Простой преобразователь с 12 DC в 220AC 50Hz

Сверхпростой преобразователь 12-220 Вольт 50Гц 300Ватт

В последнее время очень часто наблюдаю, что все больше и больше людей увлекаются сборкой самодельных инверторов. Поскольку заинтересованы начинающие радиолюбители, я решил вспомнить о схеме, которую опубликовал на нашем сайте год назад. Сегодня я решил переделать схему увеличивая выходную мощность и детально пояснить процесс сборки.

Скажу сразу — это самый простой преобразователь 12-220 с учетом выходной мощности схемы. В качестве задающего генератора задействован старый и добрый мультивибратор. Разумеется, такое решение многим уступает современным высокоточным генераторам на микросхемах, но давайте не забудем, что я стремился максимально упростить схему так, чтобы в итоге получился инвертор, который будет доступен широкой публике. Мультивибратор — не есть плохо, он работает более надежно, чем некоторые микросхемы, не так критичен к входным напряжениям, работает при суровых погодных условиях (вспомним TL494, которую нужно подогревать, при минусовых температурах).

Трансформатор использован готовый, от UPS, габариты сердечника позволяют снять 300 ватт выходной мощности. Трансформатор имеет две первичные обмотки на 7 Вольт (каждое плечо) и сетевую обмотку на 220 Вольт. По идее, подойдут любые трансформаторы от бесперебойников.

Диаметр провода первичной обмотки где-то 2,5мм, как раз то, что нужно.

Основные характеристики схемы

Номинал входного напряжения — 3,5-18 Вольт
Выходное напряжение 220Вольт +/-10%
Частота на выходе — 57 Гц
Форма выходных импульсов — Прямоугольная
Максимальная мощность — 250-300 Ватт.

Недостатки

Долго думал какие у схемы недостатки, на счет КПД, оно на 5-10% ниже аналогичных промышленных устройств.
Схема не имеет никаких защит на входе и на выходе, при КЗ и перегрузке полевые ключи будут перегреваться до тех пор, пока не выйдут из строя.
Из за формы импульсов, трансформатор издает некий шум, но это вполне нормально для таких схем.

Достоинства

Простота, доступность, затраты, 50 Гц на выходе, компактные размеры платы, легкий ремонт, возможность работы в суровых погодных условиях, широкий допуск используемых компонентов — все эти достоинства делают схему универсальной и доступной для самостоятельного повторения.

Китайский инвертор на 250-300 ватт, можно купить где-то за 30-40$, на этот инвертор я потратил 5$ — купил только полевые транзисторы, все остальное найдется на чердаке думаю у каждого.

Элементная база

В обвязке минимальное количество компонентов. Транзисторы IRFZ44 можно с успехом заменить на IRFZ40/46/48 или на более мощные — IRF3205/IRL3705, они не критичны.

Транзисторы мультивибратора TIP41 (КТ819) можно заменить на КТ805, КТ815, КТ817 и т.п.

С успехом подключал к этому инвертору телевизор, пылесос и другие бытовые устройства, работает неплохо, если устройство имеет встроенный импульсный БП, то вы не заметите разницы в работе от сети и от преобразователя, в случае запитки дрели — запускается с неким звуком, но работает довольно хорошо.

Плата была нарисована вручную обыкновенным маникюром

В итоге инвертор понравился на столько, что решил поместить в корпус от компьютерного блока питания.
Реализована также функция REM, для включения схемы нужно всего лишь подключить провод REM на плюсовую шину, тогда поступит питание на генератор и схема начнет работать.

С такой схемы вполне реально снять и большую мощность (500-600 Ватт, может и больше), в дальнейшем попробую увеличить мощность, так, что следующая статья не за горами, до новых встреч.

DC-AC преобразователь, 12 в 220 В

В связи с проблемой получения переменного напряжения 220В от бортовой сети автомобиля известна давно. На страницах некоторых радиотехнических изданий встречались описания подобных преобразователей напряжения, построенных на самой разнообразной базе.

Читать еще: Как сделать светодиодный светильник из багета для штор

Ниже будет рассмотрена схема преобразователя, который относительно прост по своей конструкции и выполнен на специализированной микросхеме КР1211ЕУ1 и двух мощных ключевых полевых транзисторах IRL2505, применяющихся обычно в различных устройствах автомобильного назначения.

Микросхема КР1211ЕУ1 представляет собой генератор импульсов для импульсных источников питания. У неё есть два выхода — прямой и инверсный (выводы 4 и 6). На этих выходах формируются противофазные импульсы, которые поступают на выходные мощные ключи. В отличие от обычного мультивибратора или триггера, выходные импульсы формируются так, что между ними существует пауза, в течение которой на обоих выходах напряжение равно нулю. Эта пауза исключает возможность одновременного открывания ключей и протекания через них сквозного тока.

Частота импульсов зависит от параметров цепи R1C1. Запуск осуществляется цепью R2C2. А отключить генерацию импульсов (установить оба выхода в состояние нуля) можно подачей единицы на вывод 1, но эта функция здесь не используется.

С выводов 4 и 6 импульсы микросхемы КР1211ЕУ1 поступают на затворы ключевых полевых транзисторов VT1 и VT2. Эти транзисторы вместе с низковольтной обмоткой T1 образуют двухтактный выходной каскад. Транзисторы IRL2505 отличаются очень малым сопротивлением открытого канала, — 0,008 Ом (почти как механические контакты) и допускают постоянный ток до 104 А (импульсный — 360А). Это позволяет использовать трансформатор с низковольтной обмоткой мощностью до 1000 Вт. Реально, можно получить выходное напряжение 220В для работы на нагрузку мощностью до 400 Вт. Питается A1 напряжением 9,5 В от параметрического стабилизатора на VD1. Конденсатор C6 подавляет ВЧ — выбросы на выходе.

Трансформатор T1 — готовый силовой трансформатор с вторичной обмоткой 2*12 В. В принципе, мощность трансформатора может быть от 10 Вт до 1000 Вт, но она должна быть вдвое больше той мощности, которую нужно получить на нагрузке. Трансформатор включается как бы наоборот, то есть его вторичная низковольтная обмотка служит первичной, а напряжение 220 В снимают с первичной, которая сейчас работает как вторичная повышающая. Стабилитрон Д814В можно заменить любым стабилитроном на 8-10 В, например, КС191, КС210, КС182, или импортным. Конденсаторы C4 и С5 типа К50-35. Если нет конденсаторов на 10000 мкФ, можно взять четыре штуки на 5000 мкФ или 4700мкФ и включить их параллельно. Конденсатор C3 — импортный аналог наших типа К50-35. Можно использовать любого типа на емкость 100-500 мкФ и напряжение не ниже 10 В.

При монтаже компонентов и цепей подключения к источнику 12 В, нужно учесть то, что через эти цепи протекает очень существенный ток. К примеру при мощности 400 Вт, ток может достигать 40 А. При выходной мощности не более 200 Вт транзисторы на радиаторы в преобразователе напряжения можно не ставить.

DC 12V to AC 110V 220V 150W Inverter или просто преобразователь 12В в 220

Цена: $7.45

Перейти в магазин

Я делал обзор про инвертор на 500Вт. То был готовый к «употреблению» блок. В данном случае небольшой обзор про небольшой модуль для самоделок.
Кому интересно, заходим.
Сначала, ЧТО это есть такое и ЗАЧЕМ это надо.
Инве́ртор (DC/AC converter) — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины частоты и/или напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала. В моём случае инвертор – модуль, который преобразовывает напряжение 12В постоянного тока в переменное напряжение 220В (20кГц!).
Смотрим на страницу магазина.

Не всё правда. Поэтому читаем обзор и делаем выводы.
Модуль пришёл в запаянном антистатическом пакете.

Без повреждений.

Никаких инструкций не было.
Размером небольшой.

Читать еще: Собираем простой сварочный аппарат в домашних условиях

Силовые транзисторы (IRF3205) без радиатора. Немного удивило (150Вт однако).

Никаких предохранителей не предусмотрено. Других защит тоже не имеет.
Предусмотрена защита «от дурака» только при питании микросхемы генератора SG3525A . Напряжение поступает через диод.

На сайте магазина не всё указано про подключение. Имеются нюансы. Кое-что не совсем точно. Я указал на картинке напряжения в пересчёте на 220В на выходе. При другом выходном напряжении (в зависимости от нагрузки и напряжения источника) меняются пропорционально.

Для подключения генератора необходимо перемкнуть контакты на плате. Иначе напряжение питания на него не поступит. Очень удобно включать/отключать преобразователь.
«Потроха» изучил.
Теперь стОит поглядеть на синусоиду.
Собрал простенькую схему.

В качестве источника 12В БП Wanptek KPS3010D. Обзор делал.
Сначала глянул «синусоиду» без нагрузки. Как и ожидалось, на выходе не синусоида. При 13В на выходе БП сигнал на выходе преобразователя представляет собой меандр частотой 20кГц! и напряжением 229,4В (True RMS).

Лампу накаливания запитать можно, но ни в коем случае не надо даже пытаться запитать электродвигатели. Они не выдержат такую частоту 🙂
При включении на блоке засветился светодиод.

Схему решил опробовать сначала на малой нагрузке (лампа накаливания 25Вт).

Картинка немного изменилась. Но на выходе не синусоида, а всего лишь её ступенчатая аппроксимация. В большинстве бытовых источниках бесперебойного питания форма выходного сигнала схожая. Правильная синусоида стОит намного дороже. А тут ещё и частота…
Под нагрузкой (25Вт) действующее значение напряжения снизилось до 220,3В. Амплитудное значение напряжения около 240В.
Протестировал с разными входными напряжениями.
Напряжение БП→Ток→Напряжение на выходе преобразователя.
11,5В→1,91А→195,3В
12,0В→1,95А→202,5В
12,5В→2,00А→212,1В
13,0В→2,04А →220,6В
13,5В→2,08А →229,5В
14,0В→2,12А →237,2В
14,5В→2,16А →245,9В
Нет никакого намека на стабилизацию. Чем выше входное напряжение, тем выше напряжение на выходе.
Нагрузку увеличил. На выход подключил лампочку на 100Вт.

Напряжение на выходе преобразователя просело. Но он продолжал исправно трудиться. Ток на выходе БП увеличился почти до 7А.

КПД преобразователя очень высокий. Транзисторы холодные. Меня сначала удивило то, что они без радиатора. После тестирования успокоился. Они даже при 100Вт нагрузки остаются еле тёплыми.
При напряжении на выходе БП 13В и нагрузке в 100Вт напряжение на выходе преобразователя упало до 209,7В.

Под нагрузкой напряжение проседает. Но эта нестабильность не так сильно выражена, как при изменении входного напряжения.
Хотел запитать «плоский» телевизор от преобразователя. В современных телевизорах сетевое напряжение выпрямляется, а затем уже преобразуется. Не сработало. Ноутбук тоже не стал «хавать» халяву. Видно, большие пусковые токи при подключении. БП перешёл в режим стабилизации по току, и напряжение упало.
А вот зарядка от телефона проглотила нестандартное питание.

Вот такой вот необычный преобразователь, который тоже имеет право на жизнь.
Основное всё есть.

Определю его в подходящую коробочку и брошу в машину. Авось пригодится подключить паяльник или лампочку.
Кажется, всё рассмотрел и всё измерил. Пора заканчивать.
Удачи всем!