Повышающий dc-dc преобразователь своими руками

Цены на батарейки GF22 9v типа «Крона» сегодня неоправданно высоки. Замену такой 9 вольтовой батарейки для питания мультиметра можно быстро и легко сделать своими руками. Запитывать схему повышающего DC-DC конвертора можно от аккумуляторов 1,2v или батарей 1,5v.

Схема DC-DC преобразователя простая, собирается из доступных у каждого радиолюбителя деталей. В качестве трансформатора я использовал кольцо от энергосберегающей лампы, размерами 10х6х3,5мм. Первая часть обмотки 30 витков, вторая – 70 витков провода диаметром 0,25мм. Вместо транзистора КТ3107 можно использовать КТ816 или S9015, вместо S8050 – КТ817.

Настройка самодельного DC-DC преобразователя сводится к подбору стабилитрона D2. Нужно чтобы под нагрузкой (включенном мультиметре) на выходе было 9 вольт.

При разряде аккумулятора до напряжения 0,9-0,95 вольт, на дисплее появится индикатор разряда батареи, что позволит не упустить момент глубокого разряда аккумулятора, и вовремя его зарядить.

Конструкция повышающего конвертера с чередованием фаз

Для разработки повышающего преобразователя с чередованием фаз и рабочей частотой 100 кГц на основе карбида кремния необходимо изучить особенности SiC MOSFET и повышающего индуктора. На рис. 1 представлена схема повышающего конвертера с чередованием фаз. В такой конфигурации каждый канал преобразователя содержит один SiC 1200 В/20 А MOSFET с сопротивлением канала 80 мОм (C2M0080120D) и один SiC 1200 В/10 А диод Шоттки (C4D10120D) для реализации функции повышения напряжения при мощности 10 кВт.

Благодаря использованию только SiC силовых приборов конвертер работает на высокой частоте для получения большой плотности мощности. Кроме того, данный преобразователь не нуждается в дополнительной цепи с мягким переключением, такой как ZVS, для достижения высокой эффективности. Для реализации режима чередования фаз требуется меньшее количество компонентов, что является большим прорывом в силовой электронике.

Параметры нового поколения SiC MOSFET

В таблице 1 для сравнения приведены ключевые параметры модуля второго поколения SiC MOSFET C2M0080120D и первого поколения SiC MOSFET CMF20120D. Видно, что новый C2M0080120Dимеет меньшие потери переключения. Между тем его сопротивление в открытом состоянии отличается более положительным температурным коэффициентом, что обеспечивает модулю лучшее распределение тепла при работе нескольких параллельных устройств. Сравнение показывает, что применение нового SiC MOSFET на высокой частоте позволяет системе достичь большей плотности мощности и эффективности.

Таблица 1. Сравнение параметров SiC MOSFET

Параметры SiC MOSFET
CMF20120D C2M0080120D
Тип. сопротивление открытого канала (Tj = +25 °C), мОм 80
Тип. сопротивление открытого канала (Tj = +125 °C), мОм 95 123
Размер кристалла   –35%
Максимальное напряжение затвора (VGS), В -5/25 –10/25
Потери переключения (Tj = +150 °C, VDS = 800 В), мДж 0,78 0,56
Заряд затвора, нКл 91 49
Входная емкость Ciss, пФ 1915 950
Выходная емкость Coss, пФ 120 80
Обратная емкость Crss, пФ 13 6,5
Тепловое сопротивление «кристалл–корпус», °С/Вт 0,5 0,6

Заключение

Испытания повышающего преобразователя мощностью 10 кВт, работающего в режиме жесткого переключения с чередованием фаз, описанного в этой статье, четко демонстрируют достоинства SiC MOSFET и диодов в системах высокой мощности. Преимущества от использования присущей SiC высокой динамической эффективности подчеркиваются снижением энергии потерь, уменьшением размеров и веса системы, сокращением количества и стоимости комплектующих и впечатляющим снижением рабочей температуры устройства. Описанный преобразователь на основе SiC-приборов может открыть двери для новых силовых приложений, которые, в свою очередь, приведут к выходу на коммерческий рынок новых SiC-устройств в различных корпусах. С увеличением доступности SiC-транзисторов и вариантов их исполнения будут сняты многие ограничения, сформированные кремниевыми приборами, что откроет путь к повышению гибкости проектирования высокочастотных систем преобразования энергии мощностью от сотен ватт до сотен киловатт.

Авторы и источники

Джимми Лю (Jimmy Liu) [email protected];Кин Лап Вонг (Kin Lap Wong);Скотт Аллен (Scott Allen);Джон Моокен (John Mookken);

Евгений Карташов;Андрей Лебедев [email protected]

Литература

  1. R. J. Callanan, A. Agarwal, A. Burk, M. Das, B. Hull, F. Husna, A. Powell, J. Richmond, SeiHyung Ryu, Q. Zhang. Recent Progress in SiC DMOSFETs and JBS Diodes at Cree // IEEE Industrial Electronics 34th Annual Conference. IECON 2008.
  2. Richmond J., Leslie S., Hull B., Das M., Agarwal A., Palmour J. Roadmap for megawatt class power switch modules utilizing large area silicon carbide MOSFETs and JBS diodes // IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 2009, ECCE 2009.
  3. C2M0080120D DataSheet. March 2013, Cree Inc.
  4. B. Callanan. Application Considerations for Silicon Carbide MOSFETs. Jan 2011, Cree Inс.
  5. K. Vanam, F. Barlow, B. Ozpineci, L. D. Marlino, M. S. Chinthavali, L. M. Tolbert, A. Elshabini. High-temperature SiC Packaging for HEV traction applications // Proc. IMAPS Int. Symp. Microelectron. 2007.
  6. T. Sarkar, S. K. Mazumder. Photonic compensation of temperatureinduced drift of SiC-DMOSFET switching dynamics // IEEE Trans. Power electron. Vol. 25, № 11. 2010.
  7. X. Zhang, D. Domes, R. Rupp. Efficiency improvement with silicon carbide based power modules // Proc. PCIM Europe Conf. Nurnberg, 2009.
  8.  K. Sheng. Maximum juntion temperature of SiC power devices // IEEE Trans. Electro Devices. Vol. 56. № 2. 2009.

Варианты: глобально

Преобразователь напряжения 12-220 В для питания нагрузки до 1000 Вт и более в общем можно выполнить своими руками этими методами (в порядке увеличения затрат):

  1. Оформить в корпус с теплоотводом готовый блок с Avito, Ebay или AliExpress. Ищется по запросу «inverter 220» или «inverter 12/220»; можно сразу добавить необходимую мощность. Обойдется прим. в два раза доступнее того же производственного. Электротехнических способностей не надо, но – см. ниже;
  2. Собрать такой же из набора: монтажная плата + «россыпь» элемент. Покупается там же, но к запросу добавляется diy, что означает под самосборку. Цена еще прим. в 1,5 раза ниже. Необходимы начальные способности в радиоэлектронике: способность паять пользоваться мультиметром, знание разводок (распиновок) выводов активных компонентов или способность их искать, правил включения в схему полярных элемент (диодов, электролитических конденсаторов) и способность определять, на какой ток какого сечения необходимы провода;
  3. Приспособить под преобразователь напряжения компьютерный источник бесперебойного питания (ИБП, UPS). Исправный ИБП б/у без штатной АКБ можно отыскать за 300-500 руб. Способностей не надо никаких – к ИБП просто подсоединяется авто АКБ. Но заряжать ее придется отдельно, также см. ниже;
  4. Подобрать метод изменения, схему (см. дальше) сообразно собственным потребностям и наличию деталей, высчитать и собрать полноценно собственноручно. Возможно совсем даром, однако помимо начальных электронных способностей потребуется способность пользоваться некоторыми особыми приборами для измерений (тоже см. дальше) и делать очень простые изыскания инженеров.

Из готового модуля

Способы сборки по пп. 1 и 2 в действительности не такие уж обычные. Корпуса готовых фабричных преобразователей напряжения служат вместе с тем и теплоотводами для мощных транзисторных ключей в середине. Если брать «полуфабрикат» или «россыпь», то корпуса к ним не будет: при теперешней себестоимости электроники, ручного труда и цветных металлов разница в ценах поясняется как раз отсутствием второго и, может быть, 3-го. Т.е., радиатор для мощных ключей нужно будет делать самому или искать готовый металлический. Его толщина в точке установки ключей обязана быть от 4 мм, а площади на каждый ключ должно приходиться от 50 кв. см. на каждый кВт отдаваемой мощности; с обдувом от компьютерного вентилятора-кулера на 12 В 110-130 мА – от 30 кв. см*кВт*ключ.

Напр., в комплекте (модуле) 2 ключа (их видно, они торчат из платы, см. слева на рис.); модули с ключами на радиаторе (с правой стороны на рис.) стоят намного дороже и рассчитаны на конкретную, в основном, не очень высокую мощность. Кулера нет, мощность необходима 1,5 кВт. Значит, необходим радиатор от 150 кв. см. Помимо него еще установочные комплекты для ключей: изолирующие теплопроводящие прокладки и фурнитура под винты для крепежных работ – изолирующие чашечки и шайбы. Если модуль с теплоизоляцией (между ключами будет торчать еще какая-нибудь фитюлька — термодатчик), то немножко термопасты для наклеивания его к теплообменнику. Провода – конечно, см. дальше.

Из ИБП (UPS)

Преобразователь напряжения 12В DC/220 В AC 50 Гц, к которому можно включать любые устройства в границах допустимой мощности, выполняется из компьютерного ИБП совсем просто: штатные провода к «собственной» АКБ заменяются длинными с зажимами под клеммы авто АКБ. Сечение проводов рассчитывается исходя из допустимой плотности тока 20-25 А/кв. мм, см. также дальше. Но вот из-за нештатной батареи могут появиться проблемы – с нею же, а она дороже и нужнее преобразователя.

В ИБП используются тоже свинцово-кислотные АКБ. Это на данный период времени единственно широко доступный вторичный химический источник электрического питания, способный постоянно отдавать большие токи (экстратоки), не «убиваясь» полноценно за 10-15 циклов заряд-разряд. В авиации применяются серебряно-цинковые АКБ, которые еще мощнее, однако они чудовищно дороги, в широкий оборот не выпускаются, а их ресурс по бытовым меркам ничтожен – ок. 150 циклов.

Разряд кислотных АКБ четко отслеживается по напряжению на банку, и контроллер ИБП не даст «чужой» батарее разрядиться сверх меры. Однако в штатных АКБ ИБП электролит гелевый, а в автоаккумуляторах жидкий. Режимы заряда в обоих случаях значительно выделяются: сквозь гель нельзя пропускать такие токи, как сквозь жидкость, а в жидком электролите при через чур малом токе заряда подвижность ионов станем мала и они не все вернутся на собственные места в электродах. В результате ИБП будет хронически недозаряжать авто АКБ, она в скором времени засульфатируется и придёт в полную негодность. Благодаря этому в набор к преобразователю напряжения на ИБП необходимо устройство зарядки для аккумуляторов. Выполнить его собственными руками можно, однако это уже отдельная тема.

Что будет на выходе?

Инверторы для выравнивания напряжения ради уменьшения массогабаритов устройства за редкими исключениями (см. дальше) работают на очень высоких частотах от сотен Гц до единиц и десятков кГц. Ток такой частоты не примет никакой покупатель, а потери его энергии в обыкновенной проводке будут огромны. Благодаря этому преобразователей напряжения 12-200 строятся под выходное напряжение отпечаток. видов:

  • Постоянное выпрямленное 220 В (220V AC). Годятся для питания телефонных зарядок, множества источников питания (ИП) планшетных компьютеров, ламп общего назначения, люминесцентных экономок и светодиодных. На мощность от 150-250 Вт прекрасно подходят для ручного электрического инструмента: потребляемая им мощность на систематическом токе немножко уменьшается, а вращающий момент увеличивается. Негодны для импульсных трансформаторов (ИБП) телевизоров, компьютеров, ноутбуков, СВЧ печей и т.п. мощностью более 40-50 Вт: в подобных всегда есть т. наз. пусковой узел, для правильной работы которого сетевое напряжение должно иногда проходить через ноль. Негодны и опасны для приборов с понижающими трансформаторами на железе и электрическими моторами электрического тока: стационарного электрического инструмента, холодильников, кондиционеров, большей части Hi-Fi аудио, кухонных комбайнов, некоторых пылесосов, кофеварок, кофемолок и СВЧ печей (для последних – благодаря наличию мотора вращения стола).
  • Модифицированное синусоидальное (см. дальше) – годятся для любых потребителей, помимо Hi-Fi аудио с ИБП, прочих устройств с ИБП от 40-50 Вт (см. выше) и, нередко местных систем охраны, домашних метеостанций и т.п. с чувствительными аналоговыми датчиками.
  • Чистое синусоидальное – годятся без границ, помимо как по мощности, для любых потребителей электрической энергии.

Синус или псевдосинус?

С целью увеличения экономности переустройство напряжения выполняется не только на очень высоких частотах, но и разнополярными импульсами. Однако запитывать довольно многие приборы-потребители последовательностью разнополярных прямоугольных импульсов (т. наз. меандром) нельзя: большие выбросы на фронтах меандра при хоть немного реактивной нагрузке приведут к большим потерям энергии и могут вызвать поломка потребителя. Однако проектировать преобразователь на синусодальный ток тоже нельзя – КПД не превысит прим. 0,6.

Негромкая, но значительная в этой сфере революция случилась, когда конкретно для преобразователей напряжения напряжения были разработаны микросхемы, образовывающие т. наз. модифицированную синусоиду (слева на рис.), хотя правильнее было бы назвать ее псевдо-, мета-, квази- и т.п. синусоидой. Форма тока модифицированной синусоиды ступенчатая, а фронты импульсов затянуты (фронтов меандра на экране электронно-лучевого осциллографа нередко совсем не видно). Из-за этого потребители с преобразователями электрической энергии на железе или заметной реактивностью (асинхронными электрическими моторами) «знают» псевдосинусоиду «как реальную» и работают будто бы ничего не случилось; Hi-Fi аудио с сетевым преобразователем электрической энергии на железе запитывать модифицированной синусоидой можно. Более того, модифицированную синусоиду возможно достаточно примитивными способами сгладить до «практически реальной», отличия которой от чистой на осциллографе на глаз еле видны; преобразователи типа «Чистый синус» стоят не очень много дороже обыкновенных, с правой стороны на рис.

Однако устройства с капризными аналоговыми узлами и ИБП запускать от модифицированной синусоиды нежелательно. Последние – очень нежелательно. А дело все в том, что средняя площадка модифицированной синусоиды не чистый ноль напряжения. Узел запуска ИБП от модифицированной синусоиды срабатывает нечетко и весь ИБП может не выйти из режима запуска в рабочий. Клиент это видит сначала как безобразные глюки, а после из гаджет идет дым, как в смешном рассказе. Благодаря этому устройства в ИБП необходимо запитывать от преобразователей напряжения типа Чистый Синус.

Делаем преобразователь напряжения сами

Итак, пока ясно, что прекраснее всего делать преобразователь напряжения на выход в 220 В 50 Гц, хотя и о выходе AC мы тоже еще вспомним. В первом варианте для контроля частоты потребуется частотомер: нормы на колебания частоты электросети – 48-53 Гц. В особенности восприимчивы к ее отклонениям электрические моторы электрического тока: при выходе частоты питающего напряжения до пределы допуска они греются и «уходят» от номинальных оборотов. Последнее слишком опасно для холодильников и кондиционеров, могут неустранимо поломаться вследствие разгерметизации. Однако приобретать, взять в аренду или выпрашивать на определенный период времени точный и универсальный электронный частотомер нет необходимы – нам его точность ни к чему. Прекрасно подойдет или электромеханический резонансный частотомер (поз. 1 на рис.), или стрелочный любой системы, поз. 2:

Стоят тот и другой дешево, реализовываются во всемирной сети, а в мегаполисах в электротехнических спецмагазинах. Устаревший резонансный частотомер можно отыскать на на железном базаре, а тот или остальной после наладки преобразователя напряжения весьма даже подходят для контроля частоты сети в доме – счетчик на подключение их к сети не реагирует.

50 Гц от компьютера

Во многих случаях питание 220 В 50 Гц требуется потребителям не особо мощным, до 250-350 Вт. Тогда основой преобразователя 12/220 В 50 Гц может послужить ИБП от старого компьютера – если, разумеется, такой лежит в хламе или кто-то продает по дешевке. Отдаваемая в нагрузку мощность будет прим. 0,7 от номинальной ИБП. Напр., если на его корпусе значится «250W», то устройства до 150-170 Вт можно включать безбоязненно. Необходимо больше – нужно сначала проверить на нагрузке из ламп общего назначения. Выдержал 2 часа – такую мощность способен отдавать и долгосрочно. Как выполнить преобразователь напряжения 12V DC/220V AC 50Hz из компьютерного трансформатора, см. видео ниже.

Видео: примитивной преобразователь 12-220 из компьютерного БП

Варианты сборки

Существует 3  оптимальных способы  изготовления инвертора 12 в 220 своими руками:

  1. сборка из готовых блоков или радиоконструкторов;
  2. изготовление из источника бесперебойного питания;
  3. использование радиолюбительских схем.

У китайцев можно найти хорошие радиоконструкторы и готовые блоки для сборки преобразователей постоянной тока в переменный 220В. По цене этот способ будет самый затратный, но требуется минимум времени.

Второй способ, это апгрейд источника бесперебойного питания (ИБП), который без аккумулятора в больших количествах продаются на Авито и стоят от 100 до 300руб.

Самый сложный вариант это сборка с ноля, без радиолюбительского опыта никак не обойтись. Придется изготавливать печатные платы, подбирать компоненты, работы очень много.

Конструкция преобразователя напряжения

Рассмотрим конструкцию обычного повышающего преобразователя напряжения с 12 на 220. Принцип работы для всех современных инверторов будет одинаковым. Высокочастотный ШИМ контроллер задаёт режим работы, частоту и амплитуду. Силовая часть выполнена на мощных транзисторах, тепло с которых отводится на корпус устройства.

На входе преобразователя с 12 на 220 установлен предохранитель, защищающий от короткого замыкания автомобильный аккумулятор. Рядом с транзисторами крепится термодатчик, который следит за их нагревом. В случае перегрева инвертора 12в 220в включается система активного охлаждения состоящая из одного или нескольких вентиляторов. В бюджетных моделях вентилятор может работать постоянно, а не только при высокой нагрузке.

как сделать своими руками преобразователь с 12 на 220 вольт Силовые транзисторы на выходе

Синусоида

Форма сигнала на выходе автомобильного инвертора формируется за счёт высокочастотного генератора. Синусоида может быть быть двух видов:

  1. модифицированная синусоида;
  2. чистая синусоида, чистый синус.

Не каждый электрический прибор может работать с модифицированной синусоидой, которая имеет прямоугольную форму. У некоторых компонентов в меняется режим работы, они могут нагреваться и начать шабарчать. Похожее можно получить,если диммировать светодиодную лампу, у которой яркость не регулируется. Начинается треск и мигание.

Дорогие DC AC повышающие преобразователи напряжения 12в 220в имеют на выходе чистый синус. Стоят гораздо дороже, но электрические приборы отлично с ним работают.

Сборка из ИБП

Чтобы ничего не изобретать и не покупать готовые модули, можно попробовать компьютерный источник бесперебойного питания, сокращенно ИПБ. Они рассчитаны на 300-600вт. У меня Ippon на 6 розеток, подключено 2 монитора, 1 системник, 1телевизор, 3 камеры наблюдения, система управления видеонаблюдением. Периодически перевожу в рабочий режим отключением от сети 220, чтобы батарейка разряжалась, иначе срок службы сильно сократиться.

Коллеги электрики подключали обычный автомобильный кислотный аккумулятор к бесперебойнику, отлично работал непрерывно 6 часов, смотрели футбол на даче. В ИБП обычно встроена система диагностики гелевого аккумулятора, которая определяет его низкую емкость. Как она отнесется к автомобильному неизвестно, хотя основное отличие, это гель вместо кислоты.

как сделать своими руками преобразователь с 12 на 220 вольт Начинка ИБП

Единственная проблема, бесперебойнику могут не понравится скачки в автомобильной сети при заведённом двигателе. Для настоящего радиолюбителя эта проблема решается. Можно использовать только при заглушенном двигателе.

Преимущественно ИБП предназначены для кратковременной работы, когда пропадает  220В в розетке. При длительной постоянной работе очень желательно поставить активное охлаждение. Вентиляция пригодится для стационарного варианта и для автомобильного инвертора.

Как и все приборы, он непредсказуемо себя поведёт при запуске двигателя с подключённой нагрузкой. Стартёр машины сильно просаживает Вольты, в лучшем случае уйдёт в защиту как при выходе батареи из строя. В худшем будут скачки на выходе 220V, синусоида исказится.

Сборка из готовых блоков

как сделать своими руками преобразователь с 12 на 220 вольт Повышатель на 150 Ватт

Для сборки стационарного или автомобильного инвертора 12в 220в своими руками можно использовать готовые блоки, которые продаются на Ебее или у китайцев. Это сэкономит время на изготовление платы, пайку и окончательную настройку. Достаточно добавить к ним корпус и провода с крокодилами.

Приобрести можно и радиоконструктор, который укомплектован всеми радиодеталями, остаётся только спаять.

Примерная цена на осень 2016:

  1. 300вт – 400руб;
  2. 500вт – 700руб;
  3. 1000вт – 1500руб;
  4. 2000вт – 1700руб;
  5. 3000вт — 2500руб.

Для поиска на Aliexpress укажите запрос в поисковой строке «inverter 220 diy». Сокращение «DIY» обозначает для «сборки своими руками».

Плата на 500W, выход на 160, 220, 380 вольт

Инвертор 50 Ватт

Автоинвертор 300вт

Обнаружение неисправностей инвертора

Перечисленные простые схемы имеют две наиболее распространенных неисправности – либо на выходе трансформатора отсутствует напряжение, либо оно слишком мало.

  • Первый случай – это либо одновременный отказ обоих плеч преобразователя, что маловероятно, либо отказ ШИМ-генератора. Для проверки воспользуйтесь светодиодным пробником, какой можно приобрести в любом магазине радиодеталей. Если ШИМ работает, на затворах транзисторов Вы увидите наличие сигнала по быстрым пульсациям свечения диода (особенно хорошо это заметно в низкочастотных схемах). При наличии управляющего сигнала проверьте, нет ли обрывов в соединениях трансформатора и целостность его обмотки.
  • Большое падение напряжения – это явный признак отказа одного из силовых плеч инвертора. Найти отказавший транзистор можно простейшим образом – его радиатор останется холодным. Замена ключа вернет инвертору работоспособность.

Импульсный преобразователь 12-220В на 300 Вт

Эта схема проста, детали доступны, большинство из них можно извлечь из блока питания для компьютера или купить в любом радиотехническом магазине. Достоинство схемы — простота реализации, недостаток — неидеальная синусоида на выходе и частота выше стандартных 50 Гц. То есть, к данному преобразователю нельзя подключать устройства, требовательные к электропитанию. К выходу напрямую можно подключать не особ чувствительные приборы — лампы накаливания, утюг, паяльник, зарядку от телефона и т.п.

Представленная схема в нормальном режиме выдает 1,5 А или тянет нагрузку 300 Вт, по максимуму — 2,5 А, но в таком режиме будут ощутимо греться транзисторы.

Преобразователь напряжения 12 220 В: схема преобразователя на основе ШИМ-контролллера

Построена схема на популярном ШИМ-контроллере TLT494. Полевые транзисторы Q1 Q2 надо размещать на радиаторах, желательно — раздельных. При установке на одном радиаторе, под транзисторы уложить изолирующую прокладку. Вместо указанных на схеме IRFZ244 можно использовать близкие по характеристикам IRFZ46 или RFZ48.

Частота в данном преобразователе 12 В в 220 В задается резистором R1 и конденсатором C2. Номиналы могут немного отличаться от указанных на схеме. Если у вас есть старый нерабочий беспербойник для компьютера, а в нем — рабочий выходной трансформатор, в схему можно поставить его. Если трансформатор нерабочий, из него извлечь ферритовое кольцо и намотать обмотки медным проводом диаметром 0,6 мм. Сначала мотается первичная обмотка — 10 витков с выводом от середины, затем, поверх — 80 витков вторичной.

Как уже говорили, такой преобразователь напряжения 12-220 В может работать только с нагрузкой, нечувствительной к качеству питания. Чтобы была возможность подключать более требовательные устройства, на выходе устанавливают выпрямитель, на выходе которого напряжение близко к нормальному (схема ниже).

Для улучшения выходных характеристик добавляют выпрямитель

В схеме указаны высокочастотные диоды типа HER307, но их можно заменить на серии FR207 или FR107. Емкости желательно подобрать указанной величины.

Инвертор на микросхеме

Этот преобразователь напряжения 12 220 В собирается на основе специализированной микросхемы КР1211ЕУ1. Это генератор импульсов, которые снимаются с выходов 6 и 4. Импульсы противофазные, между ними небольшой временной промежуток — для исключения одновременного открытия обоих ключей. Питается микросхема напряжением 9,5 В, который задается параметрическим стабилизатором на стабилитроне Д814В.

Также в схеме присутствуют два полевых транзистора повышенной мощности — IRL2505 (VT1 и VT2). Они имеют очень низкое сопротивление открытого выходного канала — около 0,008 Ом, что сравнимо с сопротивлением механического ключа. Допустимый постоянный ток — до 104 А, импульсный — до 360 А. Подобные характеристики реально позволяют получить 220 В при нагрузке до 400 Вт. Устанавливать транзисторы необходимо на радиаторы (при мощности до 200 Вт можно и без них).

Схема повышающего преобразователя напряжения 12-220 В

Частота импульсов зависит от параметров резистора R1 и конденсатора C1, на выходе установлен конденсатор C6 для подавления высокочастотных выбросов.

Трансформатор лучше брать готовый. В схеме он включается наоборот — низковольтная вторичная обмотка служит как первичная, а напряжение снимается с высоковольтной вторичной.

Возможные замены в элементной базе:

  • Указанный в схеме стабилитрон Д814В можно заменить любым, выдающим 8-10 V. Например, КС 182, КС 191, КС 210.
  • Если нет конденсаторов C4 и C5 типа К50-35 на 1000 мкФ, можно взять четыре 5000 мкФ или 4700 мкФ и включить их параллельно,
  • Вместо импортного конденсатора C3 220m можно поставить отечественный любого типа на 100-500 мкФ и напряжение не ниже 10 В.
  • Трансформатор — любой с мощностью от 10 W до 1000 W, но его мощность должна быть минимум в два раза выше планируемой нагрузки.

При монтаже цепей подключения трансформатора, транзисторов и подключения к источнику 12 В надо использовать провода большого сечения — ток тут может достигать высоких значений (при мощности в 400 Вт до 40 А).

Инвертор с чистым синусом а выходе

Схемы денных преобразователей сложны даже для опытных радиолюбителей, так что сделать их своими руками совсем непросто. Пример самой простой схемы ниже.

Схема инвертора 12 200 с чистым синусом на выходе

В данном случае проще собрать подобный преобразователь из готовых плат. Как — смотрите в видео. В следующем ролике рассказано как собирать преобразователь на 220 вольт с чистым синусом. Только входное напряжение не 12 В, а 24 В. А в этом видео как раз рассказано, как можно менять входное напряжение, но получать на выходе требуемые 220 В.

Задумывались о мощьном преобразователе? На самом деле всё не так уж страшно. Берём известную схему обычного преобразователя на рисунке внизу.

Что такое TL494. думаю, уже всем известно, если кому то неизвестно, привожу схему:

Особенности:

  • Полный набор функций ШИМ-управления
  • Выходной втекающий или вытекающий ток каждого выхода …..200мА
  • Возможна работа в двухтактном или однотактном режиме
  • Встроенная схема подавления сдвоенных импульсов
  • Широкий диапазон регулировки
  • Выходное опорное напряжение…………………………………….5В +-05%
  • Просто организуемая синхронизация

ШИМ генератор выполнен на микросхеме TL494. Далее сигнал поступает на драйвер управления полевиками выполненный на транзисторах VT1 и VT2. Тразисторы можно взять и КТ 3107, диоды типа КД522, полевики IRF3205. управляющий транзистор VT7 можно поставить КТ3102. Трансформатор берём кольцевой или Ш-образный или любой другой, можно и от БП компьютера. Первичную обмотку мотаем проводом по10-12 жил диаметром 0,7-0,8 мм и содержит она 2х5 витков. Вторичную мотаем двойным проводом 0,7-0,8 мм 80 витков. Итак, смонтировали, спаяли, намотали и включили. Что получилось? Получилась реальная мощьность около 600 ватт. Что же делать для повышения мощьности? Добавить жил и пару полевиков? Нет))) Китайцы поступили мудрее, просто запараллелили силовые ключи, как показано на рисунке ниже.

На рисунке видно, включено два трасформатора, но нам же нужен помощьнее, поэтому исходя из наших потребностей, запарелливаем столько силовых ключей,сколько нам надо.

При сборке и проверке соблюдайте осторожность, выходное напряжение высокое, потребляемый ток тоже большой, поэтому проверяйте инвертор покаскадно, обычно начинает работать сразу. При проверке лучше подключать к аккумулятору от ИБП. Транзисторы без нагрузки не должны греться, должны потреблять очень маленький ток. Разумеется силовые транзисторы ставим на радиаторы, кулер приветствуется.

Это типичная схема промышленных китайских преобразователей,кторые продаются в магазинах. Из минусов схемы то, что нету абсолютно никакой защиты от короткого замыкани, от перегрева, Чисто преобразователь. И на выходе постоянный ток, который не всем бытовым приборам удастся переварить, поэтому надо подумать о преобразовании постоянного тока в переменный 50 герц, что в принципе не так уж и сложно.

При использовании маломощных бытовых приборов часто возникает потребность в преобразователе напряжения с 12 на 220 вольт. Это может быть ноутбук, зарядное устройство для мобильного телефона или планшета, и даже телевизор на LED элементах.

В каких случаях необходим преобразователь напряжения:

  1. Продолжительная авария централизованного энергоснабжения;
  2. Аварийное энергоснабжение электроники газового котла;
  3. Отсутствие бытовой сети 220 вольт (удаленный садовый участок, гаражный кооператив);
  4. Автомобиль;
  5. Туристическая стоянка (при наличии возможности взять с собой 12 вольтовой аккумулятор).

Во всех этих случаях, достаточно иметь заряженный аккумулятор, и вы сможете полноценно использовать сетевое электрооборудования. Важно! Потребляемая мощность прибора не должна превышать несколько сотен ватт. Более мощные устройства быстро посадят аккумулятор, используемый в качестве донора.

Справедливости ради отметим, что для использования в автомобиле существуют блоки питания и зарядные устройства, подключаемые у бортовой сети 12 вольт. Выполнены они в виде разъема, соединяемого с розеткой прикуривателя.

Однако, если у вас несколько гаджетов, вам придется разориться на покупку такого же количества зарядок. А имея один преобразователь с 12 на 220 — вы обеспечите полную универсальность подключения.

В продаже имеется большой ассортимент готовых преобразователей.

Мощность варьируется от 150 Вт до нескольких киловатт. Разумеется, для каждой мощности потребителя необходимо подбирать соответствующий аккумулятор. Также необходимо внимательно читать технические характеристики — часто, в рекламных целях, производители указывают на упаковке пиковую мощность, которую преобразователь выдерживает всего несколько секунд. Рабочая мощность, как правило, на 25% — 30% ниже.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: