Convertitore di tensione 12/220. Convertitore di tensione fai-da-te

Il convertitore 12/220 è necessario, ad esempio, quando si viaggia nel paese. Questo è particolarmente vero per i casi in cui non vi è alcun cablaggio. Dobbiamo utilizzare un inverter che converta una tensione costante di 12 volt in un'alternativa a 220. Naturalmente, la capacità della batteria è appena sufficiente per un lungo periodo di tempo. Ma se c'è un dispositivo che ti permette di ricaricare la batteria, la risorsa aumenterà più volte. Molto spesso, gli inverter vengono utilizzati con generatori eolici, nonché abbinati a pannelli solari.

Compra o fai da te?

Certo, comprare un inverter già pronto non è un problema. In ogni negozio di elettrodomestici, la loro scelta è semplicemente enorme. E differiscono in potenza, costi, opzioni di prestazioni. Ma il prezzo di un inverter con una capacità di circa 0,5 kW sarà di almeno tremila rubli - e questa è una quantità impressionante. E per connettersi ad esso è improbabile che molte apparecchiature riescano.

Pertanto, alcuni proprietari di automobili, che dispongono di una batteria gratuita, pensano a come realizzare autonomamente un convertitore di tensione. L'articolo prenderà in considerazione i vari progetti di convertitori, che sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria elettrica.

Il più semplice convertitore a impulsi

L'intera base elementare è presa dal vecchio alimentatore del computer. Dovrebbero sorgere difficoltà con la ripetizione della struttura. L'unico inconveniente di questo dispositivo è che una tensione alternata di 220 V viene rimossa dal trasformatore, ma con una frequenza molto più alta che in una rete AC (50 Hz). E la forma è tutt'altro che sinusoidale, piuttosto a gradini. Per questi motivi, non è possibile collegare motori elettrici o elettronica sensibile all'inverter. Ma puoi fare diversi miglioramenti che ti permetteranno di connettere l'attrezzatura alimentatori a impulsi. Per fare ciò, è necessario collegare un raddrizzatore e condensatori di livellamento all'uscita del trasformatore.

Solo in questo caso, è possibile alimentare in sicurezza un laptop o un personal computer, TV o altre apparecchiature. Ma l'alimentazione del portatile, ad esempio, funzionerà solo se la tensione di uscita coincide con quella che scorre nell'adattatore. Pertanto, è necessario tracciare immediatamente la posizione della presa relativa alla presa in cui può funzionare l'inverter.

Descrizione del più semplice circuito del convertitore di impulsi

Se è necessario collegare una lampada a incandescenza, un saldatore, è possibile farlo direttamente sull'avvolgimento secondario del trasformatore. Lo schema è basato su un controller PWM di tipo TL494, è comune nei dispositivi di questo tipo. Usando il condensatore C2 e il resistore R1 si imposta la frequenza di funzionamento del convertitore. Si prega di notare che i valori possono differire leggermente da quelli mostrati nel diagramma. Si prega di notare che l'inverter consente di aumentare la tensione da 12 a 220. È anche un trasduttore di corrente - fa una sinusoide alternata (quasi perfetta) da DC.

Per migliorare l'efficienza della struttura, lo schema include due spalle, montate su transistor ad effetto di campo tipo, sono designati Q1 e Q2. Devono essere installati su radiatori in alluminio separati. Nel caso si utilizzi un comune radiatore, è necessario installare transistor con guarnizioni isolanti. Lo schema mostra il tipo di transistor IRFZ44, ma possono essere sostituiti da IRFZ46 o anche IRFZ48, in quanto tutti hanno parametri che sono piuttosto vicini nel significato.

Trasformatore e diodi

Il trasformatore installato sulla presa deve essere avvolto su un anello di ferrite. Questo anello può essere rimosso tutto nella stessa alimentazione da un personal computer. Per l'avvolgimento primario, un filo viene utilizzato nell'isolamento della vernice con una sezione trasversale di 0,6 mm. 10 turni sono feriti e uno scarico è fatto dal centro. Dall'alto è necessario avvolgere l'avvolgimento secondario, dovrebbe contenere 80 giri. Invece, è possibile utilizzare un trasformatore già pronto, installato in gruppi di continuità seriali.

I diodi ad alta frequenza utilizzati nel design possono essere sostituiti con quelli etichettati FR107 o FR207. Con l'installazione corretta dello schema funzionerà immediatamente dopo l'accensione, non è richiesta alcuna configurazione. La corrente di uscita può essere non superiore a 2,5 A, ma è meglio che il progetto funzioni a una corrente non superiore a 1,5 A (che collega un carico di circa 300 W). Si può dire di aver assemblato un dispositivo da rottami metallici, l'equivalente cinese di cui costa circa 3-4 mila rubli.

Convertitore di uscita AC

Questo è uno dei semplici convertitori 12/220 V, il cui circuito è raccomandato per la ripetizione ai radioamatori principianti. Questo design è assemblato interamente sulla base dell'elemento domestico, che è relativamente obsoleto. Tuttavia, la sua efficienza è piuttosto elevata: l'uscita è una tensione con un seno quasi perfetto e la frequenza è chiaramente di 50 Hz. Pertanto, questo schema è adatto per alimentare qualsiasi apparecchiatura domestica, e non solo un saldatore e lampade.

Il generatore è assemblato su un microcircuito K561TM2 - è un doppio D-flip-flop. C'è un analogo estraneo con l'etichetta CD4013 - questi chip sono intercambiabili e non è richiesta alcuna modifica del circuito.

su transistor bipolari raccolto due spalle. Lo schema usa transistor KT827A, che hanno uno svantaggio significativo rispetto ai più moderni lavoratori sul campo. Hanno una resistenza molto alta quando la transizione si sta aprendo. Ecco perché si riscaldano di più quando lavorano.

Caratteristiche del design e funzionamento del convertitore

A causa del fatto che il convertitore funziona a basse frequenze, il trasformatore deve avere un'anima di acciaio. Si consiglia di applicare trasformatore di potenza che è stato utilizzato nei televisori a colori domestici (su lampade). Questo TC-180 e simili. Come la maggior parte degli altri inverter costruiti con semplici modulatori PWM, questo design è in grado di produrre una sinusoide, ma non di altissima qualità: nei grafici del lavoro si notano passi notevoli.

Per arrotondare queste pulsazioni, viene installato un condensatore, nel diagramma è designato C7. L'alta induttanza degli avvolgimenti del trasformatore consente anche di regolare in modo significativo l'ondulazione, ma inevitabilmente ci sarà un ronzio. Vale la pena notare che il ronzio del trasformatore è la norma, non un segno di rottura.

Semplice circuito inverter a effetto di campo

Un inverter, costruito secondo questo schema, segue gli stessi principi dei due precedenti. Multivibratore, assemblato secondo lo schema classico su transistor ad effetto di campo, offre un'elevata efficienza.

Il vantaggio di questo schema rispetto agli altri è che è efficiente anche con una forte scarica della batteria. La tensione di ingresso può variare in un ampio intervallo - da 3,5 a 18 V. Ma c'è anche un inconveniente: non c'è stabilizzazione della tensione di uscita. Pertanto, anche la scarica della batteria alla tensione di uscita diminuirà. Il design utilizza un trasformatore a bassa frequenza del tipo, come nell'inverter sul microcircuito K561TM2.

Come aumentare la potenza del dispositivo

Ma a volte il potere non è sufficiente, è necessario aumentarlo due o più volte. Quali cambiamenti devi apportare allo schema? Ricordiamo che tutti i progetti discussi nell'articolo funzionano secondo gli stessi principi: l'avvolgimento primario del trasformatore è collegato all'ingresso a cui viene fornita l'alimentazione tramite la chiave elettronica sul transistor. Inoltre, questa catena viene commutata per un tempo, che è determinato dal ciclo di lavoro e dalla frequenza del generatore (multivibratore). È possibile realizzare un convertitore di tensione 12/220 utilizzando lo schema seguente.

C'è una generazione di impulsi di campo magnetico. Nell'avvolgimento secondario, eccitano gli impulsi di modo comune. La tensione all'uscita è uguale al prodotto del rapporto di trasformazione e della tensione sull'avvolgimento primario.

Da ciò possiamo concludere che la corrente che attraversa il transistor installato in uscita è uguale al prodotto di una caratteristica simile del carico e del rapporto di trasformazione. La potenza del convertitore da 12 a 220 volt determina la corrente massima che il transistore di uscita può perdere. E ora, conoscendo l'intera teoria, puoi iniziare ad aumentare la potenza del dispositivo nella pratica. È possibile applicare due metodi:

1. Sostituisci con transistor più potenti.
2. Includere in una delle spalle in parallelo transistor simili installati.

Il secondo metodo in pratica è molto più semplice da implementare, dal momento che i transistor potenti (specialmente quelli di campo) sono molto costosi. E sarà più economico comprare un inverter già pronto. Il circuito del convertitore 12/220 è semplice e può essere aggiornato. Inoltre, appariranno immediatamente numerosi vantaggi. Ad esempio, quando un singolo transistor si guasta, l'intero circuito rimarrà operativo. L'affidabilità del design aumenterà, in particolare per i prodotti casalinghi semplici che non dispongono di protezione da sovraccarico incorporata. Anche significativamente ridotta la temperatura massima dei transistor.

Arresto in caso di interruzione di corrente

Se si utilizza una batteria ricaricabile che funziona in parallelo in un'auto, si raccomanda di fare attenzione che il convertitore da 12 a 220 si spenga automaticamente quando la batteria è scarica È facile assemblare un semplice circuito di spegnimento con le proprie mani. Se la batteria è completamente scarica, non sarà possibile avviare il motore anche da un rimorchiatore. Pertanto, introdurre un elemento semplice nel circuito - un relè elettromagnetico. Questi sono usati nelle auto, quindi non è difficile trovarli.

Il relè ha una soglia di tensione più bassa alla quale il contatto si chiude. Per regolare con maggiore precisione il momento, è necessario selezionare la resistenza del resistore R1. Deve essere uguale alla resistenza dell'avvolgimento del relè moltiplicato per un fattore di 0,1. È possibile implementare facilmente tale revisione nel convertitore da 12 a 220. È anche possibile collegare un relè con le proprie mani e persino un elettricista inesperto può utilizzare un resistore.

Ma un tale schema è primitivo, e la sua efficienza è estremamente bassa, è meglio usare quella aggiornata, mantiene più accuratamente la soglia per la disconnessione della batteria dall'inverter.

Cerca guasti e la loro eliminazione

I guasti più comuni sono la bassa tensione all'uscita o la sua mancanza. Tale malfunzionamento può verificarsi nei convertitori 12/220 V per i seguenti motivi:

1. Rottura del modulatore PWM o guasto completo di entrambi i bracci dell'inverter. Il secondo fallimento è estremamente raro. Per effettuare un controllo, è possibile utilizzare la sonda più semplice sul LED. Nel caso in cui il modulatore PWM sia integro, il LED lampeggerà frequentemente. Si consiglia di verificare l'integrità di tutte le connessioni e gli avvolgimenti del trasformatore.
2. La tensione eccessiva all'uscita è un segno che una spalla ha fallito. Un segno di guasto di un transistor è la bassa temperatura del radiatore su cui è installato.

Tutti i difetti che si verificano negli schemi indicati nell'articolo vengono eliminati abbastanza rapidamente. E il costo della riparazione di questi convertitori di tensione 12/220 V è basso: tutte le parti possono essere trovate letteralmente in una discarica.