социальной сети. Вопросы и пожелания прошу писать в комментариях, статья может быть дополнена. Также вы можете подписаться на обновления статей, заполнив форму подписки ниже, на ваш е-мейл не будет приходить спам, в любое время можно отписаться от обновлений.
Схема импульсного преобразователя напряжения 1,5 — 9 Вольт.
В качестве преобразователя напряжения из 1,5 В в 9 В была выбрана, схема А.Чаплыгина, опубликованная в журнале «Радио» (11.2001г., стр.42).
Эта одна из схем, которая, как нельзя лучше, иллюстрирует выражение: «Всё гениальное – просто».
C1, C2 – 22µF
VT1, VT2 – КТ209К
B1 – 1… 1,5V
И действительно, схема состоит всего из пяти деталей, причём две из них, это конденсаторы фильтров. Вместо выпрямителя высокочастотного напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора. При этом, величина тока базы становится пропорциональной величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.
Другой особенностью генератора является срыв колебаний в отсутствие нагрузки, что автоматически решает проблему управления питанием. Проще говоря, такая «Крона», а точнее, встроенный в неё преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-нибудь запитать и выключаться, когда нагрука будет отключена.
Трансформатор TV1 намотан на кольцевом магнитопроводе 2000НМ размером К7х4х2. Обмотки III и IV содержат по 28 витков провода Ø0,16мм, а I, II по 4 витка провода Ø0,25мм.
Как рассчитать количество витков однослойной обмотки, для импульсного трансформатора на кольцевом сердечнике, написано здесь.
Монтаж радиоэлементов
Осталось собрать устройство. Поскольку компонентов в схеме не так много, можно размещать их не на печатной плате, а навесным монтажом с креплением к радиатору, то есть к корпусу устройства. К штыревым ножкам подпаиваемся моножильным медным проводом достаточно большого сечения, затем место соединения укрепляется 5–7 витками тонкой трансформаторной проволоки и небольшим количеством припоя ПОС-61. После остывания соединения оно изолируется тонкой термоусадочной трубкой.
Схемы высокой мощности и со сложным вторичным контуром могут потребовать изготовления печатной платы, на краю которой в ряд размещены транзисторы для свободного крепления к теплоотводу. Для изготовления печатки пригоден стеклотекстолит с толщиной фольги не менее 50 мкм, если же покрытие более тонкое — усиливайте цепи низкого напряжения перемычками из медного провода.
Изготовить печатную плату в домашних условиях сегодня просто — программа Sprint-Layout позволяет рисовать обтравочные трафареты для схем любой сложности, в том числе и для двухсторонних плат. Полученное изображение распечатывается лазерным принтером на качественной фотобумаге. Затем трафарет прикладывается к очищенной и обезжиренной меди, проглаживается утюгом, бумага размывается водой. Технология получила название «лазерно-утюжной» (ЛУТ) и описана в сети достаточно подробно.
Вытравливать остатки меди можно хлорным железом, электролитом или даже поваренной солью, способов предостаточно. После вытравливания припекшийся тонер нужно смыть, просверлить монтажные отверстия сверлом в 1 мм и пройтись по всем дорожкам паяльником (под флюсом), чтобы залудить медь контактных площадок и улучшить проводимость каналов.
Окончательная сборка импульсного преобразователя напряжения.
Перед окончательной сборкой, все элементы схемы были соединены многожильным проводом, и была проверена способность схемы принимать и отдавать энергию.
Для предотвращения замыкания, импульсный преобразователь напряжения был со стороны контактов заизолирован силиконовым герметиком.
Затем все элементы конструкции были размещены в корпусе от «Кроны». Для того, чтобы передняя крышка с разъёмом не утапливалась внутрь, между передней и задней стенками была вставлена пластинка из целлулоида. После чего, задняя крышка была закреплена клеем «88Н».
Для зарядки модернизированной «Кроны» пришлось изготовить дополнительный кабель со штекером типа Джек 3,5мм на одном из концов. На другом конце кабеля, для снижения вероятности короткого замыкания, были установлены стандартные приборные гнёзда, вместо аналогичных штекеров.
Корпус для инвертора
Первое, что нужно учесть — потери преобразования электричества, выделяющиеся в виде тепла на ключах схемы. В среднем эта величина составляет 2–5% от номинальной мощности устройства, но показатель этот имеет свойство расти из-за неправильного подбора или старения комплектующих.
Отвод тепла от полупроводниковых элементов имеет ключевое значение: транзисторы очень чувствительны к перегреву и выражается это в быстрой деградации последних и, вероятно, их полному отказу. По этой причине основанием для корпуса должен служить теплоотвод — алюминиевый радиатор.
Из радиаторных профилей хорошо подойдёт обычная «расчёска» шириной 80–120 мм и длиной около 300–400 мм. к плоской части профиля винтами крепятся экраны полевых транзисторов — металлические пятачки на их задней поверхности. Но и с этим не всё просто: электрического контакта между экранами всех транзисторов схемы быть не должно, поэтому радиатор и крепления изолируются слюдяными плёнками и картонными шайбами, при этом по обе стороны диэлектрической прокладки металлсодержащей пастой наносится термоинтерфейс .
Причины возникновения сквозных токов
Типовая схема силовой части инвертора на основе IGBT показана на рисунке 1. В нормальном режиме работы транзисторы верхнего и нижнего плеча должны включаться по очереди. Одновременное нахождение двух транзисторов в проводящем состоянии приведет к короткому замыканию источника питания и появлению сверхтоков, величина которых ограничивается лишь малым активным сопротивлением в силовой цепи.
Рис. 1. Типовая схема силовой части инвертора
Конечно, никто не проектирует инвертор так, чтобы транзисторы верхнего и нижнего плеча одновременно находились в открытом состоянии. Однако IGBT не являются идеальными ключами и имеют конечную длительность времен включения и выключения, которые не только не равны друг другу, но еще и зависят от множества факторов, в числе которых температура кристалла и величина коммутируемого тока. Поэтому на практике в сигналы управления транзисторами рекомендуется вводить небольшую задержку, известную как «мертвое время» (Dead Time), гарантирующую, что транзистор одного плеча будет открыт только после того, как транзистор другого плеча будет полностью закрыт.
Как дело обстоит сейчас
Современная элементная база дает возможность сегодня упростить вышеописанную конструкцию до минимума.
Микросхема КР1211ЕУ1
- Для этого придется сначала заменить громоздкий генератор специальной микросхемой марки КР1211ЕУ1. Обратите внимание, что эта микросхема отечественного производства, зарубежных аналогов вы не найдете.
- Вместо силовых ключей лучше всего использовать транзисторы IRL2505, они мощного исполнения и применяются в электрических схемах автомобиля. Кстати, их сопротивление равно 0,008 Ом, что не соизмеримо с механическими контактами.
Устройство для зарядки гаджетов
Портативный прибор может зарядить смартфон или планшет. Не проблема для него ноутбук, видеокамера. Даже паяльнику можно обеспечить соответствующее «питание». Дело в том, что обычное напряжение, на которое рассчитаны устройства, 220 Вольт. Собственноручное изготовление аккумуляторного устройства дает на выходе 14,8В. Это недостаточно для ноутбука и много для смартфона.
Поэтому универсальный небольшой инвертор просто необходим. Собрать его можно благодаря продукции AKA KASYAN. Небольшие емкости дают требуемый ток. 5А. Процесс изготовления полностью изложен на специализированных сайтах.
Обратите внимание!
Как сделать коптильню горячего копчения своими руками: чертежи, размеры, выбор материала, фото готовых вариантов
Как сделать кормушку для кур своими руками: пошаговая инструкция с фото и описанием
Печь на отработке своими руками: подробная инструкция, как сделать печь с максимальной эффективностью
Генератор с удвоением напряжения на выоде
На рисунке 4 показан генератор с выходным каскадом, в котором осуществляется удвоение выходного напряжения. При закрытом транзисторе VT3 к светодиоду приложено только небольшое по величине напряжение питания.
Электрическое сопротивление светодиода велико в силу ярко выраженной нелинейности ВАХ и намного превышает сопротивление резистора R6. Поэтому конденсатор С2 оказывается подключенным к источнику питания через резисторы R5 и R6.
Рис. 4. Схема низковольтного преобразователя с удвоением выходного напряжения.
Хотя вместо германиевого диода использован резистор R6, принцип работы удвоителя напряжения остается тем же: заряд конденсатора С2 при закрытом транзисторе VT3 через резисторы R5 и R6 с последующим подключением заряженного конденсатора последовательно с источником питания.
При приложении удвоенного таким образом напряжения динамическое сопротивление светодиода на более крутом участке ВАХ становится на время разряда конденсатора порядка 100 Ом и менее, что намного ниже сопротивления шунтирующего конденсатор резистора R6.
Расширить рабочий диапазон питающих напряжений (от 0,8 до 6 В) позволяет использование резистора R6 вместо германиевого диода. Если бы в схеме стоял германиевый диод, напряжение питания устройства было бы ограничено величиной 1,6…1,8 В.
При дальнейшем увеличении напряжения питания ток через светодиод и германиевый диод вырос бы до неприемлемо высокой величины и произошло бы их необратимое повреждение.
