هنگام استفاده از لوازم خانگی کم مصرف، اغلب نیاز به مبدل ولتاژ 12 تا 220 ولت وجود دارد. این می تواند یک لپ تاپ، یک شارژر برای تلفن همراه یا تبلت، یا حتی یک تلویزیون با عناصر LED باشد.

در چه مواردی به مبدل ولتاژ نیاز است؟

1. خرابی طولانی مدت منبع تغذیه متمرکز.
2. منبع تغذیه اضطراری برای الکترونیک دیگ بخار گاز.
3. عدم وجود شبکه 220 ولتی خانگی (قطعه باغ دور، تعاونی گاراژ).
4. خودرو.
5. پارکینگ توریستی (در صورت امکان یک باتری 12 ولتی همراه داشته باشید).

در تمام این موارد کافی است یک باتری شارژ داشته باشید و بتوانید از تجهیزات الکتریکی شبکه به طور کامل استفاده کنید.

توجه داشته باشید

مهم! توان مصرفی دستگاه نباید بیش از چند صد وات باشد. دستگاه های قدرتمندتر باتری مورد استفاده به عنوان اهدا کننده را به سرعت تخلیه می کنند.

برای منصفانه بودن، باید توجه داشته باشیم که برای استفاده در خودرو، منابع تغذیه و شارژرهایی وجود دارد که به شبکه 12 ولتی آنبورد متصل هستند. آنها به شکل یک رابط متصل به سوکت فندک ساخته می شوند.

با این حال، اگر چندین گجت دارید، باید به همان تعداد شارژر بخرید. و داشتن یک مبدل از 12 به 220، تطبیق پذیری کامل اتصال را تضمین خواهید کرد.

طیف گسترده ای از مبدل های آماده برای فروش موجود است. قدرت از 150 وات تا چند کیلووات متغیر است. البته برای هر توان مصرف کننده لازم است باتری مناسب انتخاب شود.

همچنین لازم است مشخصات فنی را با دقت مطالعه کنید - اغلب برای اهداف تبلیغاتی، تولید کنندگان بر روی بسته بندی اوج قدرتی را که مبدل می تواند تنها برای چند ثانیه تحمل کند، نشان می دهد. قدرت عملیاتی معمولاً 25٪ - 30٪ کمتر است.

انواع مبدل 12 تا 220 ولت

برای انتخاب صحیح، با انواع اصلی مبدل های ولتاژ ارائه شده در بازار کالاهای برقی آشنا شوید:

با توجه به شکل موج ولتاژ خروجی

دستگاه ها به سینوس خالص و سینوس اصلاح شده تقسیم می شوند. تفاوت در شکل سیگنال را می توان در تصویر مشاهده کرد.

احتمالاً منطقی نیست که بگوییم استفاده از مبدل ولتاژ از 12 به 220 ولت یک الزام است که توسط برخی از شبکه های ولتاژ پایین مورد استفاده در زندگی روزمره مدرن تعیین می شود. و این فقط نورپردازی نیست. البته ساده ترین گزینه خرید چنین دستگاهی است. اما بسیاری از برقکاران مبتدی از خود می پرسند، آیا این امکان وجود دارد، و اگر چنین است، چگونه با دستان خود یک مبدل از 12 به 200 ولت بسازید؟ بیایید به این موضوع نگاه کنیم و مدار دستگاه را بر اساس یک پایه عنصر مدرن توصیف کنیم. درست است، این طرح با حداقل تعداد اجزا و قطعات ساده ترین خواهد بود.

بیایید با این واقعیت شروع کنیم که مدت هاست طرح هایی وجود دارد که مبتنی بر استفاده از باتری های معمولی خودرو هستند. اولاً، در شرایط مزرعه ای که نیاز به شارژ 12 ولتی دارید، این کار راحت است. ثانیا، دستگاه خود مبدل بسیار ساده است. این بر اساس یک ژنراتور است که ترانزیستورهای پرقدرت را کنترل می کند. آنها به نوبه خود، همانطور که می گویند، ترانسفورماتور نصب شده در خروجی مدار را "سنگ" می کنند.

اما این دستگاه یک مشکل داشت. برای کنترل ترانزیستورهای قدرتمند، لازم بود به اصطلاح آبشار جمع شود که شامل ترانزیستورهای با توان متوسط ​​و کم است. یعنی خود دستگاه از نظر اندازه افزایش یافته است و نه تنها به دلیل آبشار. برای خنک کردن کل این ساختار، نصب یک رادیاتور نسبتاً چشمگیر ضروری بود.

الان اوضاع چطوره

پایه عناصر مدرن امروزه این امکان را فراهم می کند که طراحی فوق الذکر را به حداقل برساند.

• برای انجام این کار، ابتدا باید ژنراتور حجیم را با یک میکرو مدار مخصوص با نام تجاری KR1211EU1 جایگزین کنید. لطفا توجه داشته باشید که این ریز مدار تولید داخل است، آنالوگ خارجی پیدا نمی کنید.
• به جای کلیدهای برق، بهتر است از ترانزیستورهای IRL2505 استفاده کنید؛ این ترانزیستورها قدرتمند هستند و در مدارهای الکتریکی خودرو استفاده می شوند. به هر حال، مقاومت آنها 0.008 اهم است که با کنتاکت های مکانیکی قابل مقایسه نیست.

نمودار اتصال

در اینجا نموداری برای مونتاژ مبدل ولتاژ 12 220 با دستان خود آورده شده است:

در اصل، مدار بسیار ساده است، بنابراین مونتاژ آن دشوار نخواهد بود. اما من می خواهم توجه را به برخی نکات ظریف جلب کنم.

مدار KR1211EU1 دارای دو خروجی است: مستقیم (در شکل با موقعیت "4" نشان داده شده است) و معکوس (موقعیت "6"). سیگنال در این دو خروجی برای کنترل کلیدهای برق کافی است. در همان زمان، خود کلیدها فقط تحت تأثیر یک ضربه سطح بالا باز می شوند. هنگامی که مبدل کار می کند، سطح پایینی بین ریزمدار و سوئیچ های برق یا، به قول کارشناسان، "مکث" ایجاد می شود. کوتاه مدت است، اما کافی است هر دو ترانزیستور را در وضعیت بسته نگه دارید. چرا این لازم است؟ تنها یک هدف وجود دارد - حذف ظاهر جریان به اصطلاح عبوری، که در صورت باز بودن هر دو کلید به طور همزمان ظاهر می شود.

اکنون چندین موضع در مورد خود طرح وجود دارد.

• زنجیره R1-C1 - فرکانس خود ژنراتور را تنظیم می کند. زنجیره R2-C2 عنصر شروع است.
• ترانسفورماتور "T1" و دو ترانزیستور IRL2505 (در نمودار به عنوان VT1 و VT2 مشخص شده اند) یک مرحله خروجی فشار-کشش ایجاد می کنند. از آنجایی که مقاومت ترانزیستورها ناچیز است، در هنگام باز بودن سوئیچ ها عملاً هیچ اتلاف توانی وجود ندارد، حتی اگر جریان در شبکه زیاد باشد. بنابراین، رادیاتورها را نمی توان در مبدل هایی از این نوع که توان آن از پارامتر 200 وات تجاوز نمی کند نصب کرد.
• در این حالت، ترانزیستورها می توانند جریان ثابتی تا 104 آمپر و جریان پالسی تا 360 آمپر را از خود عبور دهند. به نوبه خود، این امکان استفاده از ترانسفورماتور با توان 1000 وات را در مبدل فراهم می کند. یعنی با ولتاژ شبکه 220 ولت می توانید بار 400 وات را حذف کنید.

در واقع، معلوم می شود که هر ترانسفورماتوری که دارای دو سیم پیچ 12 ولتی باشد، می تواند در یک مبدل 12-220 از این نوع نصب شود. اما در این صورت باید نسبت قدرت خود دستگاه به توان شبکه مصرف کننده را در نظر بگیرید؛ این نسبت باید 2.5 باشد. یعنی مبدل باید قدرتی 2.5 برابر بیشتر از مصرف کننده ها داشته باشد.

تجزیه و تحلیل دقیق

مدار حاوی یک تثبیت کننده است که تراشه A1 را تغذیه می کند. این شامل یک زنجیره است: R3-VD1-C3، در حالی که هر دستگاه مشابه با نشانگر تثبیت 8-10 ولت می تواند به عنوان دیود زنر (VD1) استفاده شود.

لطفا توجه داشته باشید که خازن های C4 و C5 به صورت موازی نصب می شوند. اگر آنها را با ظرفیت مشابه در نمودار پیدا نکردید، می توانید آنها را با نمونه های مشابه (ترجیحا وارداتی) با ظرفیت 4700 uF جایگزین کنید.

خازن C6 عنصری است که پالس های فرکانس بالا را در خروجی سرکوب می کند. برای این منظور بهتر است از برند K 73-17 تولید داخل یا مشابه خارجی استفاده شود.

و آخرین توصیه یا نکته ظریف. از آنجایی که یک شبکه 12 ولتی با مصرف 400 وات جریانی معادل 40 آمپر تولید می کند، لازم است سطح مقطع سیم های مورد استفاده را محاسبه کرد. این به ویژه برای کابل اتصال باتری و مبدل صادق است. لطفا توجه داشته باشید که طول سیم باید به حداقل برسد.

همانطور که می بینید، ساخت یک مبدل از 12 ولت به 220 ولت با دستان خود چندان دشوار نیست. مدار ساده است، تعداد قطعات را به حداقل می رساند، که هزینه دستگاه را به طور کلی کاهش می دهد. به علاوه کار آن کارآمدتر است.

شش ماه پیش برای خودم ماشین خریدم. من تمام نوسازی های انجام شده برای بهبود آن را شرح نمی دهم، فقط بر روی یکی تمرکز می کنم. این یک اینورتر 12-220 ولت برای تامین انرژی لوازم الکترونیکی مصرفی از شبکه داخل خودرو است.
البته می تونستید از فروشگاه 25-30 دلار بخرید، اما من از قدرت آنها گیج شدم. برای تامین انرژی حتی یک لپ تاپ، جریان 0.5-1 آمپری که اکثر اینورترهای خودرو تولید می کنند به وضوح کافی نیست.

انتخاب نمودار مدار
طبیعتاً من فردی تنبل هستم ، بنابراین تصمیم گرفتم "چرخ را دوباره اختراع نکنم"، بلکه در اینترنت برای طرح های مشابه جستجو کنم و مدار یکی از آنها را برای خودم تطبیق دهم. زمان بسیار سخت بود، بنابراین سادگی و عدم وجود قطعات یدکی گران قیمت در اولویت بود.

در یکی از انجمن ها، یک مدار ساده با استفاده از کنترلر معمولی PWM TL494 انتخاب شد. نقطه ضعف این مدار این است که یک ولتاژ مستطیلی 220 ولت در خروجی تولید می کند، اما برای مدارهای برق پالسی این مهم نیست.

انتخاب قطعات.
مدار به این دلیل انتخاب شد که تقریباً تمام قطعات را می‌توان از منبع تغذیه رایانه گرفت. برای من این بسیار مهم بود، زیرا نزدیکترین فروشگاه تخصصی بیش از 150 کیلومتر دورتر است.

خازن های خروجی، مقاومت ها و خود ریزمدار از یک جفت منبع تغذیه معیوب 250 و 350 وات حذف شدند.
مشکل فقط با دیودهای فرکانس بالا برای تبدیل ولتاژ در خروجی ترانسفورماتور افزایش یافت، اما در اینجا منابع قدیمی من را نجات داد. ویژگی های KD2999V به خوبی برای من مناسب بود.

مونتاژ دستگاه تمام شده.

من مجبور شدم ظرف چند ساعت بعد از کار دستگاه را مونتاژ کنم، زیرا یک سفر طولانی برنامه ریزی شده بود.
از آنجایی که زمان بسیار محدود بود، من به سادگی به دنبال مواد و ابزار اضافی نبودم. من فقط از چیزی که در دستم بود استفاده کردم. باز هم به دلیل سرعت از نمونه های برد مدار چاپی ارائه شده در انجمن ها استفاده نکردم. در 30 دقیقه، برد مدار چاپی خودمان را روی یک تکه کاغذ طراحی کردیم و طرح آن به PCB منتقل شد.
با استفاده از چاقوی جراحی، یکی از لایه های فویل برداشته شد. روی لایه باقیمانده، شیارهای عمیقی در امتداد خطوط اعمال شده کشیده شد. با استفاده از موچین های منحنی، معلوم شد که راحت ترین است، شیارها به لایه غیر رسانا عمیق می شوند. در مکان هایی که قطعات با استفاده از یک شیلد نصب شده اند، در عکس گنجانده نشده است، سوراخ هایی ایجاد شده است.

من مونتاژ را با نصب یک ترانسفورماتور شروع کردم، از یکی از بلوک های کشویی استفاده کردم، آن را به سادگی برگرداندم و به جای کاهش ولتاژ از 400 ولت به 12 ولت، آن را از 12 ولت به 268 ولت رساندم. با جایگزینی مقاومت های R3 و خازن C1، امکان کاهش ولتاژ خروجی تا 220 ولت وجود داشت، اما آزمایشات بعدی نشان داد که این کار نباید انجام شود.
بعد از ترانسفورماتور، به ترتیب کاهش سایز، قطعات یدکی باقیمانده را نصب کردم.

تصمیم گرفته شد که ترانزیستورهای اثر میدانی روی ورودی های کشیده نصب شوند تا راحت تر به رادیاتور خنک کننده متصل شوند.

نتیجه نهایی این دستگاه است:

تنها چیزی که باقی می ماند لمس نهایی است - وصل کردن رادیاتور. روی برد 4 سوراخ قابل مشاهده است، اگرچه فقط 3 پیچ خودکار وجود دارد؛ درست در هنگام مونتاژ بود که تصمیم گرفته شد برای ظاهر بهتر، موقعیت رادیاتور را کمی تغییر دهیم. پس از مونتاژ نهایی این چیزی است که ما دریافت کردیم:

تست ها
زمانی برای آزمایش خاص دستگاه وجود نداشت؛ این دستگاه به سادگی از طریق یک منبع تغذیه بدون وقفه به باتری متصل می شد. یک بار به شکل یک لامپ 30 واتی به خروجی متصل شد. بعد از آتش گرفتن دستگاه به سادگی داخل کوله پشتی من انداخته شد و من به مدت 2 هفته به یک سفر کاری رفتم.
در 2 هفته، دستگاه هرگز خراب نشد. دستگاه های مختلفی از آن تغذیه می شدند. هنگام اندازه گیری با مولتی متر، حداکثر جریان به دست آمده به 2.7 آمپر می رسد.

امروزه، همه افراد در مزرعه یا به طور کلی دسترسی آسان دارند، گاهی اوقات چندین منبع تغذیه از رایانه دارند که مورد نیاز نیستند، آنها فقط در آنجا دراز می کشند، گرد و غبار را جمع می کنند و فضای ارزشمندی را اشغال می کنند. یا شاید آنها کاملاً سوخته باشند، اما این مهم نیست، زیرا فقط باید برخی از عناصر را از آن بگیرید. من یک بار برای چنین مبدلی تخته ای مونتاژ کردم (). و من تصمیم گرفتم دوباره یکی دیگر بسازم، زیرا قطعات رادیویی وجود داشت، و برد مدار چاپی قبلاً یک بار بیش از حد ساخته شده بود. من از یک تراشه جدید از یک فروشگاه استفاده کردم، اما گاهی اوقات آنها یا آنالوگ های مشابه در خود منبع تغذیه ATX نصب می شوند.

ترانسفورماتور اندازه کوچک - از یک واحد 250 وات. تصمیم گرفتم ترانزیستورهای اضافی بگیرم - ترانزیستورهای جلوه میدان 44N، همچنین کاملاً جدید.

من یک رادیاتور آلومینیومی پیدا کردم، ترانزیستورها را از طریق شاخه ها و زیرلایه ها پیچ کردم، و همه چیز را با خمیر حرارتی پوشاندم.

مدار مبدل ولتاژ 12-220 بلافاصله راه اندازی شد، برق از یک باتری 12 ولتی 7 a/h تامین می شد که پایانه های آن در هنگام شارژ تازه حدود 13 ولت داشتند. به عنوان بار (تقریباً برای این قدرت در نظر گرفته شده بود) - یک لامپ 60 واتی در 220 ولت، با شدت کامل نمی درخشد، اما هنوز خوب است.

رادیاتور بسیار سخاوتمندانه گرفته شد - ضخامت آن آلومینیومی 2 میلی متر است، گرما را به خوبی از بین می برد. پس از نیم ساعت کار در زیر بار، ترانزیستورهای اثر میدان فقط تا 40 درجه گرم می شوند! جریان مصرفی تقریباً 2.7 آمپر از باتری است، عملکرد پایدار بدون خرابی یا گرم شدن بیش از حد، اما ترانسفورماتور تا حدودی کوچک است و داغ می شود (هر چند می تواند مقاومت کند و چیزی نمی سوزاند) دمای ترانسفورماتور در هنگام کار حدود 5-60 درجه است. در همان بار فکر نمی کنم بتواند از چنین مبدلی بیش از 80 وات بکشد یا باید خنک کننده فعال را به صورت فن نصب کنید زیرا ترانزیستورها بارهای بسیار بیشتری را تحمل می کنند و من مطمئن هستم که با چنین رادیاتوری تمام 200 وات دوام خواهند آورد.

مدار مبدل 12-220 به راحتی قابل تکرار است؛ هنگامی که دقیقاً به مقدار اسمی مونتاژ می شود، هر دو برد بلافاصله کار می کنند.

فیلم تست مبدل

فیلمی از عملکرد مدار به وضوح جریان در مدار و عملکرد یک لامپ 60 وات را نشان می دهد. به هر حال، سیم های مولتی متر D832 در این جریان در نیم ساعت کاملاً گرم شدند. در مورد اصلاحات، اگر یک ترانسفورماتور بزرگتر نصب می کنید، علامت را گسترش دهید، در غیر این صورت ترانسفورماتور بزرگتر از نظر اندازه مناسب نیست و حتی با یک ترانسفورماتور کوچک همه چیز درست می شود.

برای طرفداران کوچک سازی، البته، این خوب است، اما فاصله ترانسفورماتور تا ترانزیستورها در عمل کمتر از 1 سانتی متر است و با گرمای خود، ترانسفورماتور از قبل گرم را کمی گرم می کنند، خوب است که کلیدها را چند سانتی متر دیگر بردارید و چند سوراخ در تخته ایجاد کنید تا جریان هوای تهویه از پایین به بالا جریان یابد. نویسنده مطالب Redmoon است.

من یک مدار مبدل ولتاژ 12/220 ولت (اینورتر) (قدرت تا 500 وات) را پیشنهاد می کنم که توسط یک باتری 12 ولت تغذیه می شود که می تواند در ماشین و خانه برای روشنایی، تغذیه تلویزیون، یک یخچال کوچک و غیره مفید باشد. مدار بر روی دو ریز مدار سری 155 و شش ترانزیستور مونتاژ شده است. در مرحله خروجی از ترانزیستورهای اثر میدانی استفاده می شود که مقاومت روشن بسیار کمی دارند که باعث افزایش راندمان مبدل می شود و نیازی به نصب آن ها بر روی رادیاتورهای بسیار بزرگ را از بین می برد.

بیایید بفهمیم مدار چگونه کار می کند: (نمودار و نمودار را ببینید). تراشه D1 حاوی یک مولد پالس مستطیلی است که سرعت تکرار آن حدود 200 هرتز است - نمودار "A". از پایه 8 ریز مدار، پالس ها بیشتر به تقسیم کننده های فرکانس مونتاژ شده روی عناصر D2.1 - D2.2 ریز مدار D2 ارسال می شوند. در نتیجه، در پایه 6 تراشه D2، نرخ تکرار پالس نصف می شود - 100 هرتز - نمودار "B"، و در پایه 8 پالس ها برابر با فرکانس 50 هرتز - نمودار "C" می شوند. پالس های 50 هرتز غیر قابل برگشت از پین 9 حذف می شوند - نمودار "D". یک مدار منطقی "OR" روی دیودهای VD1-VD2 مونتاژ شده است. در نتیجه، پالس های گرفته شده از پین های ریز مدارهای D1 پایه 8، D2 پایه 6 یک پالس مربوط به نمودار "E" را در کاتدهای دیودها تشکیل می دهند. آبشار روی ترانزیستورهای V1 و V2 برای افزایش دامنه پالس‌های لازم برای باز کردن کامل ترانزیستورهای اثر میدان عمل می‌کند. ترانزیستورهای V3 و V4 متصل به خروجی‌های 8 و 9 ریزمدار D2 به طور متناوب باز می‌شوند و در نتیجه یکی از ترانزیستورهای اثر میدان V5 یا V6 دیگر قفل می‌شوند. در نتیجه پالس های کنترلی به گونه ای شکل می گیرند که بین آنها مکث ایجاد می شود که امکان عبور جریان از ترانزیستورهای خروجی را از بین می برد و راندمان را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. نمودارهای "F" و "G" پالس های کنترل تولید شده برای ترانزیستورهای V5 و V6 را نشان می دهند.

مبدلی که به درستی مونتاژ شده است بلافاصله پس از اعمال برق شروع به کار می کند. هنگام راه اندازی باید فرکانس سنج را به خروجی دستگاه متصل کنید و با انتخاب مقاومت R1 و در صورت لزوم خازن C1 فرکانس را روی 50-60 هرتز تنظیم کنید.

درباره جزئیات
ترانزیستور KT315 با هر شاخص حرفی، KT209 را می توان با KT361 با هر شاخص حرفی جایگزین کرد. ما تثبیت کننده ولتاژ KA7805 را با KR142EN5A داخلی جایگزین خواهیم کرد. هر مقاومتی با توان 0.125 ... 0.25 W. تقریباً هر دیود با فرکانس پایین، به عنوان مثال KD105، IN4002. خازن C1 نوع K73-11، K10-17V با افت ظرفیت کم هنگام گرم کردن. ترانسفورماتور از یک تلویزیون سیاه و سفید لوله قدیمی گرفته شده است، به عنوان مثال: "بهار"، "رکورد". سیم پیچ 220 ولت باقی می ماند و سیم پیچ های باقی مانده حذف می شوند. دو سیم پیچ در بالای این سیم پیچ با سیم PEL - 2.1 میلی متر پیچیده شده است. برای تقارن بهتر، آنها باید به طور همزمان به دو سیم پیچ شوند. هنگام اتصال سیم پیچ ها، فازبندی را در نظر بگیرید. ترانزیستورهای اثر میدانی از طریق اسپیسرهای میکا به یک رادیاتور آلومینیومی معمولی با مساحت حداقل 600 سانتی متر مربع ثابت می شوند.

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	تایپ کنید	فرقه	تعداد	توجه داشته باشید	خرید کنید	دفترچه یادداشت من
	تنظیم کننده خطی	UA7805	1	KR142EN5A		به دفترچه یادداشت
D1	شیر فلکه	K155LA3	1			به دفترچه یادداشت
D2	ماشه D	K155TM2	1			به دفترچه یادداشت
V1، V3، V4	ترانزیستور دوقطبی	KT315B	3			به دفترچه یادداشت
V2	ترانزیستور دوقطبی	KT209A	1	KT361		به دفترچه یادداشت
V5، V6	ترانزیستور ماسفت	IRLR2905	2	از طریق میکا اسپیسر		به دفترچه یادداشت
VD1، VD2	دیود	KD522A	2	KD105، 1N4002، و غیره		به دفترچه یادداشت
C1	خازن	2.2 µF	1	K73-11، K10-17V		به دفترچه یادداشت
C2		470 µF	1			به دفترچه یادداشت
C3	خازن الکترولیتی	2200 µF	1			به دفترچه یادداشت
R1	مقاومت	680 اهم	1			به دفترچه یادداشت
R2	مقاومت	7.5 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
R3، R5-R8	مقاومت