Как сделать простой инвертор 12-220 В мощностью 2500 Вт частотой 50 Гц своими руками
Инвертор предназначен для получения 220-вольтового переменного напряжения из невысокого постоянного. Подключается к любому 12-вольтовому источнику, в т.ч. к автомобильному аккумулятору через гнездо прикуривателя. Мощность нагрузки может достигать 2500 Вт и лимитируется преимущественно мощностью выходного трансформатора и нагрузочной способностью гнезда прикуривателя.
Инвертор интересен тем, что:- прост со схемотехнической точки зрения;
- требует минимальной наладки;
- собирается из доступных компонентов.
Электрическая схема инвертора
В качестве ключевого компонента устройства использован интегральный управляемый мультивибратор СD4047BD с элементами подстройки частоты следования генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В использован повышающий трансформатор, входы первичных обмоток которого подключены непосредственно к выводам D (стокам) силовых транзисторных сборок.
Силовые оконечные каскады А собраны на спаренных полевых транзисторах. Схема оконечного каскада показана далее.
200-омные резисторы в цепи затвора обеспечивают выравнивание токов по отдельным транзисторам.
Электронные компоненты, используемые в устройстве
Для сборки схемы необходимы:- микросхема CD4047BD управляемого мультивибратора — http://alii.pub/5xga2j
- три резистора 220 Ом мощность 0,25 Вт — http://alii.pub/5h6ouv
- электролитический конденсатор на 1000 мкФ — http://alii.pub/5n14g8
- керамический конденсатор на 47 нФ — http://alii.pub/5n14g8
- переменный резистор на 12 кОм — http://alii.pub/5o27v2
- четыре мощных полевых транзистора IRFZ44N — http://alii.pub/5ct567
- четыре резистора 200 Ом мощность 0,25 Вт — http://alii.pub/5h6ouv
- повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации 20.
Особенности сборки и настройки схемы инвертора
Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на печатной плате-«слепыше».
Для установки микросхемы мультивибратора целесообразно применить 14 или 16 контактную монтажную колодку.
Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в одни или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае рядной установки его функции вполне может выполнять брусок длиной порядка 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, в котором сверлятся и нарезаются отверстия для крепления транзисторов «под винт».
Часть схемы собирается навесным монтажом.
Трансформатор взят от сломанного источника бесперебойного питания.
Припаиваем плату к транзисторам.
При настройке схемы переменным резистором частота генерации импульсов устанавливается на 50 Гц.
Наблюдается некоторое отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к. мультивибратор CD4047BD генерирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглаживаются трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.
Смотрите видео
Как сделать простой инвертор 12В – 220В 50Гц — https://sdelaysam-svoimirukami.
ru/3767-prostoy-invertor-12v-220v-50gc.html
Самостоятельное изготовление мощного инвертора 12-220 на 500 Ватт
Когда в автомобиле нужно создать сетевое напряжение, то обычно используют специальные преобразователи 12-220. В продаже есть недорогие штатные инверторы со стоимость около 20-30 долларов. Однако максимальная мощность таких устройства составляет в лучшем случае около 300 Ватт. В некоторых случаях такой мощности бывает недостаточно.
Получить питание для мощного усилителя можно путем небольших преобразований. Достаточно всего лишь заменить вторичную обмотку на стандартном инверторе. После этого можно получить любое значение входного напряжения. К примеру, мощность инвертора в 400 Ватт возрастет до 600 Ватт.
Для повышения мощности в домашних условиях специалисты рекомендую воспользоваться простым способом. Потребуется заменить мощные биполярные ключи на IRF 3205.
Для работы взят инвертор, к которому допустимо подключить 4 пары выходных транзисторов. Поэтому устройство, после проведения необходимых работ, сможет выдать мощность около 1300 Ватт.
Если покупать готовый инвертор с такими параметрами, то стоимость его возрастет до 100-130 долларов.
Стоит обратить внимание, что традиционная двухтактная схема устройства не содержит в себе защиту от перегрева, КЗ и перегрузок на выходе.
Основу генератора составляет микрочип ТЛ 494, у которого есть дополнительный драйвер. Необходимо провести замену маломощных биполярных транзисторов на отечественные аналоги (КТ 3107).
Для того чтобы не использовать в работе мощные переключатели для подачи питания, инвертор оснащается схемой ремоут контроля.
В задающей части устройства использованы диоды специальные ШОТТКИ типа 4148 (подойдет и отечественный КД 522). Транзистор в схеме ремоут контроля заменяют на КТ 3102.
После этого можно переходить к самой ответственной части проекта – трансформатору. Этот элемент намотан на пару склеенных колец 3000 НМ. При этом размер каждого из них: 45х28х8. Для более плотной фиксации кольца можно обмотать скотчем.
Затем кольца обматывают сверху стекловолокном (стоимость его в магазине не более 1 доллара). Вполне допустимо заменить этот материала тканевой изолентой.
Стекловолокно нарезают на небольшие полоски шириной около 2 см и длинной не более 50 см. Материал для работы имеет высокую термостойкость, а благодаря тонкому основанию изоляция выглядит аккуратно.
Для первичной обмотки нужно 2х5 витков проволоки, то есть 10 витков с отводом от середины. Работы выполняются проводом диаметром 0,7-0,8 мм, и на каждое плечо уходит 12 жил. Более наглядно процесс представлен на следующих фотографиях.
Жгут растягивают, и на оба плеча равномерно наматывают 5 витков, растягивая их по всему кольцу. Обмотки должны быть одинаковые.
Получившиеся элементы имеют четыре вывода. Начало первой обмотки нужно припаять концу второй. Место припоя будет случить отводом для силового напряжения в 12 В.
На следующем этапе работ кольцо необходимо изолировать с помощью стекловолокна и покрыть вторичной обмоткой.
Вторичная обмотка повышает выходное напряжение. Поэтому при проведении работ нужно быть максимально аккуратным и соблюдать все меры предосторожности. Стоит помнить, что высокое напряжение опасно. Монтаж устройства осуществляется только с отключенным питанием.
Обмотку колец проводят с помощью пары параллельных жил провода 0,7-0,8 мм. Количество витков составляет порядка 80 штук. Провод равномерно распределяют по всему кольцу. На финальном этапе проводят дополнительную изоляцию изделия стекловолокном.
Когда сборка инвертора завершена, то можно приступать к его тестированию. Устройство подключают к аккумулятору, для начала подойдет батарея с напряжением 12 В от бесперебойника. При этом «плюс» питания будет идти на схему через галогенную лампу мощностью 100 Ватт. Стоит обратить внимание, что эта лампа не должна светиться перед проведением работ и во время них.
После этого можно переходить к проверке полевых ключей на предмет тепловыделения.
При правильно собранной схеме оно должно быть практически нулевым. Если входной нагрузки нет, а транзисторы перегреваются, то нужно искать неработающий компонент в устройстве.
В случае, если тестирование прошло успешно, то можно установить транзисторы на один общий теплоотвод. Для этого используют специальные изоляционные прокладки.
Принципиальная электрическая схема в формате *.lay находится в архивном файле и станет доступна после скачивания:
СКАЧАТЬ АРХИВ
Как сделать простой инвертор в домашних условиях
Вы можете легко сделать инвертор дома. Чтобы понять, как легко сделать инвертор, в этом посте обсуждается простой пошаговый метод.
Раньше наши потребности в энергии (электрической) были намного меньше. Но сейчас сценарий сильно изменился. От простой индукционной до сложной стиральной машины, от сотового телефона до наших высококлассных гаджетов, каждое оборудование, связанное с нашим повседневным использованием, требует источника питания.
Это основная причина недавнего увеличения использования инверторов в нашем доме. На рынке доступны различные типы инверторов, но эти схемы сложны, высококлассны и дороги. Итак, давайте сделаем инвертор своими руками в домашних условиях.
Содержание
Схема (схема) для изготовления инвертора в домашних условиях
Эта схема не имеет функциональных ограничений и имеет КПД более 75%. И, кроме того, он способен компенсировать почти все наши потребности в электроэнергии, а также большую часть ваших потребностей в энергии по очень разумной цене.
Рис. 1 – Схема сборки инвертора в домашних условиях
Теория схемы
Схема этого инвертора отличается от широко используемых инверторов, поскольку в ней не используется отдельная схема генератора для питания встроенных транзисторов. Вместо этого в нашей схеме обе половины схемы функционируют как регенеративный процесс (точно так же, как двухполупериодные мостовые выпрямители).
Первая помощь при поражении электрическим током…
Пожалуйста, включите JavaScript
Первая помощь при поражении электрическим током — причины, источники, степень тяжести
Что бы мы ни делали для балансировки обеих частей цепи, всегда будет дисбаланс значений сопротивлений и обмоток трансформаторов. По этой причине обе части схемы никогда не могут работать одновременно.
Теперь предположим, что первая часть схемы начинает проводить ток первой. Напряжение смещения для первой половины подается от обмотки трансформатора второй части через R2. Как только первая часть завершает стадию проводимости, вывод батареи заземляется коллекторами.
Процесс сбрасывает все доступное напряжение на базу через R2, и, таким образом, проводимость первой части полностью прекращается. В этом случае транзисторы во второй части получают возможность для проводимости. и, следовательно, этот цикл продолжает продолжаться.
Рис.
2 – Схема для изготовления инвертора в домашних условияхЭлементы, необходимые для изготовления инвертора в домашних условиях
- R1, R2= 100 Ом./ 10 Вт проволочная обмотка.
- R3, R4= 15 Ом/10 Вт проволочная обмотка
- Т1, Т2 = силовые транзисторы 2N3055.
- Трансформатор = 9–0–9 Вольт/5 Ампер.
- Автомобильный аккумулятор = 12 Вольт/10 Ач.
- Алюминиевый радиатор = вырез по размеру.
- Вентилируемый металлический шкаф= по размеру всей сборки.
Пошаговый метод изготовления инвертора в домашних условиях
Шаг 1
Возьмите алюминиевый лист и разделите его на две части размером примерно 5×5 дюймов. Просверлите отверстия для установки силовых транзисторов. Отверстия должны быть примерно 3 мм в диаметре. Просверлите/сделайте подходящие отверстия для легкой и надежной установки на корпус инвертора.
Шаг 2
Возьмите резистор и соедините его в перекрестном режиме с плечами транзистора в соответствии со схемой, показанной ниже.
Шаг 3
Прочно закрепите транзисторы на радиаторах с помощью гаек/болтов.
Шаг 4
Соедините сборку радиатор + резисторы + транзисторы со вторичной (выходной) обмоткой трансформатора.
Шаг 5
Поместите полную печатную плату и трансформатор в металлический шкаф. Учтите, что вентиляция в шкафу должна быть хорошей. Присоедините точки ввода/вывода, включая держатель предохранителя, к шкафу и соедините их в соответствии с приведенной выше принципиальной схемой.
Теперь ваш инвертор готов. Вы можете использовать корпус для размещения схемы инвертора, если хотите.
Рис.3 – Корпус схемы инвертора
Эксплуатационные проверки самодельной схемы инвертора
Рабочие проверки схемы перед ее использованием в полном объеме необходимы. Для проверки подключите лампочку 50-60 Вт к розетке инвертора. После этого поместите аккумулятор (12 вольт) в гнездо i/p инвертора. Лампа загорится ярко, что будет означать, что соединение цепи правильное и инвертор готов к работе.
Однако, если лампочка не загорается, то перепроверьте соединения.
Где использовать самодельный инвертор
Выходная мощность инвертора находится примерно в диапазоне 70-80 Вт, а время резервного питания полностью зависит от нагрузки. Его можно использовать для питания лампочек, компактных люминесцентных ламп, вентиляторов и других небольших электроприборов, таких как паяльник и т. д. КПД этого инвертора составляет примерно 75%.
Самое большое преимущество: Блок схемы небольшой и его легко носить с собой. Он также может быть подключен к аккумулятору вашего автомобиля, когда вы находитесь на улице, чтобы исключить проблему переноски дополнительного аккумулятора.
Научитесь делать проектор дома за несколько простых шагов.
Общие сведения об инверторах, часть 2. Руководство по покупке
Итак, вы решили, что вам нужно использовать какое-то оборудование с питанием от сети, когда вы находитесь вдали от дома, а ваш караван или лодка не подключены к EHU или береговому источнику питания.
Прежде чем мы рассмотрим варианты инверторов и на что обратить внимание, мы должны сначала задать несколько вопросов. Что мы хотим власти? Если вам нужно зарядить мобильный телефон или ноутбук, то, возможно, инвертор — не лучший способ сделать это. Существует ряд производителей, предлагающих широкий ассортимент продуктов для зарядки мобильных устройств. Телефону старого образца может потребоваться специальное зарядное устройство на 12 В, но современные смартфоны обычно можно заряжать через порт USB, и есть ряд продуктов, которые предлагают зарядку через USB от штекеров типа «прикуриватель» на 12 В. Для ноутбуков немного сложнее, но есть варианты. Такие устройства предлагают такие компании, как Lenovo, Kensington и Targus. Я не размещал никаких ссылок, так как производители часто обновляют свои сайты, но вы можете найти их по запросу «Универсальное зарядное устройство для ноутбуков с питанием от воздуха»
Итак, вам все еще нужен инвертор?
Существует три основных категории инверторов: компактные или легкие, сверхмощные и инверторы/зарядные устройства.
Компактный или легкий инвертор обычно подключается к розетке на 12 В в автомобиле, караване или лодке. Компактные или легкие обычно рассчитаны на мощность от 200 до 300 Вт, а из-за стоимости обычно имеют модифицированный синусоидальный тип — прочитайте Общие сведения об инверторах , чтобы узнать о различных типах инверторов и о том, как они работают. Помните, что к розетке для аксессуаров следует подключать только инверторы мощностью 180 Вт, иначе вы рискуете превысить номинальный ток предохранителя.
На данный момент я пропущу второй тип и перейду к типу инвертора/зарядного устройства. Они, вероятно, более известны как ИБП. Нет, это не один из курьеров в короткой коричневой одежде… ИБП — источник бесперебойного питания. Небольшие ИБП чаще всего устанавливаются под столами в офисах, а более крупные блоки — в сетевых и серверных шкафах. Это части оборудования, которые подключаются к настенной розетке, а к ним подключается компьютер. Обычно они имеют набор внутренних батарей и предназначены для кратковременной работы компьютера в случае отключения электроэнергии.
Устройство, которое нас действительно интересует, — инвертор Heavy Duty. Они доступны от 750 Вт до 5000 Вт, но при такой мощности ожидайте, что ваша батарея для отдыха на 110 Ач проработает всего несколько минут!
Мы решили, что нам нужно заряжать не мобильный телефон или ноутбук, так что же вы хотите запустить? Что ж, это может быть что угодно.
.. и чаще всего люди хотят, чтобы они приводили в действие… фен, за которым следуют выпрямители для волос.
Что ж, нам нужно выяснить, какой мощности инвертор нам нужен для работы наших устройств по уходу за волосами. Если мы посмотрим на фен, на нем будет указана мощность устройства, скажем, 1200 Вт для профессионального фена. Когда он подключен к сети, эти 1200 Вт составляют около 5,2 ампер (P/V = I или 1200/230 = 5,2), что не так уж и плохо. Итак, сколько это будет от нашей 12-вольтовой батареи для досуга? Итак, 1200 ватт — это 1200 ватт, независимо от напряжения, поэтому мы можем сделать точно такой же расчет, как и раньше: 1200 ватт / 12 вольт = 100 ампер.
“ Вау, 100 ампер! Вот примерно, что моя машина берет при запуске! »
Да, мы говорим о больших кусках проволоки. Приведенный выше расчет был бы замечательным, если бы не существовало некоторых законов физики, а инверторы были бы на 100 % эффективнее. К сожалению, далеко не так.
Инверторы такого размера требуют постоянной установки. Максимальный ток, который может потреблять инвертор мощностью 2000 Вт, составляет 166 ампер… на самом деле он будет немного больше, поскольку самому инвертору требуется питание, обычно для работы пары охлаждающих вентиляторов и собственных внутренних цепей. Кабели на 12 В, которые соединяют его с аккумулятором, будут толщиной с указательный палец, поэтому требуется тщательное планирование его местоположения.
Итак, мы определились с размером инвертора, что дальше?
Чистая синусоида -v- Модифицированная прямоугольная волна
Для меня нет конкурса, всегда выбирайте чистую синусоиду. Это будет дороже, но вы можете быть уверены, что он будет питать абсолютно все, что вы к нему подключаете. У модифицированной прямоугольной волны всегда есть неприятная привычка питать одни вещи, но не другие, и это может очень раздражать. Кроме того, некоторые комплекты могут быть повреждены, если вы попытаетесь запустить модифицированный источник прямоугольной волны. Если вы не уверены, в чем разница… все объясняется в разделе 9.0015 Общие сведения об инверторах .
Эффективность инвертора
Иногда больше не значит лучше. Что нам действительно нужно знать, так это то, какой процент мощности, поступающей в инвертор от батареи, выходит с другой стороны в виде мощности переменного тока. Чтобы еще больше усложнить этот расчет, эффективность инвертора зависит от приложенной к нему выходной нагрузки.
если на инвертор подается небольшая нагрузка, его эффективность может составлять всего около 50%. Однако увеличьте нагрузку почти до заявленной максимальной продолжительной нагрузки инверторов, и эффективность повысится примерно до 90%.
Инвертор мощностью 3000 Вт может потреблять около 20 Вт энергии от батареи, когда он подключен и включен без каких-либо подключений к выходу. Эта мощность необходима инвертору для работы… цепи контроля батареи, цепи сигнализации и, возможно, небольшой вентилятор. Теперь, если мы подключим небольшую нагрузку переменного тока, скажем, 20 Вт…. общая нагрузка на батарею теперь составляет 40 Вт (20 на инвертор + 20 на нагрузку), поэтому немного математики — 40 Вт на входе — 20 Вт на выходе показывает КПД 50%.
Теперь, если мы снова посмотрим на небольшой инвертор мощностью 150 Вт, подключенный к аккумулятору без нагрузки, для работы инвертора требуется около 5 Вт. Теперь, если мы подключим ту же нагрузку 20 Вт, у нас будет 5 Вт для инвертора плюс 20 Вт для нагрузки, что дает общую нагрузку на батарею 25 Вт.
На практике это означает, что вы можете намного дольше использовать свой 20-ваттный прибор на одной и той же батарее, выбрав инвертор на 150 Вт, а не на 3000.
Значит, размер имеет значение…. но больше не всегда лучше. Важно, чтобы размер вашего инвертора соответствовал размеру нагрузки, чтобы максимально увеличить время работы от батареи.
Что еще?
Обратите внимание на некоторые из следующих функций:
- Аварийный сигнал низкого напряжения
- Автоматическое отключение аккумулятора
- Аварийный сигнал/отключение по перегреву
- Пульт дистанционного управления
- Энергосберегающий спящий режим
Сигнализация низкого напряжения просто необходима. Он предупредит вас, когда напряжение на вашей батарее упадет до уровня, который может начать необратимо повреждать вашу батарею, позволяя ей слишком сильно разряжаться.
На некоторых моделях это напряжение может быть установлено по-разному в зависимости от типа используемой батареи. Автоматическое отключение батареи выключит инвертор, когда будет достигнуто это критическое напряжение. Поскольку инвертор такого размера работает с большим током, некоторые внутренние компоненты сильно нагреваются. Поэтому при его установке важно обращать особое внимание на инструкции производителя по установке, чтобы убедиться, что он расположен правильно. Почти все хорошие инверторы будут иметь сигнализацию о перегреве и отключение, которое предотвратит повреждение вашего инвертора, если он станет слишком горячим.
Следующие два «приятно иметь»… когда ваш инвертор включен, даже если к нему ничего не подключено, он потребляет драгоценную энергию батареи. Это может быть целых 2 или 3 ампера. Некоторые из более сложных устройств имеют спящий режим, что означает, что вы можете оставить его включенным, и он будет потреблять всего несколько миллиампер… пока не будет подключена нагрузка.
В некоторых устройствах этого нет, вместо этого у них есть пульт дистанционного управления, который позволяет включать инвертор без физического нажатия кнопки на устройстве. Это обеспечивает некоторую гибкость при установке.
Если вы устанавливаете инвертор в своем доме на колесах, доме на колесах, лодке или доме на колесах, обязательно следуйте инструкциям производителя. Постарайтесь установить устройство как можно ближе к батарее, чтобы длинные кабели были как можно короче, и убедитесь, что вы установили разъединитель и предохранитель между инвертором и батареей. Современные аккумуляторы для досуга хранят невероятное количество энергии, которая при быстрой разрядке может привести к катастрофическим последствиям и даже убить. Как и со всем, что связано с электричеством… если вы не знаете — СПРАШИВАЙТЕ и оставайтесь в безопасности.
Таблица тока и мощности инвертора
Один из наиболее часто задаваемых мне вопросов: «Какой ток будет потребляться от моей батареи для устройства мощностью XXX ватт, подключенного к моему инвертору?»
Проще говоря, Я предположил две вещи: Во-первых, рейтинг, который дает производитель, является ВХОДНЫМ номиналом инвертора, поэтому инвертор мощностью 300 Вт на самом деле является 300-ваттным входом, а не выходом.
Во-вторых, КПД составляет 80%.
Итак, если у вас есть устройство мощностью 300 Вт, которое вы хотите запустить, посмотрите правую колонку (Выходная мощность) на 300 Вт…. так как нет такой на 300 Ватт переходим на следующую строчку — 320 Ватт. Теперь посмотрите на левую колонку (Номинальная мощность инвертора) — 400 Вт. Это хорошая отправная точка для размера инвертора, который вам потребуется.
Нажмите на таблицу, чтобы просмотреть ее в полном размере.
Как мы видели ранее, некоторые инверторы более эффективны, некоторые менее зависят от нагрузки, поэтому в таблице это не учтено. Кроме того, некоторое оборудование имеет более высокий пусковой ток при включении, чем при работе, опять же таблица не может определить это для вас, но это дает вам хорошую отправную точку. Если вы думаете, что знаете, какой инвертор вам нужен, ознакомьтесь со спецификациями производителей в Интернете. Большинство публикует полную информацию, включая временные пиковые нагрузки, которые полезно знать, если вы планируете использовать что-то с более высоким пусковым током.
