Схема самодельного преобразователя напряжения с 12 на 220 В

Так уж случается, что 12 В надо превратить в 220 В. Например, чтобы запитать ноутбук, бритву или роутер от пониженного напряжения. С помощью мощного инвертора вполне реально запустить холодильник летом или газовый котел отопления зимой от автомобильного аккумулятора. Предлагаю три сравнительно простые схемы преобразователя напряжения в порядке улучшения их параметров.

Как сделать самому 220 вольт из 12

Эта схема самая простая, но вполне работоспособная. Потребуется всего 7 радиоэлементов плюс радиаторы для транзисторов, аккумулятор и провода. Основной инструмент — паяльник с припоем и канифолью, бокорезы да отвертка. Хорошо, если найдется термопаста, которая нужна для улучшения теплового контакта транзисторов с радиаторами.

Электрическая схема простейшего преобразователя представляет из себя мультивибратор (генератор) на двух мощных транзисторах. Инвертор питается от аккумулятора и вырабатывает сигнал переменного тока, который затем повышается с уровня 12 В до 220 В с помощью трансформатора.

Помните, что в схеме присутствуют напряжения, опасные для здоровья и жизни человека. Это означает, что прикосновение к любой точке устройства может привести к параличу и смерти. Поэтому включение и наладку преобразователя напряжения следует доверить лицу, имеющему допуск к работе с установками до 1000 В.

В цепях управления мощными транзисторами протекают большие токи, значит, и резисторы необходимы мощные. На них выделяется немало тепла, что снижает коэффициент полезного действия инвертора (КПД). Что делать? За простоту надо платить!

Перечень элементов принципиальной схемы инвертора напряжения:

  • BA1 — аккумулятор 12 В;
  • R1, R2 — 100 Ом\10 Вт,
  • R3, R4 — 15 Ом\10 Вт;
  • TV1 — трансформатор 12-220 В\5 А;
  • VT1, VT2 — TIP3055.

Напомню про два радиатора, площадь которых определяется мощностью нагрузки. Можно приобрести готовые теплоотводы, а также сделать их своими руками из алюминиевого профиля или листа толщиной не менее 2 мм.

Для тех, кто недавно дружит с электроникой, предлагаю и наглядную схему электромонтажа преобразователя. Простое устройство можно собрать своими руками и без печатной платы, что мы и сделаем:

  1. Сначала соединяем с помощью пайки транзисторы с резисторами на 15 Ом.
  2. Затем прикручиваем транзисторы к радиаторам, предварительно смазанным термопастой.
  3. Теперь скрепляем между собой два подготовленных узла посредством резисторов на 100 Ом. Выводы резисторов следует припаять к двум ножкам на левой стороне каждого транзистора (коллектору и базе). Контролируйте электромонтаж по схеме.
  4. Далее соединяем проводами средние выводы транзисторов (коллекторы) с крайними выводами обмотки трансформатора.
  5. Теперь соединяем между собой правые выводы транзисторов (эмиттеры) с помощью провода.
  6. Красный провод используйте для подключения плюса аккумулятора со средним выводом обмотки трансформатора. Черный провод служит для соединения минуса аккумулятора с перемычкой между эмиттерами транзисторов.
  7. Если включить преобразователь без нагрузки, то подключенный к его выходу мультиметр может показать переменное напряжение в диапазоне 200-500 В. Теперь подключаем на выход лампочку 220 В 40 Вт и убеждаемся, что она горит «на полную».
  8. В данном примере устройство размещено в корпусе из фанеры. Радиаторы и трансформатор удобно прикрутить винтами к деревянному основанию. Стенки и крышку быстро и просто скрепить горячим клеем. На крышке необходимо установить выключатель питания преобразователя.

Можно согласиться с тем, что фанерную коробку просто собрать, и она обеспечивает надежную изоляцию в сухом состоянии. При этом древесина плохо проводит тепло, и транзисторы могут перегреться. Вероятно, правильнее всего предусмотреть ряд отверстий на верхней и нижней сторонах корпуса для отвода тепла.

При желании схему можно разместить на печатной плате размерами 56х73 мм, топология которой представлена на фото ниже.

Более подробно процесс сборки самодельного инвертора представлен в следующем видео. Автор успешно подключал к преобразователю лампу дневного света на 15 Вт, светодиодную лампу и даже зарядку мобильника и роутер сигнала WI-FI. Все работает! Однако, как мы увидим в следующем примере, на выход трансформатора желательно подключить конденсатор емкостью порядка 300 нФ, который срежет наиболее опасные для электроники всплески напряжения.

Схема преобразователя напряжения на полевых транзисторах

Следующая схема инвертора собрана с применением трансформатора ТС-180, который применялся в телевизорах. В данном случае мультивибратор построен на транзисторах средней мощности КТ817Г, которые управляют мощными полевыми транзисторами IRL8113. Для стабильной работы устройства крайне желательно подобрать VT2 и VT3 с возможно близким коэффициентом усиления.

В результате удалось получить несколько большую мощность, повысить КПД, улучшить стабильность выходного напряжения. При потреблении от аккумулятора тока 7 А в качестве нагрузки уверенно работает лампочка на 220 В мощностью 60 Вт.

Частоту генератора можно изменять, выбирая емкость конденсаторов С1, С2. В данном случае мультивибратор работает на частоте 110 Гц. Для стабильной работы устройства крайне желательно установить конденсаторы с минимальным разбросом по емкости.

Полевые транзисторы эффективнее биполярных, так как имеют минимальное сопротивление канала в открытом состоянии. В итоге они заметно меньше нагреваются, чем обычные полупроводники.

Ключи работают на две соединенные последовательно обмотки трансформатора с выводами 2-2 и 4-4. В стандартном применении они вырабатывают напряжение 6,3 В. К перемычке между обмотками подключается плюс аккумулятора. Выходное напряжение снимается с обмотки 1 трансформатора.

При испытании устройства на затворах полевиков присутствует сигнал, близкий к прямоугольному.

Если на выходе преобразователя отсутствует конденсатор, напряжение на обмотке 1-1 имеет характерные пульсации.

При подключении конденсатора к выходной обмотке напряжение на нагрузке приобретает более сглаженную форму. Транзисторы VT2 и VT3 выделяют тепло при нагрузке, так что их необходимо установить на теплоотвод. Его площадь должна соответствовать мощности нагрузки. При этом потребуются радиаторы меньших габаритов, по сравнению с первой схемой преобразователя напряжения. Дополнительную информацию смотрите в следующем видео.

Собираем своими руками мощный инвертор на мультивибраторе

Следующий инвертор также предназначен для преобразования напряжения 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока. Его мощность может достигать 250 Вт, она ограничивается мощностью трансформатора и характеристиками аккумулятора. При использовании схемы в качестве автомобильного инвертора необходимо также учитывать максимальный ток предохранителя прикуривателя. Еще напомню, что бытовой холодильник или газовый котел потребляет в районе 160 Вт, так что выводы делайте сами…

В данном случае в качестве задающего генератора используется мультивибратор на микросхеме СD4047BD. К его выходу подключены две пары полевых транзисторов. Последние работают на повышающий трансформатор, который и выдает 220 В.

Резистор 220 Ом и электролитический конденсатор 1000 мкФ обеспечивают фильтрацию питания микросхемы. Конденсатор 47 нФ и переменный резистор 12 кОм устанавливают частоту генерации мультивибратора. С помощью переменного резистора производится настройка на 50 Гц. Такая схема практически не требует наладки и надежно работает.

Схема силовых модулей А представлена ниже. Резисторы 200 Ом выравнивают токи транзисторов при параллельном включении.

Параметры элементов схемы:

  • мощность всех резисторов 0, 25 Вт;
  • коэффициент трансформации трансформатора равен 20;
  • электролитический конденсатор 1000 мкф на 25 В;
  • конденсатор 47 нФ — керамический.

Слаботочная часть схемы размещается на печатной плате размерами 33х50 мм, топология которой представлена ниже.

Мультивибратор СD4047BD рекомендуется установить на панельке.

Силовые транзисторы можно установить на едином теплоотводе при условии монтажа через специальные изоляционные прокладки. Полевые транзисторы имеют минимальное сопротивление в открытом состоянии, а, значит, выделяют сравнительно немного тепла. При этом радиатор выбирается в соответствии с мощностью нагрузки преобразователя.

Электрические соединения между транзисторами выполняются с помощью перемычек из одножильного медного провода. Соединение силовых модулей с платой обеспечивается гибким монтажным проводом. Силовые цепи, а именно соединение транзисторов с трансформатором и подключение аккумулятора, выполняют проводом сечением не менее 1 мм2.

В данном примере использован трансформатор от вышедшего из строя бесперебойника. Данная схема не обеспечивает идеальную синусоиду на выходе, но в большинстве случаев это не сказывается на работе подключаемых в нагрузку приборов. Видео поможет снять возможные вопросы.

В заключение отмечу, что любую из приведенных выше схем можно применить в качестве автомобильного инвертора с питанием 24 В. В этом случае нужно использовать обмотки трансформатора, обеспечивающие коэффициент трансформации 10, вместо 20. Это можно сделать, уменьшив в 2 раза количество витков низковольтной обмотки трансформатора. Кроме того, в схеме мультивибратора необходимо использовать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 40 В. Удачи!

Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Своими руками: от поделок в саду до строительства дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: