Электрификация

Справочник домашнего мастера

Схема преобразователя 12 220

Как сделать инвертор из бесперебойника своими руками?

При выезде на природу, где не предусмотрены привычные для нас 220 В, задумываешься о приобретении инвертора. Останавливает стоимость. Но когда умеешь работать паяльником и в состоянии разобраться, где в приборе или устройстве плюс, а где минус, можно решить несложную задачу: сделать инвертор из бесперебойника своими руками. Если ИБП, подключенный к сети 220 В, обеспечивает устройства питанием 12 В, то нельзя ли добиться обратного эффекта: получать 220 В из 12 В? При соответствующей доработке конструкции нет ничего невозможного.

Предлагаемый вариант рассчитан на использование автомобильного аккумулятора в качестве основного источника питания. Не обладая минимальными знаниями по электротехнике, браться за изготовление инвертора нежелательно.

В чем заключаются изменения, позволяющие получить инвертор из бесперебойника, как правило, с отслужившими аккумуляторами?

Рассмотрим процесс реконструкции в общем плане, обращая внимание на критичные для будущей эксплуатации инвертора моменты, так как ИБП разных фирм и моделей имеют конструктивные различия.

Моделирование инвертора из ИБП

В процессе преобразования придется разобрать ИБП, извлечь лишнее, доработать конструкцию, проверить и собрать. Нужен стандартный набор инструментов монтажника: паяльник, отвертки, кусачки, тестер. Пригодятся и запчасти, которые отсутствуют в разбираемом блоке: провод сечением от 4 кв. мм, разъемы, пара привычных крокодильчиков или провод с вилкой автомобильного прикуривателя, накладная розетка, кулер, защитная сетка, крепеж, изолента. Возможно, заранее стоит приготовить дрель для работы с корпусом.

Аккуратно разбираем корпус, вынимаем аккумулятор. Если изготовителем предусмотрена разборка корпуса на отдельные панели, стоит ее произвести: удобнее будет работать. Проще начать с монтажа входа, то есть подачи 12 В. Непосредственно на плате определить плюс и минус, потом подпаять или посадить на соответствующие разъемы красный к плюсу, черный к минусу то, что будет идти к прикуривателю или напрямую к клеммам аккумулятора.

Теперь занимаемся выходом. Провода, которые вели к трехштырьковому разъему подачи на ИБП 220 В, отпаиваем или отсоединяем. На их место монтируем провода нужной длины (для выносной розетки – сантиметров 70, если розетка планируется непосредственно на корпусе – 20-30 см). Подводим провода к розетке.

Черновая модель готова. Эксплуатировать ее нельзя, но проверить можно. Не собирая корпус (с ним предстоит поработать), подключаемся к аккумулятору и замеряем напряжение в розетке. Должно получиться порядка 160-180 вольт.

Если система молчит, возможно, в старом ИБП плата преобразователя нерабочая.

Окончательная сборка

Осталось заключить работающую схему в прибор, попутно изменяя и дополняя конструкцию.

Прежде всего демонтируем лишние разъемы, кнопки с соответствующими проводами, сигнальный динамик. Освобождается пространство под установку одного или двух кулеров. Их установка защитит устройство от перегрева. Логично соорудить сквозную вентиляцию. Для поступления воздуха в корпус придется высверлить отверстия или вырезать окошки. Вырезанные отверстия следует прикрыть защитной сеткой во избежание попадания пыли и грязи. Подсоединяются кулеры к 12-вольтовой ветке.

Все соединения проверяются, провода укладываются внутри корпуса, при необходимости крепятся. Нужно убедиться, что вентиляторы плотно заняли свои места. Иногда после изъятия оригинальных аккумуляторов трансформатор оказывается слабо зафиксированным, поэтому нужно дополнительно укрепить его, например, удерживающей пластиной (не металлической).

Предусмотреть крепление розетки на корпусе или просверлить дополнительное отверстие для вывода проводов.

Неплохо установить отдельный выключатель: скорее, для защиты автомобильного аккумулятора от полного разряда, в случае если забудете отключиться. Также можно разработать электронную схему, срабатывающую при заданном уровне заряда.

Преимущества самодельного инвертора

В качестве образца рассматривались источники бесперебойного питания относительно простой, бюджетной конструкции, когда, исходя из соображений стоимости, вместо замены отслуживших аккумуляторов покупается новый блок питания. В этом случае действительно получается почти бесплатный инвертор с неплохими техническими характеристиками.

Если исходный бесперебойник отдавал подключаемой технике 500 Вт, то теоретически он столько же отдаст и в виде инвертора. Практически эта величина меньше. Но, например, общую нагрузку в 350-400 Вт он спокойно потянет. Ограничение – время, на которое хватит зарядки аккумулятора. С учетом нынешней тенденции к уменьшению энергоемкости используемых приборов, при отсутствии электричества и без света не останешься, и мобильные устройства подзарядишь.

Имеется возможность воспользоваться электроинструментом. Это удобно, когда в дачном доме электричества еще нет, а проводку делать надо. Вручную можно, но это намного сложнее.

На весе получившегося устройства останавливаться не имеет смысла: автомобилю 3-5 кг не помеха.

Но при частом пользовании инвертором нужно помнить о подзарядке аккумулятора или иметь запасной.

Итак, имеет смысл достать из кладовки или гаража списанный из-за неисправности источник бесперебойного питания, немного модифицировать его и получить исправный преобразователь постоянного тока с напряжением 12 В в переменный ток напряжением 220 В.

В последнее время очень часто наблюдаю, что все больше и больше людей увлекаются сборкой самодельных инверторов. Поскольку заинтересованы начинающие радиолюбители, я решил вспомнить о схеме, которую опубликовал на нашем сайте год назад. Сегодня я решил переделать схему увеличивая выходную мощность и детально пояснить процесс сборки.

Скажу сразу — это самый простой преобразователь 12-220 с учетом выходной мощности схемы. В качестве задающего генератора задействован старый и добрый мультивибратор. Разумеется, такое решение многим уступает современным высокоточным генераторам на микросхемах, но давайте не забудем, что я стремился максимально упростить схему так, чтобы в итоге получился инвертор, который будет доступен широкой публике. Мультивибратор — не есть плохо, он работает более надежно, чем некоторые микросхемы, не так критичен к входным напряжениям, работает при суровых погодных условиях (вспомним TL494, которую нужно подогревать, при минусовых температурах).

Трансформатор использован готовый, от UPS, габариты сердечника позволяют снять 300 ватт выходной мощности. Трансформатор имеет две первичные обмотки на 7 Вольт (каждое плечо) и сетевую обмотку на 220 Вольт. По идее, подойдут любые трансформаторы от бесперебойников.

Диаметр провода первичной обмотки где-то 2,5мм, как раз то, что нужно.

Основные характеристики схемы

Номинал входного напряжения — 3,5-18 Вольт
Выходное напряжение 220Вольт +/-10%
Частота на выходе — 57 Гц
Форма выходных импульсов — Прямоугольная
Максимальная мощность — 250-300 Ватт.

Недостатки

Долго думал какие у схемы недостатки, на счет КПД, оно на 5-10% ниже аналогичных промышленных устройств.
Схема не имеет никаких защит на входе и на выходе, при КЗ и перегрузке полевые ключи будут перегреваться до тех пор, пока не выйдут из строя.
Из за формы импульсов, трансформатор издает некий шум, но это вполне нормально для таких схем.

Достоинства

Простота, доступность, затраты, 50 Гц на выходе, компактные размеры платы, легкий ремонт, возможность работы в суровых погодных условиях, широкий допуск используемых компонентов — все эти достоинства делают схему универсальной и доступной для самостоятельного повторения.

Китайский инвертор на 250-300 ватт, можно купить где-то за 30-40$, на этот инвертор я потратил 5$ — купил только полевые транзисторы, все остальное найдется на чердаке думаю у каждого.

Элементная база

В обвязке минимальное количество компонентов. Транзисторы IRFZ44 можно с успехом заменить на IRFZ40/46/48 или на более мощные — IRF3205/IRL3705, они не критичны.

Транзисторы мультивибратора TIP41 (КТ819) можно заменить на КТ805, КТ815, КТ817 и т.п.

С успехом подключал к этому инвертору телевизор, пылесос и другие бытовые устройства, работает неплохо, если устройство имеет встроенный импульсный БП, то вы не заметите разницы в работе от сети и от преобразователя, в случае запитки дрели — запускается с неким звуком, но работает довольно хорошо.

Плата была нарисована вручную обыкновенным маникюром

В итоге инвертор понравился на столько, что решил поместить в корпус от компьютерного блока питания.
Реализована также функция REM, для включения схемы нужно всего лишь подключить провод REM на плюсовую шину, тогда поступит питание на генератор и схема начнет работать.

С такой схемы вполне реально снять и большую мощность (500-600 Ватт, может и больше), в дальнейшем попробую увеличить мощность, так, что следующая статья не за горами, до новых встреч.

Был старый Источник Бесперебойного Питания ИБП с умершим аккумулятором марки ippon back power pro 400
Платы у модельного ряда ippon back power pro 400 — 800 около одного данный способ должен к ним подойти
Модернизация увеличение мощности

Диод D13 нужно заменить на более мощный стандартный 1А поставить как минимум 1,5А.
Для ускоренного заряда увеличения напряжения, дополнительно припаять диод шоттки (меньше потерь падения напряжения) (минимум 1.5А 20В) параллельно D13 через тумблер.

Отключить или отпаять звуковой сигнал чтоб не надоедал

1. Режим GRN (Green power control) при включенном режиме и работе ибп от акб потреблением менее 100Ват отключит ИБП через 5 минут, так как не поймет что у него что то подключено и для защиты АКБ выключится чтоб лишний раз не разряжать можно так же сделать через тумблер.
Для отключения данного режима GRN отпаять ногу резистора R15A

2. Работа Автоматического Регулятора Напряжения (AVR), При отклонении входного напряжения на величину от 10% до 25%

3. STD стандартный режим впаяны оба резистора R5A, R5B

отпаять R5A, чтобы перевести UPS в режим STEP.
Тогда должна будет заработать еще и ступенчатая стабилизация напряжения.

Режим GEN выпаяны оба резистора R5A, R5B

4. выдаваемая мощность (платы заточены под разные нагрузки)
500VA R3B впаян R3C нет
400VA R3B и R3C нет
700VA R3B и R3C нет

Сделано на основе видео Ippon BPP и автоАКБ, подробно о переделках на плате.

Комментарии 24

А кулеры работают во всех режимах? И от сети и от акб?

Привет от АКБ точно работают, от сети точно не помню всегда работают или включаются не особо тестил в этом режиме

Добрый день. А если к такому заводскому ИБП подключить АКБ 60 Ач от автомобиля и нагрузка будет 50 Вт (циркуляционный насос), то требуются какие либо переделки или штатная схема ИБП будет нормально работать?

До 100 ват будет выключается так как будет думать что ничего не подключенно. Надо выпаивать элемент . так же зарядка слабая будет плохо заряжать 60ач, так как большая ёмкость . а так в целом должно работать.

Нашёл ибп Ippon Smart power pro 2000. Написано выходная мощность 2000ВА. Пробовал подключить блоком питания на 12В, лампочки мигнут один раз и всё. Нашёл подробные характеристики, а там оказывается два аккума внутри были по 12В соединены последовательно, соответственно он требует 24В. И вот теперь вопрос, у меня то в машине 12В, можно ли как-то сделать чтоб от 12В работал или другой искать ибп? Заранее спасибо.

Можно ли вообще подключить другой трансформатор к бесперебойнику ?

Если параметры совпадают Напряжение и мощность то да можно. Но как узнать какие были параметры у родного трансформатора этого я не знаю если только где то в сервисной документации написано.

Как подключить другой трансформатор?Родного нет но есть поменьше

Не подскажу сам узнавал у производителя но ответа не получил так такого мол нужно обращаться в сервис где ремонтируют и спрашивать.

Служба технической поддержки IPPON консультирует пользователей только по вопросам, связанным с использованием продукции. Ваш вопрос, отнести к категории пользовательских вопросов не представляется возможным, т.к. он содержит явную сервисную направленность. Информация о совместимости запасных частей здесь не предоставляется.

Если вас интересует ремонт указанной модели ИБП, то для его ремонта рекомендуем обратиться в любой удобный вам авторизованный сервисный центр IPPON.

Как подключить другой трансформатор?Родного нет но есть поменьше

Простой и дешевый автомобильный преобразователь напряжения можно построить на базе старого, нерабочего бесперебойника, точнее с использованием некоторых частей бесперебойника.

Устройство до безобразия простое, но имеет несколько недостатков, а точнее:

1) отсутствие каких-либо защит от короткого замыкания и перегрузки на выходе
2) Отсутствие стабилизации выходного напряжения

Единственной защитой инвертора является пара предохранителей, первый из которых установлен в цепи плюса питания, второй – на выходе.

В качестве генератора импульсов задействована микросхема CD4047, Указанная микросхема непосредственно вырабатывает импульсы с частотой около 50 Гц, а также управляет полевыми транзисторами. В идеале не хватает специализированного драйвера для управления транзисторов, но микра справляется не плохо.

Транзисторы IRFZ44 либо лююбые другие N-канальные , с напряжением от 50 Вольт и с током от 30 Ампер и выше. Мощность инвертора составляет около 150 ватт и при использовании более мощных ключей ( например – IRF3205) может быть увеличена до 250-300 ватт.

Добавлять параллельно по нескольку ключей в плече с целью увеличения выходной мощности не совету, микросхема попросту не справиться с управлением ключей, в следствии чего во время работы последние могут не полностью закрыться, что приведет к короткому замыканию, и в качестве результата получим пару взорванных полевиков, которые стоят немало денег.

Топология схемы – пуш-пулл, обычный двухтактник со средней точкой.

Трансформатор взят от бесперебойника, обязательно со средней точкой. Перематывать, доматывать или отматывать ничего не нужно, на трасе есть силовая обмотка со средней точкой и выходная обмотка, на которой получим 220 Вольт, нужно лишь прозвонить вторичные обмотки (их возможно будет несколько) и найти обмотку с самым большим сопротивлением (около 15-25 Ом, в зависимости от типа трансформатора).именно эта обмотка является сетевой.

К стати! я забыл указать, что частота выходных импульсов с инвертора составляет около 50 Гц, может быть откорректирована с помощью подстроечного резистора на плате (плату можно скачать в конце статьи)
Форма выходных импульсов – прямоугольная, но коллекторные двигатели без проблем можно подключать, а вот асинхронники не советую, хотя работать будут.

Инвертор был собран в корпусе от компьютерного блока питания, также не забываем об охлаждении.

В моем случае каждый полевой транзистор установлен на отдельный теплоотвод, разумеется они изолированы друг от друга а также от корпуса. Выводы силовой обмотки с трансформатора цепляются непосредственно к радиаторам, которые являются стоком полевых транзисторов (сами транзисторы не изолированы от теплоотводов).

Монтаж сделан так, чтобы вентилятор от блока питания находился в непосредственной близости от радиаторов, он выдувает отработанный теплый воздух из-под корпуса и питается от основной шины 12 Вольт.

Для того, чтобы инвертор заработал помимо основного питания (от аккумулятора) подается слаботочный плюс на плату генератора, последний начинает работу.

И ещё хочу отметить один момент, если у вас есть грузовой автомобиль, то вам обязательно нужно знать этот ресурс. Ведь не все автомобили вечны, а такой эвакуатор сложно найти. Так, что заходите и ознакомьтесь с информацией.

Jonotans ›
Blog ›
Инвертор 12-220 и 220-12 из старого ИБП

Когда то давно, когда доллар стоил 35, я присматривался к автомобильным инверторам, которые тогда стоили достаточно недорого, но в отзывах постоянно писали о их недолговечности. Наверное сомнительное качество этих устройств и останавливало от покупки данного девайса. А теперь к сожалению стоимость этих устройств возросла в три раза! с тем, что качество у «дешевых» экземпляров осталось сомнительным.
Дома с прошлой работы валялся ИБП которые организации обычно списывают не разобравшись с причиной выхода из строя, а причина в 90% случаев это элементарно вздутый\рассыпавшейся аккумулятор. Тесть сам ибп рабочий.
Принцип работы я думаю понятен всем, но на всякий случай…
Внутри ИБП стоит АКБ которая в процессе нормальной работы заряжается (зарядка 220-12). В случае перебоев с питанием ИБП переходит в режим автономного источника питания для того чтобы завершить работу компьютера правильно и сохранить документы (инвертор 12-220)
Вот эти два режима — зарядка и инвертор, мы и собираемся вытащить из этого ИБП

Внутри есть два провода которые шли к аккумулятору (на верхней крышке следующего фото)
Вот их то нам и надо выташить любым способом наружу для подключения к внешнему аккумулятору.
Я вывел их на клемы которые приделал к тыльной крышке ИБП.
Самое главное!))) На плате ибп есть небольшой, но противный зуммер, который в штатном режиме сигнализирует о том, что ИБП работает не от сети, а от аккумулятора. В связи с тем, что работать от аккумулятора он будет продолжительное время, рекомендую от него избавится. Иначе пищать будет постоянно. (зуммер маленький кругленький слева вверху на следующей фотографии)
Тут же присутствуют предохранители двенадцативольтового контура.

Давно валялся китайский вольтметр\амперметр, который оказывается при любом напряжении показывает 7 вольт(((, ну да и пусть, запаралелили с проводами до АКБ, сделали ндикатор)))

Лампа 150 ватт для проверки работоспособности

Самое приятное, что практически никакие жизненно важные функции в ИБП не изменены, и режим зарядки АКБ от 220 вольт тоже работает))

П.С. Несмотря на то что внутри есть предохранители и на слаботочку и на 220, настоятельно рекомендую использовать добавочно предохранители на провода.
П.П.С Настоятельно не рекомендую подключать подобные энергозатратные изобретения через прикуриватель.

Какое достустимое напряжение в электросети 220?

Однако это не совсем верный ответ. В настоящее время в России стандартным напряжением в сети является напряжение 230В, но для поставщиков электроэнергии действует 220В. Действительно, ранее в Советском союзе стандартным напряжением было 220В, однако в последствии были приняты решения о переходе на общеевропейский стандарт — 230В. Согласно требований межгосударственного стандарту ГОСТ 29322-92 сетевое напряжение должно составлять 230В при частоте 50 Гц. Переход на этот стандарт напряжения должен был завершиться в 2003 году. В ГОСТ 30804.4.30-2013 так же есть упоминание о необходимости проведения измерений при стандартном напряжении 230В. ГОСТ 29322-2014 определяет стандартное напряжение 230В с возможностью использовать 220В. Электросети поставляют электроэнергию согласно действующего на сегодняшний день ГОСТ 32144-2013, устанавливающего напряжение 220В.
Знак осторожно 230В, напряжение 230 вольт
Изменение стандартного значения напряжения было проведено для получения полного соответствия европейским стандартам качества электроэнергии. Из всех бывших республик СССР к стандарту «230В» перешли Россия, Украина, страны Балтии.
При этом следует понимать, что электрическое оборудование, выпускаемое в России и для России должно нормально работать и при напряжении 220В, и при напряжении 230В. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15 % до +10 % от номинального.
220 + 10% = 242V
230 + 10% = 253V
В общем то ничего не будет, нормальные аппараты рассчитываются с запасом 25% по напряжению.
Плюс это не прецезионная техника, так что возможно ваш датчик врет на 5-8%

Микросхема CD4047 широко распространена в различной радиоаппаратуре, пользуется популярностью из за своей экономичности и дешевизны.
CD4047 содержит внутри экономичный автогенератор, который снабжён очень развитой логикой управления. Выход генератора (вывод 13) снабжен буферным усилителем. Имеется внутренний делитель частоты на 2. От этого делителя есть выходы Q и Q. Внешний сброс подается на вывод 9 (вход R). Для данного мультивибратора требуется два времязадающих элемента Сτ и Rτ (выводы 3, 1 и 2). Автогенерация мультивибратору 4047 разрешается, если на вход автогенерации (АГ) подано напряжение высокого уровня.
Если на вход АГ подавать последовательность прямоугольных импульсов (или на вход АГ — инверсную последовательность), получим прерывистую автогенерацию. Генерируемая последовательность, наблюдаемая на выводе 13, может не иметь скважность 1/2. Точный меандр получается на выходах после делителя Q и Q (частота снижена в 2 раза). Для всех схем включения мультивибратора 4047 следует применять неполярные конденсаторы с малыми токами утечки. Для автогенераторов выбирается Сτ > 100 пФ, для ждущих генераторов — Сτ > 1000пФ. Сопротивления резисторов выбираются в пределах 10 кОм < Rτ < 1 МОм. Длительность импульса запуска для любого входа не должна быть меньше 600 нс (Uи.п = 1O В). Для Uи.п = 5 В — эту длительность следует увеличить до 1300 нс. Длительность фронтов этих импульсов должна быть менее 5 мкс (10 мкс для Uи.п = 5 В). Время tзд.р от входов
+TRG до выходов Q и Q — 800 нс (1600 нс при Uи.п = 5 В). Фронты импульсов иа выходах Q и Q не хуже 100 нс (150 нс при Uи.п = 5 В).

Простой инвертор (12В -230В, 100Вт) на CD4047 и RF540

Инверторам называют устройство, которое преобразует постоянный ток (DC) в другое значение переменного тока(AC). Инвертор только преобразует DC сигнал от батареи в AC сигнал для питания разнообразной техники, в то время как мощность системы зависит от используемого источника DC (батареи).

Типичный инвертор для дома должен использовать источник стабильного постоянного тока, способного обеспечить потребности системы.

Блок-диаграмма простого инвертора

Постоянный ток от батареи преобразуется в переменный с помощью полевых генератора прямоугольных импульсов на базе микросхемы, затем сигнал усиливается с помощью транзисторов, переменный ток высокой частоты в некоторой частотой поступает на первичную обмотку силового трансформатора. Ну а дальше, всем хорошо знакомым методом индукции происходит трансформация и на вторичной обмотке трансформатора получаем напряжения уровня 220-230 вольт, которое пригодно для запитки многих сетевых нагрузок.

Форма выходного сигнала у такого инвертора – модифицированная синусоида, но не смотря на это инвертор может питать персональный компьютер, телевизор, проигрыватели DVD и многие другие нагрузки пассивного типа и нагрузки. которые в своей конструкции содержат импульсный или бестрансформаторный источник питания.


Микросхема CD4047

CD4047 представлеяет собой мультивибратор низкой мощности (моностабильный / нестабильный) фирмы Texas Instruments. Нестабильный режим обеспечивается высоким уровнем сигнала на входе Astable. Моностабильный режим запускается передним фронтом импульса (от НИЗКИЙ к ВЫСОКИЙ) на триггерном входе.

В нестабильном режиме CD4047 может работать как с синхронизацией, так и в автоколебательном режиме с хорошо стабилизированной частотой прямоугольной формы (50% цикл). Эта микросхема часто применяется в схемах таймеров, для умножения или деления частоты и т.д.

IRF540 N-канальный полевой транзистор (MOFSET). Имеет большое входное сопротивление и малый рабочий ток затвора, что позволяет использовать его в качестве высокоскоростного переключателя без использования дополнительных драйверов, которые иногда нужны для управления затворами полевых транзисторов.

Транзисторы могут быть иные, но обязательно полевые, хотя схема работает и с биполярными, но мощность инвертора будет в разы ниже. В случае замены транзисторов (на иные полевые ключи) советуется использовать ключи с рабочим напряжением 100 и выше вольт, более низковольтные транзисторы могут выйти из строе из за высокого обратного напряжения от трансформатора.

Транзисторы нужно подобрать с током выше 50 Ампер, чем больше, тем лучше, но подберите транзисторы с малой емкостью затвора, поскольку с тяжелыми затворами могут возникнуть проблемы ибо нет отдельного драйвера для управления ключами.

Принципиальная схема

Описание работы инвертора

CD4047 работает в нестабильном (автоколебательном) режиме. На выходах 10 и11 имеем импульсы прямоугольной формы (меандр) длительностью 0.01 сек со сдвигом фазы 180 градусов. Выходы 10 и11 соединены с затворами транзисторов через резисторы для предотвращения перегрузки выходов микросхемы.

Когда на выходе 10 имеем ВЫСОКИЙ уровень, 1-ый транзистор открывается и ток течет по верхнему плечу первичной обмотки трансформатора, что формирует на выходе положительную полуволну переменного тока. Аналогично, со 2-го транзистора получаем отрицательную полуволну переменного тока.

Повышающий трансформатор увеличивает напряжение, а диод Зенера является защитой от обратного тока.
Процесс переключения транзисторов сопровождается их нагревом, поэтому требуется установить их на радиаторы.
Этот инвертор имеет выходную мощность в 100Вт при преобразовании 12В в 230В.

Однако он выдает не синусоидальное напряжение, поэтому не рекомендуется питать через него телевизоры, радиоприемники и т.д. Но его можно использовать для питания осветительных приборов и зарядки мобильных телефонов.

Высоковольтный преобразователь напряжения на CD4047 (120В, 10мА)

Принципиальная схема простого высоковольтного источника питания (преобразователя напряжения) на 120В и более. Многие приборы и устройства требуют повышенного напряжения питания, например, электровакуумные приборы, газоразрядные индикаторы. Это затрудняет ихпортативное использование при питании от батарейного источника питания.

Здесь приводится описание несложного повышающего преобразователя напряжения, позволяющего от батарейного источника напряжением 6V получить постоянное напряжение около 120V, при токе нагрузки до 10mA.

КПД преобразователя более 60%. Величина постоянного выходного напряжения зависит от числа витков вторичной обмотки импульсного трансформатора, и может быть установлена другой величины, соответствующим изменением числа витков вторичной обмотки.

Схема преобразователя напряжения

На микросхеме D1 (CD4047) сделан генератор симметричных противофазных импульсов. Микросхема CD4047 представляет собой сочетание элементов-инверторов для построения мультивибратора и триггера — формирователя противофазных сигналов правильной симметричной формы. На сколько мне известно, отечественная промышленность аналогов CD4047 в сериях К561 или К176 не выпускает. Хотя, возможно я и ошибаюсь.

И так, D1 генерирует противофазные импульсы частотой около 80 кГц, частота задана цепью R1-C1. Противофазные импульсы снимаются с выводов 10 и 11 D1 и поступают на ключи на полевых ключевых транзисторах VT1 и VT2 малой мощности (у них корпуса как у КТ3102).

Рис. 1. Принципиальная схема источника питания на 120В и более.

В стоковых цепях VT1 и VT2 включены первичные обмотки 1-2 и 3-4 импульсного трансформатора Т1. Соединенные вместе выводы 2 и 3 этих обмоток подключены к источнику питания, — плюсу батареи напряжением 6V (на схеме батарея не показана).

Со вторичной обмотки 5-6 снимается переменное напряжение на мостовой выпрямитель VD3-VD6. Катушка L1 подавляет ВЧ помехи. Конденсатор С4 подавляет пульсации.

Детали

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 23 мм. Сначала наматывается вторичная обмотка 220 витков провода ПЭВ 0,23. Затем, на её поверхность наматывают первичную обмотку 6+6 витков ПЭВ 0,96.

Обмотки можно выполнить намоткой в два провода. Части обмоток трансформатора включены последовательно (конец обмотки 1-2 соединен с началом 3-4. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце диаметром 7 мм. Она содержит 30 витков провода ПЭВ 0,23.

Иванов А. РК-08-16.

Такой инвертор предназначается для получения переменного тока 220 В 50 Гц из автомобильного аккумулятора или любой батареи на 12 В. Мощность инвертора около 150 Вт и может быть увеличена до 300.

Схема крайне проста:

Работает схема как преобразователь типа Push-Pull. Сердцем инвертора является микросхема CD4047, которая выступает в роли задающего генератора и одновременно управляет полевыми транзисторами. Последние работают в режиме ключей. Открытым может быть лишь один из транзисторов. Если откроются оба транзистора одновременно, то произойдет короткое замыкание, и транзисторы сгорят моментально. Такое может произойти из-за неправильного управления.

Микросхема CD4047, разумеется, не заточена для высокоточного управления «полевиками», но справляется с этой задачей достаточно неплохо.

Трансформатор взят из нерабочего ИБП. Он на 250-300 Вт и имеет первичную обмотку со средней точкой, куда подключается плюс от источника питания.

Вторичных обмоток много, поэтому необходимо найти сетевую обмотку на 220 В. С помощью мультиметра измеряются сопротивления всех отводов, которые имеются на вторичной цепи. Искомые отводы должны иметь самое большое сопротивление (в примере около 17 Ом). Все остальные провода можно откусить.

Рекомендуется проверять все компоненты перед пайкой. Транзисторы лучше подбирать из одной партии с аналогичными характеристиками. У конденсатора в частотозадающей цепи должна быть малая утечка и узкий допуск. Эти параметры можно проверить транзисторным тестером.

Пару слов о возможных заменах в схеме. К сожалению, микросхема CD4047 советских аналогов не имеет, поэтому нужно купить именно ее. “Полевики” можно заменить на любые n-канальные транзисторы, которые имеют напряжение от 60 В и током от 35 А. Подойдут из линейки IRFZ.

Схема также прекрасно работает с биполярными транзисторами на выходе, правда, мощность будет гораздо ниже, чем при использовании полевых транзисторов.

Затворные ограничительные резисторы могут иметь сопротивление от 10 до 100 Ом. Лучше ставить от 22 до 47 Ом мощностью 250 мВт.

Частотозадающую цепь собирать только из тех элементов, которые указаны в схеме. Она будет точно настроена на 50 Гц.

Правильно собранный прибор должен работать сразу. Но первый запуск обязательно нужно делать со страховкой. То есть на место предохранителя по схеме установить резистор номиналом 5-10 Ом, или лампу на 12 В (5 Вт), чтобы не взорвать транзисторы, если возникнут проблемы.

Если преобразователь работает нормально, то трансформатор издает звук, при этом ключи не должны нагреваться вообще. Если все так, то резистор можно убрать и подавать питание напрямую через предохранитель.

Среднее потребление тока инвертором на холостом ходу может составлять от 150 до 300 мА, но это будет зависеть от источника питания и от используемого трансформатора.

Далее, измеряется выходное напряжение. В примере получились значения от 210 до 260 В. Это в пределах нормы, поскольку инвертор не стабилизирован. Теперь можно включить нагрузку, к примеру, лампу на 60 Вт. Нужно погонять инвертор около 10 секунд, ключи должны немного нагреваться, поскольку они пока без теплоотводов. Нагрев на обоих ключах должен быть равномерным. Если это не так, то ищите косяки.

Инвертор снабжен функцией Remote Control.

Основной силовой плюс подключается к средней точке трансформатора. Но чтобы инвертор заработал, необходимо подать слаботочный плюс к плате. Это запустит генератор импульсов.

Несколько слов о монтаже. Как всегда, все хорошо поместилось в корпусе от БП компьютера. Транзисторы установлены на раздельные радиаторы.

В случае использования общего теплоотвода нужно обязательно изолировать корпуса транзисторов от радиатора. Кулер был подключен непосредственно к шине 12 В.

Самый большой недостаток этого инвертора – это отсутствие защиты от короткого замыкания. В этом случае транзисторы сгорят. Чтобы такого не произошло, на выходе нужен предохранитель на 1 А.

Маломощная кнопка подает плюс от источника питания на плату, то есть запускает инвертор в целом.

Силовые шины от трансформатора крепятся прямо к радиаторам транзисторов.

Подключив на выход преобразователя прибор, который называется энергометром, можно убедиться в том, что напряжение и частота в пределах нормы. Если же частота отличается от 50 Гц, то ее необходимо подстроить с помощью многооборотного переменного резистора, который присутствует на плате.

Во время работы, когда на выход не подключена нагрузка, трансформатор достаточно шумный. При подключенной нагрузке шум незначителен. Это все нормально, поскольку на трансформатор подаются прямоугольные импульсы.

Получившийся инвертор является нестабилизированным, но почти все бытовые приборы приспособлены работать в диапазоне напряжений от 90 до 280 В.

Если же напряжение на выходе выше 300 В, то рекомендуется на выход помимо основной нагрузки подключать лампочку накаливания ватт на 25. Это снизит выходное напряжение в небольшом пределе.

Коллекторные двигатели питать от преобразователя, в принципе, можно, но они нагреваются раза в 2 больше, чем при питании от чистой синусоиды.

То же самое происходит и с потребителями, в которых имеется железный трансформатор. А вот асинхронные двигатели подключать не рекомендуется.

Вес прибора составляет около 2,7 кг. Это немало, если сравнивать с импульсными инверторами.

Прикрепленные файлы:

АКА КАСЬЯН

Понадобилась схема для электронного зажигания. Сама плата коммутирует катушку. Но для успешной коммутации, нужно подавать на первичную обмотку катушки 70 вольт. А по условиям, бортовое питание 12 вольт, поэтому необходим преобразователь.

Мастер сразу решил, что преобразователь не только на 70 вольт. Обозначил отвод для этого дела, а сделаем полноценный на 220 вольт, чтоб в дороге зарядить мобильный телефон или подсветить лампой на 220 V, заряжать ноутбуки.

Схема находится на яндекс-диске.

Задача есть, остановился на решении на распространенной микросхеме IR 2153. Среди радиолюбителей ее окрестили, как Ирка. Себя хорошо зарекомендовала, но тут следует определиться. Есть IR 2153, а есть аббревиатура, но с индексом D. Для данного преобразователя нужна IR 2153. С индексом D, обозначает диод, находится в корпусе между первой и восьмой ножкой микросхемы. Предназначены не для повышающих преобразователей, а для понижающих на базе полу мостовой либо мостовой схемы, если использовать для моста две управляющие микросхемы IR 2153 и D. Так что, при покупке обращаем внимание, чтоб индекса D не было.

Если имеется лабораторное оборудование в виде блоков питания, осциллографа и прочей техники, достаточно легко настроить схему и опытные радиолюбители справляются с без проблем.
Но если решили сделать просто для бытовых нужд, и нет оборудования, – не проблема. Покажем, как сделать, нескольких правил.

Собираете управление с транзисторами не подключая повышающий трансформатор. И запускаете его, проверяете монтаж. Пуск производится обязательно, включаете последовательно к входу питания лампочку 12 V, так от 10 до 21 ватт. Если в случае запуска лампа тлеет или загорается, сразу выключайте и понимайте, что где-то была в схеме допущена ошибка. Если же лампа не горит, значит можно подключать трансформатор, и проверять с ним.

Запускать через лампу рекомендуем, потому что в домашних условиях есть источник питания, обычно это аккумулятор, который. если не поставите ко входу лампу, то может быстро сгореть. Обидно, и отобьёт любое желание дальше начинающего заниматься электроникой.

Для начала, чтобы проверить схему без приборов, понадобится впаять последовательно с питанием лампу, и взять еще две нагрузкой для транзисторов. Они включены вместо обмоток. Проверяем, нет ли ошибок. Подключаем минусовую клемму питания к минусу, плюсовую через лампу к плюсу.

Далее с 5 минуты на ролике в начале статьи.

9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Автомобильный инвертор на IR2153
Задача проста: есть планшет с программами навигации и навигатор с аналогичными функциями. Задача: заряжать их при помощи родных зарядных устройств.
Почему так? Данные девайсы — особо жрущие электрическую энергию. И требуют они её настолько много, что обычные дешёвые китайские автомобильные зарядки не выдерживают и либо не работают, либо сгорают. Но китайцы же об этом не предупреждают. И даже в наших магазинах об этом не скажут, так как своим товаром продавцы не пользуются.
В силу этих причин были созданы простые требования к автомобильному инвертору: он должен питать штатные зарядные устройства электроники. Вот и всё.
Какие же сложности тут могут быть? Их немного. Прежде всего, следует определиться, что мы будем делать прямоходовый преобразователь. А это значительно упрощает многое.

Чтобы не ставить после трансформатора диодный мост из быстрых высоковольтных диодов, преобразователь сделаем однотактным, для чего используем только один выход микросхемы IR2153. Скважность при этом будет 50%. Так как инвертор по входу потребляет приличный ток, поставим два ключевых транзистора параллельно, чтобы распределить нагрев. Первичных обмотки сделаем тоже две, чтобы не искать толстый провод. Такой подход — не очень правильный и мы не рекомендуем его повторять. По уму, к тому же, в истоки транзисторов при параллельном включении следует поставить выравнивающие резисторы.

Данный инвертор не имеет стабилизации и выходное напряжение под нагрузкой будет слегка просаживаться. Почему же мы выбрали вариант с такой упрощённой схемотехникой?
Все современные зарядки для электроники — импульсные. На входе они имеют диодный мост и электролитический конденсатор. Таким образом, они могут работать и от постоянного тока. В некоторых зарядках диодный мост набран из быстрых диодов, и они могут работать от пульсирующего тока (некоторые китайские инверторы не имеют электролитического конденсатора на выходе). А если зарядки такие «всеядные», то в инверторе для них не нужна стабилизация, что позволяет отказаться от крупного дросселя и сделать схему очень простой для повторения.
Тем не менее, в целях эксперимента мы сделали несколько отводов от вторичной обмотки трансформатора на разные напряжения — от 220 до 310 вольт. Нужный отвод выбирается джампером. Это нужно для тех, кто не до конца верит, что при выпрямлении сетевого напряжения 220 вольт получаются 310 вольт постоянки и боится питать зарядки от 310 вольт. На самом деле, зарядкам всё равно, они работают в очень широком диапазоне питающих напряжений. При тестировании абсолютно все зарядки заработали от всех напряжений, выдаваемых инвертором.
Максимальная мощность, выдаваемая инвертором, будет зависеть от применяемого трансформатора. Под его феррит следует подобрать частоту IR2153, задаваемую цепочкой C1R1. Полевые транзисторы — низковольтные, их следует выбирать по току. Диод на выходе — быстрый высоковольтный. При тестировании удалось успешно запитать лампочку на 60Вт.

Данная конструкция была собрана по результатам проведённого недавно конкурса радиолюбительских конструкций и передана человеку, который её предложил.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх