Мощный преобразователь напряжения 12 в 220 схема

Мощные повышающие инверторы напряжения (12V в 220V)

Повышающие трансформаторные преобразователи напряжения на транзисторах широко используются в нестационарных и полевых условиях для замены сети 220 В 50 Гц для питания сетевой аппаратуры и приборов.

Такие преобразователи должны обеспечивать выходную мощность от единиц до сотен ватт при питании от аккумуляторов или генераторов постоянного тока напряжением от 6 до 24 В.

Обычно в качестве преобразователей напряжения повышенного напряжения используют автогенераторные преобразователи или трансформаторные преобразователи с внешним возбуждением.

Двухтактный трансформаторный преобразователь напряжения

Пример двухтактного трансформаторного автогенератора, преобразующего постоянное напряжение 12 6 в переменное 220 В, показан на рис. 1.

Преобразователь работает на повышенной частоте преобразования — 500 Гц (под нагрузкой) и 700 Гц на холостом ходу. КПД преобразователя около 75%. Такой преобразователь можно использовать, преимущественно, для питания активной нагрузки, например, паяльника, осветительной лампы. Его выходная мощность — до 40 Вт.

Резистор R1 является ограничителем базового тока. Цепь R2, С1 создает запускающий импульс тока в момент включения питания генератора. Дроссель L1 ДПМ-0,4 снижает вероятность самовозбуждения преобразователя на повышенной частоте (более 10 кГц).

Для трансформатора Т1 использован магнитопровод трансформатора кадровой развертки (ТВК). Все его обмотки перемотаны. Обмотки I и II содержат по 30 витков провода ПЭВ 0,6. 0,8. Обмотка III содержит 20 витков провода ПЭВ 0,16. 0,2; обмотка IV — 1000 витков такого же провода. Намотка обмоток I и II ведется одновременно в два провода виток к витку.

Рис. 1. Схема преобразователя напряжения средней мощности, выход 220В.

Обмотка III наматывается также виток к витку. Обмотка IV — внавал равномерно по каркасу.

Преобразователь напряжения 12В аккумулятора в 220В

Повышающий трансформаторный преобразователь напряжения аккумулятора (рис. 2) позволяет получить на выходе напряжение 220 В 50 Гц, потребляя при напряжении 12 В ток 5 А.

Рис. 2. Схема мощного преобразователя напряжения аккумулятора 12В в 220В.

В основе устройства — задающий генератор прямоугольных импульсов, выполненный по схеме мультивибратора, типовая схема которого может быть выполнена как на транзисторах, так и на микросхеме.

Рабочая частота этого генератора должна быть 50 Гц. Поскольку выходная мощность задающего генератора невелика, к выходам мультивибратора подключены двухкаскадные усилители мощности, позволяющие получить усиление по мощности до 1000 раз.

На выходе усилителя включен повышающий низкочастотный трансформатор Т1. Диоды VD1 и VD2 защищают выходные транзисторы преобразователя при их работе на индуктивную нагрузку.

В качестве трансформатора Т1 можно использовать унифицированные трансформаторы типа ТАН или ТПП. Транзисторы VT1 и VT4 допустимо заменить на КТ819ГМ (с радиаторами); VT2 и ѴТЗ — КТ814, КТ816, КТ837; диоды VD1 и VD2 — Д226.

Преобразователь напряжения 12В в 220В на 100Ватт

Преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное 220 В (рис. 10.3) может обеспечить выходную мощность 100 Вт.

Рис. 3. Схема преобразователя напряжения (12В в 220В) мощностью 100 Вт.

На преобразователь подается постоянное напряжение 12 В от аккумулятора. Его задающий генератор формирует два пара-фазных напряжения с частотой 50 Гц (частота промышленной сети). Напряжения с задающего генератора подаются на два однотипных импульсных усилителя, которые коммутируют напряжение на первичной обмотке трансформатора Т1. Со вторичной обмотки трансформатора Т1 переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц поступает в нагрузку.

Задающий генератор (на рисунке 1 — типовая схема узла ) на основе симметричного мультивибратора отличается использованием диодов, включенных в базовые цепи транзисторов. За счет нелинейности ВАХ диодов выходные импульсы мультивибратора имеют незначительные выбросы.

К выходам задающего генератора подключены два однотипных трехкаскадных усилителя. На вторичной обмотке Т1 получается переменное напряжение 220 В.

Силовой трансформатор Т1 намотан на Ш-образном магнитопроводе сечением 12 см2. Первичная обмотка содержит две половины по 240 витков провода ПЭЛ 0,65 мм. Вторичная обмотка имеет 4400 витков провода ПЭЛ 0,25 мм. Выходные транзисторы ѴТ1 и ѴТ6 установлены на радиаторы площадью по 100 см2.

Для защиты выходных транзисторов следует использовать высокочастотные диоды VD1 и VD2 типа КД213, КД2997. Транзисторы ѴТ1 и ѴТ6 можно заменить на КТ819ГМ (с радиаторами); ѴТ2 и ѴТ5 — КТ805, ѴТЗ и ѴТ4 — КТ208.

Преобразователь напряжения на 220В, 50Гц

Схема простого преобразователя напряжения, позволяющего при питании от автомобильного аккумулятора 12 В получить на выходе напряжение 220 В 50 Гц, показана на рис. 4. Максимальная выходная мощность преобразователя — 100 Вт, КПД — до 50%.

Рис. 4. Схема простого преобразователя напряжения на 220 В 50 Гц.

Задающий генератор выполнен по схеме традиционного симметричного мультивибратора, выполненного на транзисторах ѴТ2 и ѴТЗ (КТ815). Выходные каскады преобразователя собраны на составных транзисторах ѴТ1 и ѴТ4 (КТ825). Эти транзисторы установлены без изолирующих прокладок на общий радиатор.

Устройство потребляет от аккумулятора ток до 20 А. В качестве силового использован готовый сетевой трансформатор на 100 Вт (сечение центральной части железного сердечника — около 10 см2).

У него должны быть две вторичные обмотки, рассчитанные на 8В/10 А каждая. Для того, чтобы частота работы задающего генератора была равна 50 Гц, подбирают номиналы резисторов R3 и R4.

Повышающий инвертор напряжения мощностью 200Ватт

Преобразователь напряжения повышенной мощности работает от аккумуляторной батареи (рис. 5) и позволяет получить на выходе переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц. Мощность нагрузки может достигать 200 Вт.

Трансформатор Т1 намотан на ленточном магнитопроводе ШЛ12х20. Первичная обмотка содержит 500 витков ПЭВ-2 0,21, отвод от середины. Обмотки управления имеют по 30 витков того же провода диаметром 0,4 мм.

Рис. 5. Схема инвертора напряжения повышенной мощности, на 200Ватт.

Трансформатор Т2 — также на ленточном магнитопроводе ШЛ32х38. Первичная обмотка содержит 96 витков провода ПЭВ-2 2,5, отвод от середины. Вторичная обмотка имеет 920 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,56 мм.

Выходные транзисторы устанавливаются на радиаторах площадью по 200 см2. Сильноточные токовводы должны иметь сечение не менее 4 мм2. Работа преобразователя проверялась от аккумулятора 6СТ60.

Преобразователь напряжения для электробритвы

Для питания электробритвы от автомобильной бортовой сети с постоянным напряжением 12 В предназначено следующее устройство (рис. 6). Оно потребляет под нагрузкой ток около 2,5 А.

В преобразователе задающий генератор на триггере DD1.1 вырабатывает частоту 100 Гц. Потом делитель частоты на триггере DD1.2 уменьшает ее в 2 раза, а предварительный усилитель на транзисторах VT1, VT2 раскачивает усилитель мощности на транзисторах ѴТЗ, ѴТ4, нагруженный на трансформатор Т1.

Задающий генератор обладает стабильностью частоты не хуже 5% при изменении питающего напряжения от 6 до 15 Б. Делитель частоты одновременно играет роль симметрирующей ступени, позволяя улучшить форму выходного напряжения преобразователя.

Микросхема DD1 К561ТМ2 (564ТМ2) и транзисторы предварительного усилителя питаются через фильтр R9, СЗ и С4. Вторичная обмотка трансформатора Т1 с конденсатором С5 и нагрузкой образуют колебательный контур с резонансной частотой около 50 Гц.

Рис. 6. Схема преобразователя напряжения для питания электробритвы.

Трансформатор Т1 можно изготовить на основе любого сетевого трансформатора мощностью 30. 50 Вт. Все ранее существовавшие вторичные обмотки с трансформатора удаляют (сетевая будет служить новой вторичной обмоткой), а вместо них наматывают проводом ПЭЛ или ПЭВ-2 диаметром 1,25 мм две полуобмотки, каждая с числом витков, соответствующим коэффициенту трансформации около 20 по отношению к оставленной обмотке на 220 В.

Если число витков высоковольтной обмотки неизвестно, количество витков низковольтной обмотки определяют экспериментально, подбором числа витков до получения на выходе преобразователя напряжения 220 В. Емкость конденсатора С5 подбирают из условия получения максимального выходного напряжения при подключенной нагрузке.

Схема преобразователя (рис. 6) была упрощена В. Каравкиным . Усовершенствования коснулись только задающего генератора, схема которого показана на рис. 7. Этот генератор работает на частоте 50 Гц.

Рис. 7. Вариант схемы задающего генератора для преобразователя напряжения.

Транзисторный инвертор напряжения 12В — 220В, 100Ватт

Преобразователь постоянного напряжения 12 6 в переменное 220 В (рис. 8) при подключении к автомобильному аккумулятору емкостью 44 А-ч может питать 100-ваттную нагрузку в течение 2. 3 часов.

Смотрите так же:  Как сделать из 220 12 вольт

Рис. 8. Схема транзисторного преобразователя напряжения 12В в 220В на мощность 100 Вт.

Задающий генератор на симметричном мультивибраторе (VT1 и VT2) нагружен на мощные парафазные ключи (ѴТЗ — ѴТ8), коммутирующие ток в первичной обмотке повышающего трансформатора Т1. Мощные транзисторы ѴТ5 и ѴТ8 защищены от перенапряжений при работе без нагрузки диодами VD3 и VD4.

Трансформатор выполнен на магнитопроводе ШЗбхЗб, низковольтные обмотки I’ и I” имеют по 28 витков провода ПЭЛ диаметром 2,1 мм, а повышающая обмотка II — 600 витков ПЭЛ диаметром 0,6 мм, причем сначала наматывают W2, а поверх нее двойным проводом (с целью достижения симметрии полуобмоток) W1. При налаживании с помощью резистора R5 добиваются минимальных искажений формы выходного напряжения.

Преобразователь напряжения мощностью 300 Вт

Схема преобразователя напряжения на 300 Вт показана на рис. 10.9. Задающий генератор преобразователя собран на однопереходном транзисторе VT1, резисторах R1 — R3 и конденсаторе С2.

Частоту генерируемых им импульсов, равную 100 Гц, D-триггер на микросхеме DD1 К561ТМ2 делит на 2. При этом на выходах триггера формируются парафазные импульсы, следующие с частотой 50 Гц.

Они через буферные элементы — инверторы КМОП-микросхемы К561ЛН2 управляют ключевыми транзисторами (блок 1), включенными по схеме двухтактного усилителя мощности. Нагрузкой этого каскада служит трансформатор Т1, повышающий импульсное напряжение до 220 В.

Рис. 9. Схема преобразователя напряжения 12В в 220В мощностью 300 Вт.

Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ПЛ25х100х20. Обмотки I и II содержат по 11 витков из алюминиевой шины сечением 3×2 мм, обмотка III выполнена проводом ПБД диаметром 1,2 мм и имеет 704 витка.

Приступая к налаживанию устройства плюсовой проводник источника питания отключают от точки соединения обмоток I и II трансформатора Т1 и, пользуясь осциллографом, проверяют частоту и амплитуду импульсов на базах транзисторов. Амплитуда импульсов должна быть около 2 Б, а их частоту следования, равную 50 Гц, устанавливают резистором R1.

Каждый из выходных транзисторов установлен на теплоотводе с площадью около 200 см2 Резисторы в коллекторных цепях транзисторов изготовлены из нихромового провода диаметром 1,2 мм (10 витков на оправке диаметром 4 мм). Если их включить

в эмиттерные цепи транзисторов, то транзисторы каждого п/іеча можно будет установить на общий теплоотвод. Нагрузку к преобразователю допускается подключать только после того, как на схему будет подано питание.

Стабилизированный инвертор напряжения из доступных деталей

Все рассмотренные ранее повышающие преобразователи имели нерегулируемое и нестабилизированное выходное напряжение. На рис. 10 показан простой повышающий преобразователь, к достоинствам которого можно отнести:

  • стабилизированное выходное напряжение;
  • возможность регулировки величины выходного напряжения в значительных пределах;
  • применение широко распространенных элементов;
  • использование в качестве Т1 типового трансформатора ТН-46-127/220-50 без каких-либо переделок.

Рис. 10. Схема повышающего преобразователя 9. 12,6 В/220 В, 18 Вт с регулируемым стабилизированным выходным напряжением переменного тока.

Преобразователь выполнен на транзисторах ѴТ4 и ѴТ5 по классической схеме Ройера. Его питание осуществляется от регулируемого стабилизатора напряжения на транзисторах ѴТ1 — ѴТЗ.

Следует иметь в виду, что транзисторы ѴТЗ — ѴТ5 обязательно должны быть установлены на теплоотводящих пластинах. Составной стабилитрон VD1 — VD2 (КС147А и КС133А) можно заменить на КС182. Максимальный ток нагрузки — до 100 мА.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

Схема стабилизированного преобразователя напряжения 12 220 В

Раньше я уже писал о преобразователе напряжения. В данной статье вашему вниманию предлагается более улучшенный вариант схемы преобразователя. Основное её достоинство – это стабилизация выходного напряжения. Представьте ситуацию, после продолжительной работы уровень заряда аккумуляторной батареи снижается, большинство преобразователей напряжения 12 220 по линии 220 также начнут понижать напряжение, а это может крайне неблагоприятно сказаться на потребителе. Описываемая ниже схема преобразователя напряжения лишена этого недостатка, и нагрузка получает стабильное питание практически до полной разрядки автомобильного аккумулятора.

Преобразователь напряжения 12 220 – это устройство позволяющее из 12 В постоянного напряжения автомобильной аккумуляторной батареи получить переменное 220 В частотой 50 ГЦ. Такие приборы имеют достаточно большой спрос. Кто-то берет с собой в поездку автомобильный преобразователь напряжения, кто-то в поход, а кто-то использует преобразователь дома для питания телевизора в моменты отключения электроэнергии в сети.

При разработке схемы встал вопрос, какой преобразователь напряжения взять за основу. Было решено применить схему мощного преобразователя, но с задающим генератором на микросхеме К561ТМ2. Такой генератор обладает нужной стабильностью частоты, что позволяет получить одинаковую амплитуду и длительность импульсов. Налаживания не требует в отличие от генератора на транзисторах. Также схема преобразователя была дополнена блоком стабилизации выходного напряжения.

Предлагаю взглянуть на схему преобразователя напряжения 12 220 В:

На элементах DD1.1, VD2, VD3, C1, C2, R1, R2 выполнен задающий генератор, а задает он собственно импульсы с четкой частотой следования 100 Гц. Далее импульсы поступают на вход D-триггера (11 вывод) DD1.2, который делит на два их частоту следования, и на выходе получаем два прямоугольных сигнала противоположных по фазе и с двойной скважностью. Эти сигналы являются управляющими двухтактного выходного каскада преобразователя напряжения. С прямого выхода (13 вывод) сигнал проходит компоненты C5, C7, R4 и поступает на базу транзистора VT2. Сигнал с инверсного выхода (12 вывод) делает путь через C6, C8, R5 и приходит на базу транзистора VT3. На конденсаторах C5, C7 и C6, C8 происходит утечка постоянной составляющей сигналов, для ее восстановления служат диоды VD6 и VD7.

Давайте теперь подробней рассмотрим схему двухтактного выходного каскада преобразователя напряжения. Он представляет собой два составных транзистора. Каждый такой транзистор собран по схеме Дарлингтона и содержит по три транзистора VT2, VT4, VT6 и VT3, VT5, VT7 соответственно. Чтобы избежать в выходном каскаде нестабильности теплового режима и уменьшить влияние разброса параметров транзисторов на его характеристики, в схему преобразователя введены резисторы R9 – R12. Для защиты транзисторов от выбросов напряжения самоиндукции применены диоды VD8 и VD9. Балансировка каскада осуществляется подстроечным резистором R6.

Взгляните еще раз на схему преобразователя напряжения 12 220 В, первичная обмотка трансформатора T1 подключена к коллекторам составных транзисторов. С вторичной обмотки получаем выходное переменное напряжение 220 В. Для того, чтобы форма выходного напряжения была близкой к синусоидальной необходимо сгладить ее прямоугольный профиль, эту роль выполняют конденсаторы С10, С11 и С12.

Нам осталось рассмотреть последний узел схемы преобразователя напряжения. Я упоминал о нем в начале статьи и выделил его как достоинство данной конструкции. Действительно, переоценить вносимую этим блоком функциональную составляющую сложно. Речь идет о блоке стабилизации выходного напряжения. Он состоит из элементов VT1, VD4, VD5, VD10, VD11, C9, R6, R7, R8. Алгоритм работы следующий. С диодов VD10 и VD11 выпрямленное выходное напряжение через делитель на резисторах R7, R8 проходит сглаживание на конденсаторе С9 и поступает на базу транзистора VT1. Напряжение на базе транзистора VT1, как видим, зависит от выходного напряжения. При увеличении выходного напряжения растет и напряжение на базе VT1. Растет оно до отметки 0,6 В, дальше происходит открытие транзистора и амплитуда импульсов на базах транзисторов VT2 и VT3 благодаря диодам VD4 и VD5 уменьшится, и дальнейшее увеличение выходного напряжения остановится.

Ну что ж со схемой преобразователя напряжения с питанием от автомобильной аккумуляторной батареи мы разобрались, предлагаю перейти к печатной плате.

Печатная плата автомобильного преобразователя напряжения 12 220 В, вид со стороны элементов:

А это вид печатной платы автомобильного преобразователя напряжения со стороны выводов:

Скачать печатную плату преобразователя в формате .lay можно по ссылке в конце статьи.

Детали. Транзистор VT1 можно брать с любым буквенным индексом из серий КТ315, КТ3102, КТ503. Транзисторы VT2 и VT3 – КТ315 с буквенным индексом Б, Г, Е или КТ342 с буквенным индексом А, Б, Г. VT4, VT5 – КТ815 или КТ817 без ограничений. В качестве выходных транзисторов VT6 и VT7 подойдут любые из серии КТ819. Обратите внимание VT6 и VT7 должны быть установлены на теплоотводе с площадью рассеивания не менее 200 см 2 на каждый транзистор. Диоды VD2 – VD7 любые из серий КД103, КД521, КД522. Под VD8, VD9 подойдут диоды КД208А или КД226А. Конденсаторы С1, С2, С4, С10, С11 керамические, но подойдут и пленочные, например К73-17. Конденсаторы С3, С5 – С9 – электролитические, с номинальным напряжением не ниже указанного на схеме. С12 пленочный неполярный на напряжение не ниже 630 В. Резистор R6 подстроечный, типа СП3-38а.

Смотрите так же:  Электропроводка по дереву пуэ

Под трансформатор Т1 подойдет с небольшими переделками ТП-100-7. Переделки касаются обмоток, а именно необходимо их все кроме сетевой удалить. Сетевая это обмотка II по схеме. Обмотку I нужно намотать проводом ПЭВ-2 1,6, а число витков подбирается экспериментальным путем, делается это следующим образом: при подключении к электросети обмотки II на половинах обмотки I должно быть напряжение в пределах 8,5 – 10,5 В.

Сетевая обмотка II, которую оставляем как есть, по умолчанию намотана проводом ПЭВ-1 0,55, и содержит 572 + 572 витка.

С деталями вроде бы разобрались, переходим к наладке преобразователя напряжения 12 220 В. Начинаем с отключения блока стабилизация, для этого отпаиваем один вывод резистора R7 или провод идущий к VD10, VD11 (смотрите рисунок с печатной платой преобразователя напряжения). Затем движок резистора R6 выставляем в среднее положение, к выходу подключаем вольтметр, настроенный на переменное напряжение и максимальный диапазон не ниже 400 В, подключаем питание к преобразователю напряжения от автомобильного аккумулятора. Вольтметр должен индицировать выходное напряжение в диапазоне 250 – 320 В.

Подключаем обратно блок стабилизации и подбираем сопротивление резистора R7 таким, чтобы выходное напряжение было 220 В. Теперь нужно настроить выходной каскад преобразователя напряжения. В разрыв каждого (кроме среднего) вывода первичной обмотки включаем лампу накаливания 12 В 10 Вт, подаем питание на преобразователь и, поочередно подключая вольтметр к каждой лампе, с помощью резистора R6 выставляем одинаковое напряжение на каждой лампе.

В заключении хотелось бы отметить, что данный преобразователь напряжения от автомобильной аккумуляторной батареи 12 В отлично себя зарекомендовал и уже несколько лет выручает в моменты отключения электроэнергии, а также в автомобильных походах когда есть необходимость в питании сетевых приборов.

Список файлов

Печатная плата стабилизированного преобразователя напряжения

Рубрика: «Электронные самоделки»

От автора сайта. Думаю в жизни многих мастеровитых людей случалась такая ситуация, когда нужно подключиться к сети 220В, а возможности такой нет. У меня, к примеру, был такой случай — в дороге лопнула пружина переднего амартизатора и заблокировала переднее колесо. Степь, никого нет, а домой как-то надо доехать. Пружину надо было вытащить, а она жестко застряла между колесом и стойкой. Как я тогда пожалел что у меня небыло с собой вот такого преобразователя и маленькой болгарки, чтобы порезать и вытащить стальную пружину. Пришлось несколько часов потратить на решение этой проблемы, а мог решить в считанные минуты.

На рис. 1. приведена принципиальная схема мощного преобразователя напряжения для питания бытовых электроприборов (телевизор, дрель, электронасос и т.д.) от автомобильного аккумулятора. Преобразователь обеспечивает переменное выходное напряжение 220 В, 50 Гц на нагрузке мощностью до 100 Вт. При максимальной нагрузке потребляемый от аккумулятора ток не превышает 10 А.

Рис. 1. Мощный преобразователь для питания бытовых электроприборов от автомобильного аккумулятора

Количество деталей в устройстве сведено к минимуму. На микросхеме DD1.1 собран задающий генератор с частотой 100 Гц. Точную настройку частоты (что важно для нормальной работы аппаратуры) осуществляют резисторами R1 и R2. Деление частоты на 2 и управление транзисторами обеспечиваются второй половиной микросхемы — D1.2. Транзисторы VT1, VT2 включены для обеспечения нормального режима работы выходов DD1.2 при максимальном токе нагрузки. Выходные транзисторы VT3, VT4 устанавливаются на радиаторы, площадь которых не менее 350 см2.

Для сглаживания прямоугольных фронтов предназначен конденсатор С3, который вместе с выходной обмоткой и нагрузкой образует резонансную систему. Его емкость сильно зависит от характера нагрузки. Трансформатор ТР1 выполнен на магнитопроводе марки ШЛМ или ПЛМ габаритной мощности 100 Вт. Обмотки I и II содержат по 17 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм, обмотка III содержит 750 витков провода ПЭВ-2 0,7 мм.

Данную схему очень легко переработать под высокочастотный преобразователь напряжения (частота преобразования

25 кГц). Для этого достаточно поднять частоту задающего генератора на D1.1 до

50 кГц, изменив емкости С1 и С2 на 180 пФ, и заменить ТР1 на высокочастотный трансформатор.

Мощность преобразователя зависит от нагрузки выходных транзисторов, максимальный ток, который они могут дать не должен превышать 8 А в плече. Для увеличения тока уменьшается количество витков трансформатора в I и II обмотках до 8-10. На выходе преобразователя устанавливается диодный мост и ВЧ-фильтр, применяемые в них компоненты должны обеспечивать нормальную работу на частоте 25 кГц.

Намотка трансформатора:
Для того чтобы получить выходную мощность в 500 Ватт при напряжении 220 вольт тогда мы получаем ток в 2,27 ампер на выходной обмотке инвертора. На входе преобразователя входе необходимо по крайней мере ток на 500 вт/12 в =42 ампера, то есть по 21 ампер на каждую обмотку. Следовательно, выходную обмотку наматываем проводом не менее 1 мм в диаметре, а входную десятью жилами такого же провода.

К инвертору можно подключить любую бытовую нагрузку мощностью до 500 ватт.
Будьте внимательны с повышающей обмоткой, так как присутствует опасное напряжение.

Типы и схемы преобразователей напряжения с 12 на 220 вольт

Случается так, что необходимо использовать переносимое электронное устройство в месте, где отсутствует сетевое напряжение равное 220 вольт. Проще всего для этого использовать аккумуляторную батарею, напряжение на которой обычно составляет 12 вольт. Но не все приборы могут работать от пониженного напряжения. Для решения такой задачи и используются преобразователи с 12 на 220 вольт. Другое их название – инверторы.

Назначение и параметры инверторов

Инвертор — это прибор, который предназначен для преобразования амплитуды и формы сигнала. Он трансформирует переменное напряжение сети в постоянное. Часто преобразователи сигнала подключаются к автомобильным электрическим сетям, генераторам или к стационарным аккумуляторным блокам. Это нужно для получения переменного тока, использующегося в питании: бытовых приборов, электроинструментов, радиоаппаратуры. Варианты использования инвертора разнообразны:

  • обеспечение непрерывности питания электрических устройств и приборов при аварии в сети 220 вольт;
  • организация полной автономности от электросетей;
  • при длительных путешествиях на средствах передвижения, использующих в своей работе генераторы или аккумуляторы, например, лодка, самолёт, автомобиль.

Отличаются инверторы друг от друга прежде всего формой выходного сигнала и мощностью. Она и определяет максимальную нагрузку, которую можно подключить к устройству.

Виды и типы приборов

Инверторы различаются по принципу действия. Первые устройства выпускались механического типа. Затем, им на смену пришли полупроводниковые, а современная схемотехника уже построена на импульсных блоках. Различают следующие принципы построения схем:

  1. Мостового типа (бестрансформаторная). Применяется для устройств питания с мощностью более 500 ВА и выше.
  2. С применением трансформатора с нулевым выводом. Предназначены для устройств питания с мощностью до 500 ВА.
  3. Трансформаторная мостовая схема. Применяется для устройств питания в широком диапазоне мощностей до десяток киловатт.

Кроме этого их разделяют, в зависимости от требований к питающему напряжению, на однофазные и трёхфазные приборы. По виду выходного сигнала бывают:

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

Для техники и устройств, которые не требуют правильного синусоидального сигнала, такие как нагреватели, осветители, применяются преобразователи с прямоугольной, трапецеидальной, треугольной формой выходного напряжения. Основным преимуществом таких преобразователей является невысокая цена.

Для оборудования, требующего надёжного питания, используются инверторы с правильной синусоидальной формой сигнала. Такое оборудование стоит существенно дороже, но и его стабильность выше.

Основные характеристики преобразователей

В первую очередь, при выборе учитывается мощность инвертора. Нужная мощность рассчитывается суммарно исходя из нагрузки, планируемой к подключению с добавлением 25% к полученному результату. Это позволяет не перегружать преобразователь и создаёт для него наилучшие условия работы. Наибольшей популярностью пользуются инверторы с мощностью до 5000Вт, но для подключения всех домашних потребителей энергии может не хватить и 15000ват. Для переносных устройств используют инверторы с нагрузочной способностью до 1 кВт.

Кроме номинальной мощности, существует её пиковое значение — это наибольший уровень мощности, которое может кратковременно выдержать инвертор без негативных последствий для его работы. В описаниях параметров устройства указывается чаще всего именно её величина.

Необходимо понимать, что мощность при включении ряда приборов, использующих в своей конструкции двигатели или мощные пусковые конденсаторы, отличается от номинальной. Это такие устройства, как насосы, холодильники, стиральные машинки, пылесосы, которые при включении потребляют пиковую мощность. В то же время такая техника, как телевизор, компьютер, лампа, магнитофон, не превышает номинальное значение своей мощности. Мощность приборов измеряется в вольт-амперах (ВА), но часто можно встретить её указание в ватах (Вт). Зависимость между этими единицами измерения описывается отношением: 1 Вт=1,6 ВА.

Смотрите так же:  Провода на трамблере ваз 2109 порядок

Немаловажным параметром является и форма выходного сигнала. Правильная синусоида характеризуется частотой напряжение и плавностью его изменения. Этот параметр важен для систем с активной мощностью. К таким устройствам относятся: электродвигатели, насосы, компрессоры. В большинстве случаев для питания бытовой техники подойдут преобразователи с модифицированной синусоидой. Также к техническим характеристикам инвертора с 12 на 220 вольт относят:

  1. Допустимый диапазон входного напряжения. Обозначает амплитуду входного сигнала, при котором обеспечивается стабильность в работе устройства.
  2. Уровень наименьшего и наибольшего выдаваемого напряжения. Составляет не более 10 вольт от номинального значения.
  3. Значение коэффициента полезного действия (КПД). Хорошими показателями считается диапазон от 85 до 90 процентов.
  4. Класс защиты. Должен быть не ниже степени IP54 по международной классификации.
  5. Система охлаждения. Может использоваться пассивная или активная с применением вентиляторов.
  6. Дополнительные возможности. Наиболее востребованными функциями является защита от короткого замыкания, перегруза, перегрева, повышенной амплитуды входного сигнала. Из сопутствующих атрибутов обращается внимание на удобство подключения к клеммам, форму и вес устройства.

При выборе потребуется определиться, для какого типа устройств будет использоваться преобразователь тока с 12 на 220 вольт. Для систем автономной работы рассматривается возможность параллельного подключения инвертора к аккумуляторным батареям и сети переменного тока. Например, для системы автономного отопления.

Популярные производители

При выборе стоит обращать внимание и на производителя продукции. Как показывает практика, разные модели могут иметь одинаковые характеристики, что затрудняет правильный выбор. Наиболее популярными компаниями, производящими инверторы, являются:

  1. Titan. Основанная в 1989 году в Тайване компания имеет огромное количество дистрибьюторов на различных рынках мира. Вся их продукция сертифицирована и соответствует стандартам CE, TUV, UL и ISO 9001. Техника отличается продуманной системой охлаждения и надёжностью.
  2. Energenie. Является брендом компании Gembird. Специфика производства направлена на то, чтобы тем или иным способом экономить электроэнергию. Голландский производитель выпускает доступную технику с хорошими техническими характеристиками.
  3. Luxeon. Компания выделяется привлекательным дизайном своих устройств. В продукции производитель использует новаторские разработки инженеров многих стран мира. Продукция выпускается на крупнейших производственных мощностях, оборудованных современными технологическими линиями в различных странах.
  4. Powercom. За короткий срок фирма заняла лидирующие позиции в отрасли на Тайване и вышла на мировой рынок. Основным достоинством, по сравнению с другими компаниями, является наличие в приборах всевозможных дополнительных функций, и это всё при низкой цене. Корпорация принимает участие в научно-исследовательских разработках в области обеспечения электропитанием.

Компании с именем следят за соблюдением технического процесса на всех стадиях изготовления устройства. Такие производители имеют обширную сеть сервисных центров по всей Европе, что позволяет без труда проводит гарантийное и послегарантийное обслуживание продукции.

Самостоятельное изготовление устройства

Если по каким-то причинам не получается приобрести преобразователь напряжения 12в на 220в, то инвертор своими руками несложно изготовить и в домашних условиях. В первую очередь это относится к аналоговым устройствам, радиодетали для которых можно взять из старой техники. Кроме того, при самостоятельной сборке получится разобраться в нюансах построения, что может пригодиться для осуществления ремонта приборов такого типа.

Простой и надёжный инвертор

Существует большое количество разнообразных схем преобразователей. Работа их основана на использовании задающего генератора, управляющего работой транзисторных ключей. А они, в свою очередь, передают импульсный сигнал на трансформатор, задача которого преобразовать сигнал до уровня 220 вольт. Использование в качестве ключей мощных полевых транзисторов (мосфетов) значительно упрощает схемотехнику устройств.

Применяя в качестве генератора специализированную микросхему КР1211ЕУ1, имеющую два мощных канала для управления ключами, можно собрать надёжное и несложное устройство.

К выходам микросхемы, прямому и инверсному, подключаются мосфеты IRL2505. Сопротивление открытого канала IRL2505 составляет всего 0,008 Ом. Это даёт возможность не использовать радиаторы при требуемой мощности до 100 Вт.

Частота генерации микросхемы задаётся цепочкой R1-С1 и рассчитывается по формуле: f=70000/(R1*C1). Цепочка R2-C2 предназначена для плавного запуска генератора. В качестве линейного стабилизатора DA2 используется 78L08, с напряжением стабилизации +8 вольт. Резисторы используются мощностью 0,25 ватт. Конденсатор С1 ставится плёночного типа, а С6 любого вида, но рассчитанный на номинальное напряжение не менее 400 вольт. Трансформатор используется с обмотками, рассчитанными на 220 и 12 вольт.

Схема на транзисторах

В качестве основы для изготовления конструкции используется генератор, работающий на частоте 57 Гц. Задающий генератор управляет работой силовых ключей, выполненный на мощных полевых транзисторах. Эти транзисторы можно заменить на IRFZ40, IRF3205, IRF3808, а биполярные на КТ815/817/819/805.

Мощность инвертора зависит от количества комплементарных пар полевиков на выходе и характеристик трансформатора. Напряжение на выходе составляет 220–260 вольт. При использовании двух пар транзисторов мощность достигает 300 ватт. Такой преобразователь не требует наладки и при правильной сборке и исправных радиодеталях работает сразу. При работе без нагрузки ток потребления составляет до 300 мА. Для надёжной работы транзисторы устанавливаются на теплоотвод через изоляционные прокладки. Силовые дорожки, в случае развода на печатной плате, выполняются шириной не менее 5 мм или проводом сечением от 0,75 мм2.

Суть работы устройства заключается в преобразовании постоянного напряжения в переменное, после чего сигнал подаётся на повышающий трансформатор. Первичная обмотка повышающего трансформатора с 12 на 220 вольт имеет меньшее количество витков, чем вторичная. При протекании тока в первичной обмотке, под действием переменного магнитного поля, на вторичной обмотке возникает электродвижущая сила (ЭДС). При подключении нагрузки к вторичной обмотке по ней начинает протекать переменный ток. Для расчёта трансформатора можно воспользоваться справочниками или онлайн-калькуляторами, но проще взять готовый из ненужного источника бесперебойного питания.

Мощный повышающий прибор

Такие преобразователи изготавливаются по сложным схемам и сложны для повторения даже опытным радиолюбителям. Например, схема инвертора 12 в 220 на 3000Вт:

Своими руками выполнить такую схему практически невозможно, так как потребуется не только правильно рассчитать трансформаторы, но и верно настроить задающий генератор. А такие операции выполнить без специального оборудования затруднительно.

Генератор выполнен на микросхеме TL081. Его питание осуществляется девяти вольтовым стабилизатором. Сигнал в микросхеме преобразуется, уменьшается по частоте и подаётся на силовые ключи. В схеме реализована защита выхода от перегрузки, а вход защищается плавким предохранителем от перенапряжения.

Таким образом, выполнить самостоятельно преобразователь мощности до 500 ватт не составит труда, но если понадобится изготовить более мощное устройство, то целесообразнее купить готовое.

Мощный преобразователь напряжения 12 в 220 схема

В этом разделе помещены схемы инверторов и преобразователей напряжения

(из постоянного 12В в переменное 220 В), источников бесперебойного

питания (ИБП) и других подобных устройств.

Классифицировать эти схемы по каким-либо параметрам(мощность, частота и пр) довольно затруднительно, т.к мощность можно довольно просто увеличить (или уменьшить) за счет установки других силовых транзисторов, а частоту-за счет изменения параметров частотозадающей цепи.

Поэтому рекомендую просмотреть все схемы и выбрать ту которая больше всего вам подходит.

Отсканированный справочник ‘МОЩНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ. ТРАНЗИСТОРЫ’ находится здесь .

Документацию на микросхемы, часто используемые при постройке преобразователей можно посмотреть здесь .

Вот схемы которые я смог найти в ИНТЕРНЕТЕ:

Похожие статьи:

  • Расстояние от провода до опоры ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7 Раздел 2. Канализация электроэнергии Глава 2.4. Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ Расположение проводов на опорах 2.4.27. На опорах допускается любое расположение […]
  • Измерение сопротивления изоляции переносного электроинструмента Измерение сопротивления изоляции переносного электроинструмента Вопрос 29. Порядок испытания электрической прочности изоляции переносного электроинструмента. Переносной электроинструмент подлежит периодической проверке не реже одного раза […]
  • Старый магнитный пускатель Магнитные пускатели серии ПА и ПАЕ Магнитные пускатели серии ПА предназначены для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 75 квт. на напряжение 500 В. при 50 Гц. И […]
  • Определите мощность тока в электрической лампе включенной в сеть напряжением 220 в Контрольная работа 8 класс Работа и мощность тока Столичный учебный центр г. Москва КР- 4 . Работа и мощность тока Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление […]
  • В катушке содержащей 500 витков провода магнитный поток «Явление электромагнитной индукции» Главная > Документ Домашняя работа №8 по теме «Явление электромагнитной индукции» За 2мс в замкнутом контуре магнитный поток равномерно убывает от 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции в контуре. В замкнутом […]
  • Линия для производства провода Линия для производства провода Линия для производства проводов с пластмассовой изоляцией . инд.591.465 Линия состоит из: · Пресс червячный ЧП 32х25 · Ванна охлаждения I · Ванна охлаждения II (2 штуки) · Компенсатор (2 штуки) Диаметр […]