С 12 в 220 в – Выбираем автомобильный инвертор 12 в 220

Содержание

выбор, схемы для повторения в домашних условиях

Случается так, что необходимо использовать переносимое электронное устройство в месте, где отсутствует сетевое напряжение равное 220 вольт. Проще всего для этого использовать аккумуляторную батарею, напряжение на которой обычно составляет 12 вольт. Но не все приборы могут работать от пониженного напряжения. Для решения такой задачи и используются преобразователи с 12 на 220 вольт. Другое их название – инверторы.

Содержание материала

Назначение и параметры инверторов

Инвертор — это прибор, который предназначен для преобразования амплитуды и формы сигнала. Он трансформирует переменное напряжение сети в постоянное. Часто преобразователи сигнала подключаются к автомобильным электрическим сетям, генераторам или к стационарным аккумуляторным блокам. Это нужно для получения переменного тока, использующегося в питании: бытовых приборов, электроинструментов, радиоаппаратуры. Варианты использования инвертора разнообразны:

  • обеспечение непрерывности питания электрических устройств и приборов при аварии в сети 220 вольт;
  • организация полной автономности от электросетей;
  • при длительных путешествиях на средствах передвижения, использующих в своей работе генераторы или аккумуляторы, например, лодка, самолёт, автомобиль.

Отличаются инверторы друг от друга прежде всего формой выходного сигнала и мощностью. Она и определяет максимальную нагрузку, которую можно подключить к устройству.

Виды и типы приборов

Инверторы различаются по принципу действия. Первые устройства выпускались механического типа. Затем, им на смену пришли полупроводниковые, а современная схемотехника уже построена на импульсных блоках. Различают следующие принципы построения схем:

  1. Мостового типа (бестрансформаторная). Применяется для устройств питания с мощностью более 500 ВА и выше.
  2. С применением трансформатора с нулевым выводом. Предназначены для устройств питания с мощностью до 500 ВА.
  3. Трансформаторная мостовая схема. Применяется для устройств питания в широком диапазоне мощностей до десяток киловатт.

Также рекомендуем прочитать:

Кроме этого их разделяют, в зависимости от требований к питающему напряжению, на однофазные и трёхфазные приборы. По виду выходного сигнала бывают:

  • с прямоугольной формой;
  • со ступенчатой формой;
  • с синусоидальной формой.

Для техники и устройств, которые не требуют правильного синусоидального сигнала, такие как нагреватели, осветители, применяются преобразователи с прямоугольной, трапецеидальной, треугольной формой выходного напряжения. Основным преимуществом таких преобразователей является невысокая цена.

Для оборудования, требующего надёжного питания, используются инверторы с правильной синусоидальной формой сигнала. Такое оборудование стоит существенно дороже, но и его стабильность выше.

Основные характеристики преобразователей

В первую очередь, при выборе учитывается мощность инвертора. Нужная мощность рассчитывается суммарно исходя из нагрузки, планируемой к подключению с добавлением 25% к полученному результату. Это позволяет не перегружать преобразователь и создаёт для него наилучшие условия работы. Наибольшей популярностью пользуются инверторы с мощностью до 5000Вт, но для подключения всех домашних потребителей энергии может не хватить и 15000ват. Для переносных устройств используют инверторы с нагрузочной способностью до 1 кВт.

Кроме номинальной мощности, существует её пиковое значение — это наибольший уровень мощности, которое может кратковременно выдержать инвертор без негативных последствий для его работы. В описаниях параметров устройства указывается чаще всего именно её величина.

Необходимо понимать, что мощность при включении ряда приборов, использующих в своей конструкции двигатели или мощные пусковые конденсаторы, отличается от номинальной. Это такие устройства, как насосы, холодильники, стиральные машинки, пылесосы, которые при включении потребляют пиковую мощность. В то же время такая техника, как телевизор, компьютер, лампа, магнитофон, не превышает номинальное значение своей мощности. Мощность приборов измеряется в вольт-амперах (ВА), но часто можно встретить её указание в ватах (Вт). Зависимость между этими единицами измерения описывается отношением: 1 Вт=1,6 ВА.

Немаловажным параметром является и форма выходного сигнала. Правильная синусоида характеризуется частотой напряжение и плавностью его изменения. Этот параметр важен для систем с активной мощностью. К таким устройствам относятся: электродвигатели, насосы, компрессоры. В большинстве случаев для питания бытовой техники подойдут преобразователи с модифицированной синусоидой.

Также к техническим характеристикам инвертора с 12 на 220 вольт относят:

  1. Допустимый диапазон входного напряжения. Обозначает амплитуду входного сигнала, при котором обеспечивается стабильность в работе устройства.
  2. Уровень наименьшего и наибольшего выдаваемого напряжения. Составляет не более 10 вольт от номинального значения.
  3. Значение коэффициента полезного действия (КПД). Хорошими показателями считается диапазон от 85 до 90 процентов.
  4. Класс защиты. Должен быть не ниже степени IP54 по международной классификации.
  5. Система охлаждения. Может использоваться пассивная или активная с применением вентиляторов.
  6. Дополнительные возможности. Наиболее востребованными функциями является защита от короткого замыкания, перегруза, перегрева, повышенной амплитуды входного сигнала. Из сопутствующих атрибутов обращается внимание на удобство подключения к клеммам, форму и вес устройства.

При выборе потребуется определиться, для какого типа устройств будет использоваться преобразователь тока с 12 на 220 вольт. Для систем автономной работы рассматривается возможность параллельного подключения инвертора к аккумуляторным батареям и сети переменного тока. Например, для системы автономного отопления.

Популярные производители

При выборе стоит обращать внимание и на производителя продукции. Как показывает практика, разные модели могут иметь одинаковые характеристики, что затрудняет правильный выбор. Наиболее популярными компаниями, производящими инверторы, являются:

  1. Titan. Основанная в 1989 году в Тайване компания имеет огромное количество дистрибьюторов на различных рынках мира. Вся их продукция сертифицирована и соответствует стандартам CE, TUV, UL и ISO 9001. Техника отличается продуманной системой охлаждения и надёжностью.
  2. Energenie. Является брендом компании Gembird. Специфика производства направлена на то, чтобы тем или иным способом экономить электроэнергию. Голландский производитель выпускает доступную технику с хорошими техническими характеристиками.
  3. Luxeon. Компания выделяется привлекательным дизайном своих устройств. В продукции производитель использует новаторские разработки инженеров многих стран мира. Продукция выпускается на крупнейших производственных мощностях, оборудованных современными технологическими линиями в различных странах.
  4. Powercom. За короткий срок фирма заняла лидирующие позиции в отрасли на Тайване и вышла на мировой рынок. Основным достоинством, по сравнению с другими компаниями, является наличие в приборах всевозможных дополнительных функций, и это всё при низкой цене. Корпорация принимает участие в научно-исследовательских разработках в области обеспечения электропитанием.

Компании с именем следят за соблюдением технического процесса на всех стадиях изготовления устройства. Такие производители имеют обширную сеть сервисных центров по всей Европе, что позволяет без труда проводит гарантийное и послегарантийное обслуживание продукции.

Самостоятельное изготовление устройства

Если по каким-то причинам не получается приобрести преобразователь напряжения 12в на 220в, то инвертор своими руками несложно изготовить и в домашних условиях. В первую очередь это относится к аналоговым устройствам, радиодетали для которых можно взять из старой техники. Кроме того, при самостоятельной сборке получится разобраться в нюансах построения, что может пригодиться для осуществления ремонта приборов такого типа.

Простой и надёжный инвертор

Существует большое количество разнообразных схем преобразователей. Работа их основана на использовании задающего генератора, управляющего работой транзисторных ключей. А они, в свою очередь, передают импульсный сигнал на трансформатор, задача которого преобразовать сигнал до уровня 220 вольт. Использование в качестве ключей мощных полевых транзисторов (мосфетов) значительно упрощает схемотехнику устройств.

Применяя в качестве генератора специализированную микросхему КР1211ЕУ1, имеющую два мощных канала для управления ключами, можно собрать надёжное и несложное устройство.

К выходам микросхемы, прямому и инверсному, подключаются мосфеты IRL2505. Сопротивление открытого канала IRL2505 составляет всего 0,008 Ом. Это даёт возможность не использовать радиаторы при требуемой мощности до 100 Вт.

Частота генерации микросхемы задаётся цепочкой R1-С1 и рассчитывается по формуле: f=70000/(R1*C1). Цепочка R2-C2 предназначена для плавного запуска генератора. В качестве линейного стабилизатора DA2 используется 78L08, с напряжением стабилизации +8 вольт. Резисторы используются мощностью 0,25 ватт. Конденсатор С1 ставится плёночного типа, а С6 любого вида, но рассчитанный на номинальное напряжение не менее 400 вольт. Трансформатор используется с обмотками, рассчитанными на 220 и 12 вольт.

Схема на транзисторах

В качестве основы для изготовления конструкции используется генератор, работающий на частоте 57 Гц. Задающий генератор управляет работой силовых ключей, выполненный на мощных полевых транзисторах. Эти транзисторы можно заменить на IRFZ40, IRF3205, IRF3808, а биполярные на КТ815/817/819/805.

Мощность инвертора зависит от количества комплементарных пар полевиков на выходе и характеристик трансформатора. Напряжение на выходе составляет 220–260 вольт. При использовании двух пар транзисторов мощность достигает 300 ватт. Такой преобразователь не требует наладки и при правильной сборке и исправных радиодеталях работает сразу. При работе без нагрузки ток потребления составляет до 300 мА. Для надёжной работы транзисторы устанавливаются на теплоотвод через изоляционные прокладки. Силовые дорожки, в случае развода на печатной плате, выполняются шириной не менее 5 мм или проводом сечением от 0,75 мм2.

Суть работы устройства заключается в преобразовании постоянного напряжения в переменное, после чего сигнал подаётся на повышающий трансформатор. Первичная обмотка повышающего трансформатора с 12 на 220 вольт имеет меньшее количество витков, чем вторичная. При протекании тока в первичной обмотке, под действием переменного магнитного поля, на вторичной обмотке возникает электродвижущая сила (ЭДС). При подключении нагрузки к вторичной обмотке по ней начинает протекать переменный ток. Для расчёта трансформатора можно воспользоваться справочниками или онлайн-калькуляторами, но проще взять готовый из ненужного источника бесперебойного питания.

Мощный повышающий прибор

Такие преобразователи изготавливаются по сложным схемам и сложны для повторения даже опытным радиолюбителям. Например, схема инвертора 12 в 220 на 3000Вт:

Своими руками выполнить такую схему практически невозможно, так как потребуется не только правильно рассчитать трансформаторы, но и верно настроить задающий генератор. А такие операции выполнить без специального оборудования затруднительно.

Генератор выполнен на микросхеме TL081. Его питание осуществляется девяти вольтовым стабилизатором. Сигнал в микросхеме преобразуется, уменьшается по частоте и подаётся на силовые ключи. В схеме реализована защита выхода от перегрузки, а вход защищается плавким предохранителем от перенапряжения.

Таким образом, выполнить самостоятельно преобразователь мощности до 500 ватт не составит труда, но если понадобится изготовить более мощное устройство, то целесообразнее купить готовое.

pochini.guru

выбор и изготовление своими руками аппарата мощностью 3000 вт

Очень часто возникают ситуации, когда необходимо подключить электронное устройство или прибор в месте, где отсутствует сетевое напряжение в 220 вольт. Самое простое — это использовать аккумуляторные батареи, но их напряжение обычно составляет 12 вольт. Для того чтобы преобразовать 12 вольт в 220 вольт, применяют инверторы, другое название — преобразователи. Итак, инвертор — это электронное устройство, преобразующее постоянное низкое напряжение в переменное величиной 220 В.

Варианты использования инвертора разнообразны:

  • Применение для обеспечения электропитания, при аварии в сети 220 вольт. Такая система преобразования устанавливается в дачном доме или на промышленных объектах.
  • Для организации полной автономности от электросетей.
  • Во время длительных путешествий на автомобиле, автобусе, лодке, самолёте.

Главным отличием применяемых устройств будет мощность, которую можно подключить в виде нагрузки и электронное исполнение.

Виды и типы

Инверторы различаются по схеме построения. Первые устройства были механического типа, пока на смену им не пришли полупроводниковые, а современные уже стали цифровыми. По классификации различают следующие основные схемы построения:

  1. Бестрансформаторная мостового типа. Применяется для устройств питания с мощностью 500 ВА и выше.
  2. Использующая трансформатор с нулевым выводом. Применяются для устройств питания с мощностью до 500 ВА.
  3. Трансформаторная мостовая схема. Применяется для устройств питания в широком диапазоне мощностей от единиц ватт до десяток киловатт.

А также разделяются на однофазные и трёхфазные. По виду выходного напряжения бывают:

  • с прямоугольной формой;
  • со ступенчатой формой;
  • с синусоидальной формой.

Для устройств, которые не требуют правильного синусоидального сигнала, могут применяться преобразователи с прямоугольной, трапецеидальной, треугольной формой выходного напряжения. Основным преимуществом таких преобразователей является невысокая цена.

Для оборудования, требующего надёжного питания, необходимо использовать инверторы с правильной формой синусоиды. Такое оборудование стоит существенно дороже, но и стабильность работы у них выше.

Выбор преобразователя напряжения

При выборе в первую очередь необходимо обратить внимание на мощность. Мощность суммарно рассчитывается исходя из нагрузки, которая планируется подключаться к устройству, к полученному значению добавляется около 25—30 процентов. Это позволяет работать в комфортных условиях, без перегрузок оборудования. Обычно используется инвертор с мощностью до 5000 Вт, а вот чтобы обеспечить почти все домашние потребности, может не хватить и 15 000 ватт. Для переносного устройства используется 200—800 ватт. Кроме номинальной мощности есть понятие пиковой. Это значение, которое может кратковременно выдержать инвертор без негативных последствий для его работы.

Важно понимать, что мощность нагрузки при включении ряда приборов отличается от номинальной. Это такие устройства, как насос, холодильник, стиральная машина, мощный пылесос. Все они при включении потребляют пиковую мощность. В то же время телевизор, компьютер, лампа и магнитофон не превышают номинальное значение при работе. Необходимо отметить и такой момент: мощность может измеряться как в вольт-амперах (ВА), так и ваттах (Вт). Зависимость между этими единицами измерения описывается выражением 1Вт=1,6ВА.

Итак, в первую очередь при выборе определяемся, для какого типа устройств будет использоваться преобразователь тока с 12 на 220 вольт. При эксплуатировании в помещении рассматриваем возможность установки аккумуляторных батарей. Подключаться они должны параллельно друг другу, это обеспечит возможность продолжительной работы при неполадках в промышленной электрической сети. Например, для системы автономного отопления.

Потом обращаем внимание на форму выходного сигнала. Чистая синусоида обозначает, с какой частотой подаётся напряжение и как плавно оно меняется. Эта характеристика очень важна для систем с активной мощностью — это все устройства использующие электродвигатели, компрессоры.

На опции обращаем внимание по желанию, это может быть реализация автоматического включения и выключения, функция зарядного устройства, защита от перенапряжения, перегрева и т. п.

Как сделать преобразователь напряжения своими руками

В качестве примера рассмотрим преобразование инвертора с 12 в 220−3000вт. Своими руками при небольшой технической подготовке реализовать его не составит труда. Для решения этого вопроса можно использовать несколько путей.

Изготовление с использованием радиоэлектрических схем

На печатной плате собирается электронная часть, потом изготавливается корпус, на который всё и крепится. Принцип работы таких преобразователей обычно одинаков. Используется контроллер широтно-импульсной модуляции (ШИМ), задающий частоту и амплитуду. Силовая часть собирается из мощных транзисторов, установленных на радиаторы.

Рассмотрим пример с использованием генератора, выходной сигнал которого используется для синхронизации работы мощных транзисторов. В качестве генератора используется специализированная микросхема кр1211еу1. В качестве выходных транзисторов, работающих в ключевом режиме, можно использовать 2SK2554 или аналоги BUZ111SL, BUK9608−55, IRL2505. Преимуществом таких полевых транзисторов является низкое сопротивление открытого канала RDS (on), что позволяет использовать радиаторы небольших площадей.

Цепочкой r1, c1 задаётся частота генератора, а r2, c2 предназначена для его запуска. В этой схеме можно использовать любой повышающий трансформатор со вторичными обмотками на 12 вольт требуемой мощности. Питание микросхемы осуществляется через стабилизатор, выходное напряжение которого достигается за счет сильной нелинейности вольт—амперной характеристики электронных компонентов, состоящих из r3, vd1, c3 с напряжением стабилизации 7—10 вольт. Конденсатор c6 предназначен для уменьшения влияния высокочастотных помех.

К такому устройству можно подключать нагрузку любого типа, мощность которой не будет превышать 2,6кВт. Таким образом, поняв работу схемы, можно не только её собрать, но также провести ремонт в случае необходимости.

Требуется отметить ещё один момент: при самостоятельной сборке нужно уделить вниманию проводам, подключаемым к источнику питания от инвертора. Чем мощнее устройство делается, тем сечение провода должно быть больше. Основная характеристика, помогающая рассчитать сечение провода — предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Это значение тока, которое провод может пропустить через себя длительное время без нагрева. В нашем случае для 3 кВт рекомендуется использовать провод сечением 2,5 квадрата. В качестве материала выбрать медь.

Применение источника бесперебойного питания

Мощностью они бывают разной, поэтому проблем с подбором возникнуть не должно. Это уже готовый инвертор. Например, такого типа устройство можно использовать в машине, подключив на штатное место аккумуляторной батареи автомобильный аккумулятор.

Использование готовых узлов и блоков

В магазинах радиоэлектроники можно найти наборы, позволяющие получить готовое устройство. В набор обычно входит заводская печатная плата, необходимые радиокомпоненты, радиаторы, инструкция по сборке и настройки. Готовый инвертор 12 220 вольт придётся после сборки разместить в корпусе. Корпус необходимо подбирать, исходя не только с эстетических соображений, но и со стороны правильной организации охлаждения активных частей.

Таким образом, можно самостоятельно изготовить преобразователи напряжения с 12 на 220 В. Инверторы своими руками, выполненные правильно, будут работать не хуже вариантов промышленного изготовления.

Похожие статьи

obinstrumentah.info

ИНВЕРТОР С 12В НА 220В


   Инверторы — это устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающих на автономное (не связанную с сетью переменного тока) нагрузки. Как нагрузка автономного инвертора может выступать как единичный потребитель, так и разветвленная сеть потребителей. Инвертор значительно дешевле мини-электростанцию, миниатюрный и легкий. Совместно с одним, или несколькими аккумуляторами он может работать как автономный источник бесперебойного питания для дома, котельной, пожарных и охранных систем. Время автономной работы зависит от мощности нагрузки и емкости аккумуляторов. Так, например, четырех аккумуляторов по 200 А/ч хватит на 17 часов автономной работы при постоянной нагрузке 500 Вт.

Отличия в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок

   Электрические приборы с активным характером сопротивления распространены повсеместно. К ним относятся различные виды нагревательных приборов, а также осветительные приборы на основе ламп накаливания. Также распространены комбинированные нагрузки, в которых кроме основного потребителя с активным характером сопротивления присутствуют другие потребители с разным характером сопротивления, однако мощность этих потребителей значительно ниже. Например, нагревательный элемент с схеме контроля температуры. Такие нагрузки также можно считать приближенными к активными, мера приближения определяется отношением мощностей основного активного нагрузки и не дополнительной активной. 

   Вообще активная нагрузка является наиболее простым видом нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора в любой момент времени, то есть при любом мгновенном значении выходного напряжения, ограничен и определяется законом Ома. Поэтому допустима любая форма выходного напряжения инвертора, например модифицированная синусоида. Также весь выходной ток инвертора идет на создание исходной активной мощности, поэтому эффективность работы инверторов любого типа будет максимальная при данном типичные нагрузки. Различие между типами инверторов с различной формой выходного напряжения можно оценить с помощью частотного анализа по гармоническому составу выходного напряжения. 

   Инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения содержат в спектре выходного напряжения лишь основную гармонику 50Гц. Инверторы же с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды содержат в спектре выходного напряжения также высшие нечетные гармоники значительной амплитуды. Поскольку форма выходного тока при активной нагрузке повторяет форму напряжения.

   Как и для емкостного нагрузки, для нагрузки с выпрямителем на входе, высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на нагрузку с выпрямителем на входе весьма широкополосный, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух. При этом производить звуковое впечатление может любой элемент схемы, через который протекает выходной ток инвертора, этот элемент может находиться в инверторе или в электроприборе, что подключается, или в соединительных проводах.

   Напряжение попадает на устройство коммутации, который осуществляет обработку полученных импульсов от мультивибратора. С помощью устройства управления регулятором осуществляется регулирование на выходе мультивибратора частоты импульсов, что обеспечивает получение нужной частоты. Необходима переменное напряжение поступает на вход выходного повышающего трансформатора, на выходе которого образуется переменное напряжение. Для защиты устройства от перенапряжения используют предохранители, он срабатывает в случае возникновения аварийной ситуации. Питание устройства осуществляется с помощью аккумуляторной батареи. Применение современных мощных полевых транзисторов позволяет упростить схему инвертора.

Электросхема инвертора 12-220В

   На элементах DD1.1, DD1.2 собран задающий генератор с частотой 500 Гц. Делитель на DD2 формирует две импульсные последовательности частотой 50 Гц со сдвинутыми на 180 градусов фазами для управления силовыми ключами VT1 и VT2 двухтактного преобразователя. Чтобы избежать сквозных токов переключения, между выключением одного ключа и включением второго существует «мертвая зона» — 10% длительности периода.

   При подаче высокого уровня на вход «Блокировка» оба выходных ключа запираются. Выходная мощность преобразователя ограничена мощностью силового трансформатора Т1 и максимальным допустимым током выходных транзисторов. Коэффициент трансформации силового трансформатора Кт=20. В качестве выходных транзисторов подойдут IRFZ034 (15 A), IRFZ044 и RG723A (30A), IRFZ046 (50 A) и IRFP064 (100 А). Для надежности нужно иметь двойной запас по току и тройной — по напряжению. Силовые цепи должны быть по возможности короче и выполнены проводами соответствующего сечения.

   С помощью R2 частота генератора устанавливается 50 Гц. Осциллографом желательно проконтролировать и форму прямоугольных импульсов. Настроенный инвертор монтируется в соответствующем корпусе, на переднюю панель которого выводятся амперметр, держатель предохранителя, выключатель задающего генератора, клеммы подключения нагрузки и аккумуляторной батареи питания, а также индикаторы включения аккумулятора и задающего генератора.

   Инвертор может осуществлять питание потребителя мощностью 100 Вт не менее 2 часов при использовании аккумуляторной батареи емкостью 45 А/ч. Подстройка переменного резистора позволяет добиться частоты колебаний строго 50 Гц.


Поделитесь полезными схемами

СХЕМА ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРА
    Налаживания особо не требуется. Если все собрано верно схема работает сразу после первого включения. 

ПРОСТАЯ САМОДЕЛЬНАЯ РАЦИЯ

   Схема простой самодельной радиостанции состоит из ВЧ генератора и ЗЧ-усилителя. Обе части работают как на прием, так и на передачу. Приемник – сверх регенеративный детектор. Сигнал снимается с коллектора транзистора VT1. Передатчик представляет собой ЗЧ-усилитель, нагруженный ВЧ-генератором, с выходом сигнала на телескопическую антенну.


СПЕЦСИГНАЛ ДЛЯ АВТО

    Благодаря отдельному усилителю повышенной мощности, громкость сигнала в несколько раз выше, по сравнению с дешевыми устройствами аналогичного типа. Также имеется большая панель управления с многочисленными функциями. Объемный звук и четкость звучания на высоком уровне.



САМОДЕЛЬНАЯ МИНИ ДРЕЛЬ

   Небольшая радиолюбительская мини дрель сделанная своими руками, специально для сверления отверстий в печатных платах из фольгированного стеклотекстолита.


samodelnie.ru

Обзор и тестирование инвертора 12 в 220 на 200 Вт

В этом обзоре мы будет тестировать автомобильный портативный инвертор с 12 на 220 В с заявленной максимальной мощностью в 200 Ватт производства китайской фирмы ONEVER.

По данным производителя, данный преобразователь напряжения с 12 в 220 Вольт на выходе должен выдавать чистую синусоиду с частотой 50 Гц. Это позволит использовать его для питания как электродвигателей, так и устройств с импульсными источниками питания.

В этом обзоре мы проверим на практике работу инвертора подключая к нему различные нагрузки.

Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения.

Технические характеристики преобразователя напряжения заявленные производителем

  • Производитель: ONEVER
  • Номинальная мощность: 200 Вт
  • Коэффициент полезного действия (КПД): 90 %
  • Входное напряжение постоянного тока: 12 В
  • Максимальный ток потребления: 8.3 А
  • Выходное напряжение:переменного тока: 220 В ± 10 %
  • Максимальный выходной ток: 0.45 A
  • Выходная частота переменного тока: 50 Гц ± 2 Гц
  • Выход мощность: 200 Вт
  • Пиковая мощность: 400 Вт
  • Выходное напряжение на порт USB: 5 В
  • Форма выходного сигнала: модифицированная синусоида
  • Защита от перегрузки: есть
  • Защита от перегрева: есть
  • Порог срабатывания защиты от перегрева: 70 °C
  • Рабочая температура: 0 – 40 °C
  • Защита от перенапряжения: есть
  • Защита от обратной полярности: есть
  • Звуковая сигнализация о низком уровне батареи: есть
  • Напряжение отключения при низком входном напряжении (без нагрузки): 10 В ± 1 В
  • Напряжение отключения при высоком входном напряжении (без нагрузки): 15 В ± 1 В
  • Встроенный вентилятор охлаждения: есть
  • Материал корпуса: алюминий
  • Размеры: 87 х 64 х 38 мм
  • Вес: 0.23 кг

Внешний вид инвертора 12 в 220

Разборка преобразователя напряжения

Оборудование используемое при тестировании работы автомобильного инвертора

Измеритель потребляемой мощности — будет использован для контроля за энергопотреблением подключаемых к инвертору устройств.

Источник постоянного тока до 10 А — будет использован для подачи на инвертор входного напряжения и контроля тока потребления.

Электродрель фирмы Bosch мощностью 550 Вт — будет использована в качестве нагрузки для преобразователя напряжения на половине своей мощности.

Системный блок моего компьютера — будет использован в качестве нагрузки инвертора.

Тестирование инвертора на холостом ходу

Проверку работы данного преобразователя напряжения я решил начать с измерения выходного напряжения без нагрузке при изменении входного напряжения в пределах от 10 до 14 В с шагом в 1 В.

Результаты получились следующие:

  • 10 В на входе — 209 В на выходе
  • 11 В на входе — 224 В на выходе
  • 12 В на входе — 237 В на выходе
  • 13 В на входе — 247 В на выходе
  • 14 В на входе — 257 В на выходе

10 В

11 В

12 В

13 В

14 В

Получается, что повышение входного напряжения после 12 В на 1 В ведет к увеличению выходного напряжения на 10 В.

Защита инвертора по превышению входного напряжения сработала на 14.83 В, что соответствовало 264 В на выходе. При последующем понижении напряжения ниже этого порога инвертор снова начинает работать.

Защита инвертора по низкому входному напряжения не сработала даже при понижении входного напряжения до 5 В.

Ток потребления в режиме холостого хода составляет 0.5 А.

Тестирование преобразователя напряжения 12 в 220 под нагрузкой

В тесте я попытаюсь выжать из него максимальную мощность. В результате оказалось, что защита срабатывает при мощности потребления нагрузки в 110 Вт.

Для зарядки ноутбука этого вполне достаточно, а вот использовать электроинструмент уже не получится. Для комьютера этого тоже достаточно, но вряд ли кто-то будет тестировать ПК в автомобиле.

Достоинства инвертора

Низкая стоимость. Миниатюрный размер. Наличие переходника под наши вилки. Основные защиты действительно есть и работают.

Недостатки инвертора

Отсутствие кнопки включения. Большой ток холостого хода. Негерметичный корпус. При мощной нагрузке провода сильно греются. Встроенный бесшумный вентилятор охлаждения (как заявлено у производителя): действительно бесшумный, так как его просто нет.

С мощностью производитель приврал — я бы не рекомендовал подключать нагрузку с потреблением более 100 Вт, но ничего страшного не произойдет — сработает защита.

Общее впечатление

Вещь интересная. Смело можно использовать для зарядки ноутбука или планшета. В случае острой необходимости можно запитать кое-какой маломощный электроинструмент. Если решите теплым летним вечером посидеть на берегу озера с удочкой и посмотреть в на 40-а дюймовом телевизоре канал «Охота и рыбалка», то этот преобразователь напряжения с этим справится. Могу рекомендовать его к покупке.

geekelectronics.org

Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт: назначение, принцип работы, виды

Преобразователь напряжения с 12 на 220 В используют там, где есть необходимость подключения электрических устройств, потребляющих стандартный сетевой ток, к источнику переменного напряжения. Во многих случаях эта сеть бывает недоступна. Применение автономного бензинового генератора требует соблюдения правил его обслуживания: постоянный контроль за уровнем рабочего топлива, обеспечение вентиляции. Применение преобразователей в комплекте с автомобильными аккумуляторными батареями позволяет решить задачу оптимальным способом.

Назначение и принцип работы

Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.

Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.

Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.

Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.

Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.

В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.

Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения. Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии.

Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.

Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов “по входу”. Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.

При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.

Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.

Разновидности преобразователей с 12 на 220 вольт

Простые преобразователи с 12 на 220 рассчитаны на небольшую мощность потребителей. Требования к качеству выходного питающего напряжения и к форме сигнала невысоки. Классические их схемы не используют микроконтроллеры ШИМ. Мультивибратор, собранный на логических элементах И-НЕ, формирует электрические импульсы частотой следования 100 Гц. Для создания противофазного сигнала используется D-триггер. Он делит частоту задающего генератора на 2. Противофазный сигнал в виде прямоугольных импульсов образуется на прямом и инверсном выходах триггера.

Этот сигнал через буферные элементы на логических элементах НЕ управляет выходной схемой преобразователя, построенной на ключевых транзисторах. Их мощность определяет выходную мощность инверторов.

Транзисторы могут быть составными биполярными и полевыми. В стоковые или коллекторные цепи включены половины первичной обмотки трансформатора. Его вторичная обмотка рассчитана на выходное напряжение 220 В. Так как триггер разделил частоту 100 Гц мультивибратора на 2, то частота выходного сигнала окажется 50 Гц. Такое ее значение необходимо для питания подавляющего количества бытового электро- и радиооборудования.

Все элементы схемы получают питание от аккумуляторной батареи автомобиля, используя дополнительные элементы стабилизации и защиты от высокочастотных помех. От них защищен и сам аккумулятор.

В схемах простых преобразователей не предусмотрены элементы защиты и автоматического регулирования. Частота выходного сигнала определяется выбором емкости конденсатора и сопротивления резистора, входящих в схему задающего генератора. В качестве простейшей защиты от короткого замыкания в нагрузке применяется плавкий предохранитель в цепи питающего схему автомобильного аккумулятора. Поэтому всегда необходимо иметь запасной комплект плавких вставок.

Более мощные современные преобразователи постоянного тока в переменный выполняются по другим схемам. ШИМ-контроллер задает режим работы. Он же определяет амплитуду и частоту выходного сигнала.

2000 Вт схема преобразователя (12 В+220 В+2000 Вт) для получения требуемой выходной мощности в своих выходных каскадах использует параллельное соединение силовых активных элементов. При такой схемотехнике токи транзисторов суммируются.

Но более надежным способом увеличения параметра мощности является объединение нескольких преобразователей DC/DC (постоянный ток/постоянный ток) в качестве входного сигнала общего инвертора DC/AC (постоянный ток/переменный ток), выход которого используется для подключения мощной нагрузки. Каждый из преобразователей DC/DC состоит из инвертора с трансформаторным выходом и выпрямителя этого напряжения. На выходных зажимах присутствует постоянное напряжение около 300 В. Все они по выходу соединены параллельно.

Получить от одного инвертора мощность более 600 Вт сложно. Вся схема устройства питается напряжением аккумуляторной батареи.

Такие схемы обеспечены всеми видами защиты, включая термозащиту. Температурные датчики крепятся на поверхности радиаторов выходных транзисторов. Они вырабатывают напряжение, зависящее от степени нагрева. Пороговое устройство сравнивает его с заданным на этапе проектирования и выдает сигнал на прекращение работы устройства с соответствующей сигнализацией. Каждый вид защиты снабжен своим сигнальным устройством, часто звуковым.

Применяется и дополнительное принудительное охлаждение при помощи установленного в корпусе воздушного кулера, который автоматически вступает в работу по команде соответствующего теплового датчика. Кроме того, корпус сам является надежным теплоотводом, так как выполнен из рифленого металла.

По форме сигнала выходного напряжения

Однофазные преобразователи напряжения можно разделить на две группы:

  • с чистой синусоидой на выходе;
  • с модифицированной синусоидой.

В инверторах первой группы высокочастотный преобразователь создает постоянное напряжение. Его величина по своему значению близка к амплитуде синусоидального сигнала, который требуется получить на выходе устройства. В мостовой схеме из этого постоянного напряжения путем широтно-импульсной модуляции контроллера и низкочастотного фильтра выделяется составляющая, по форме сильно приближающаяся к синусоиде. Выходные транзисторы открываются несколько раз в каждом полупериоде на время, изменяющееся по гармоническому закону.

Чистая синусоида необходима для устройств, на входе которых есть трансформатор или электродвигатель. Основная часть современных устройств допускает питание напряжением, форма которого приближенно напоминает синусоиду. Особенно низкие требования предъявляют изделия с импульсными блоками питания.

Трансформаторные устройства

Преобразователи напряжения могут содержать трансформаторы. В схемах инверторов они участвуют в работе задающих блокинг-генераторов, вырабатывающих импульсы, по форме приближающиеся к прямоугольным. В составе такого генератора используется импульсный трансформатор. Его обмотки включены так, чтобы создать положительную обратную связь, приводящую к созданию незатухающих колебаний.

Магнитопровод (сердечник) изготавливают из сплава, обладающего высокой пропускной способностью магнитного поля. Благодаря этому трансформатор работает в ненасыщенном режиме. Различные виды ферритов, пермаллой обладают этими свойствами.

На смену трансформаторным блокинг-генераторам пришли мультивибраторы. Они используют современную элементную базу и имеют более высокую, по сравнению с предшественниками, стабильность частоты. Кроме того, в схемах мультивибраторов изменение рабочей частоты генератора достигается простым способом.

В современных моделях инверторов трансформаторы работают в выходных каскадах. Через вывод от средней точки первичной обмотки к коллекторам или стокам использующихся в них транзисторов подводится напряжение питания от аккумулятора. Вторичные обмотки рассчитываются, используя коэффициент трансформации, на величину переменного напряжения 220 В. Такое его значение используется для питания большинства отечественных потребителей.

Похожие статьи

odinelectric.ru

Простой преобразователь напряжения с 12в на 220в — Поделки для авто



Автомобильный инвертор предназначен для электропитания бытовой электроники от сети в автомобиле. Безусловно, инвертор можно просто купить в магазине, но мощность такого инвертора достаточно невысокая, так как она достигает не более 1 ампера.

Автомобильный инвертор сможет самостоятельно в домашних условиях любой человек. С конструкцией инвертора свободно справится даже самый простой радиолюбитель, который знает только азы электротехники. Дело в том, что вся схема инвертора состоит из нескольких упрощенных компонентов.

В этой схеме имеются два – полевых N-транзистора, которые предназначены для увеличения выходной мощности. Однако же, для повышения этой мощности можно также применить и наиболее мощные ключи.

Итак, поподробней. Самая большая мощность данного инвертора – 70 Ватт. Инвертор является отличной и незаменимой вещью для пассивных нагрузок. Но, несмотря на это, он также может применяться и для активных нагрузок. Так, например, его можно применить для проигрывателей и телевизоров. Выходная мощность инвертора напрямую зависит от диаметра обмоток и мощности транзисторов. Выходное напряжение у него – до 240 Вольт.

Полевые транзисторы можно установить на теплоотвод через специальные прокладки изоляции, для того чтобы не допустить замыканий теплоотвода и самого транзистора. Дроссель при сборке можно убрать, поскольку он предназначен исключительно для повышения коэффициента полезного действия самой схемы и составляет максимум 70%. Вообще, можно даже взять из компьютерного блока питания уже готовый дроссель и не возиться.

Для удобной намотки обмотку трансформатора можно мотать двумя жилами диаметром до 0,7 мм. Вторую обмотку мотают медным проводом диаметром до 0,5 мм. Между обмотками не нужно делать никаких дополнительных изоляций, так напряжение пониженное и так, поэтому не будет ни в коем случае каких-либо пробоев.

Ну, вот практически и все. Готовую схему можно уложить в любой корпус. Но, все же лучше конечно будет металлический корпус, поскольку он будет выполнять дополнительного источника охлаждения. Можно взять в качестве корпуса, например, корпус из нерабочего электронного трансформатора.

И ещё хочу отметить один момент, скоро зима и пора подумать о шипованных шинах, предлагаю заглянуть на интересный ресурс, который продаёт колёса на авто уже не первый год. Заходите выбирайте и заказывайте.

Похожие статьи:

xn—-7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai

Автомобильный инвертор 12-220В | Мастер-класс своими руками

С полгода назад приобрел себе автомобиль. Не буду описывать все сделанные для его улучшения модернизации, остановлюсь только на одном. Это инвертор 12-220В для питания бытовой электроники от бортовой сети автомобиля.
Конечно, можно было бы приобрести его в магазине за 25-30$, но смущала их мощность. Для питания даже ноутбука тока с 0,5—1 ампера, который выдает большинство автомобильных инверторов, явно маловато.

Выбор принципиальной схемы.
По своей природе я человек ленивый, поэтому решил не «изобретать велосипед», а поискать в интернете похожие конструкции, и приспособить схему одной из них для своей поделки. Время очень поджимало, поэтому в приоритете были простота и отсутствие дорогих запчастей.

На одном из форумов была выбрана простая схема на распространенном ШИМ контроллере TL494. Недостатком этой схемы является получение на выходе прямоугольного напряжения 220 В, но для импульсных схем питания это не критично.

Подбор деталей.
Схема была выбрана потому, что практически все детали можно было взять из компьютерного блока питания. Для меня это было очень критично, потому как до ближайшего специализированного магазина более 150 км.

Из пары неисправных блоков питания на 250 и 350 Вт были выпаяны выходные конденсаторы, резисторы и сама микросхема.
Сложность возникла только с высокочастотными диодами для преобразования напряжения на выходе повышающего трансформатора, но тут меня спасли старые запасы. Характеристики КД2999В меня вполне устроили.

Сборка готового устройства.

Собирать устройство пришлось в течение пары часов после работы, потому как планировалась дальняя поездка.
Так как время было очень ограничено, искать дополнительные материалы и инструменты я просто не стал. Пользовался только тем, что оказалось под рукой. Опять же, из-за скорости не стал использовать приведенные на форумах образцы печатных плат. За 30 минут на листке бумаги была разработана собственная печатная плата, и ее рисунок перенесен на текстолит.
При помощи скальпеля был удален один из фольгированных слоев. На оставшемся слое, по нанесенным линиям были прочерчены глубокие канавки. При помощи изогнутого пинцета, он оказался наиболее удобным, канавки были углублены до не проводящего ток слоя. По местам установки деталей при помощи шила, оно на фото не попало, были сделаны отверстия.

Сборку я начал с установки трансформатора, использовался понижающий одного из блоков, его просто перевернул и вместо понижения напряжения с 400 В до 12 В, он его повышал с 12 В до 268В. Заменой резисторов R3 и конденсатора C1, можно было снизить выходное напряжение до 220 В, но дальнейшие эксперименты показали, что этого делать не стоит.
После трансформатора, в порядке уменьшения размера я установил оставшиеся запчасти.



Полевые транзисторы, было решено ставить на удлиненных вводах, чтобы они легче крепились к радиатору охлаждения.

В итоге получилось вот такое устройство:

Остался только завершающий штрих – крепление радиатора. На плате видно 4 отверстия, хотя самореза только 3, это просто в процессе сборки было решено немного изменить положение радиатора для лучшего внешнего вида. После окончательной сборки получилось вот что:

Испытания.
Специально испытывать устройство, не было времени, оно было просто подключено к аккумулятору от блока бесперебойного питания. На выход была подключена нагрузка в виде лампочки на 30 Вт. После того как она загорелась, устройство было просто заброшено в рюкзак, и я поехал на 2 недели в командировку.
За 2 недели, устройство ни разу не подвело. От него запитывались различные устройства. При замере мультиметром, максимальный полученный ток достигал 2,7 А.

sdelaysam-svoimirukami.ru