12/220. Do-it-yourself konvertor napětí

Převodník 12/220 je nutný například při cestování do země. To platí zejména pro případy, kdy neexistuje kabeláž. Musíme použít střídač, který konvertuje konstantní napětí 12 V do střídavého 220. Samozřejmě, kapacita akumulátoru není dostatečně dlouhá. Pokud však existuje zařízení, které vám umožní dobíjet baterii, zdroj se několikrát zvýší. Velmi často se měniče používají s větrnými generátory, stejně jako páry se solárními panely.

Koupit nebo dělat sami?

Samozřejmě, nákup hotového střídače není problém. V každém obchodě s elektrickými spotřebiči je jejich výběr prostě obrovský. A oni se liší v síle, náklady, možnosti výkonu. Ale cena střídače o výkonu asi 0,5 kW bude nejméně tři tisíce rublů - a to je působivá částka. A aby se k němu připojilo mnoho zařízení, je nepravděpodobné, že uspěje.

Proto někteří majitelé automobilů, kteří mají volnou baterii, přemýšlejí o tom, jak vytvořit vlastní měnič napětí. Článek se bude zabývat různými konstrukcemi převodníků, které jsou v elektrotechnice široce používány.

Nejjednodušší konvertor impulzního typu

Celá elementární základna je převzata ze starého napájení počítače. By měly vzniknout potíže s opakováním struktury. Jedinou nevýhodou tohoto zařízení je, že střídavé napětí 220 V je vyjmuto z transformátoru, avšak s mnohem vyšší frekvencí než v AC síti (50 Hz). A tvar je daleko od sinusové, spíše stupňovitý. Z těchto důvodů není možné do měniče připojit elektromotory nebo citlivou elektroniku. Ale vy můžete udělat několik vylepšení, které vám umožní připojit zařízení pulzní napájecí zdroje. K tomu musíte připojit usměrňovač a vyhlazovací kondenzátory na výstup transformátoru.

Pouze v tomto případě můžete bezpečně zapnout notebook nebo osobní počítač, televizor nebo jiné zařízení. Například napájení notebooku bude pracovat pouze tehdy, pokud se výstupní napětí shoduje s výstupním napětím, které proudí v adaptéru. Proto musíte okamžitě načrtnout polohu konektoru vzhledem k výstupu, ve kterém může střídač pracovat.

Popis nejjednoduššího obvodu převodníku impulzů

Pokud potřebujete připojit žárovku, páječku, můžete to udělat přímo na sekundárním vinutí transformátoru. Schéma je postaveno na řadiči PWM typu TL494, který je běžný v zařízeních tohoto typu. Pomocí kondenzátoru C2 a odporu R1 nastavíme frekvenci, s níž pracuje převodník. Mějte na paměti, že hodnoty se mohou mírně lišit od hodnot uvedených v diagramu. Vezměte prosím na vědomí, že střídač umožňuje zvýšit napětí z 12 na 220. Je to také proudový převodník - dělá střídavý (téměř dokonalý sinusoid) z DC.

Pro zlepšení účinnosti struktury má schéma dvě ramena, která jsou sestavena tranzistory s efektem pole jsou označeny jako Q1 a Q2. Musí být instalovány na samostatných hliníkových radiátorech. V případě použití společného chladiče je nutné instalovat tranzistory s izolačními těsněními. Schéma ukazuje typ tranzistorů IRFZ44, ale mohou být nahrazeny IRFZ46 nebo dokonce i IRFZ48, protože všechny mají parametry, které mají poměrně blízko.

Transformátor a diody

Transformátor instalovaný na výstupu musí být navinut na feritovém kroužku. Tento kroužek lze odebrat ze stejného zdroje napájení z osobního počítače. U primárního vinutí se použije drát v izolaci laku s průřezem 0,6 mm. 10 otáček je zataženo a odtok je vyroben ze středu. Zhora je třeba vítr sekundárního vinutí, měl by obsahovat 80 otáček. Namísto toho můžete použít hotový transformátor, který je nainstalován do sériových zdrojů nepřerušitelného napájení.

Vysokofrekvenční diody používané v návrhu mohou být nahrazeny značkami FR107 nebo FR207. Správná instalace schématu bude fungovat okamžitě po zapnutí, není nutná žádná konfigurace. Výstupní proud nesmí přesáhnout 2,5 A, ale je lepší, aby konstrukce pracovala na proudu nejvýše 1,5 A (připojení zátěže přibližně 300 W). Můžete říci, že jste sestavili zařízení ze šrotu, jehož čínský ekvivalent stojí asi 3-4 tisíc rublů.

Měnič střídavého proudu

Jedná se o jeden z jednoduchých konvertorů 12/220 V, jehož obvod je doporučen pro opakování pro začínající rádioamatéry. Tento návrh je kompletně sestaven na základně domácích prvků, což je poměrně zastaralé. Ale její účinnost je poměrně vysoká - výstup je napětí s téměř dokonalým sinusovým kmitočtem a frekvence je zřetelně 50 Hz. Proto je tato schéma vhodná pro napájení jakéhokoli domácího zařízení, a nikoliv jen páječky a lampy.

Generátor je sestaven na mikroobvod K561TM2 - je to dvojitý D-flip-flop. Existuje cizí analog s označením CD4013 - tyto čipy jsou zaměnitelné a nevyžaduje se žádná změna obvodu.

Zapnuto bipolární tranzistory shromáždil dvě ramena. Schéma používá tranzistory KT827A, které mají značnou nevýhodu ve srovnání s modernějšími terénními pracovníky. Mají velmi vysoký odpor, když se přechod otvírá. Proto se při práci pracují více.

Vlastnosti konstrukce a provozu převodníku

Vzhledem k tomu, že konvertor pracuje s nízkými frekvencemi, musí mít transformátor ocelové jádro. Doporučuje se použít výkonový transformátor který byl použit v domácích barevných televizorech (na lampách). Tento TC-180 a podobně. Stejně jako většina ostatních střídačů, které jsou postaveny na jednoduchých modulorech PWM, je tento návrh schopen vytvářet sinusoidní, ale ne velmi vysokou kvalitu - zřetelné kroky lze vidět na grafech práce.

Pro vynulování těchto pulsací je instalován kondenzátor, v diagramu je označen C7. Vysoká indukčnost vinutí transformátoru vám také umožňuje výrazně zjemnit zvlnění, ale nevyhnutelně se objeví buzz. Stojí za zmínku, že hluk z transformátoru je normou, nikoli známkou zlomu.

Jednoduchý obvod invertoru s polním efektem

Střídač, sestavený podle tohoto schématu, se řídí stejnými principy jako předchozí dva. Multivibrator, sestavený podle klasické schématu na tranzistorů s efektem pole, poskytuje vysokou účinnost.

Výhoda tohoto schématu oproti ostatním je, že je účinná i při silném vybití akumulátoru. Vstupní napětí se může lišit v širokém rozmezí - od 3,5 do 18 V. Existuje však také nevýhoda - není stabilizována výstupní napětí. Proto se také sníží vybití baterie při výstupním napětí. Konstrukce využívá nízkofrekvenční transformátor typu, stejně jako střídač na mikroobvod K561TM2.

Jak zvýšit výkon zařízení

Ale někdy moc není dost, musíte ji dvakrát nebo vícekrát zvýšit. Jaké změny je třeba provést v systému? Připomeňme si, že všechny konstrukce popsané v článku pracují podle stejných principů: primární vinutí transformátoru je připojeno ke vstupu, ke kterému je napájení dodáváno přes elektronický klíč na tranzistoru. Navíc se tento řetězec spíná po dobu, která je určena pracovním cyklem a frekvencí generátoru (multivibrátor). Měnič napětí 12/220 můžete vytvořit pomocí následujícího schématu.

Existuje generace impulsů magnetického pole. V sekundárním vinutí vyvolávají impulsy společného režimu. Napětí na výstupu se rovná součinu transformačního poměru a napětí na primárním vinutí.

Z toho můžeme usoudit, že proud, který protéká tranzistorem instalovaným na výstupu, je stejný jako produkt podobného charakteru zatížení a poměru transformace. Výkon měniče od 12 do 220 voltů určuje maximální proud, který může výstupní tranzistor chybět. A teď, když jste věděli celou teorii, můžete začít pracovat s vyšší výkonností zařízení. Můžete použít dvě metody:

1. Vyměňte je za výkonnější tranzistory.
2. Zahrňte do jedné z ramen paralelně instalované podobné tranzistory.

Druhá metoda v praxi je mnohem snazší implementovat, protože silné tranzistory (obzvláště pole) jsou velmi drahé. A bude levnější koupit hotový střídač. Obvod převodníku 12/220 je jednoduchý, lze jej upgradovat. Navíc se okamžitě objeví několik výhod. Například když selže jediný tranzistor, celý okruh zůstane funkční. Spolehlivost návrhu se zvýší, a to zejména u jednoduchých domácích výrobků, které nemají zabudovanou ochranu proti přetížení. Také významně snížila maximální teplotu tranzistorů.

Vypnutí při výpadku napájení

Používáte-li dobíjecí baterii, která běží paralelně v autě, doporučujeme dbát na to, aby se převodník od 12 do 220 automaticky vypnul, když je baterie nízká. Je snadné sestavit jednoduchý vypínací obvod s vlastními rukama. Pokud je baterie zcela vybitá, nebudete moci motor nastartovat ani z remorkéru. Proto vložte do obvodu jednoduchý prvek - elektromagnetické relé. Ty se používají v autě, takže to není těžké.

Relé má nižší prah napětí, při kterém se kontakt uzavírá. Pro přesnější nastavení momentu musíte zvolit odpor rezistoru R1. Musí se rovnat odporu vinutí relé vynásobenému koeficientem 0,1. Můžete snadno implementovat takovou revizi do převodníku z 12 na 220. Můžete dokonce připojit relé s vlastními rukama a dokonce i nováček elektrikář může použít odpor.

Takováto schéma je však primitivní a jeho účinnost je velmi nízká, je lepší použít aktualizovanou verzi, podporuje přesněji prahovou hodnotu odpojení baterie od měniče.

Vyhledávání v členění a jejich odstranění

Nejběžnější poruchy jsou nízké napětí na výstupu nebo nedostatek. Taková porucha může nastat u převodníků 12/220 V z následujících důvodů:

1. Rozbití modulátoru PWM nebo úplné selhání obou ramen měniče. Druhá porucha je velmi vzácná. Chcete-li provést kontrolu, můžete použít nejjednodušší sondu na LED. V případě, že modulátor PWM je zdravý, dioda LED bude často blikat. Doporučuje se zkontrolovat integritu všech připojení a vinutí transformátoru.
2. Nadměrné napětí na výstupu je znamením, že jedno rameno selhalo. Známkou poruchy tranzistoru je nízká teplota chladiče, na kterém je instalován.

Všechny chyby, které nastanou v schématech uvedených v článku, jsou dostatečně rychle odstraněny. A náklady na opravu takových měničů napětí 12/220 V jsou nízké - všechny součásti lze nalézt doslova na skládce.