Convertitori di tensione fai-da-te Inverter 12v 220v.
Test di accensione 13v ha dato. La corrente XX è di circa 900 mA. Con un carico sotto forma di motore asincrono con una potenza di 30 watt, la corrente è di circa 6 A. All'inizio, non riuscivo a capire perché il circuito XX consumasse 5 A (quando collegato in generale fino a 10 A). Si è scoperto che l'elettrolito sovietico era completamente asciutto e non c'era quasi capacità, in seguito è stato sostituito con un altro e il circuito del convertitore si è avviato come un orologio. Sull'immagine Kote guardando un interessante motore elettrico:
Ho usato transistor (non ricordo il nome) per 40A e 50V. Driver e controller PWM - Chip SG3824, circuito di commutazione dal foglio dati. L'unico miglioramento è che nel circuito di protezione della corrente (1a gamba, ingresso inverso del comparatore) ho installato un ponte a diodi e applicato tensione dall'avvolgimento di trance a 12V (è disposto in modo leggermente diverso in UPC) ed è stata applicata una tensione positiva a la stessa gamba. Si scopre allo stesso tempo la stabilizzazione dell'uscita, che avrebbe dovuto essere regolata, eppure la lampadina da 100 V non si è bruciata, ma il motore si è riscaldato - gli avvolgimenti hanno persino iniziato a puzzare. Se si cambia la resistenza del resistore sulla 7a gamba, la frequenza del generatore cambia e cambia velocità, ma in limiti ristretti, perché il motore asincrono è progettato per 50 Hz (c'è solo la massima potenza in uscita) e la tensione a il primo avvio è stato 260V, che è anche normale.
Per quanto riguarda i circuiti stampati, l'ho fatto in un modo semplice: ho bloccato la textolite e ho tagliato stupidamente il generatore stesso dall'intera scheda con le forbici, quindi un altro pezzo della scheda per avvitare i dissipatori di calore del transistor. Ora mi resta da trovare solo un normale condensatore nell'alimentazione del dispositivo e il coperchio del convertitore può essere avvitato saldamente.
Ho pensato anche alla protezione attuale. A una certa corrente di carico, metti un indicatore sotto forma di un LED rosso, oltre a indicare la potenza (verde). Puoi guardare un breve video che mostra il funzionamento del convertitore di tensione:
Completamente assemblato il corpo. Durante i test, per motivi di interesse, ho collegato una lampadina da 100v e oh - un miracolo: l'ago dell'amperometro si è bloccato a 10A, il che significa che non ci sono praticamente perdite! I test sul campo hanno dimostrato che il convertitore assorbe un carico di 250 watt in modo silenzioso, lavorando dalla batteria di un'auto. L'aspetto del dispositivo assemblato nella custodia:
E la cosa più importante che mi rende felice sono i radiatori freddi dei transistor, anche quando i diodi raddrizzatori (d242) al caricatore stanno già iniziando a bollire!
Ho avvitato anche un'ottima maniglia, presa dalla stazione radio RSV-2, alla custodia, e ora il convertitore 12-220V è finalmente finito. Autore del disegno: bvz
Discuti l'articolo CONVERTITORE FATTO IN CASA 12 - 220V
Non ho visto un circuito inverter più semplice di questo. Per ripetere, hai bisogno di un minimo di parti: non ci sono più di 10 pezzi. Per ottenere una tensione in uscita di 220 volt, abbiamo bisogno di una batteria a dito con una tensione di 1,5 volt.
Gli inverter sono necessari dove non c'è modo di connettersi a una rete a 220 volt. Gli inverter si dividono in due tipi: alcuni hanno un'uscita di tensione sinusoidale con una frequenza di 50 Hz e sono adatti a quasi tutti i carichi. Altri modificati hanno un'uscita ad alta frequenza, dell'ordine di 500-10000 Hz e non sempre una forma d'onda sinusoidale.
Gli inverter sinusoidali a 50 Hz sono costosi perché è necessario un grande trasformatore o un'elettronica fittizia per generare un'onda sinusoidale a 50 Hz.
L'inverter più semplice che faremo appartiene al secondo gruppo. Ed è adatto per alimentare vari alimentatori a commutazione, come un caricabatterie per telefono, una lampadina a risparmio energetico - fluorescente o LED.
Componenti richiesti
Trasformatore 220V - 6V. Può essere strappato da un vecchio registratore, ricevitore, ecc. o acquista qui -Vano batteria AA - 1 -
Interruttore - 1 -
PCB - 1 -
Transistor BC547 (analogo domestico di KT3102, KT315) - 1 -
BD140 Transistor con dissipatore di calore (equivalente domestico di KT814, KT816) - 1 -
Condensatore 0,1uF - 1-
Resistenza da 30 kΩ - 1 -
Strumenti:
Saldatore, se all'improvviso non ce l'hai, portalo qui -
schema
Iniziamo la nostra conoscenza dell'inverter con un diagramma. Questo è un multivibratore convenzionale su un transistor composito. Il risultato è un generatore all'uscita del quale è presente un trasformatore step-up.Raccogliamo lo schema. La scheda è breadboard, con un gran numero di fori. Inseriamo le parti e le saldiamo con i ponticelli secondo lo schema.
Controllo del lavoro
Se tutti i componenti del circuito sono in buone condizioni e il circuito è assemblato senza errori, l'inverter inizia a funzionare immediatamente e non ha bisogno di essere regolato.
Colleghiamo una lampada a risparmio energetico all'uscita dell'inverter. Inserire la batteria e chiudere l'interruttore. La lampadina si è accesa.
Naturalmente, la sua luminosità è inferiore rispetto a quando è alimentato dalla rete, ma il fatto che funzioni con un elemento da 1,5 volt è una svolta!
Naturalmente, come altrove, qui si applica la legge di conservazione dell'energia. Da ciò ne consegue che la corrente nel circuito della batteria sarà parecchie volte superiore a quella del circuito della lampadina. In generale, la batteria deve essere alcalina, quindi c'è la possibilità che funzioni un po' più a lungo.
Quando si installa e si lavora con l'inverter, prestare particolare attenzione, la tensione di 220 volt è pericolosa per la vita. E, credetemi, una batteria da 1,5 volt è sufficiente per fornire una scossa elettrica scioccante a una persona e persino causare un arresto cardiaco. Come sai, per questo è sufficiente far passare circa 100 mA attraverso una persona, di cui questo inverter è abbastanza capace.
Un inverter di tensione per auto a volte può essere incredibilmente utile, ma la maggior parte dei prodotti nei negozi pecca in termini di qualità o non è soddisfatta della propria potenza, ma non è allo stesso tempo economica. Ma dopotutto, il circuito dell'inverter è costituito dalle parti più semplici, quindi offriamo istruzioni per assemblare un convertitore di tensione con le nostre mani.
Custodia per inverter
La prima cosa da considerare è la perdita di conversione dell'elettricità generata come calore sugli interruttori del circuito. In media, questo valore è del 2-5% della potenza nominale del dispositivo, ma questo indicatore tende a crescere a causa della selezione impropria o dell'invecchiamento dei componenti.
La rimozione del calore dagli elementi semiconduttori è di fondamentale importanza: i transistor sono molto sensibili al surriscaldamento e questo si esprime nel rapido degrado di questi ultimi e, probabilmente, nel loro completo guasto. Per questo motivo, la base del case dovrebbe essere un dissipatore di calore, un radiatore in alluminio.
Tra i profili del radiatore, si adatta bene un normale "pettine" con una larghezza di 80-120 mm e una lunghezza di circa 300-400 mm. gli schermi dei transistor ad effetto di campo sono fissati alla parte piatta del profilo con viti - toppe metalliche sulla loro superficie posteriore. Ma anche con questo, non tutto è semplice: non dovrebbe esserci contatto elettrico tra gli schermi di tutti i transistor del circuito, quindi il radiatore e gli elementi di fissaggio sono isolati con pellicole di mica e rondelle di cartone, mentre su entrambi i lati è applicata un'interfaccia termica la guarnizione dielettrica con una pasta contenente metallo.
Determiniamo il carico e acquistiamo i componenti
È estremamente importante capire perché un inverter non è solo un trasformatore di tensione e anche perché esiste un elenco così diversificato di tali dispositivi. Ricordiamo innanzitutto che collegando il trasformatore ad una sorgente CC non si ottiene nulla in uscita: la corrente nella batteria non cambia polarità, rispettivamente il fenomeno dell'induzione elettromagnetica nel trasformatore è assente in quanto tale.
La prima parte del circuito dell'inverter è un multivibratore di ingresso che simula le oscillazioni della rete per completare la trasformazione. Di solito è assemblato su due transistor bipolari in grado di far oscillare gli interruttori di alimentazione (ad esempio IRFZ44, IRF1010NPBF o più potenti - IRF1404ZPBF), per i quali il parametro più importante è la corrente massima consentita. Può raggiungere diverse centinaia di ampere, ma in generale basta moltiplicare il valore della corrente per la tensione della batteria per ottenere un numero approssimativo di watt di potenza in uscita senza tener conto delle perdite.
Un semplice convertitore basato su un multivibratore e interruttori di campo di alimentazione IRFZ44
La frequenza del multivibratore non è costante, è una perdita di tempo calcolarla e stabilizzarla. Invece, la corrente all'uscita del trasformatore viene riconvertita in CC da un ponte a diodi. Un tale inverter può essere adatto per alimentare carichi puramente attivi: lampade a incandescenza o stufe elettriche, stufe.
Sulla base della base ottenuta si possono assemblare altri circuiti che differiscono per frequenza e purezza del segnale in uscita. È più facile fare la selezione dei componenti per la parte ad alta tensione del circuito: qui le correnti non sono così elevate, in alcuni casi l'assieme del multivibratore di uscita e del filtro può essere sostituito con una coppia di microcircuiti con l'apposita rilegatura . I condensatori per la rete di carico dovrebbero essere elettrolitici e per circuiti con un livello di segnale basso, mica.
Una variante del convertitore con generatore di frequenza sui microcircuiti K561TM2 nel circuito primario
Vale anche la pena notare che per aumentare la potenza finale non è affatto necessario acquistare componenti più potenti e resistenti al calore del multivibratore primario. Il problema può essere risolto aumentando il numero di circuiti di conversione collegati in parallelo, ma ognuno di essi richiederà il proprio trasformatore.
Opzione con collegamento in parallelo dei circuiti
La lotta per una sinusoide: analizziamo i circuiti tipici
Gli inverter di tensione sono utilizzati ovunque oggi, sia dagli appassionati di auto che vogliono utilizzare gli elettrodomestici fuori casa, sia dai residenti di abitazioni autonome alimentate da energia solare. E in generale, possiamo dire che l'ampiezza dello spettro dei collettori di corrente che possono essere collegati ad esso direttamente dipende dalla complessità del dispositivo convertitore.
Sfortunatamente, un "seno" puro è presente solo nell'alimentazione principale, è molto, molto difficile ottenere la conversione della corrente continua in esso. Ma nella maggior parte dei casi questo non è richiesto. Per collegare motori elettrici (da un trapano a un macinacaffè) è sufficiente una corrente pulsante con una frequenza da 50 a 100 hertz senza livellare.
ESL, lampade a LED e tutti i tipi di generatori di corrente (alimentatori, caricabatterie) sono più critici per la scelta della frequenza, poiché il loro schema di funzionamento è basato su 50 Hz. In questi casi, i microcircuiti chiamati generatore di impulsi dovrebbero essere inclusi nel vibratore secondario. Possono commutare direttamente un piccolo carico o fungere da "conduttore" per una serie di interruttori di alimentazione nel circuito di uscita dell'inverter.
Ma anche un piano così astuto non funzionerà se prevedi di utilizzare un inverter per un'alimentazione stabile a reti con una massa di consumatori eterogenei, comprese le macchine elettriche asincrone. Qui, un "sinusoidale" puro è molto importante e solo i convertitori di frequenza con controllo del segnale digitale possono implementarlo.
Transformer: prendilo o fallo da solo
Per assemblare l'inverter, manca un solo elemento circuitale che esegua la trasformazione della bassa tensione in alta. È possibile utilizzare trasformatori da alimentatori di personal computer e vecchi UPS, i loro avvolgimenti sono progettati solo per trasformare 12/24-250 V e viceversa, resta solo da determinare correttamente le conclusioni.
Eppure è meglio avvolgere il trasformatore con le proprie mani, poiché gli anelli di ferrite consentono di farlo da soli e con qualsiasi parametro. La ferrite ha un'eccellente conduttività elettromagnetica, il che significa che le perdite di trasformazione saranno minime anche se il filo è avvolto a mano e non strettamente. Inoltre, è possibile calcolare facilmente il numero di giri e lo spessore del filo richiesti utilizzando i calcolatori disponibili sulla rete.
Prima dell'avvolgimento, è necessario preparare l'anello centrale: rimuovere gli spigoli vivi con una lima ad ago e avvolgerlo saldamente con un isolante - fibra di vetro impregnata di colla epossidica. Questo è seguito dall'avvolgimento dell'avvolgimento primario da un filo di rame spesso della sezione calcolata. Dopo aver composto il numero di giri richiesto, devono essere distribuiti uniformemente sulla superficie dell'anello con un intervallo uguale. I conduttori dell'avvolgimento sono collegati secondo lo schema e isolati con termoretraibile.
L'avvolgimento primario è ricoperto da due strati di nastro isolante lavsan, quindi vengono avvolti un avvolgimento secondario ad alta tensione e un altro strato di isolamento. Un punto importante: è necessario avvolgere il "secondario" nella direzione opposta, altrimenti il trasformatore non funzionerà. Infine, un fusibile termico a semiconduttore deve essere saldato a uno dei rubinetti, la cui corrente e temperatura di esercizio sono determinate dai parametri del filo dell'avvolgimento secondario (la custodia del fusibile deve essere avvolta saldamente al trasformatore). Dall'alto, il trasformatore è avvolto con due strati di isolamento in vinile senza una base adesiva, l'estremità è fissata con un accoppiatore o colla cianoacrilica.
Installazione di elementi radio
Resta da assemblare il dispositivo. Poiché non ci sono così tanti componenti nel circuito, possono essere posizionati non su un circuito stampato, ma mediante montaggio su superficie con attacco a un radiatore, cioè alla custodia del dispositivo. Saldiamo alle gambe del perno con un filo di rame solido di una sezione trasversale sufficientemente grande, quindi la giunzione viene rafforzata con 5-7 giri di filo sottile del trasformatore e una piccola quantità di saldatura POS-61. Dopo che il giunto si è raffreddato, viene isolato con un sottile tubo termoretraibile.
I circuiti ad alta potenza con circuiti secondari complessi possono richiedere la fabbricazione di un circuito stampato, sul bordo del quale i transistor sono posizionati in fila per il fissaggio allentato al dissipatore di calore. La fibra di vetro con uno spessore della lamina di almeno 50 micron è adatta per realizzare una sigillatura, ma se il rivestimento è più sottile, rinforzare i circuiti a bassa tensione con ponticelli di filo di rame.
Realizzare un circuito stampato a casa oggi è facile: il programma Sprint-Layout ti consente di disegnare stencil di ritaglio per circuiti di qualsiasi complessità, comprese le schede a doppia faccia. L'immagine risultante viene stampata da una stampante laser su carta fotografica di alta qualità. Quindi lo stencil viene applicato sul rame purificato e sgrassato, stirato, la carta viene sfumata con acqua. La tecnologia è stata chiamata "laser-stiring" (LUT) ed è descritta in modo sufficientemente dettagliato sulla rete.
Puoi incidere i residui di rame con cloruro ferrico, elettrolita o anche sale comune, ci sono molti modi. Dopo l'incisione, il toner cotto deve essere lavato via, praticare fori di montaggio con un trapano da 1 mm e passare attraverso tutte le tracce con un saldatore (sommerso) per stagnare il rame delle piazzole di contatto e migliorare la conduttività dei canali.
Spesso nella vita è necessario ottenere una tensione di 220 V da una più bassa, diciamo, 12 Volt. Ad esempio, è necessario collegare un caricabatterie da un laptop alla batteria di un'auto, questo non è un problema. Inoltre, gli inverter sono ampiamente utilizzati nell'energia alternativa. Di solito vengono installati su mulini a vento, centrali idroelettriche e così via, che nella maggior parte dei casi generano bassa tensione.
Oggi vedremo come realizzare un inverter con le tue mani. Non c'è un'elettronica complessa qui, il set di componenti è molto piccolo e il circuito è chiaro per qualsiasi principiante. Tutto quello che devi fare è collegare alcuni resistori, transistor e un trasformatore. Incuriosito? Allora passiamo alle istruzioni!
Materiali e strumenti utilizzati
Elenco dei materiali:
- trasformatore da 12-0-12V a 5A;
- batteria 12V;
- due radiatori in alluminio;
- due transistor TIP3055;
- due resistori da 100 ohm/10 watt;
- due resistori 15 ohm / 10 watt;
- fili;
- compensato, laminato (o altro per la fabbricazione della cassa);
- PRESA;
- pasta termica;
- fascette in plastica;
- dadi e bulloni, ecc.
Elenco degli strumenti:
- saldatore;
-
- ;
- pinza tagliafili;
- Cacciavite.
Processo di produzione dell'inverter:
Primo passo. Guarda il diagramma
Leggere lo schema elettrico di tutti gli elementi. Esiste sia uno schema elettronico dettagliato sia uno semplice ed intuitivo, dove e quali fili collegare.
Passo due. Assembliamo due circuiti da resistori e transistor
Prendiamo un transistor e lo colleghiamo a una resistenza da 15 ohm, come si vede nella foto. Allo stesso modo, fissiamo il secondo transistor.
Fase tre. Termosifone
Durante il funzionamento, i transistor si riscaldano e, se questo calore non viene rimosso, potrebbero guastarsi. Qui avrai bisogno di due radiatori. Eseguiamo fori, applichiamo pasta termica e attiriamo con cura i transistor sui radiatori con viti autofilettanti.
Fase quattro. Colleghiamo due circuiti usando resistori da 100 Ohm
Prendiamo due resistori da 100 ohm e colleghiamo i due circuiti in diagonale. Cioè, devi saldare i contatti alle due gambe all'estrema sinistra dei transistor, se guardi la loro parte anteriore.
Passaggio cinque. Colleghiamo le zampe centrali
Prendiamo un cavo a due fili e saldiamo un filo alla volta ai contatti centrali dei transistor. Quindi questi fili vengono saldati ai contatti dell'estrema sinistra e dell'estrema destra sul trasformatore, come si vede nella foto.
Passaggio sei. Maglione
Secondo lo schema, è necessario installare un ponticello tra i contatti più esterni e più a destra dei transistor. Taglia un pezzo di filo e saldalo alle zampe.
Passaggio sette. Ulteriore connessione
Prendiamo un altro pezzo di filo, l'autore ce l'ha in rosa. Saldarlo al contatto centrale del trasformatore, attraverso di esso verrà fornito il plus della batteria al trasformatore.
Avrai anche bisogno di un pezzo di filo bianco, questo sarà un aspetto negativo della batteria, devi saldarlo al filo giallo, cioè il ponticello installato in precedenza.
Fase otto. Test!
Non abbiamo avuto il tempo di guardare indietro, visto che la parte elettronica dell'inverter è stata assemblata, puoi testarla! Colleghiamo la batteria e misuriamo la tensione con un multimetro. Salta nella gamma di 200-500V.
Innanzitutto, l'autore ha deciso di collegare all'inverter una lampadina da 5 watt molto debole, che ha preso fuoco senza problemi.
Quindi è stata collegata una lampadina più seria da 40 watt, che brucia come se fosse collegata alla presa di casa, ma in realtà è alimentata da una piccola batteria da 12V.
In conclusione, l'autore ha deciso di collegare una lampada fluorescente da 15W, anch'essa ha preso fuoco senza alcun problema.
Si è anche deciso di provare a collegare la ricarica per il cellulare. Il telefono si ricarica senza problemi.
Passaggio nove. Assemblaggio del corpo
Per rendere tutto sicuro ed esteticamente gradevole, realizzeremo una custodia per l'inverter! Per fare ciò, avrai bisogno di una presa, un pezzo di cavo, oltre a compensato, laminato o qualcosa di simile. Tagliamo il materiale nei pezzi desiderati per fare una scatola. Fissiamo il trasformatore alla base, per affidabilità, l'autore ha deciso di fissarlo con viti e dadi. Per quanto riguarda la parte elettronica con transistor, si è deciso di fissarla con fascette di plastica. Pratichiamo dei fori e attiriamo i resistori da 100 ohm inferiori alla base.
Il corpo può essere assemblato, a questo scopo l'autore ha utilizzato la colla a caldo. Per quanto riguarda il coperchio superiore, è necessario ritagliare un sedile per la presa al suo interno. Il materiale dell'autore è morbido, taglia la finestra con un coltello clericale. Se la finestra è della dimensione giusta, la presa dovrebbe bloccarsi in modo sicuro. Sul retro, può essere ulteriormente rinforzato con colla a caldo o resina epossidica.
E' ora di installare il coperchio, lo fissiamo su viti autofilettanti per avere accesso all'interno dell'inverter.