Інвертор 12 у 220 чистий синус своїми руками

Цей саморобний мініатюрний інвертор 12-220 вольт, який легко сховати у патроні лампочки, використовувався автором ( Ака Касьян) для розіграшу, де демонструвався «генератор вільної електроенергії».

Спочатку відео з фокусом.

Використовувалася мережева лампочка на 40 Вт.

Ця лампочка насправді не проста, вдалося в маленький простір запхати справжнісінький підвищує інвертор напруги 12-220 вольт, здатний живити цю лампочку в повне напруження.

Видно 2 польові транзистори. Це досить потужні 20-амперні польові транзисторизняті від інвертора. Конденсатор з первинною обмоткою силового трансформатора утворюють коливальний контур. На плюсі ​​харчування дросель, намотаний на кільця від енергозберігаючої лампочки. Також видно два базових обмежувальних резисторів на 240 ом і два ультрашвидкі діоди.

Дросель один 7 витків здвоєним проводом 0,8 мм на кільці від економ лампи. Сердечник від китайського електронного трансформатора 80 ватів, первинна обмотка 2 по 6 витків, чотирижильний провід по 0,8, вторинна обмотка 0,3 міліметра 130-150 витків.

Схема та складання перетворювача 12 на 220 вольт.

Розглянемо схему інвертора постійного струму 12 вольт у 220 змінного струму, яка була названа Енігма. Бачимо на дисплеї три різні схеми. Тобто це основні вузли, які були в конструкції. Перша в нижній частині - це акумулятор, тобто те, що було в зарядний пристрій. Це дві послідовно з'єднані літій-іонні акумулятори та лінійний стабілізатортипу 7805, який був потрібен для заряджання мобільного телефона. Він був встановлений на невеликий тепловідвід. Плюсові та мінусові відводи від акумулятора безпосередньо йшли до вилки. Вихід із стабілізатора йшов до роз'єму USB. При підключенні в подовжувач був постійний струм 12 вольт від акумулятора.

Зверху з лівої частини є схема, яка була вбудована ЛДС. Це простий двотактний перетворювач напруги, що підвищує, зібраний на основі простого мультивібратора. Транзистори IRF 630.

Від плюса послідовно був з'єднаний також 2 ватний резистор на 10 ом, щоб транзистори надмірно не нагрівалися.

Два затворні, обмежувальні резистори на R1, R2 на 1 ком. Високовольтний трансформатор від підсвічування ЖК моніторів. На виході вони утворюється напруга близько 3 кіловольт. При прямій подачі на ЛДС, тобто колбу, лампа засвічується. Можна повністю засвітити за допомогою цієї маленької схеми.

Третя схема - це те, що знаходилося у цоколі. Є вхід живлення – плюс. Плюс йде до середньої точки трансформатора. Мінус, земля загальна йде до транзисторів. Плюс через невелику індуктивність L1 подається на середню точку трансформатора. Він розрахований для двотактного інвертора.

Інвертор збудований за принципом резонансного перетворювача. У силовий ланцюг паралельно підключено конденсатор на 1 мікрофарад. Бажано використовувати плівкові поліпропіленові конденсатори на 160, 250 або 400 вольт. Конденсатор та первинна обмотка трансформатора утворюють коливальний контур.

Транзистори застосовані типу 20n60, дуже рекомендується використовувати високовольтні транзисториз напругою понад 100 Вольт. Чим вище, тим краще. Це польовий n-канальні транзистори.

Маса спільна, тобто йде до транзисторів. Далі два діоди d1 і d2 Ultra Fast, наприклад UF 4001 зі струмом 1 ампер зі зворотною напругою 1 кіловольт. Так само 2 затворних резистора R3, R4 номіналом 1 кілоом. Потужність усіх зазначених резисторів 0,25 Вт. Бажано взяти їх поменше.

Трансформатор намотаний на кільце від монітора. Первинна обмотка складається із двох по сім. Вторинна обмотка 140-150 витків. Діаметр дроту первинної обмотки 0,5 міліметра паралельно до 5 жил. Вторинна обмотка була намотана одиночним дротом діаметром 0,3 мм.

Готовий інвертор налагодження не потребує. Трансформатор може бути намотаний на іншому сердечнику. Можна розрахувати трансформатор. Можна використовувати також броньові чашки та ін.

Незважаючи на простоту схеми, потужність може сягати 500 Ватт з відповідним трансформатором, конденсатором і транзистором в ланцюзі. Наприкінці ролика фотоархів демонструє складання схеми даного інвертора.

Про інвертор на кіловат.

Інвертори 12-220 Вольт необхідні для живлення техніки, якщо немає можливості зробити підведення побутової мережі. Особливість пристрою полягає в тому, що за його допомогою можна перетворити постійна напруга 12 В змінне 220 В. Буквально кілька десятиліть тому таке здавалося практично немислимим, але сьогодні, коли існує величезна елементна база, не важко зробити такий перетворювач.

Потужність інвертора

Використати автомобільний інвертор 12-220 можна під час подорожей. Будь-яка побутова техніка зможе працювати навіть у польових умовах. Ось тільки максимально допустиме навантаження невелике - кількасот Ватт. Найпотужніші прилади дозволяють проводити підключення навантаження потужністю 2-3 кВт, але акумуляторна батареяшвидко сяде. Типи навантажень із споживання струму:

1. Реактивна – частково споживається енергія, що отримується від джерела живлення.
2. Активна – енергія споживається по максимуму.

Якщо ви точно знаєте, яке навантаження підключатимете до інвертора то зробити розрахунок максимальної потужності не складе великої праці. Допустимо, ви плануєте підключати до приладу навантаження з максимальною потужністю 300 Ватт. Потужність самого інвертора має бути приблизно на 25% більшою - такого запасу цілком достатньо. Тому для задоволення потреб потрібен інвертор з потужністю 375 Вт. Але такої ви не знайдете у продажу. Тому потрібно вибрати пристрій потужністю 400 Вт - найближчий за значенням.

Де можна використовувати ці пристрої?

Найпростіший тип інвертора напруги 12-220 Вольт - це джерела, що використовуються в комп'ютерній техніці. Але вони мають один великий недолік - мала потужність, акумулятора вистачає ненадовго. А якщо в побуті використовується пристрій у парі з міні-електростанцією (навіть вітряного типу), стабільне харчування забезпечене. Зазвичай інвертори можна зустріти у таких конструкціях:

1. Охоронні сигналізації.
2. Котли опалення.
3. Насосні станції.
4. Комп'ютерні сервери та інші системи.

Іншими словами, вони застосовуються там, де необхідно постійно наявність мережі живлення 220 Вольт. Побутові стабілізатори напруги – це не що інше, як інвертори. Тільки в них перетворюється змінна напругау постійне, стабілізується, після чого знову підвищується до 220 Вольт. Причому за допомогою електричних напівпровідникових ключів та ШІМ-модулятора виходить досягти практично ідеальної синусоїди.

Особливості роботи конструкції

Інвертори 12-220 Вольт використовуються досить широко. Пересічні автомобілісти використовують їх як джерело живлення при далеких поїздках. Елементарно можна включити електричну бритву, фен, телевізор, навіть закип'ятити чайник. Щоправда, швидко посадять акумулятор. Тому краще використовувати пристрої для живлення приладів першої необхідності та освітлення.

Найпростіші саморобні інвертори 12-220 можна виготовити з декількох силових транзисторів і мультивібратора. Експлуатація приладу може відбуватися навіть за сильного морозу. А ось для спеки необхідно передбачити додаткове охолодження, інакше транзистори вийдуть із ладу. Простий кулер від комп'ютера достатньо встановити на радіатор охолодження напівпровідникових силових транзисторів.

Найпростіший саморобний інвертор

Майже всі інвертори, які є у продажу, працюють за допомогою використання струму високої частоти. Класичні схеми, які виготовлялися з урахуванням трансформаторів, повністю забуті, їх замінили імпульсні конструкції.

На основі однієї мікросхеми К561ТМ2, що складається з двох D-тригерів, можна виготовити найпростіший трактор для інвертора. Схема складається з генератора, що задає, роль якого виконує DD1, а також дільника частоти, виготовленого на тригері DD1.2.

Силові транзистори типу КТ827 чи КТ819 використовуються для перетворення напруги. Дуже добрі результати показують польові транзистори типу IRFZ44. За допомогою генератора, що задає, виробляється синусоїда, яка необхідна для нормальної роботи конструкції.

Особливості роботи інвертора

Щоб отримати контур 50 Гц, необхідно використовувати вторинну обмоткута паралельно з'єднані з нею електролітичні конденсатори та елемент навантаження. Коли на вихід не підключено навантаження, схема не працює. Як тільки ви підключите якийсь споживач, інвертор почне перетворювати напругу 12 в 220 Вольт.

Синусоїда на виході далеко до ідеалу. Це величезний недолік подібної схеми. Щоб зробити збільшення потужності, необхідно застосовувати більш дорогі та ефективні типи транзисторів. Зверніть увагу на електролітичний конденсатор, підключений до виходу. Він повинен бути розрахований на мінімальну напругу 250 В. Буде краще, якщо це значення буде вищим за 300 В.

Пристрої на сучасній елементній базі

Такі схеми можна використовувати для харчування побутових приладів, ламп денного світла, і т. д. У конструкції силові транзисторитипу КТ819ГМ монтуються на радіаторі з великою площею, щоб покращити охолодження. Схема містить генератор, що задає, на логічному елементі КР121ЕУ1, за аналогією, як і в розглянутому вище випадку, а також підсилювальний каскад. Непогано працюють польові транзистори IRL2505.

Вибір на мікросхему КР12116У1 впав не випадково - в ній є двоканальне регулювання силових ключів. Тому для простих конструкцій вона підходить ідеально. Від пасивних елементів, що використовуються в ланцюгу, залежить частота, яку вироблятиме генератор, що задає. За допомогою сигналу від генератора проводиться відкривання та замикання напівпровідників.

Коли канали в транзисторах відкриті, то опір всього 0,008 Ом - це дуже мало. Отже, можна використовувати транзистори з невеликою потужністю. Наприклад, якщо на виході встановлено трансформатор, у якого потужність 100 Вт, транзисторами в нормальному режимі буде протікати струм близько 104 А. В імпульсному режимі пікове значення може скласти 350-360 Ампер.

Готові плати для збирання інверторів

У продажу можна зустріти готові модулі. Вони є плати, у яких встановлено:

1. Трансформатори.
2. Напівпровідникові силові ключі.
3. Радіатор.
4. Пасивні елементи.
5. Пристрої захисного відключення, запобіжники.

Такий інвертор 12 220 чистий синус на виході видасть, так як він виготовляється на сучасній елементній базі. Ціна готових блоків велика. Найменший обійдеться не менше ніж у 300-350 рублів, і то це оптова вартість. Що потужність приладу, то більше вписувалося його вартість.

Але перш ніж використовувати такі пристрої, необхідно знайти потрібний корпус. Монтаж плати потрібно робити таким чином, щоб добре охолоджувалося. Бажано зробити додаткове примусове охолодження за допомогою кулера від персонального комп'ютера. Інвертор 12-220, схема якого наведена вище, також має бути змонтований у надійному корпусі. Головне, щоб не доторкнулися до високовольтних висновків.

Безперебійнику друге життя!

Якщо у вас є «зайвий» безперебійник, у якого села батарея, його можна ще оживити. Для цього потрібно зробити невеликі зміни:

1. Забрати старий акумулятор.
2. Припаяти нові дроти для підключення до акумулятора 12 Вольт.
3. На краях дротів встановити клеми для з'єднання з автомобільним АКБ. Якщо пристрій використовуватиметься в машині, можна зробити живлення від прикурювача. Але небажано так чинити - велика потужність пристрою викликає надмірне нагрівання проводів.

Щоб підключати до джерела безперебійного живлення побутову технікупотрібно зробити розетки. Найпростіше зі старого мережевого фільтраі відрізка дроту зі штекером зробити перенесення, в яку і включатиметься вся техніка.

Особливості конструкції на основі безперебійника

З ємністю 55 А/год подібна конструкція може доби підтримувати нормальну температуру в інкубаторі на 100 яєць, наприклад. Будь-який фермер знає, наскільки страшним є переохолодження для інкубаторів. Щоправда, потужність такого приладу невелика, кондиціонер або холодильник не зможуть нормально працювати.

Один недолік у подібної конструкції - стандартна схемане зможе повністю зарядити автомобільний акумулятор. Тому коли батарея повністю сяде, необхідно ставити її на зарядку від нормального пристрою, що видає струм понад 5-6 Ампер.

Саморобний потужний інвертор

Щоб виготовити інвертор 12 в 220 3000Вт своїми руками, вам знадобиться знання основ електротехніки, навички в монтажі. Прийде виготовити кілька специфічних елементів. Один з них – це імпульсний трансформатор. З його допомогою проводиться підвищення напруги з 12 до 220 Вольт. Також потрібно обзавестися декількома дорогими елементами. Вони перераховані нижче:

1. ШИМ-модулятор. Необхідний для роботи напівпровідникових ключів. З його допомогою визначається частота роботи всієї схеми. Потрібно зазначити, що частота перемикань силових ключів – кілька десятків тисяч разів на секунду.
2. Напівпровідникові транзистори, що працюють як силові ключі, дозволяють не тільки посилити сигнал, але і зробити комутацію. Вони відкриваються і закриваються, а в парі з ШІМ-модулятор створюють практично чисту синусоїду.
3. Алюмінієві радіатори із великою площею поверхні. Чим вища потужність пристрою, тим велика площарадіатора потрібна.
4. Фольгований матеріал, на якому виконується монтаж всіх елементів. За бажання, звичайно, можна виконати навісний монтаж, але він займе дуже багато місця. Такий саморобний інвертор 12-220 своїми руками можна зробити за кілька хвилин, але користуватися ним буде небезпечно, якщо не вжити заходів.
5. Пасивні елементи – резистори, конденсатори.
6. З'єднувальні дроти.

При виготовленні пристрою може знадобитися кілька електромагнітних реле для проведення комутації. До речі, можна вирішити, що замість силових ключів допустиме використання простих електромагнітних реле. Є лише одне але – швидкість комутації дуже висока (40-60 тис. спрацьовувань за секунду). Тому електромеханічні пристрої не справляються з таким завданням.

Готові інвертори

Якщо не бажаєте робити інвертор 12 в 220 3000Вт своїми руками, можна придбати готовий виріб у гарному корпусі, з масою роз'ємів для підключення приладів. Але ціна аж надто кусається. Найдешевший, потужність якого ледве сягає 50 Вт, ви зможете купити за 800-1000 рублів. І вистачить його максимум для заряджання акумулятора ноутбука або живлення кількох світлодіодних лампосвітлення. Електричний фен або плойку не підключити до такого пристрою.

Більш потужні пристрої (понад 2000 Вт) мають ціну відповідну. Найдешевший інвертор 12-220 обійдеться в 3000-5000 рублів. Але все залежить від виробника. Якісні, багатофункціональні прилади виробництва відомих фірм можуть мати вартість понад 20000 рублів. Саме тому люди, які більш-менш знаються на електротехніці, воліють робити інвертор 12-220 своїми руками. Благо елементи для виготовлення можна знайти в самому простому блоціживлення персонального 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.