Инвертор 12 220 своими руками синусоида. Высокое напряжение и не только

Данный инвертор был разработан всего месяц назад и с того дня получил широкую популярность. Схема относительно проста, не содержит микросхем и сложных схематических решений — простой задающий генератор настроенный на 57Гц и силовые ключи.

Мощности инвертора зависит напрямую от количества пар выходных ключей и от габаритных размеров используемого трансформатора. Сам трансформатор взят от старого бесперебойника. Выходное напряжение 220-260 Вольт. Мощность с 3-я парами полевых ключей составляет до 400 ватт, с хорошим аккумулятором до 500 ватт!

Выходная частота позволяет подключить к этому инвертору такие бытовые приборы как — телевизор, магнитофон, проигрыватели, зарядные устройства от мобильных телефонов, ноутбуков и нетбуков, компьютер, холодильник, болгарка, дрель, пылесос и все, попадет под руки.

Схему можно реализовать всего за пару долларов, если в наличии имеется трансформатор.Несколько слов о самой схеме. Полевые ключи можно использовать IRFZ40/44/48, IRF3205, IRL3705 либо более мощные IRF3808 — всего с двумя парами этих ключей можно снять мощность в районе 800-900 ватт!Транзисторы генератора можно заменить на KT817/815/819/805

С одной парой irfz44 можно снять до 150 ватт чистой мощности (в некоторых случаях до 200 ватт). Пленочные конденсаторы с напряжением 65-400 вольт, особо не важно. Затворные резисторы ключей могут иметь номинал от 2,2 до 22Ом.

>Инвертор работает без дополнительной наладки — сразу же после включения, ток потребления без нагрузки составляет 270-300мА, при этом в холостом ходу транзисторы никак не должны перегреваться. Укрепляют транзисторы на общий теплоотвод обязательно через слюдяные прокладки. Силовые шины питания должны иметь диаметр не менее 5мм, мощность инвертора все-таки не мала.

Вся конструкция отлично вошла в корпус от блока питания компьютера и до сих пор выручает в некоторых ситуациях, когда в доме нет электричества или нужно запитать бытовую нагрузку в полевых условиях, отличный вариант для автомобилиста, если нужно проводить ремонтные работы над авто в дали от розетки (с 3-я парами irf3205 мощность будет в районе 1000 ватт, следовательно без проблем можете подключать, дрели, болгарки и другие подобного рода инструменты).

Напряжения автомобилистам, поскольку в машине очень часто может возникнуть необходимость получения сетевого напряжения. Этот преобразователь может быть использован для запитки паяльников, ламп накаливания, кофеварок и прочих устройств, которые питаются от сети 220 Вольт. Преобразователь может также питать активные нагрузки - телевизор или DVD проигрыватель, но стоит заметить, что это достаточно опасно, поскольку рабочая частота преобразователя довольно сильно отличается от сетевых 50 Герц. Но, как известно, в указанных устройствах установлены импульсные блоки питания, где сетевое напряжение выпрямляется диодами. Эти диоды могут выпрямлять ток высокой частоты, но должен заметить, что не во всех импульсных блоках могут быть такие диоды, поэтому лучше не рискнуть. Такой DC-AC преобразователь напряжения можно собрать за пару часов, если меть под рукой нужные компоненты. Уменьшенная схема показана на рискнке:

Трансформатор - силовой компонент такого преобразователя. Он намотан на кольце феррита, который был снят от китайского блока для питания галогенок (мощность 60 ватт).

Первичная обмотка трансформатора моталась 7-ю жилами. Для намотки обеих обмоток использовался провод с диаметром 0,5-0,6мм. Первичная обмотка состоит из 10 витков с отводом от середины, т.е. две равноценные половинки по 5 витков каждая. Обмотки растянуты по всему кольцу. После намотки, обмотки желательно изолировать и мотать повышающую.

Вторичная обмотка состоит из 80 витков (провод использовался тот же, что и для намотки первичной обмотки). Транзисторы были установлены на теплоотводы, но не забываем изолировать их при помощи специальных прокладок и шайб. Это делается только тогда, когда у обеих транзисторов общий теплоотвод.

Дроссель можно убрать и подключить питание напрямую. Он состоит из 7-10 витков провода 1мм. Дроссель может быть намотан на кольце из порошкового железа (такие кольца легко можно найти в компьютерных БП). Схема инвертора в предварительной наладке не нуждается и работает сразу.

Работа достаточно стабильная, благодаря дополнительному драйверу, микросхема не греется. Транзисторы греются в пределах нормы, но советую подобрать для них теплоотвод побольше.

Монтаж выполнен в корпусе от , который и играет роль теплоотвода для полевых ключей.

Очень часто возникают ситуации, когда необходимо подключить электронное устройство или прибор в месте, где отсутствует сетевое напряжение в 220 вольт. Самое простое — это использовать аккумуляторные батареи, но их напряжение обычно составляет 12 вольт. Для того чтобы преобразовать 12 вольт в 220 вольт, применяют инверторы, другое название — преобразователи. Итак, инвертор — это электронное устройство, преобразующее постоянное низкое напряжение в переменное величиной 220 В.

Варианты использования инвертора разнообразны:

• Применение для обеспечения электропитания, при аварии в сети 220 вольт. Такая система преобразования устанавливается в дачном доме или на промышленных объектах.
• Для организации полной автономности от электросетей.
• Во время длительных путешествий на автомобиле, автобусе, лодке, самолёте.

Главным отличием применяемых устройств будет мощность, которую можно подключить в виде нагрузки и электронное исполнение.

Инверторы различаются по схеме построения. Первые устройства были механического типа, пока на смену им не пришли полупроводниковые, а современные уже стали цифровыми. По классификации различают следующие основные схемы построения:

А также разделяются на однофазные и трёхфазные. По виду выходного напряжения бывают:

• с прямоугольной формой;
• со ступенчатой формой;
• с синусоидальной формой.

Для устройств, которые не требуют правильного синусоидального сигнала, могут применяться преобразователи с прямоугольной, трапецеидальной, треугольной формой выходного напряжения. Основным преимуществом таких преобразователей является невысокая цена.

Для оборудования, требующего надёжного питания, необходимо использовать инверторы с правильной формой синусоиды. Такое оборудование стоит существенно дороже, но и стабильность работы у них выше.

Выбор преобразователя напряжения

При выборе в первую очередь необходимо обратить внимание на мощность. Мощность суммарно рассчитывается исходя из нагрузки, которая планируется подключаться к устройству, к полученному значению добавляется около 25—30 процентов. Это позволяет работать в комфортных условиях, без перегрузок оборудования. Обычно используется инвертор с мощностью до 5000 Вт, а вот чтобы обеспечить почти все домашние потребности, может не хватить и 15 000 ватт. Для переносного устройства используется 200—800 ватт . Кроме номинальной мощности есть понятие пиковой. Это значение, которое может кратковременно выдержать инвертор без негативных последствий для его работы.

Важно понимать, что мощность нагрузки при включении ряда приборов отличается от номинальной. Это такие устройства, как насос, холодильник, стиральная машина, мощный пылесос. Все они при включении потребляют пиковую мощность. В то же время телевизор, компьютер, лампа и магнитофон не превышают номинальное значение при работе. Необходимо отметить и такой момент: мощность может измеряться как в вольт-амперах (ВА), так и ваттах (Вт). Зависимость между этими единицами измерения описывается выражением 1Вт=1,6ВА.

Итак, в первую очередь при выборе определяемся, для какого типа устройств будет использоваться преобразователь тока с 12 на 220 вольт. При эксплуатировании в помещении рассматриваем возможность установки аккумуляторных батарей. Подключаться они должны параллельно друг другу , это обеспечит возможность продолжительной работы при неполадках в промышленной электрической сети. Например, для системы автономного отопления.

Потом обращаем внимание на форму выходного сигнала. Чистая синусоида обозначает, с какой частотой подаётся напряжение и как плавно оно меняется. Эта характеристика очень важна для систем с активной мощностью — это все устройства использующие электродвигатели, компрессоры.

На опции обращаем внимание по желанию, это может быть реализация автоматического включения и выключения, функция зарядного устройства, защита от перенапряжения, перегрева и т. п.

Как сделать преобразователь напряжения своими руками

В качестве примера рассмотрим преобразование инвертора с 12 в 220−3000вт. Своими руками при небольшой технической подготовке реализовать его не составит труда. Для решения этого вопроса можно использовать несколько путей.

Изготовление с использованием радиоэлектрических схем

На печатной плате собирается электронная часть, потом изготавливается корпус, на который всё и крепится. Принцип работы таких преобразователей обычно одинаков. Используется контроллер широтно-импульсной модуляции (ШИМ), задающий частоту и амплитуду. Силовая часть собирается из мощных транзисторов, установленных на радиаторы.

Рассмотрим пример с использованием генератора, выходной сигнал которого используется для синхронизации . В качестве генератора используется специализированная микросхема кр1211еу1. В качестве выходных транзисторов, работающих в ключевом режиме, можно использовать 2SK2554 или аналоги BUZ111SL, BUK9608−55, IRL2505. Преимуществом таких полевых транзисторов является низкое сопротивление открытого канала RDS (on), что позволяет использовать радиаторы небольших площадей.

Цепочкой r1, c1 задаётся частота генератора, а r2, c2 предназначена для его запуска. В этой схеме можно использовать любой повышающий трансформатор со вторичными обмотками на 12 вольт требуемой мощности. Питание микросхемы осуществляется через стабилизатор , выходное напряжение которого достигается за счет сильной нелинейности вольт—амперной характеристики электронных компонентов, состоящих из r3, vd1, c3 с напряжением стабилизации 7—10 вольт. Конденсатор c6 предназначен для уменьшения влияния высокочастотных помех.

К такому устройству можно подключать нагрузку любого типа, мощность которой не будет превышать 2,6кВт. Таким образом, поняв работу схемы, можно не только её собрать, но также провести ремонт в случае необходимости.

Требуется отметить ещё один момент: при самостоятельной сборке нужно уделить вниманию проводам, подключаемым к источнику питания от инвертора. Чем мощнее устройство делается, тем сечение провода должно быть больше. Основная характеристика, помогающая рассчитать сечение провода — предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Это значение тока, которое провод может пропустить через себя длительное время без нагрева. В нашем случае для 3 кВт рекомендуется использовать провод сечением 2,5 квадрата. В качестве материала выбрать медь.

Применение источника бесперебойного питания

Мощностью они бывают разной, поэтому проблем с подбором возникнуть не должно. Это уже готовый инвертор. Например, такого типа устройство можно использовать в машине, подключив на штатное место аккумуляторной батареи автомобильный аккумулятор.

Использование готовых узлов и блоков

В магазинах радиоэлектроники можно найти наборы, позволяющие получить готовое устройство. В набор обычно входит заводская печатная плата, необходимые радиокомпоненты, радиаторы, инструкция по сборке и настройки. Готовый инвертор 12 220 вольт придётся после сборки разместить в корпусе. Корпус необходимо подбирать, исходя не только с эстетических соображений, но и со стороны правильной организации охлаждения активных частей.

Таким образом, можно самостоятельно изготовить преобразователи напряжения с 12 на 220 В. , выполненные правильно, будут работать не хуже вариантов промышленного изготовления.

В данной статье вы сможете ознакомиться с детальной пошаговой инструкцией по изготовлению инвертора переменного тока на 220 В 50Гц из автомобильного аккумулятора на 12 В. Такой прибор способен выдавать мощность от 150 до 300Вт.

Схема данного устройства достаточно простая .

Данная схема работает по принципу преобразователей типа Push-Pull. Сердцем устройства будет служить плата CD-4047 работающая как задающий генератор, а также осуществляет управление полевыми транзисторами, которые работают в режиме ключей. Всего один транзистор может быть открыт, в случае если будут открыты два транзистора в одно время, то случится замыкание, в результате которого транзисторы сгорят, также это может произойти в случае неправильного управления.

Также схема может работать с использованием биполярных транзисторов на выходе, но следует учесть, что мощность устройства станет намного меньше, если сравнивать с схемой, на которой используются «полевики».

В среднем инвертором потребляет энергии при роботе на холостых от 150 до 300 мА в зависимости, какой источник питания и тип трансформатора.

Затем нужно замерить выдаваемое напряжение, на выходе должно быть около 210-260В, это считается нормальным показателем, поскольку инвертор не имеет стабилизации. Далее нужно проверить устройство, под нагрузкой подключив лампочку на 60 Ватт и дать поработать 10-15 секунд, ключи за это время немного нагреются, так как на них нет теплоотводов. Ключи должны греться равномерно, в случае не равномерного нагрева, нужно искать, где допущены ошибки.

Снабжаем инвертор функцией Remote Control

С полгода назад приобрел себе автомобиль. Не буду описывать все сделанные для его улучшения модернизации, остановлюсь только на одном. Это инвертор 12-220В для питания бытовой электроники от бортовой сети автомобиля.
Конечно, можно было бы приобрести его в магазине за 25-30$, но смущала их мощность. Для питания даже ноутбука тока с 0,5-1 ампера, который выдает большинство автомобильных инверторов, явно маловато.

Выбор принципиальной схемы.
По своей природе я человек ленивый, поэтому решил не «изобретать велосипед», а поискать в интернете похожие конструкции, и приспособить схему одной из них для своей . Время очень поджимало, поэтому в приоритете были простота и отсутствие дорогих запчастей.

На одном из форумов была выбрана простая схема на распространенном ШИМ контроллере TL494. Недостатком этой схемы является получение на выходе прямоугольного напряжения 220 В, но для импульсных схем питания это не критично.

Подбор деталей.
Схема была выбрана потому, что практически все детали можно было взять из компьютерного блока питания. Для меня это было очень критично, потому как до ближайшего специализированного магазина более 150 км.

Из пары неисправных блоков питания на 250 и 350 Вт были выпаяны выходные конденсаторы, резисторы и сама микросхема.
Сложность возникла только с высокочастотными диодами для преобразования напряжения на выходе повышающего трансформатора, но тут меня спасли старые запасы. Характеристики КД2999В меня вполне устроили.

Сборка готового устройства.

Собирать устройство пришлось в течение пары часов после работы, потому как планировалась дальняя поездка.
Так как время было очень ограничено, искать дополнительные материалы и инструменты я просто не стал. Пользовался только тем, что оказалось под рукой. Опять же, из-за скорости не стал использовать приведенные на форумах образцы печатных плат. За 30 минут на листке бумаги была разработана собственная печатная плата, и ее рисунок перенесен на текстолит.
При помощи скальпеля был удален один из фольгированных слоев. На оставшемся слое, по нанесенным линиям были прочерчены глубокие канавки. При помощи изогнутого пинцета, он оказался наиболее удобным, канавки были углублены до не проводящего ток слоя. По местам установки деталей при помощи шила, оно на фото не попало, были сделаны отверстия.

Сборку я начал с установки трансформатора, использовался понижающий одного из блоков, его просто перевернул и вместо понижения напряжения с 400 В до 12 В, он его повышал с 12 В до 268В. Заменой резисторов R3 и конденсатора C1, можно было снизить выходное напряжение до 220 В, но дальнейшие эксперименты показали, что этого делать не стоит.
После трансформатора, в порядке уменьшения размера я установил оставшиеся запчасти.

Полевые транзисторы, было решено ставить на удлиненных вводах, чтобы они легче крепились к радиатору охлаждения.

В итоге получилось вот такое устройство:

Остался только завершающий штрих – крепление радиатора. На плате видно 4 отверстия, хотя самореза только 3, это просто в процессе сборки было решено немного изменить положение радиатора для лучшего внешнего вида. После окончательной сборки получилось вот что:

Испытания.
Специально испытывать устройство, не было времени, оно было просто подключено к аккумулятору от блока бесперебойного питания. На выход была подключена нагрузка в виде лампочки на 30 Вт. После того как она загорелась, устройство было просто заброшено в рюкзак, и я поехал на 2 недели в командировку.
За 2 недели, устройство ни разу не подвело. От него запитывались различные устройства. При замере мультиметром, максимальный полученный ток достигал 2,7 А.