220 вольт в 12 вольт схема: Простой преобразователь 12 — 220 Вольт

Содержание

Схема преобразователя напряжения 12 — 220 вольт для автомобиля

Порой  появляется потребность подключить бытовые приборы в автомобиле, которые работают от 220 вольт, там, где электросеть отсутствует, к примеру, на охоте, рыбалке.

Тема довольно популярная, и в большинстве радиотехнических журналах и книгах печатались всевозможные принципиальные схемы автомобильных преобразователей напряжения от  12 – 220 вольт от автомобильного аккумулятора, схоже по параметрам с напряжением электросети 220В. В данной статье приведена одна из схем преобразователя напряжения из 12 вольт в 220 вольт (инвертор), которое можно применить в автомобиле.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Описание принципа работы преобразователя 12 — 220 вольт

Ниже приведена еще одна схема преобразователя 12 в 220 вольт. Хотя он  рассчитан на небольшую мощность (порядка 70Вт), но он создает переменное напряжение по форме очень близкой к синусоиде и частотой 50 Гц.

Схема преобразователя напряжения построена на генераторе, создающего симметричные импульсы напряжения, следующие противофазно и выходного блока на полевых ключевых транзисторах, которые нагружены повышающим трансформатором. На логических элементах DD1.1 и DD1.2 создан мультивибратор, формирующий электрические импульсы частотой 100 Гц.

Для создания симметричных импульсов следующих в противофазе, в схеме применен D-триггер интегральной микросхемы DD2. Он делит на два импульсы, поступающие на его вход с генератора сигнала. Особенность данного триггера в том, что у него есть два выхода прямой и инверсный, то есть в противофазе. Таким образом, при поступлении сигнала с частотой 100Гц на выходах будет по 50Гц.

Выходная схема автомобильного преобразователя напряжения построена на ключевых полевых транзисторах VТ1 и VT2 большой мощности с небольшим сопротивлением открытого канала. Поскольку данные транзисторы имеют изолированный затвор, то активное сопротивление между их каналом и затвором практически бесконечное. Для защиты выходов триггера от перегрузки в схему добавлены два буферных элемента DD1.3 и DD1.4, через которые импульсы поступают на транзисторы.

Повышающий трансформатор включен в стоковые цепи транзисторы VT1 и VT2. Для предотвращения появления самоиндукции на стоках к ним подключены стабилитроны повышенной мощности VD2 и VD3. Подавление ВЧ помех осуществляется элементами R4, C3. Обе микросхемы запитаны напряжением 5,1В от стабилизатора на элементах VD1 и R5.

Детали схемы преобразователя 12 – 220 вольт

Обмотка дросселя L1 выполнена на ферритовом кольце имеющее диаметр 28мм. Она намотана проводом ПЭЛ-2 0,6мм одним слоем до полного заполнения кольца. Трансформатор Т1 представляет из себя сетевой трансформатор на 220 вольт (мощностью не менее 100Вт)  у которого две вторичные обмотки по 9В каждая.

Следует обратить внимание, что низковольтную часть автомобильного преобразователя можно выполнить на печатной плате, а высоковольтную (транзисторы, трансформатор, цепь питания, дроссель, стабилитроны) обязательно объемным монтажом (проводами достаточного сечения).

 Интегральную микросхему СD4001 можно поменять на К561ЛЕ5, а СD4013 применить отечественный аналог К561ТМ2.

Стенд для пайки со светодиодной подсветкой

Материал: АБС + металл + акриловые линзы. Светодиодная подсветка…

Стабилитрон VD1 на напряжение от 5…7 вольт, может быть Д814А, КС156, КС168. Стабилитроны VD2 и VD3 большой мощности  BZX85-33V или КС533. Конденсатор C4 на напряжение не ниже 100В, остальные могут быть на 15 вольт.

При рабочих деталях и верном монтаже автомобильный преобразователь не требует настройки. Можно лишь подстроить резистором R1 частоту выходного переменного тока.

Источник: «Радиоконструктор», 02/2012

Преобразователь напряжения 12 220 В своими руками

Чтобы подключить к бортовой электросистеме автомобиля бытовые устройства требуется инвертор, который сможет повысить напряжение с 12 В до 220 В. На полках магазинов они имеются в достаточном количестве, но не радует их цена. Для тех, кто немного знаком с электротехникой есть возможность собрать преобразователь напряжения 12 220 вольт своими руками. Две простые схемы мы разберем. 

Содержание статьи

Преобразователи и их типы

Есть три типа преобразователей 12-220 В. Первый — из 12 В получают 220 В. Такие инверторы популярный у автомобилистов: через них можно подключать стандартные устройства — телевизоры, пылесосы и т.д. Обратное преобразование — из 220 В в 12 — требуется нечасто, обычно в помещениях с тяжелыми условиями эксплуатации (повышенная влажность) для обеспечения электробезопасности. Например, в парилках, бассейнах или ванных. Чтобы не рисковать, стандартное напряжение в 220 В понижают до 12, используя соответствующее оборудование.

Преобразователи напряжения есть в достаточном количестве в магазинах

Третий вариант — это, скорее, стабилизатор на базе двух преобразователей. Сначала стандартные 220 В преобразуются в 12 В, затем обратно в 220 В. Такое двойное преобразование позволяет иметь на выходе идеальную синусоиду. Такие устройства необходимы для нормальной работы большинства бытовой техники с электронным управлением.

Во всяком случае, при установке газового котла настоятельно советуют запитать его именно через такой преобразователь — его электроника очень чувствительная к качеству питания, а замена платы управления стоит примерно как половина котла.

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.

Простой преобразователь напряжение 12 — 220 схема

Наш инвертор или преобразователь предназначен для получения переменного тока 220 вольт с частотой 50 герц с автомобильного аккумулятора или любой батареи 12 вольт. Мощность инвертора составляет 150 Ватт и может быть увеличена до 300, но об этом поговорим попозже.

Схема крайне проста, я уверен, что справится любой, работает схема точно так, как любой двухтактный преобразователь типа «push pull», сердцем инвертора является микросхема CD4047, которая служит в качестве задающего генератора и одновременно управляет полевыми транзисторами.

Транзисторы работают в ключевом режиме, переключаясь, то есть в каждый момент времени открыт только один из транзисторов.

Если вдруг по каким-то причинам оба ключа откроются одновременно, то образуется короткое замыкание и оба транзистора сгорят моментально, это может случиться из-за неверного управления.
Микросхема CD4047 разумеется не заточена для высокоточного управления полевиками, но справляется с этой задачей достаточно неплохо.

Трансформатор в моем случае был взят от старого бесперебойника, если честно от этого бесперебойника уцелел только один трансформатор, он как раз для таких целей, поэтому домотывать или перематывать ничего не нужно.
Трансформатор в моём случае на 250-300 Ватт, имеет первичную обмотку со средней точкой, куда подключается плюс от источника питания.

Вторичных обмоток много и нам нужно найти именно сетевую обмотку на 220 вольт, с помощью мультиметра измеряем сопротивление всех отводов, которые имеются на вторичной цепи и находим отводы или контакты между которыми самое большое сопротивление.

В моём случае это около 17 Ом, как раз эти два контакта и есть выводы вторичной или сетевой обмотки, все остальные выводы можно откусить.
После того, как разобрались с трансформатором переходим к сборки схемы, это занимает очень малое время, особенно когда есть печатная плата. (скачать её можно в конце статьи)

Настоятельно рекомендую проверять все компоненты перед пайкой, подберите транзисторы аналогичных параметров из одной партии. Конденсатор в частотно-задающей цепи должен иметь малую утечку и узкий допуск.

Теперь собираем и паяем саму схему.

Пару слов о возможных заменах в схеме…
К сожалению микросхема CD4047 советских аналогов не имеет, поэтому нужно купить именно её. Полевые транзисторы можно заменить на любые -м- канальные с напряжением от 60 вольт и с током от 35 Ампер.

Если использовать ключи типа IRF 3205, то с инвертора можно стянуть 250-300 ватт чистой выходной мощности.

Кстати схема прекрасно работает также с биполярным транзисторами на выходе, правда мощность будет в разы меньше, чем с полевыми транзисторами.

Затворные, ограничительные резисторы могут иметь сопротивление от 10 до 100 Ом, советую ставить от 22 до 47 Ом, мощность 0,25 ватт.

Частотно-задающую цепь лучше не трогать, она настроена на частоту в 50 герц.

Несколько слов насчёт настройки…. В принципе правильно собранный инвертор заработает сразу, но первый запуск обязательно нужно делать со страховкой, то есть вместо предохранителя на схеме подключить резистор Ом на 5-10 или лампочку на 12 вольт 5 Ватт, чтобы в случае проблем не взорвать транзисторы.

Если инвертор работает нормально, то трансформатор издает своеобразный звук, при этом ключи не должны нагреваться вообще.

Если это так, то можно убрать резистор и питание уже подаём напрямую, но разумеется через предохранитель.

Среднее потребление инвертора может составлять от 150 до 300 миллиампер, но это будет зависеть конкретно от источника питания и от вашего трансформатора, это разумеется холостой ход без выходной нагрузки.

Дальше, нам нужно измерить выходное напряжение предварительно поставив мультиметр в режиме замера переменки на уровне 750 вольт.

В моём случае получилось 220-250 вольт, это в пределах нормы поскольку инвестор не стабилизированной и выходное напряжение может гулять в этом пределе.

Дальше уже можно подключать нагрузку, в моем случае это сетевая лампочка на 60 ватт.

Гоняем инвертор с такой нагрузкой примерно 10 секунд, при этом ключи чуток должны нагреваться, они без теплоотводов и нагрев на обеих ключах должен быть равномерным. Если один ключ нагревается гораздо сильнее ищите свой косяк.

Несколько слов о монтаже…
Корпус был позаимствован у компьютерного блока питания, вся начинка просто отлично в него влезла.

Транзисторы в моем случае были установлены на отдельные радиаторы

В случае использования общего теплоотвода не забываем изолировать корпуса транзисторов от радиатора.

Кулер был подключен непосредственно к шине 12 вольт.

Самый большой недостаток нашего инвертора — это отсутствие защиты в случае короткого замыкания на выходе, транзисторы сгорят,.. поэтому чтобы такого не случилось, на выход я поставил предохранитель на 1 Ампер.

Мало мощная кнопка подаёт плюс от источника питания на плату, то есть запускает инвертор в целом.

Силовые шины от трансформатора цепляются непосредственно к радиатором транзисторов, поэтому радиаторы нужно изолировать от общего корпуса.

Частота в пределах нормы, если же частота отличается от пятидесяти герц, то ее можно подстроить с помощью оборотного, переменного резистора R4, который присутствует на плате.

Отлично всё работает…

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

Собрать схему 220 12 вольт

Представляем двухтактный импульсный преобразователь, собранный на ШИМ-контроллере TL494. Это позволяет сделать схему довольно простой и доступной для повторения многим радиолюбителям. На выходе стоят высокоэффективные выпрямительные диоды удваивающие напряжение. Также можно использовать преобразователь напряжения и без диодов — получая переменное напряжение. Например для электронных балластов (при питании ЛДС) постоянное напряжение и полярность включения не актуальна, так как в схеме балласта на входе стоит диодный мост. Принципиальная схема показана на рисунке — кликните для увеличения.

В преобразователе 12-220 В используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор из блока питания AT или ATX компьютера, но в нашем преобразователе он станет наоборот повышающим. Обычно эти трансформаторы отличаются только габаритами, а расположение выводов идентично. Нерабочий блок питания от ПК можно найти в любой мастерской по ремонту компьютеров.


Работа схемы. Резистор R1 задает ширину импульсов на выходе, R2 (совместно с C1) задаёт рабочую частоту. Уменьшаем сопротивление R1 — увеличиваем частоту. Увеличиваем емкость C1 — уменьшаем частоту. Транзисторы в преобразователь напряжения ставим мощные МОП полевые, которые характеризуются меньшим временем срабатывания и более простыми схемами управления. Здесь одинаково хорошо работают IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N.


Радиатор не нужен, так как продолжительная работа не вызывает ощутимый нагрев транзисторов. А если всё-же возникнет желание поставить их на радиатор — фланцы корпусов транзисторов не закорачивать через радиатор! Используйте изоляционные прокладки и шайбы втулки от компьютерного БП. Однако для первого запуска радиатор не помешает; по крайней мере транзисторы сразу не сгорят в случае ошибок монтажа или КЗ на выходе.


Правильно собранная схема преобразователя в наладке не нуждается. Корпус желательно использовать неметаллический, чтоб исключить пробой высокого напряжения на корпус. Соблюдайте осторожность при работе со схемой, так как напряжение 220 В опасно!

Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12-220

В наше время у каждого в хозяйстве или вообще в легком доступе имеется порой по нескольку блоков питания от компьютера которые и не нужны, просто лежат, пылятся и занимают ценное место. А может они вообще сгоревшие, но это не важно, ведь из него надо взять всего некоторые элементы. Собирал как-то плату такого преобразователя (). И решил снова сделать еще одну, так как радиодетали были, и плата печатная уже была изготовлена когда-то лишняя. Микросхему применял новую — из магазина, но иногда именно их или подобные аналоги ставят в самих блоках питания ATX.

Трансформатор малого размера — с блока в 250 ватт. Транзисторы решил взять с запасом — 44N полевые, так же совершенно новые.



Нашел алюминиевый радиатор, транзисторы навернул через заглушки и подложки промазав хорошенько все термопастой.



Схема преобразователя напряжения 12-220 завелась сразу, питание подавалось от аккумулятора 12 вольт 7 а/ч емкостью, на клеммах которого при свежей зарядке было порядка 13 вольт. В качестве нагрузки (под такую мощность и собиралось примерно) — лампочка 60 ватт на 220 вольт, светится не во весь накал, но все же хорошо.



Радиатор взял очень таки с запасом – толщина 2 мм алюминиевый, тепло отводит хорошо. После получаса работы под нагрузкой полевые транзисторы нагрелись только до 40 градусов! Токопотребление примерно 2.7 ампер от аккумулятора, работа стабильная без срывов и перегревов, а вот трансформатор несколько маловат и греется (правда выдерживает и не сгорает ничего) температура трансформатора порядка 5-60 градусов при работе на такую же нагрузку, думаю больше 80 ватт не вытянуть с такого преобразователя или придется ставить активное охлаждение ввиде вентилятора, ведь транзисторы выдержат куда большие нагрузки и больше чем уверен, что с таким радиатором протянут все 200 ватт.



Схема преобразователя 12-220 проста в повторении, при сборке точно в номинал, обе платы заработали сразу же.

Видео испытаний преобразователя


Видео работы схемы наглядно показывает ток протекающий в цепи, и работу лампы на 60 ватт. Кстати, провода у мультиметра D832 при таком токе за пол часа изрядно подогрелись. Из доработок, если будете ставить больший трансформатор, то расширьте печатку, иначе не влезет по размерам больший трансформатор, и даже с маленьким все получается .



Для любителей миниатюризации конечно это хорошо, но расстояние от трансформатора до транзисторов получается на практике меньше 1 см, и они своим теплом чуть подогревают и без того теплый трансформатор, хорошо бы ещё на пару сантиметров отнести ключи и в плате парочку отверстий сделать, для вентиляции проточным потоком воздуха снизу вверх. Автор материала — Redmoon.

Автомобильный преобразователь 300Вт своими руками

После поисков схем автомобильного усилителя, наткнулся на схема усилителя Ланзар, в котором так же был преобразователь от 12 Вольт. И на его основе был собран преобразователь напряжения 12-220 Вольт . Тянет спокойно две лампочки по 150 ватт. Но выдерживает он и больше — запускает маленькую болгарку 650 ватт и дрель 650 ватт.

Правда при этом напряжение проседает до 190 вольт. Но при этом и провода греются 2 мм.кв. (от акуммулятора до преоразователя), а при снимаемой мощности 300 ватт — с лампочками двумя по 150 ватт, практически не садится. Падение уровня выходного напряжения всего 5 вольт!

Схема устройства:

Трансформатор взят был от советского телевизора из импульсного блока питания. Перемотан, сточен зазор на ферите (можно взять даже два таких трансформатора — по одной половинки ферита от каждого, тогда не придется ничего точить). Трансформатор преобразователя смело можно мотать и на кольцах, склееных два вместе 40х25х11, первичка такая же, что и ТПИ-3, вторичка примерно 60 витков. Первичка — две обмотки три повода по 0.8 в плече 5 витков одно плечо и второе плечо 5 витков, а вторичку мотал двумя проводами 0. 8. Наматывал вторичную обмотку методом проверок. Сначала половина вторички двумя прводами 0.8 — слой изоляции, потом первичная оба плеча, потом снова слой изоляции, снова вторичка — вот эту вторичку и подгонял под нужный мне вольтаж, то есть 230 вольт.

Про мощность 300 ватт написал потому, что спокойно работает с такой нагрузкой, транзисторные ключи даже не греются, но для надежности оставил кулер. А уже свыше трехсот начинают немножко подогреваться ключики и трансик.

Данный преобразователь спокойно запускает любые телевизоры с ИБП, которые домашний кинотеатр. Дрель болгарку, лампочки по 150 (больше не оказалось просто). Зарядные устройства для сотовых телефонов, больше проверить было не начем. В целом проделанной работой доволен. Начинал просто в тесте, хотел проверить что получится, а он заработал даже очень нормально. Вот фото девайса в окончательной сборке:

Печатная плата преобразователя

Корпус можете сделать из чего угодно, но лучше всего коробочка от БП ATX — она идеально подходит для всех элементов устройства, в т. ч. имеется там готовый кулер. Собрал и испытал устройство — Ivan4370.

Предлагаю схему преобразователя напряжения (инвертора) 12/220В (мощность до 500 Ватт), питающегося от аккумулятора напряжением 12В, который может пригодиться в автомобиле и быту для освещения, для питания телевизора, небольшого холодильника и т.п. Схема собрана на двух микросхемах 155-ой серии и шести транзисторах. В выходном каскаде применены полевые транзисторы, обладающие очень малым сопротивлением в открытом состоянии, благодаря чему повышается КПД преобразователя и отпадает необходимость в установке их на радиаторы слишком большой площади.

Разберёмся с работой схемы: (см. диаграмму и схему). На микросхеме D1 собран генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых около 200 Гц — диаграмма «A». С вывода 8 микросхемы импульсы поступают далее на делители частоты, собранные на элементах D2.1 — D2.2 микросхемы D2. В результате чего на выводе 6 микросхемы D2 частота следования импульсов становится вдвое меньше — 100 Гц — диаграмма «B», а на выводе 8 импульсы становятся равным частоте 50 Гц — диаграмма «C». С вывода 9 снимаются неинвертируемые импульсы 50 Гц — диаграмма «D». На диодах VD1-VD2 собрана логическая схема «ИЛИ». В результате чего взятые с выводов микросхем D1 вывод 8, D2 вывод 6 импульсы образуют на катодах диодов импульс соответствующий диаграмме «E». Каскад на транзисторах V1 и V2 служит для увеличения амплитуды импульсов необходимых для полного открывания полевых транзисторов. Транзисторы V3 и V4, подключенные к выходам 8 и 9 микросхемы D2 поочерёдно открываются, запирая тем самым то один полевой транзистор V5, то другой V6. В результате чего управляющие импульсы формируются так, что между ними существует пауза, из-за чего исключается возможность протекания сквозного тока через выходные транзисторы и значительно повышается КПД. На диаграммах «F» и «G» показаны сформированные импульсы управления транзисторами V5 и V6.

Правильно собранный преобразователь начинает работать сразу после подачи питания. При наладке следует подключить к выходу устройства частотомер и выставить частоту 50-60 Гц подбором резистора R1, а при необходимости конденсатором C1.


О деталях
Транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом, КТ209 можно заменить на КТ361 с любым буквенным индексом. Стабилизатор напряжения KA7805 заменим на отечественный КР142ЕН5А. Резисторы любые мощностью 0,125…0,25 вт. Диоды практически любые низкочастотные например КД105, IN4002. Конденсатор C1 типа К73-11, К10-17В с малым уходом ёмкости при прогреве. Трансформатор взят от старого лампового чёрно-белого телевизора например: «Весна», «Рекорд». Обмотка на напряжение 220 вольт остаётся, а остальные обмотки удаляются. Поверх этой обмотки наматываются две обмотки проводом ПЭЛ — 2,1мм. Для лучшей симметрии их следует намотать одновременно в два провода. При подключении обмоток следует учесть фазировку. Полевые транзисторы закреплены через слюдяные прокладки на общий радиатор из алюминия, площадью поверхности не менее 600 кв.см.


Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Линейный регулятор

UA7805

1 КР142ЕН5А Поиск в elBase В блокнот
D1 Вентиль К155ЛА3 1 Поиск в elBase В блокнот
D2 D-триггер К155ТМ2 1 Поиск в elBase В блокнот
V1, V3, V4 Биполярный транзистор

КТ315Б

3 Поиск в elBase В блокнот
V2 Биполярный транзистор

КТ209А

1 КТ361 Поиск в elBase В блокнот
V5, V6 MOSFET-транзистор

IRLR2905

2 Через слюдяные прокладки Поиск в elBase В блокнот
VD1, VD2 Диод

КД522А

2 КД105, 1N4002 и т. д.

Похожие статьи

Преобразователь 12 В в 220 В

Николай Яковлев
main (at) masterkit.ru

Эта статья продолжает знакомить читателей с новинками МАСТЕР КИТ. Она адресована тем, кто имеет опыт сборки и применения преобразователей напряжения, а также тем, кто захочет повторить данное устройство и использовать его для получения переменного напряжения 220 Вольт от стандартного автомобильного аккумулятора 12 Вольт. В статье приведены технические характеристики преобразователя, подробно описана принципиальная схема, изложены особенности работы устройства, Вы найдете рисунок печатной платы, перечень компонентов и особенности настройки устройства. Для желающих приобрести данное устройство в виде комплекта для самостоятельной сборки МАСТЕР КИТ предлагает набор NM1032.

Описываемое устройство позволяет получить переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц от источника постоянного напряжения 10,5–14 В. Форма генерируемых колебаний – прямоугольная. Предлагаемый преобразователь найдет применение в быту, на даче или в квартире при аварии электросети. В качестве источника питания преобразователя используется автомобильный аккумулятор. При пользовании бытовыми электроприборами мощностью до 100 Вт его энергии хватит на несколько часов. Преобразователь имеет защиту от перегрузки.

Технические характеристики

Напряжение питания ————— 10,5 – 14 В

Напряжение выходного сигнала —- 190 — 240 В

Частота переменного напряжения — 48 — 52 Гц

Мощность подключаемой нагрузки — до 100 Вт

Размер печатной платы ———— 32,5х57,5 мм

Рис. 1 Схема преобразователя (щелкните мышью для увеличения) Описание принципиальной схемы

Принципиальная схема преобразователя показана на рис. 1. В качестве задающего генератора DA1 в данном преобразователе используется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Микросхема содержит внутренний тактовый генератор, частота генерации которого определяется постоянной времени цепи, подключаемой к выводу 7 микросхемы. На выводах 4 и 6 формируются выходные импульсы в соответствии с диаграммой, приведённой на рис. 2.

Из диаграммы видно, что частота выходных импульсов в К раз меньше частоты внутреннего тактового генератора. Значение К зависит от уровня напряжения на выводе 3: при высоком уровне — К=18, а при низком – К=14. Из диаграммы также видно, что выходные сигналы имеют защитный интервал, равный одному периоду тактовой частоты, в течение которого оба выходных сигнала имеют низкий уровень напряжения. Для работы системы защиты используется вывод 1 микросхемы. При подаче на него высокого уровня напряжения работа микросхемы блокируется и на выходах устанавливается низкий уровень напряжения. В рабочий режим микросхема переводится либо выключением и включением питания, либо кратковременной подачей низкого уровня напряжения на вывод 3 микросхемы. Выходные импульсы DA1 поочерёдно открывают полевые транзисторы VT4, VT5, которые создают в первичной обмотке трансформатора T1 переменный электрический ток. При этом на выводах вторичной обмотки T1 формируется выходное переменное напряжение.

Питание микросхемы DA1 осуществляется от маломощного интегрального стабилизатора DA2. Наличие напряжения питания индицируется светодиодом VD3. Частота формируемого переменного напряжения определяется номиналами R1, C1. Датчиком перегрузки служат параллельно соединённые резисторы R9 и R10. Протекающий по ним ток создаёт падение напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2 через делитель R8, R11. При перегрузке транзистор VT2 открывается и через делитель R6, R5 на вывод 1 микросхемы поступает напряжение высокого уровня. Пороговая величина тока срабатывания защиты определяется номиналами R8, R11 и для данной схемы составляет 10 А. При пониженном напряжении питания открывается транзистор VT1. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1 и резисторы R4, R5 создаёт на выводе 1 микросхемы DA1 напряжение высокого уровня.

Пороговое напряжение перехода в режим защиты определяется номиналами R2, R3 и для данной схемы составляет 10 В. Диоды VD1, VD2, VD4, резисторы R13, R16, R17, транзистор VT3 и конденсатор C5 образуют узел индикации режима блокировки. При наличии колебаний на выходе микросхемы DA1 конденсатор C5 заряжается через диоды VD1, VD2 напряжением высокого уровня, транзистор VT3 открывается и шунтирует светодиод VD4. При отсутствии колебаний на выходе микросхемы DA1 транзистор VT3 закрыт и светодиод VD4 горит. Защитная блокировка снимается после отключения преобразователя и повторного включения спустя 10 – 15 секунд, необходимых для разрядки конденсатора C8 через резистор R19. Защиту можно отключить замыканием вывода 10 платы на «минус» источника питания с помощью тумблера SW1.

Рис. 2 Диаграмма работы микросхемы КР1211ЕУ1 Детали и конструкция

Перечень элементов преобразователя приведён в табл.1. Топология и схема расположения радиоэлементов рекомендуемой печатной платы приведены соответственно на рис. 3 и рис. 4.

Табл. 1 Перечень элементов
Позиция Наименование Примечание Кол.
DA1 КР1211ЕУ1 - 1
DA2 78L06 Интегральный стабилизатор 2
VT1,VT2 КТ3107А - 1
VT3 KT3102A - 1
VT4,VT5 IRZ44 Полевой транзистор 2
VD1,VD2 КД522А - 2
VD3 LED 5мм,G Светодиод зелёный 1
VD4 LED 5мм,R Светодиод красный 1
R1 1,1MОм; 1,2МОм; 1,3МОм Требуется подбор 3
R2,R4 3,9 кОм Оранж. , белый, красный 1
R3,R13 6,2 кОм Голубой, красный, красный 1
R5 10 кОм Коричн., чёрный, оранж. 1
R6 9,1 кОм Белый, коричн. , красный 1
R7 100 кОм Коричн., чёрный, жёлтый 1
R8 2,2 кОм Красный, красный, красный 1
R16 1,8 кОм Коричн, серый, красный 2
R9,R10 0,1 Ом 5 Вт 2
R11 1,0 кОм Коричн. , чёрный ., красный 1
R12,R17 620 Ом Голубой, красный , коричн. 2
R18 82 кОм 2 Вт серый, красный, оранжевый 1
R14,R15 100 Ом Коричн. , чёрный, коричн. 2
R19 1,2 кОм коричневый, красный, красный 1
C1 1000 пФ - 1
C2,C3 0,1 мкФ - 2
C4 1000мкФ 16В - 1
C5 10 мкФ 16В - 1
C6,C7 0,047 мкФ - 2
C8 10000 мкФ 16В - 1
C9 0,047 мкФ 400В - 1

Транзисторы VT4, VT5 должны быть установлены на радиаторы площадью 30-50 кв. см. каждый. При этом необходимо обеспечить электрическую изоляцию между радиатором и корпусом транзистора. Рекомендуется использовать прокладки из слюды или керамики, а также диэлектрические шайбы под винты и теплопроводящую пасту. В качестве Т1 подойдёт понижающий трансформатор 220/(10,5+10,5)В мощностью не менее 150 Вт. Рекомендуется использовать трансформатор ТП-190 после его несложной доработки. Доработка трансформатора заключается в том, чтобы, не прибегая к его разборке, отмотать 10 витков каждой секции вторичной обмотки. Для самостоятельного изготовления трансформатора можно рекомендовать сердечник ПЛМ27-40-58. Первичная обмотка должна содержать две секции по 32 витка провода диаметром 2 мм, а вторичная (повышающая) – 700 витков провода диаметром 0,6 мм.

Соединения в цепях истоков транзисторов VT4, VT5 первичной обмотки трансформатора Т1, а также конденсатора С8 должны быть выполнены проводом сечением не менее 1,5 кв. мм. Провода, соединяющие преобразователь с источником питания должны иметь сечение не менее 2,5 кв. мм. Резистор R19 устанавливается непосредственно на выводах конденсатора С8, а элементы R19, C9 устанавливаются на клеммах трансформатора Т1. В качестве выключателя SW1 рекомендуется использовать рубильник-автомат на ток 10-16 А. Элементы преобразователя, включая печатную плату, рекомендуется закрепить на металлическом шасси, которое следует соединить с «минусом» источника питания

Используемые в преобразователе полевые транзисторы имеют сопротивление открытого канала около 25 МОм, они рассчитаны на довольно большой допустимый ток стока 40 А, поэтому мощность преобразователя может быть увеличена до 250 Вт путем изменения номиналов схемы блокировки и использования соответствующего трансформатора.

Настройка

Настройка сводится к подбору частотозадающего резистора R1. При отсутствии измерительных приборов частоту формируемого напряжения можно оценить с помощью простого устройства оценки частоты, схема которого приведена на рис. 5. Разъём XР1 подключается к выходу преобразователя, а разъём XР2 – в электросеть 220 В 50 Гц. При этом частота мигания светодиода VD2 соответствует разности частот напряжений преобразователя и электросети. Подбирая резистор R1, следует добиться наиболее редких миганий светодиода.

Заключение

Чтобы сэкономить Ваше время и избавить Вас от рутинной работы по поиску необходимых компонентов и изготовлению печатной платы МАСТЕР КИТ предлагает набор NM1032. Набор состоит из заводской печатной платы, всех необходимых компонентов, двух радиаторов и руководства по сборке и эксплуатации устройства.

Более подробно ознакомиться с ассортиментом и техническими характеристиками можно с помощью каталога «МАСТЕР КИТ» и на сайте www.masterkit.ru.

На сайте www.masterkit.ru. представлено много полезной информации по электронным наборам и модулям МАСТЕР КИТ, приведены адреса магазинов, где можно купить электронные наборы и модули, работает конференция и электронная подписка на рассылку новостей, в разделе «КИТы в журналах» предложены радиотехнические статьи, в других разделах сайта содержится много интересной информации для радиолюбителей. Наш ассортимент постоянно расширяется и дополняется новинками, созданными с использованием новейших достижений современной электроники.

Рис. 3 Топология печатной платы Рис. 4 Расположение элементов Рис. 5 Схема устройства оценки частоты

Схема преобразователя с 12 на 220 вольт

    Бывает такое что под рукой нет 220 Вольт, но есть доступ к напряжению 12 Вольт. Его можно взять либо с личного автомобиля,запитавшись от прикуривателя или напрямую автомобильного акб. Рассмотрим не сложную конструкцию такого преобразователя из 12 Вольт в 220 Вольт.

 

 

   Ранее уже рассматривали схему преобразователя для автомобиля, но она была более сложная.

Схема преобразователя:

     Схема представляет собой двухтактный преобразователь типа push-pull. На микросхеме CD4047 собран задающий генератор импульсов, управляющий полевыми транзисторами. Они работают в ключевом режиме поочередно, т.е в каждый момент времени открыт только один из них. Если по какой-то причине откроются оба ключа, то образуется короткое замыкание (КЗ) и оба транзистора сгорят. Это может случиться при неверном управлении.

    Трансформатор взят из источника бесперебойного питания, он на 250-300Вт.

     Первичная обмотка имеет среднюю точку, к которой подключаем «+» от источника питания. Мультиметром измеряем сопротивление вторичных обмоток и находим те 2 отвода между которыми наибольшее сопротивление. В моем случае это 17 Ом. Эта и есть выходная обмотка на 220В. Остальные выводы можно откусить.

     Я нарисовал печатную плату. Перед сборкой рекомендую проверить все детали.  Транзисторы желательно подобрать с близкими параметрами. Конденсатор частотозадающей цепи должен иметь малую утечку и небольшой допуск. Все это можно сделать транзистор-тестером.

       Полевики любые N-канальные с напряжением выше 60В и током от 35А(например, IRFZ40, 44, 48, IRF3205). Схема может работать и с биполярными транзисторами, но мощность будет гораздо меньше. Резисторы в цепи затворов от 10 до100 Ом (лучше 22 – 47 Ом) 0,25Вт. Номиналы частотозадающей цепи рассчитаны на 50Гц.

     Правильно собранный инвертор заработает сразу, но при 1-ом включении следует подстраховаться. Вместо предохранителя ставим мощный резистор 5-10 Ом, либо лампочку 12В/5Вт, чтобы в случае проблем не сжечь транзисторы. При нормальной работе инвертора на холостом ходу (ХХ) трансформатор издает своеобразный звук и полевики  совсем не греются. Если все так, то убираем резистор и подаем питание через предохранитель. 

     Потребление на ХХ от 150 до 300мА в зависимости от Вашего источника питания и трансформатора. Далее измеряем выходное напряжение мультиметром (на диапазоне 750В переменного напряжения). В моем случае оно от 210 до 260В, т.к. выход не стабилизированный. Подключаем нагрузку, например лампочку 60Вт, не более чем на 10 сек, т.к. полевики еще не на радиаторах. Они должны немного нагреться, но примерно одинаково. Если нагрев не одинаковый, то надо искать причину.

   Хотя силовой «+» подключен к средней точке трансформатора, для включения инвертора надо подать слаботочный «+» к плате для запуска генератора. Для этого подойдет маломощная кнопка.

 Собран инвертор в корпусе от компьютерного БП. У меня транзисторы установлены на отдельные радиаторы. При установке на общий теплоотвод не забудьте изолировать корпуса транзисторов. Силовые шины трансформатора идут непосредственно к радиаторам, поэтому их надо изолировать от общего корпуса.

Кулер соединен напрямую к 12В.

 Подключив к выходу энергометр можно проверить выходные данные. Если частота отличается от 50Гц, ее можно отрегулировать многооборотным резистором R4.

         Основной недостаток этой схемы в том, что нет защиты от КЗ, поэтому я добавил предохранитель 1А на выходе.

  Большинство современных бытовых приборов работают в диапазоне напряжения 90 — 280В. У моего инвертора разброс от 210 до 260В. Если у Вас получился выход выше 300В, то следует кроме нагрузки подключить и лампочку 25Вт, которая снизит выходное напряжение. Приборы с коллекторными двигателями и с железными трансформаторами тоже могут работать от инвертора с прямоугольными импульсами на выходе, но будут греться в 2 раза больше. А вот асинхронные двигатели питать от него не рекомендуется.

 Вес прибора около 2.7кг, в основном за счет трансформатора.

       Недостаток инвертора – отсутствие защит, кроме предохранителя. В дальнейшем это будет доработано.

Скачать архив проекта

 

Как запитать низковольтное реле постоянного тока (на 12, 24 В) от переменного напряжения 220 В, схема

В данной статье предлагаю вам простую схему, с помощью которой можно подключить обычное низковольтное реле к сети 220 вольт. То есть, бывают случаи, когда вам для своего устройства или какой либо схемы нужно использовать промежуточное реле, что питается от сетевого переменного напряжения 220 В. Под рукой такого реле нет. Хотя есть реле, рассчитанные на более низкое напряжение и постоянные ток. Либо же есть ненужное устройство, с которого такое низковольтное реле можно снять. И с помощью предлагаемой простой схемы бестрансформаторного блока питания можно из низковольтного реле сделать реле на 220 вольт.

Перед тем, как собирать эту простую схему сначала нужно измерить постоянный ток, который потребляет катушка вашего низковольтного реле.

Для этого просто нужно взять свой мультиметр, перевести его в режим измерения постоянного тока на пределе до 200 мА. Как правило, в среднем, маломощные низковольтные реле потребляют ток около 50 мА. Точность величины потребляемого тока катушкой реле позволит подобрать емкость конденсатора, что обеспечить наиболее благополучный режим работы реле. То есть, если емкость гасящего конденсатора C1 будет больше, чем нужно, то на катушке вашего реле будет оседать большее напряжение, и через нее будет протекать больший ток. Такой режим работы будет нагревать реле, что не совсем хорошо.

Итак, вы измерили ток, который потребляет ваше низковольтное реле и он допустим равен 70 мА. Далее внизу рисунка схемы имеются две формулы для расчета емкости гасящего конденсатора C1. Первая формула является упрощенным вариантом, которой можно пользоваться в случае, когда постоянное напряжение на выходе бестрансформаторного блока питания не будет больше 20 вольт. То есть, если вы используете реле, катушка которого рассчитана на напряжение 12 вольт, то можно использовать первую, упрощенную формулу. Если катушка вашего реле рассчитана на напряжение 24 или даже 36 вольт, то желательно уже пользоваться формулой №2.

Поскольку 12 вольтовые реле встречаются чаще, то я буду использовать упрощенную формулу №1. Итак, я уже знаю, что катушка моего реле потребляет 70 мА. В первую формулу я ток подставляю не в миллиамперах, а в амперах (основных единицах измерения по системе СИ). То есть мой ток равен 0,07 ампер. В формуле используется напряжение сети, то есть 220 вольт. И после простого вычисления я получаю, что емкость моего гасящего конденсатора должна быть 1 мкф (микрофарад). Конечно, если по формуле получилось допустим 1,13 мкф, то вполне допустимо округление и в место такой нестандартной емкости можно просто поставить 1 мкф. На схему такое небольшое округление никак не повлияет.

Причем стоит обязательно учесть, что гасящий конденсатор должен быть пленочный, то есть не электролит (который имеющий полярность). Дело все в том, что поскольку через гасящий конденсатор протекает переменный ток и электролитический конденсатор просто у вас выйдет из строя (обратная полярность его начнет сильно разогревать изнутри, что приведет к последующему вздутию и разрыву верхней его части). Рабочее напряжение у конденсатора должно быть не менее 400 вольт. В крайнем случае можно поставить на 250 вольт, но все же лучше на 400 В.

Итак, мы рассчитали и уже знаем емкость гасящего конденсатора. Теперь об остальных компонентах схемы. Параллельно гасящему конденсатору C1 стоит постоянный резистор. Он нужен для того, чтобы разряжать конденсатор после того, как реле будет отключено от сетевого напряжения. Это нужно, чтобы исключить возможность случайного удара током человека от заряженного конденсатора (хоть величина заряда и не опасна для здоровья человека, но будет весьма неприятно). В схеме резистор R1 стоит на 1 мОм. Хотя его можно ставить в пределах где-то от 100к и до 2 мОм.

Далее в схеме мы видим обычный диодный выпрямительный мост. Поскольку рабочий ток схемы весьма мал (до 100 мА), то диоды подойдут практически любые (выпрямительные), которые способны выдерживать прямой ток до 100 миллиампер и обратное напряжение более 350 вольт. А поскольку современные диоды при своих малых размерах имеют достаточно хорошие характеристики, то можно использовать практически любые из них. К примеру наиболее распространенные типа 1n4007 (выдерживают прямой ток до 1 ампера и обратное напряжение до 1000 вольт).

На схеме после диодного моста пунктиром обозначен еще один конденсатора, который ставить не обязательно. Поскольку на выходе диодного моста мы имеем скачкообразное напряжение с частотой 100 герц, то с таким видом тока катушка реле вполне нормально справляется и работает вполне нормально (без дребезгов, с четким и уверенным срабатыванием). Но, чтобы было совсем правильно, то конденсатора C2 можно и поставить, чтобы уменьшить выходные пульсации на выходе диодного моста. Но слишком большая емкость этого конденсатора также будет вредна (появится небольшая задержка и инерционность срабатывания и отпускания реле).

Данный сглаживающий конденсатора должен иметь емкость где-то от 1 до 3 микрофарад. Напряжение этого электролитического конденсатора должно быть процентов на 25 больше, чем используемое выходное напряжение. То есть, если я планирую использовать реле с напряжением 12 вольт, то выходной конденсатор у меня должен быть рассчитан на напряжение не менее 16 вольт. В идеальном случае его напряжение должно быть не менее 400 вольт, поскольку в случае случайного отсоединения катушки реле от самой схемы произойдет увеличение выходного напряжения до 310 вольт (хотя и с ограниченным выходным током). И это увеличенное напряжение легко может вывести выходной конденсатор из строя (если он был рассчитан на более низкое напряжение).

В подобные схемы иногда еще на выход диодного моста ставят обычный стабилитрон, рассчитанный на напряжение, которое имеет сама катушка реле. Поставить его конечно можно, но это не принципиально важно. Дело в том, что катушка имеет свое определенное активное сопротивление. Когда мы ограничиваем силу тока гасящим конденсатором, то величина этого активного сопротивления делает естественное падение напряжения на катушке. И в итоге величина напряжение на выходе бестрансформаторного блока питания будет равна рабочему напряжению используемого реле. Ведь не просто так мы делали расчет емкости гасящего конденсатора!

Ну и не забываем о электрической безопасности. Чтобы обезопасить схему от случайного КЗ (короткого замыкания) желательно в нее добавить обычный плавкий предохранитель с током около 0,5 ампер. В этом случае даже при случайном возникновении КЗ ничего страшного не произойдет.

Видео по этой теме: