Rangkaian konverter tegangan 12220 dengan sinus. Perlunya rangkaian inverter gelombang sinus murni

Saya memutuskan untuk mendedikasikan artikel terpisah untuk pembuatan konverter tegangan step-up DC AC untuk 220V. Hal ini tentu saja tidak ada hubungannya dengan topik tersebut lampu sorot LED dan lampu, namun sumber listrik bergerak seperti itu banyak digunakan di rumah dan di mobil

1. Opsi perakitan
2. Desain konverter tegangan
3. Gelombang sinus
4. Contoh pengisian konverter
5. Perakitan dari UPS
6. Perakitan dari balok yang sudah jadi
7. Konstruktor radio
8. Skema konverter yang kuat

Opsi perakitan

Ada 3 cara optimal membuat inverter 12 hingga 220 dengan tangan Anda sendiri:

perakitan dari blok jadi atau konstruktor radio;
manufaktur dari catu daya yang tidak pernah terputus;
penggunaan sirkuit radio amatir.

Dari Cina Anda dapat menemukan konstruktor radio yang bagus dan blok siap pakai untuk merakit konverter DC ke AC 220V. Dari segi harga, cara ini paling mahal, namun membutuhkan waktu paling sedikit.

Metode kedua adalah meningkatkan catu daya tak terputus (UPS), yang tanpa baterai dijual dalam jumlah besar di Avito dan harganya 100 hingga 300 rubel.

Pilihan tersulit adalah perakitan dari awal; Anda tidak dapat melakukannya tanpa pengalaman radio amatir. Kita harus membuat papan sirkuit tercetak, memilih komponen, dan banyak pekerjaan.

Desain konverter tegangan

Mari kita pertimbangkan desain konverter tegangan step-up konvensional dari 12 menjadi 220. Prinsip pengoperasian semua inverter modern akan sama. Pengontrol PWM frekuensi tinggi mengatur mode operasi, frekuensi dan amplitudo. Bagian daya dibuat aktif transistor yang kuat, panas yang ditransfer ke badan perangkat.

Sekering dipasang pada input untuk melindungi aki mobil dari korsleting. Sensor termal dipasang di sebelah transistor, yang memantau pemanasannya. Jika inverter 12v-220v terlalu panas, sistem pendingin aktif yang terdiri dari satu atau lebih kipas akan dihidupkan. Dalam model anggaran, kipas dapat bekerja terus-menerus, dan tidak hanya pada beban tinggi.

Transistor daya pada output

Gelombang sinus

Bentuk gelombang keluaran inverter mobil dibentuk oleh generator frekuensi tinggi. Gelombang sinus dapat terdiri dari dua jenis:

gelombang sinus yang dimodifikasi;
gelombang sinus murni, gelombang sinus murni.

Tidak semua perangkat listrik dapat bekerja dengan gelombang sinus yang dimodifikasi, yaitu berbentuk persegi panjang. Beberapa komponen mengubah mode pengoperasiannya, dapat menjadi panas dan mulai kotor. Anda bisa mendapatkan hal serupa jika Anda meredupkan lampu LED yang kecerahannya tidak dapat disesuaikan. Suara berderak dan berkedip dimulai.

Konverter tegangan step-up DC AC 12V-220V yang mahal memiliki keluaran gelombang sinus murni. Harganya jauh lebih mahal, tetapi peralatan listrik berfungsi dengan baik.

Contoh pengisian konverter

Perakitan dari UPS

Agar tidak menemukan apa pun dan tidak membeli modul yang sudah jadi, Anda dapat mencoba catu daya komputer yang tidak pernah terputus, disingkat UPS. Mereka dirancang untuk 300-600W. Saya memiliki Ippon dengan 6 soket, 2 monitor, 1 unit sistem, 1 TV, 3 kamera pengintai, sistem manajemen pengawasan video terhubung. Saya secara berkala mengalihkannya ke mode operasi dengan memutus 220 dari jaringan sehingga baterai habis, jika tidak, masa pakai akan sangat berkurang.

Rekan tukang listrik menghubungkan baterai asam mobil biasa ke catu daya yang tidak pernah terputus, baterai tersebut bekerja dengan sempurna selama 6 jam terus menerus, dan mereka menonton sepak bola di pedesaan. UPS biasanya memiliki sistem diagnostik baterai gel internal yang mendeteksi kapasitas rendahnya. Bagaimana reaksinya terhadap mobil tidak diketahui, meskipun perbedaan utamanya adalah gel, bukan asam.

pengisian UPS

Satu-satunya masalah adalah UPS mungkin tidak menyukai lonjakan jaringan mobil saat mesin hidup. Untuk amatir radio sejati, masalah ini terpecahkan. Hanya dapat digunakan dengan mesin dimatikan.

Sebagian besar UPS dirancang untuk pengoperasian jangka pendek ketika tegangan 220V di stopkontak hilang. Untuk pengoperasian berkelanjutan jangka panjang, sangat disarankan untuk memasang pendingin aktif. Ventilasi berguna untuk opsi stasioner dan inverter mobil.

Seperti semua perangkat, perangkat ini akan berperilaku tidak terduga saat menghidupkan mesin dengan beban terhubung. Starter mobil menarik banyak volt, paling banter akan masuk ke perlindungan seolah-olah baterainya rusak. Paling buruk, akan terjadi lonjakan output 220V, gelombang sinus akan terdistorsi.

Perakitan dari blok yang sudah jadi

Untuk merakit inverter 12v 220v stasioner atau otomotif dengan tangan Anda sendiri, Anda dapat menggunakan blok siap pakai yang dijual di eBay atau dari Cina. Ini akan menghemat waktu dalam pembuatan, penyolderan, dan pengaturan akhir. Cukup dengan menambahkan rumah dan kabel dengan buaya ke dalamnya.

Anda juga dapat membeli kit radio, yang dilengkapi dengan semua komponen radio; yang tersisa hanyalah menyoldernya.

Perkiraan harga untuk musim gugur 2016:

300W – 400 gosok;
500W – 700gosok;
1000W – 1500rub;
2000W – 1700rub;
3000W - 2500 gosok.

Untuk mencari di Aliexpress, masukkan kueri "inverter 220 diy" di baris pencarian. Singkatan "DIY" adalah singkatan dari "perakitan do-it-yourself".

Papan 500W, output untuk 160, 220, 380 volt

Konstruktor radio

Perlengkapan radio harganya lebih murah daripada papan yang sudah jadi. Elemen yang paling rumit mungkin sudah ada di papan. Setelah dirakit, hampir tidak memerlukan pengaturan, yang memerlukan osiloskop. Kisaran parameter dan peringkat komponen radio dipilih dengan baik. Terkadang mereka memasukkan suku cadang ke dalam tas, jika Anda merobek kakinya karena kurang pengalaman.

Rangkaian konverter daya

Inverter yang kuat terutama digunakan untuk menghubungkan perkakas listrik konstruksi selama pembangunan rumah musim panas atau hacienda. Konverter tegangan 500 watt berdaya rendah berbeda dari konverter kuat 5.000-10.000 watt dalam jumlah transformator dan transistor daya pada output. Oleh karena itu, kompleksitas pembuatan dan harga transistor hampir sama; Daya optimalnya 3000 W, Anda dapat menghubungkan bor, gerinda, dan peralatan lainnya.

Saya akan menunjukkan beberapa rangkaian inverter dari 12, 24, 36 hingga 220V. Tidak disarankan memasangnya di mobil penumpang; Anda dapat merusak kelistrikan secara tidak sengaja. Rancangan rangkaian konverter DC AC 12 hingga 220 sederhana, berupa osilator master dan bagian daya. Generator dibuat pada TL494 yang populer atau analog.

Sejumlah besar rangkaian booster dari 12v ke 220v untuk produksi DIY dapat ditemukan di tautan
http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/101-4
Total ada sekitar 140 rangkaian, setengahnya merupakan boost converter dari 12, 24 hingga 220V. Daya dari 50 hingga 5000 watt.

Setelah perakitan, Anda perlu menyesuaikan seluruh rangkaian menggunakan osiloskop; disarankan untuk memiliki pengalaman bekerja dengan rangkaian tegangan tinggi.

Untuk merakit inverter berkekuatan 2500 Watt Anda memerlukan 16 transistor dan 4 trafo yang sesuai. Biaya produknya akan cukup besar, sebanding dengan biaya perancang radio serupa. Keuntungan dari biaya tersebut adalah keluaran sinus murni.

Inverter terdiri dari osilator master 50 Hertz (hingga 100 Hz), yang dibuat berdasarkan multivibrator paling umum. Sejak skema ini diterbitkan, saya telah mengamati bahwa banyak yang berhasil mengulangi skema tersebut, ulasannya cukup bagus - proyek ini sukses.

Sirkuit ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan hampir listrik 220 Volt dengan frekuensi 50 Hz pada output (tergantung pada frekuensi multivibrator. Output dari inverter kami adalah pulsa persegi panjang, tapi tolong jangan terburu-buru mengambil kesimpulan - inverter seperti itu cocok untuk memberi daya pada hampir semua beban rumah tangga, kecuali beban yang memiliki motor internal yang peka terhadap bentuk sinyal yang diberikan.

TV, pemutar, pengisi daya untuk laptop, laptop, perangkat seluler, besi solder, lampu pijar, lampu LED, LDS, bahkan komputer pribadi - semua ini dapat diberi daya tanpa masalah dari inverter yang diusulkan.

Beberapa kata tentang kekuatan inverter. Jika Anda menggunakan sepasang saklar daya seri IRFZ44 dengan daya sekitar 150 watt, daya keluaran ditunjukkan di bawah ini tergantung pada jumlah pasang kunci dan jenisnya.

Transistor Jumlah pasang Kekuatan, W)
IRFZ44/46/48 1/2/3/4/5 250/400/600/800/1000
IRF3205/IRL3705/IRL 2505 1/2/3/4/5 300/500/700/900/1150
IRF1404 1/2/3/4/5 400/650/900/1200/1500Maks

Tapi bukan itu saja, salah satu orang yang merakit perangkat ini menulis dengan bangga bahwa ia berhasil mengeluarkan hingga 2000 watt, tentu saja, dan ini nyata jika Anda menggunakan, katakanlah, 6 pasang IRF1404 - kunci yang benar-benar mematikan dengan arus sebesar 202 Ampere, tetapi tentu saja arus maksimum tidak dapat mencapai nilai tersebut, karena terminal akan meleleh begitu saja pada arus tersebut.

Inverter memiliki fungsi REMOTE (pengendali jarak jauh). Triknya adalah untuk menghidupkan inverter, Anda perlu menerapkan plus berdaya rendah dari baterai ke saluran yang menghubungkan resistor multivibrator berdaya rendah. Beberapa kata tentang resistor itu sendiri - ambil semuanya dengan daya 0,25 watt - mereka tidak akan terlalu panas. Transistor dalam multivibrator harus cukup kuat jika Anda ingin memompa beberapa pasang sakelar daya. Dari kami, KT815/17 atau bahkan lebih baik KT819 atau analog impor bisa digunakan.

Kapasitor adalah kapasitor pengatur frekuensi, kapasitasnya 4,7 μF; dengan susunan komponen multivibrator seperti itu, frekuensi inverter akan menjadi sekitar 60 Hz.
Saya mengambil trafo dari catu daya lama yang tidak pernah terputus, daya trance dipilih berdasarkan daya inverter yang diperlukan (dihitung), belitan primer 2 hingga 9 Volt (7-12 Volt), belitan sekunder standar - jaringan.
Kapasitor film dengan tegangan pengenal 63/160 volt atau lebih, ambil yang Anda miliki.

Baiklah, saya hanya akan menambahkan bahwa sakelar daya dengan daya tinggi akan memanas seperti kompor, mereka membutuhkan heat sink yang sangat baik, ditambah pendinginan aktif. Jangan lupa untuk mengisolasi pasangan salah satu lengan dari heat sink untuk menghindari hubungan arus pendek pada transistor.

Inverter tidak memiliki perlindungan atau stabilisasi apa pun; mungkin tegangannya akan menyimpang dari 220 Volt.

Unduh PCB dari server

Hormat kami - AKA KASYAN

Rangkaian inverter Mos-Fet ini akan memberikan tegangan keluaran gelombang persegi yang stabil. Frekuensi konversi ditentukan oleh pengaturan resistor variabel dan biasanya diatur ke 50 Hz. Berbagai trafo siap pakai dapat digunakan di rangkaian. Atau lukai yang buatan sendiri untuk hasil terbaik.

Rangkaian konverter tegangan 12V menjadi 220 (dikurangi)

Meskipun konverter diberi nilai 0,5 kW, MOSFET tambahan dapat disuplai untuk meningkatkan daya.

Disarankan untuk memasang sekring pada saluran listrik inverter dan selalu menghubungkan beban. Sekering harus diberi nilai 32 volt dan sekitar 10 amp per 100 watt daya. Catu daya harus memiliki kabel yang cukup tebal untuk menangani arus setinggi ini!

Heatsink yang sesuai untuk transistor efek medan juga harus digunakan. RFP50N06. Mos-Fets ini diberi peringkat 50 Amps dan 60 Volt. Namun jika mau, gunakan jenis transistor efek medan lain yang sesuai sebagai penggantinya.

Konverter ini tidak menggunakan 12-220 - op-amp murah biasa LM358 dan chip digital CD4001. Penguat operasional sebagai osilator utama LT1013 menawarkan opsi yang lebih baik daripada LM358, tapi itu pilihanmu.

Trafo daya harus mampu mentransmisikan daya keluaran yang dipilih. Dalam hal ini digunakan dari oven microwave. Menggunakan trafo yang digulung ulang seperti yang ditunjukkan di bawah ini, rangkaian harus menangani daya maksimum sekitar 500 watt.

Sekunder harus dililitkan dan dililitkan pada tegangan sekitar 18-24 volt dengan ketukan dari tengah. Kabel - 2-3 mm. Secara umum rangkaian ini sangat cocok untuk bekerja sebagai inverter mobil 12-220 volt, dan bila perlu dapat dikurangi tegangan keluaran(atau menjadikannya bipolar) dan menyalakan penguat otomatis yang kuat darinya.

Inverter 12V/220V adalah barang penting di rumah tangga. Terkadang itu hanya perlu: jaringan, misalnya, hilang, telepon mati, dan ada daging di lemari es. Permintaan menentukan pasokan: untuk model siap pakai dengan daya 1 kW atau lebih, yang dapat digunakan untuk memberi daya pada peralatan listrik apa pun, Anda harus membayar mulai dari $150. Mungkin lebih dari $300. Namun, membuat konverter tegangan dengan tangan Anda sendiri di zaman kita dapat diakses oleh siapa saja yang tahu cara menyolder: merakitnya dari seperangkat komponen yang sudah jadi akan memakan biaya tiga hingga empat kali lebih murah + sedikit pekerjaan dan logam dari sampah bekas. Jika ada Pengisi daya untuk mobil baterai(baterai), biasanya Anda dapat menghabiskan 300-500 rubel. Dan jika Anda juga memiliki keterampilan dasar radio amatir, maka, setelah mengobrak-abrik simpanan, sangat mungkin untuk membuat inverter 12V DC/220V AC 50Hz untuk 500-1200 W secara gratis. Mari pertimbangkan opsi yang memungkinkan.

Pilihan: Global

Konverter tegangan 12-220 V untuk memberi daya pada beban hingga 1000 W atau lebih umumnya dapat dibuat secara mandiri dengan cara berikut (sesuai kenaikan biaya):

Tempatkan unit yang sudah jadi dalam wadah dengan unit pendingin dari Avito, Ebay atau AliExpress. Cari "inverter 220" atau "inverter 12/220"; Anda dapat segera menambahkan daya yang dibutuhkan. Biayanya sekitar. setengah harga dari pabrik yang sama. Tidak diperlukan keterampilan kelistrikan, tetapi - lihat di bawah;
Rakit yang sama dari kit: papan sirkuit tercetak + komponen “tersebar”. Bisa dibeli disana, tapi DIY ditambahkan ke permintaan, yang berarti perakitan sendiri. Harga masih sekitar. 1,5 kali lebih rendah. Keterampilan dasar dalam elektronik radio diperlukan: kemampuan menyolder, menggunakan multimeter, pengetahuan tentang pengkabelan (pinout) terminal elemen aktif atau kemampuan mencarinya, aturan untuk memasukkan komponen polar (dioda, kapasitor elektrolitik) dan kemampuan untuk menentukan arus apa dan kabel penampang apa yang dibutuhkan;
Sesuaikan catu daya komputer yang tidak pernah terputus (UPS, UPS) ke inverter. UPS bekas yang berfungsi tanpa baterai standar dapat ditemukan dengan harga 300-500 rubel. Anda tidak memerlukan keahlian apa pun - Anda cukup menghubungkan aki mobil ke UPS. Tetapi Anda harus mengisi dayanya secara terpisah, lihat juga di bawah;
Pilih metode konversi, diagram (lihat di bawah) sesuai dengan kebutuhan Anda dan ketersediaan suku cadang, hitung dan rakit sendiri sepenuhnya. Ini mungkin sepenuhnya gratis, tetapi selain keterampilan elektronik dasar, Anda memerlukan kemampuan untuk menggunakan beberapa keterampilan khusus alat pengukur(lihat juga di bawah) dan lakukan perhitungan teknik sederhana.

Dari modul yang sudah jadi

Metode perakitan sesuai paragraf. 1 dan 2 sebenarnya tidak sesederhana itu. Rumah inverter pabrik yang sudah jadi juga berfungsi sebagai heat sink untuk sakelar transistor kuat di dalamnya. Jika kita mengambil "produk setengah jadi" atau "longgar", maka tidak akan ada tempat tinggal bagi mereka: mengingat biaya elektronik, tenaga kerja manual, dan logam non-besi saat ini, perbedaan harga justru dijelaskan oleh tidak adanya yang kedua dan, mungkin, yang ketiga. Artinya, Anda harus membuat sendiri radiator untuk kunci yang kuat atau mencari yang aluminium yang sudah jadi. Ketebalannya di tempat pemasangan kunci harus minimal 4 mm, dan luas setiap kunci harus minimal 50 meter persegi. lihat untuk setiap kW keluaran daya; dengan hembusan dari kipas pendingin komputer 12 V 110-130 mA – dari 30 sq. cm*kW*kunci.

Modul inverter tegangan 12/220 V siap pakai

Misalnya, ada 2 kunci dalam satu set (modul) (Anda dapat melihatnya, menonjol dari papan, lihat di sebelah kiri pada gambar); modul dengan kunci pada radiator (di sebelah kanan pada gambar) lebih mahal dan dirancang untuk daya tertentu, biasanya tidak terlalu tinggi. Tidak ada pendingin, daya yang dibutuhkan 1,5 kW. Ini berarti Anda membutuhkan radiator seluas 150 meter persegi. lihat Selain itu, ada juga kit pemasangan untuk kunci: gasket penghantar panas insulasi dan perlengkapan untuk sekrup pemasangan - cangkir dan ring insulasi. Jika modul memiliki perlindungan termal (akan ada bagian lain yang menonjol di antara tombol - sensor termal), maka sedikit pasta termal untuk merekatkannya ke radiator. Kabel - tentu saja, lihat di bawah.

Dari UPS

Inverter 12V DC/220V AC 50Hz, yang dengannya Anda dapat menyambungkan perangkat apa pun dalam batas daya yang diizinkan, dibuat dari UPS komputer dengan cukup sederhana: kabel standar ke aki "Anda" diganti dengan yang panjang dengan klem untuk aki mobil terminal. Penampang kawat dihitung berdasarkan rapat arus yang diizinkan sebesar 20-25 A/sq. mm, lihat juga di bawah. Tetapi karena baterai yang tidak standar, masalah mungkin timbul - dengan itu, baterai lebih mahal dan lebih diperlukan daripada konverter.

UPS juga menggunakan baterai timbal-asam. Saat ini, ini adalah satu-satunya sumber daya kimia sekunder yang tersedia secara luas yang mampu mengalirkan arus besar (arus ekstra) secara teratur tanpa “terputus” sepenuhnya dalam 10-15 siklus pengisian-pengosongan. Dalam penerbangan, baterai perak-seng digunakan, yang bahkan lebih bertenaga, tetapi harganya sangat mahal, tidak tersedia secara luas, dan masa pakainya dapat diabaikan menurut standar sehari-hari - kira-kira. 150 siklus.

Pengosongan baterai asam dipantau dengan jelas oleh tegangan pada bank, dan pengontrol UPS tidak akan membiarkan baterai "asing" habis tanpa batas. Namun pada aki UPS standar, elektrolitnya berbentuk gel, sedangkan pada aki mobil berbentuk cair. Mode pengisian dalam kedua kasus berbeda secara signifikan: arus yang sama tidak dapat dialirkan melalui gel seperti melalui cairan, dan dalam elektrolit cair, jika arus muatan terlalu rendah, mobilitas ion akan rendah dan tidak semuanya. mereka akan kembali ke tempatnya di elektroda. Akibatnya, UPS akan kekurangan daya pada aki mobil secara kronis; baterai tersebut akan segera menjadi tersulfasi dan menjadi tidak dapat digunakan sama sekali. Oleh karena itu diperlukan battery charger untuk inverter pada UPS. Anda bisa membuatnya sendiri, tapi itu topik lain.

Baterai dan daya

Kesesuaian konverter untuk tujuan tertentu juga bergantung pada baterai. Inverter penambah tegangan tidak mengambil energi bagi konsumen dari “materi gelap” Alam Semesta, lubang hitam, roh suci, atau di mana saja. Hanya dari baterai. Dan dari situ ia akan mengambil daya yang disuplai ke konsumen, dibagi dengan efisiensi konverter itu sendiri.

Jika Anda melihat “6800W” atau lebih pada badan inverter bermerek, percayalah. Elektronik modern memungkinkan untuk memasukkan perangkat yang lebih kuat ke dalam volume bungkus rokok. Namun katakanlah kita memerlukan daya beban 1000 W, dan kita memiliki aki mobil biasa 12 V 60 A/jam. Nilai tipikal efisiensi inverter adalah 0,8. Ini berarti akan memakan waktu sekitar. 100 A. Untuk arus seperti itu, diperlukan juga kabel dengan penampang 5 meter persegi. mm (lihat di atas), tapi itu bukan hal utama di sini.

Penggemar mobil tahu: jika Anda menyalakan starter selama 20 menit, belilah aki baru. Benar, mesin baru memiliki batasan waktu pengoperasiannya, jadi mungkin mereka tidak mengetahuinya. Dan tentunya tidak semua orang mengetahui bahwa starter sebuah mobil, setelah diputar, membutuhkan arus sekitar. 75 A (dalam 0,1-0,2 detik saat startup - hingga 600 A). Perhitungan paling sederhana - dan ternyata jika inverter tidak memiliki peralatan otomatis yang membatasi pengosongan baterai, maka baterai kita akan habis sepenuhnya dalam 15 menit. Jadi pilihlah atau rancang konverter Anda dengan mempertimbangkan kemampuan baterai yang ada.

Catatan: ini menyiratkan keuntungan besar dari konverter 12/220 V berdasarkan UPS komputer - pengontrolnya tidak akan membiarkan baterai terkuras sepenuhnya.

Masa pakai baterai asam tidak berkurang secara signifikan jika dikosongkan dengan arus 2 jam (12 A untuk 60 A/jam, 24 A untuk 120 A/jam, dan 42 A untuk 210 A/jam). Dengan mempertimbangkan efisiensi konversi, hal ini menghasilkan daya beban jangka panjang yang diizinkan sebesar kira-kira. masing-masing 120 W, 230 W dan 400 W. Selama 10 menit. beban (misalnya untuk menyalakan perkakas listrik), dapat ditingkatkan 2,5 kali lipat, tetapi setelah itu ABC harus istirahat minimal 20 menit.

Secara keseluruhan, hasilnya tidak sepenuhnya buruk. Dari perkakas listrik rumah tangga biasa, hanya penggiling yang mampu memakan daya 1000-1300 W. Sisanya, biasanya, berharga hingga 400 W, dan obeng hingga 250 W. Kulkas dari baterai 12 V 60 A/jam akan bekerja melalui inverter selama 1,5-5 jam; cukup untuk diterima tindakan yang diperlukan. Oleh karena itu, membuat konverter 1 kW untuk baterai 60 A/jam masuk akal.

Apa hasilnya?

Untuk mengurangi berat dan ukuran perangkat, dengan pengecualian yang jarang terjadi (lihat di bawah), konverter tegangan beroperasi pada frekuensi yang ditingkatkan dari ratusan Hz ke satuan dan puluhan kHz. Tidak ada konsumen yang akan menerima arus dengan frekuensi seperti itu, dan hilangnya energi pada kabel konvensional akan sangat besar. Oleh karena itu, inverter 12-200 dibuat untuk tegangan keluaran berikut. jenis:

Konstan diperbaiki 220 V (220V AC). Cocok untuk memberi daya pada pengisi daya telepon, sebagian besar catu daya (PS) untuk tablet, lampu pijar, lampu neon, dan lampu LED. Dengan daya 150-250 W, alat ini cocok untuk perkakas listrik genggam: konsumsi dayanya sekitar DC sedikit berkurang dan torsi meningkat. Tidak cocok untuk mengganti catu daya (UPS) TV, komputer, laptop, oven microwave, dll. dengan daya lebih dari 40-50 W: ini tentu memiliki apa yang disebut. unit awal, untuk pengoperasian normal yang tegangan listriknya harus secara berkala melewati nol. Tidak cocok dan berbahaya untuk perangkat dengan trafo daya berbahan dasar besi dan motor listrik arus bolak-balik: perkakas listrik stasioner, lemari es, AC, sebagian besar audio Hi-Fi, pengolah makanan, beberapa penyedot debu, pembuat kopi, penggiling kopi, dan oven microwave (untuk yang terakhir - karena adanya motor pemutar meja).
Gelombang sinus yang dimodifikasi (lihat di bawah) - cocok untuk konsumen mana pun, kecuali audio Hi-Fi dengan UPS, perangkat lain dengan UPS dari 40-50 W (lihat di atas) dan, seringkali lokal sistem keamanan, stasiun cuaca rumah, dll. dengan sensor analog sensitif.
Sinusoidal murni - cocok tanpa batasan, kecuali daya, untuk semua konsumen listrik.

Sinus atau pseudosin?

Untuk meningkatkan efisiensi, konversi tegangan dilakukan tidak hanya pada frekuensi yang lebih tinggi, tetapi juga dengan pulsa heteropolar. Namun, tidak mungkin untuk memberi daya pada banyak perangkat konsumen dengan rangkaian pulsa persegi panjang multi-polar (yang disebut liku-liku): lonjakan besar pada bagian depan liku-liku bahkan dengan beban yang sedikit reaktif akan menyebabkan hilangnya energi yang besar dan dapat menyebabkan a kegagalan fungsi konsumen. Namun, juga tidak mungkin merancang konverter untuk arus sinusodal - efisiensinya tidak akan melebihi kira-kira. 0,6.

Konversi tegangan searah menjadi gelombang sinus termodifikasi dan murni

Revolusi yang tenang namun signifikan dalam industri ini terjadi ketika sirkuit mikro dikembangkan khusus untuk inverter tegangan, membentuk apa yang disebut. sinusoidal yang dimodifikasi (di sebelah kiri pada gambar), meskipun akan lebih tepat disebut pseudo-, meta-, quasi-, dll. sinusoidal. Bentuk sinusoida yang dimodifikasi saat ini adalah berundak, dan bagian depan pulsa memanjang (bagian depan berliku-liku seringkali tidak terlihat sama sekali pada layar osiloskop sinar katoda). Berkat ini, konsumen dengan trafo berbahan besi atau reaktivitas yang nyata (motor listrik asinkron) “memahami” gelombang sinus semu “sebagai nyata” dan bekerja seolah-olah tidak terjadi apa-apa; Audio Hi-Fi dengan trafo jaringan pada perangkat keras dapat ditenagai dengan gelombang sinus yang dimodifikasi. Selain itu, sinusoidal yang dimodifikasi sudah cukup dengan cara yang sederhana menghaluskan hingga “hampir nyata”, perbedaan dari yang murni pada osiloskop hampir tidak terlihat oleh mata; Konverter tipe “Sine Murni” tidak jauh lebih mahal dibandingkan konverter konvensional, di sebelah kanan pada Gambar.

Namun, tidak disarankan untuk menjalankan perangkat dengan komponen analog yang berubah-ubah dan UPS dari gelombang sinus yang dimodifikasi. Yang terakhir ini sangat tidak diinginkan. Faktanya adalah bahwa platform tengah dari sinusoida yang dimodifikasi bukanlah tegangan nol murni. Unit awal UPS dari gelombang sinus yang dimodifikasi tidak beroperasi dengan jelas dan seluruh UPS mungkin tidak keluar dari mode pengaktifan ke mode pengoperasian. Pengguna awalnya melihat ini sebagai gangguan buruk, dan kemudian asap keluar dari perangkat, seperti dalam lelucon. Oleh karena itu, perangkat di dalam UPS harus diberi daya dari inverter tipe Pure Sine.

Kami membuat inverter sendiri

Jadi, untuk saat ini jelas yang terbaik adalah membuat inverter untuk keluaran 220 V 50 Hz, meskipun kita juga akan mengingat keluaran AC. Dalam kasus pertama, untuk mengontrol frekuensi, Anda memerlukan pengukur frekuensi: norma fluktuasi frekuensi jaringan catu daya adalah 48-53 Hz. Motor listrik AC sangat sensitif terhadap penyimpangannya: ketika frekuensi tegangan suplai mencapai batas toleransi, motor tersebut memanas dan “menjauh” dari kecepatan pengenal. Yang terakhir ini sangat berbahaya untuk lemari es dan AC; bisa rusak karena depresurisasi. Namun kita tidak perlu membeli, menyewa, atau meminta pinjaman pengukur frekuensi elektronik yang akurat dan multifungsi - kita tidak memerlukan keakuratannya. Baik pengukur frekuensi resonansi elektromekanis (pos. 1 pada gambar) atau penunjuk sistem apa pun, pos. 2:

Perangkat untuk memantau frekuensi jaringan catu daya

Keduanya tidak mahal, dijual di Internet, dan di kota-kota besar di toko khusus listrik. Pengukur frekuensi resonansi lama dapat ditemukan di pasar besi, dan salah satunya, setelah memasang inverter, sangat cocok untuk memantau frekuensi jaringan di rumah - penghitung tidak merespons saat menghubungkannya ke jaringan.

50 Hz dari komputer

Dalam kebanyakan kasus, konsumen membutuhkan daya 220 V 50 Hz yang tidak terlalu bertenaga, hingga 250-350 W. Maka dasar untuk konverter 12/220 V 50 Hz dapat berupa UPS dari komputer lama - jika, tentu saja, ada yang tergeletak di tempat sampah atau ada yang menjualnya dengan harga murah. Daya yang disalurkan ke beban akan menjadi kira-kira. 0,7 dari nilai UPS. Misalnya, jika “250W” tertulis di badannya, maka perangkat hingga 150-170 W dapat dihubungkan tanpa rasa takut. Anda membutuhkan lebih banyak - Anda harus mengujinya terlebih dahulu pada beban lampu pijar. Ini berlangsung selama 2 jam – dapat menghasilkan tenaga sebesar itu untuk waktu yang lama. Cara membuat inverter 12V DC/220V AC 50Hz dari satuan komputer catu daya, lihat video di bawah.

Video: konverter 12-220 sederhana dari catu daya komputer

Kunci

Katakanlah tidak ada UPS komputer atau Anda memerlukan lebih banyak daya. Maka pilihan elemen kunci menjadi penting: elemen tersebut harus mengalihkan arus tinggi dengan kerugian peralihan yang minimal, dapat diandalkan dan terjangkau. Dalam hal ini, transistor bipolar dan thyristor dengan percaya diri menjadi bagian dari masa lalu dalam bidang penerapan ini.

Revolusi kedua dalam bisnis inverter dikaitkan dengan munculnya transistor efek medan yang kuat (“transistor medan”), yang disebut. struktur vertikal. Namun, mereka telah merevolusi seluruh teknologi catu daya untuk perangkat berdaya rendah: semakin sulit menemukan trafo besi pada peralatan rumah tangga.

Perangkat medan daya tinggi terbaik untuk konverter tegangan adalah saluran induksi gerbang terisolasi (MOSFET), misalnya. IFR3205, di sebelah kiri pada gambar:

Transistor daya untuk konverter tegangan

Karena daya switching yang dapat diabaikan, efisiensi inverter dengan keluaran DC pada transistor tersebut dapat mencapai 0,95, dan dengan keluaran AC 50 Hz 0,85-0,87. Analogi MOSFET dengan saluran bawaan, mis. IFRZ44, memberikan efisiensi yang lebih rendah, namun jauh lebih murah. Sepasang satu atau yang lain memungkinkan Anda untuk meningkatkan daya pada beban menjadi kira-kira. 600W; keduanya dapat diparalelkan tanpa masalah (di sebelah kanan pada gambar), yang memungkinkan pembuatan inverter dengan daya hingga 3 kW.

Catatan: hilangnya daya switching dari sakelar dengan saluran internal saat beroperasi pada beban reaktif yang signifikan (misalnya, motor listrik asinkron) dapat mencapai 1,5 W per sakelar. Kunci dengan saluran terinduksi bebas dari kelemahan ini.

TL494

Elemen ketiga yang memungkinkan untuk membawa konverter tegangan ke kondisi saat ini adalah sirkuit mikro khusus TL494 dan analognya. Semuanya mewakili pengontrol modulasi lebar pulsa(PWM), yang menghasilkan sinyal sinusoidal yang dimodifikasi pada output. Outputnya multi-polar, yang memungkinkan Anda mengontrol pasangan kunci. Frekuensi konversi referensi diatur oleh satu rangkaian RC, yang parameternya dapat diubah dalam batas luas.

Kapan pekerjaan tetap cukup?

Lingkaran konsumen 220 V DC terbatas, namun merekalah yang membutuhkan catu daya otonom tidak hanya dalam situasi darurat. Misalnya, saat bekerja dengan perkakas listrik di jalan atau di sudut jauh lokasi Anda sendiri. Atau selalu hadir, katakanlah, pada penerangan darurat di pintu masuk rumah, lorong, koridor, area sekitar baterai surya, pada siang hari mengisi ulang baterai. Kasus umum ketiga adalah mengisi daya ponsel Anda saat bepergian dari pemantik rokok. Disini daya keluaran yang dibutuhkan sangat sedikit, sehingga inverter dapat dibuat hanya dengan 1 transistor saja sesuai rangkaian generator relaksasi, lihat selanjutnya. klip video.

Video: konverter boost pada satu transistor

Untuk menyalakan 2-3 bola lampu LED Anda membutuhkan lebih banyak daya. Ketika mencoba untuk "memerasnya", efisiensi generator pemblokiran turun tajam, dan Anda harus beralih ke sirkuit dengan elemen pengaturan waktu terpisah atau umpan balik induktif internal penuh, sirkuit tersebut adalah yang paling ekonomis dan mengandung jumlah komponen paling sedikit; Dalam kasus pertama, untuk mengganti satu sakelar, EMF induksi sendiri dari salah satu belitan transformator digunakan bersama dengan rangkaian waktu. Yang kedua, elemen pengatur frekuensi adalah transformator step-up itu sendiri karena konstanta waktunya sendiri; nilainya ditentukan terutama oleh fenomena induksi diri. Oleh karena itu, kedua inverter kadang-kadang disebut konverter induksi mandiri. Efisiensinya, biasanya, tidak lebih tinggi dari 0,6-0,65, tetapi, pertama, rangkaiannya sederhana dan tidak memerlukan penyesuaian. Kedua, tegangan keluaran lebih berbentuk trapesium daripada gelombang persegi; konsumen yang “menuntut” “memahaminya” sebagai gelombang sinus yang dimodifikasi. Kerugian: sakelar medan pada konverter semacam itu praktis tidak dapat diterapkan, karena sering gagal karena lonjakan tegangan pada belitan primer selama peralihan.

Contoh rangkaian dengan elemen pengaturan waktu eksternal diberikan di pos. 1 foto:

Rangkaian konverter tegangan sederhana 12-200 V

Inti magnet transformator konverter tegangan daya rendah yang dipilih secara salah

Penulis desain tidak dapat memeras lebih dari 11 W darinya, tetapi tampaknya dia mengacaukan ferit dengan besi karbonil. Bagaimanapun, sirkuit magnetik lapis baja (cangkir) di fotonya sendiri (lihat gambar di sebelah kanan) sama sekali bukan ferit. Ini lebih mirip karbonil tua, teroksidasi di bagian luar seiring waktu, lihat gambar. di sebelah kanan. Transformator untuk inverter ini paling baik dililitkan pada cincin ferit dengan luas penampang ferit 0,7-1,2 meter persegi. cm. Gulungan primer harus berisi 7 lilitan kawat dengan diameter tembaga 0,6-0,8 mm, dan belitan sekunder harus berisi 57-58 lilitan kawat 0,3-0,32 mm. Ini untuk pelurusan dengan penggandaan, lihat di bawah. Untuk 220 V "murni" - 230-235 putaran kawat 0,2-0,25. Dalam hal ini, jika KT814 diganti dengan KT818, inverter ini akan menyalurkan daya hingga 25-30 W, yang cukup untuk 3-4 lampu LED. Saat mengganti KT814 dengan KT626, daya beban akan menjadi sekitar. 15 W, namun efisiensinya akan meningkat. Dalam kedua kasus tersebut, radiator kunci berukuran 50 meter persegi. cm.

Di pos. Gambar 2 menunjukkan diagram konverter “kuno” 12-220 dengan belitan umpan balik terpisah. Ini tidak terlalu kuno. Pertama, tegangan keluaran di bawah beban berbentuk trapesium dengan patahan membulat dan tidak ada paku. Ini bahkan lebih baik daripada gelombang sinus yang dimodifikasi. Kedua, konverter ini dapat dirancang tanpa modifikasi apa pun pada rangkaian untuk daya hingga 300-350 W dan frekuensi 50 Hz, kemudian tidak diperlukan penyearah, Anda hanya perlu memasang VT1 dan VT2 pada radiator mulai 250 kW. . lihat masing-masing. Ketiga, ini melindungi baterai: ketika kelebihan beban, frekuensi konversi turun, daya keluaran berkurang, dan jika Anda memuatnya lebih banyak lagi, pembangkitan berhenti. Artinya, untuk menghindari pengosongan baterai yang berlebihan, tidak diperlukan otomatisasi.

Prosedur untuk menghitung inverter ini diberikan dalam pemindaian pada Gambar.:

Besaran kunci di dalamnya adalah frekuensi konversi dan induksi kerja pada rangkaian magnet. Frekuensi konversi dipilih berdasarkan bahan inti yang tersedia dan daya yang dibutuhkan:

Ferit “omnivora” ini dijelaskan oleh fakta bahwa loop histeresisnya berbentuk persegi panjang dan induksi kerja sama dengan induksi saturasi. Penurunan nilai induksi yang dihitung pada inti magnet baja dibandingkan dengan nilai tipikal disebabkan oleh peningkatan tajam rugi-rugi peralihan arus non-sinusoidal seiring dengan peningkatannya. Oleh karena itu dari intinya transformator daya dari TV "peti mati" 270 W lama dalam konverter 50 Hz ini, dimungkinkan untuk menghilangkan tidak lebih dari 100-120 W. Tapi - tanpa ikan, ada kanker pada ikan.

Catatan: jika Anda memiliki inti magnet baja dengan penampang yang sengaja dibuat terlalu besar, jangan memeras daya darinya! Biarkan induksi menjadi lebih baik - efisiensi konverter akan meningkat, dan bentuk tegangan keluaran akan meningkat.

Pelurusan

Lebih baik menyearahkan tegangan keluaran inverter ini menggunakan rangkaian penggandaan tegangan paralel (item 3 pada gambar dengan diagram): komponennya akan lebih murah, dan rugi-rugi daya pada arus non-sinusoidal akan lebih kecil daripada di sebuah jembatan. Kapasitor harus diambil "daya", dirancang untuk besar daya reaktif(ditunjuk PE atau W). Jika Anda memasang yang “bersuara” tanpa huruf-huruf ini, huruf-huruf itu bisa meledak.

50Hz? Ini sangat sederhana!

Inverter 50 Hz sederhana (item 4 pada gambar di atas dengan diagram) adalah desain yang menarik. Untuk beberapa jenis transformator daya standar, konstanta waktu intrinsik mendekati 10 ms, yaitu. setengah periode 50 Hz. Dengan menyesuaikannya dengan resistor pengatur waktu, yang juga akan bertindak sebagai pembatas arus kontrol tombol, Anda dapat segera mendapatkan keluaran berliku-liku halus sebesar 50 Hz tanpa sirkuit yang kompleks pembentukan. Trafo TP, TPP, TN untuk 50-120 W cocok, tapi tidak sembarang jenis. Anda mungkin harus mengubah nilai resistor dan/atau menghubungkan kapasitor 1-22 nF secara paralel dengannya. Jika frekuensi konversi masih jauh dari 50 Hz, percuma saja membongkar dan memundurkan trafo: rangkaian magnet yang direkatkan dengan lem feromagnetik akan mengembang, dan parameter trafo akan menurun tajam.

Inverter ini adalah konverter dacha akhir pekan. Ini tidak akan menguras aki mobil karena alasan yang sama seperti sebelumnya. Tapi itu cukup untuk menerangi rumah dengan beranda lampu LED dan TV atau pompa getar di dalam sumur. Frekuensi konversi inverter yang disesuaikan ketika arus beban berubah dari 0 ke maksimum tidak melampaui norma teknis untuk jaringan catu daya.

Gulungan trafo asli dirutekan seperti ini. Pada transformator daya tipikal, terdapat jumlah belitan sekunder genap untuk 12 atau 6 V. Dua di antaranya “disisihkan”, dan sisanya disolder secara paralel ke dalam kelompok dengan jumlah belitan yang sama di masing-masingnya. Selanjutnya kelompok-kelompok tersebut dihubungkan secara seri sehingga diperoleh 2 setengah belitan masing-masing 12 V, ini akan menjadi belitan tegangan rendah (primer) dengan titik tengah. Dari sisa belitan tegangan rendah, satu dihubungkan secara seri dengan belitan listrik 220 V; ini akan menjadi belitan step-up. Bahan tambahan diperlukan karena... penurunan tegangan pada saklar bipolar transistor komposit beserta rugi-ruginya pada trafo bisa mencapai 2,5-3 V, dan tegangan keluarannya akan diremehkan. Gulungan tambahan akan mengembalikannya ke normal.

DC dari chip

Efisiensi konverter yang dijelaskan tidak melebihi 0,8, dan frekuensinya sangat bervariasi tergantung pada arus beban. Daya beban maksimum kurang dari 400 W, jadi inilah saatnya memikirkan solusi sirkuit modern.

Rangkaian konverter sederhana 12 V DC/220 V DC untuk 500-600 W ditunjukkan pada gambar:

Rangkaian konverter 12-220 V DC 1000 W

Tujuan utamanya adalah untuk memberi daya pada perkakas listrik genggam. Beban seperti itu tidak menuntut kualitas tegangan yang disuplai, sehingga kuncinya diambil lebih murah; IFRZ46, 48 juga cocok. Trafo dililitkan pada ferit dengan penampang 2-2,5 meter persegi. cm; Inti transformator daya dari UPS komputer cocok. Gulungan primer - 2x5 putaran seikat 5-6 kabel belitan dengan diameter tembaga 0,7-0,8 mm (lihat di bawah); sekunder - 80 putaran kabel yang sama. Tidak diperlukan penyesuaian, tetapi tidak ada pemantauan pengosongan baterai, jadi selama pengoperasian Anda perlu memasang multimeter ke terminalnya dan jangan lupa untuk melihatnya (hal yang sama berlaku untuk semua inverter tegangan buatan sendiri lainnya). Jika tegangan turun menjadi 10,8 V (1,8 V per sel) - hentikan, matikan! Turun menjadi 1,75 V per sel (10,5 V untuk seluruh baterai) - ini sudah merupakan sulfasi!

Cara melilitkan trafo pada sebuah cincin

Karakteristik kualitas inverter, khususnya efisiensinya, sangat dipengaruhi oleh medan nyasar trafonya. Solusi mendasar untuk menguranginya telah lama diketahui: belitan primer, yang “memompa” sirkuit magnet dengan energi, ditempatkan dekat dengannya; yang sekunder di atasnya dalam urutan kekuatan mereka. Namun teknologi sedemikian rupa sehingga prinsip teoretis dalam desain tertentu terkadang harus dibalik. Salah satu hukum Murphy menyatakan kira-kira. jadi: jika perangkat keras masih tidak berfungsi sebagaimana mestinya, coba lakukan yang sebaliknya. Hal ini sepenuhnya berlaku untuk transformator frekuensi tinggi pada inti magnet cincin ferit dengan belitan yang terbuat dari kawat kaku yang relatif tebal. Gulung trafo konverter tegangan pada cincin ferit seperti ini:

Sirkuit magnetik diisolasi dan, dengan menggunakan shuttle belitan, belitan step-up sekunder dililitkan padanya, meletakkan belitan sekencang mungkin, pos. 1 pada Gambar.:

Menggulung transformator konverter tegangan pada cincin ferit

Bungkus erat bagian sekunder dengan selotip, pos.
Siapkan 2 rangkaian kawat identik untuk belitan primer: gulung jumlah lilitan setengah belitan tegangan rendah dengan kawat tipis yang tidak dapat digunakan, lepaskan, ukur panjangnya, potong jumlah segmen kawat belitan yang diperlukan dengan cadangan dan rakitlah menjadi bundel.
Selain itu, belitan sekunder diisolasi sampai diperoleh permukaan yang relatif datar.
Gulung “utama” dengan 2 bundel sekaligus, susun kabel-kabel bundel dengan selotip dan distribusikan secara merata putaran pada inti, pos. 3.
Panggil ujung-ujung bundel dan hubungkan bagian awal yang satu ke ujung yang lain, ini akan menjadi titik tengah belitan.

Catatan: pada diagram rangkaian listrik, permulaan belitan, jika relevan, ditunjukkan dengan titik.

50 Hz dihaluskan

Gelombang sinus yang dimodifikasi dari pengontrol PWM bukanlah satu-satunya cara untuk mendapatkan 50 Hz pada output inverter, cocok untuk menghubungkan konsumen listrik rumah tangga mana pun, dan tidak ada salahnya untuk “memuluskannya” juga. Yang paling sederhana adalah trafo besi tua yang bagus; ia “menyetrika” dengan baik karena inersia listriknya. Benar, semakin sulit menemukan inti magnet yang berkekuatan lebih dari 500 W. Trafo isolasi semacam itu dihubungkan ke keluaran tegangan rendah inverter, dan beban dihubungkan ke belitan step-upnya. Omong-omong, sebagian besar UPS komputer dibuat sesuai dengan skema ini, sehingga cukup cocok untuk tujuan ini. Jika Anda memutar trafo sendiri, maka dihitung sama dengan trafo daya, tetapi dengan jejak. fitur:

Nilai induksi kerja yang awalnya ditentukan dibagi 1,1 dan diterapkan dalam semua perhitungan selanjutnya. Hal ini diperlukan untuk memperhitungkan apa yang disebut. faktor bentuk tegangan non-sinusoidal Kf; untuk sinusoidal Kf=1.
Belitan step-up pertama-tama dihitung sebagai belitan listrik 220 V untuk daya tertentu (atau ditentukan oleh parameter rangkaian magnet dan nilai induksi kerja). Kemudian jumlah lilitan yang ditemukan dikalikan dengan 1,08 untuk daya hingga 150 W, 1,05 untuk daya 150-400 W, dan 1,02 untuk daya 400-1300 W.
Setengah dari belitan tegangan rendah dihitung sebagai tegangan sekunder 14,5 V untuk sakelar bipolar atau dengan saluran internal dan 13,2 V untuk sakelar dengan saluran induksi.

Contoh solusi rangkaian konverter 12-200 V 50 Hz dengan trafo isolasi ditunjukkan pada gambar:

Rangkaian Konverter Tegangan 12-220 V 50 Hz untuk 500-1000 W

Di sebelah kiri, tombol dikendalikan oleh apa yang disebut osilator master. multivibrator “lunak”, yang sudah menghasilkan liku-liku pada bagian depan yang tersumbat dan menghaluskan retakan, sehingga tidak diperlukan tindakan penghalusan tambahan. Ketidakstabilan frekuensi multivibrator lunak lebih tinggi dari pada multivibrator biasa, sehingga untuk mengaturnya diperlukan potensiometer P. Dengan tombol pada KT827, Anda dapat menghilangkan daya hingga 200 W (radiator dari 200 cm persegi tanpa hembusan). Kunci pada KP904 dari sampah lama atau IRFZ44 memungkinkan Anda meningkatkannya hingga 350 W; yang tunggal di IRF3205 hingga 600 W, dan yang dipasangkan hingga 1000 W.

Inverter 12-220 V 50 Hz dengan osilator master pada TL494 (di sebelah kanan pada gambar) mempertahankan frekuensi dengan kuat di semua kondisi pengoperasian yang memungkinkan. Untuk memuluskan pseudosinusoid secara lebih efektif, fenomena yang disebut digunakan. resonansi acuh tak acuh, di mana hubungan fasa arus dan tegangan dalam rangkaian osilasi menjadi sama dengan resonansi akut, tetapi amplitudonya tidak meningkat secara nyata. Secara teknis, hal ini dapat diselesaikan secara sederhana: kapasitor penghalus dihubungkan ke belitan penambah, yang nilai kapasitansinya dipilih sesuai dengan bentuk arus terbaik (bukan tegangan!) di bawah beban. Untuk mengontrol bentuk arus, resistor 0,1-0,5 Ohm dihubungkan ke rangkaian beban dengan daya 0,03-0,1 dari nilai pengenal, yang dihubungkan dengan osiloskop dengan input tertutup. Kapasitansi penghalusan tidak mengurangi efisiensi inverter, namun dapat digunakan untuk penyetelan program komputer simulasi frekuensi rendah osiloskop tidak dimungkinkan, karena input kartu suara yang mereka gunakan tidak dirancang untuk amplitudo 220x1.4 = 310 V! Kunci dan kekuatannya sama seperti sebelumnya. kasus.

Rangkaian konverter 12-200 V 50 Hz yang lebih canggih ditunjukkan pada Gambar.:

Rangkaian konverter yang ditingkatkan 12-200 V 50 Hz

Ini menggunakan kunci majemuk yang kompleks. Untuk meningkatkan kualitas tegangan keluaran, digunakan fakta bahwa emitor adalah epitaksi planar transistor bipolar didoping jauh lebih kuat daripada basis dan kolektor. Ketika TL494 menerapkan potensi penutupan, misalnya, ke basis VT3, arus kolektornya akan berhenti, tetapi karena resorpsi muatan ruang emitor, penutupan T1 akan melambat dan lonjakan tegangan dari ggl induksi diri Tr akan diserap oleh rangkaian L1 dan R11C5; mereka akan lebih “memiringkan” lini depan. Daya keluaran inverter ditentukan oleh daya keseluruhan Tr, tetapi tidak lebih dari 600 W, karena Tidak mungkin menggunakan sakelar kuat berpasangan di sirkuit ini - variasi nilai muatan gerbang Transistor MOSFET cukup signifikan dan peralihan tombol menjadi tidak jelas, itulah sebabnya bentuk tegangan keluaran bahkan dapat memburuk.

Choke L1 adalah 5-6 lilitan kawat tembaga berdiameter 2,4 mm, dililitkan pada sepotong batang ferit berdiameter 8-10 m dan panjang 30-40 mm dengan pitch 3,5-4 mm. Sirkuit magnet throttle tidak boleh mengalami hubungan pendek! Menyiapkan sirkuit adalah tugas yang melelahkan dan membutuhkan banyak pengalaman: Anda harus memilih L1, R11 dan C5 sesuai dengan bentuk terbaik dari arus keluaran di bawah beban, seperti pada yang sebelumnya. kasus. Namun Hi-Fi, yang didukung oleh konverter ini, tetap menjadi “hi-fi” bagi yang paling menuntut
kamu rumor.

Apakah mungkin tanpa trafo?

Kabel lilitan untuk transformator 50 Hz yang kuat akan berharga cukup mahal. Inti magnetik dari transformator “peti mati” hingga 270 W secara keseluruhan kurang lebih tersedia, tetapi dalam inverter Anda tidak dapat memeras lebih dari 120-150 W darinya, dan efisiensinya akan menjadi yang terbaik 0,7, karena Inti magnet “peti mati” dililitkan dari pita tebal, yang kehilangan arus eddynya besar pada tegangan non-sinusoidal pada belitan. Menemukan inti magnet SL yang terbuat dari strip tipis yang mampu menghasilkan lebih dari 350 W pada induksi 0,7 Tesla umumnya bermasalah, akan mahal, dan keseluruhan konverter akan berukuran besar dan mengangkat beban. Transformator UPS tidak dirancang untuk pengoperasian yang sering dalam mode jangka panjang - transformator tersebut memanas dan sirkuit magnetiknya di inverter menurun cukup cepat - sifat magnetiknya sangat menurun, dan daya konverter turun. Apakah ada jalan keluarnya?

Ya, dan solusi ini sering digunakan pada konverter bermerek. Ini adalah jembatan listrik yang terbuat dari sakelar transistor efek medan daya tegangan tinggi dengan tegangan tembus 400 V dan arus pembuangan lebih dari 5 A. Cocok dari sirkuit utama UPS komputer, dan dari sampah lama - KP904, dll.

Jembatan ini ditenagai oleh DC 220 V konstan dari inverter sederhana 12-220 dengan penyearah. Lengan jembatan terbuka berpasangan, melintang, bergantian, dan arus pada beban yang termasuk dalam diagonal jembatan berubah arah; Sirkuit kontrol semua tombol dipisahkan secara galvanis. DI DALAM struktur industri kuncinya dikontrol secara khusus IC dengan isolasi optocoupler, namun pada kondisi amatir keduanya dapat diganti dengan tambahan inverter berdaya rendah 12 V DC - 12 V 50 Hz, ditenagai oleh trafo kecil pada perangkat keras, lihat gambar. Inti magnetnya dapat diambil dari trafo daya rendah pasar Cina. Karena inersia listriknya, kualitas tegangan keluaran bahkan lebih baik daripada gelombang sinus yang dimodifikasi.

Rangkaian untuk menerima 220 V 50 Hz dari konverter tegangan tanpa trafo kuat pada perangkat keras

Banyak amatir radio yang juga merupakan penggemar mobil dan suka bersantai bersama teman-teman di alam, namun mereka sama sekali tidak mau melepaskan manfaat peradaban. Oleh karena itu, mereka merakit sendiri konverter tegangan 12 220, yang rangkaiannya ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada artikel ini saya akan menceritakan dan menunjukkannya berbagai pilihan desain inverter yang digunakan untuk memperoleh tegangan listrik 220 Volt dari aki mobil.

Perangkat ini dibangun di atas inverter dorong-tarik dengan dua transistor efek medan yang kuat. Transistor efek medan saluran-N apa pun dengan arus 40 Amps atau lebih cocok untuk desain ini, saya menggunakan transistor murah IRFZ44/46/48, tetapi jika Anda membutuhkan lebih banyak daya keluaran, lebih baik gunakan transistor efek medan yang lebih kuat.

Kami melilitkan transformator pada cincin ferit atau inti lapis baja E50, atau Anda dapat menggunakan yang lain. Gulungan primer harus dililit dengan kawat dua inti dengan penampang 0,8 mm - 15 putaran. Jika Anda menggunakan inti pelindung dengan dua bagian pada rangka, belitan primer dililitkan pada salah satu bagian, dan belitan sekunder terdiri dari 110-120 putaran. kawat tembaga 0,3-0,4 mm. Pada keluaran trafo diperoleh tegangan bolak-balik pada kisaran 190-260 Volt, pulsa berbentuk persegi panjang.

Konverter tegangan 12220 yang rangkaiannya telah dijelaskan dapat mentenagai berbagai beban, dayanya tidak lebih dari 100 watt

Bentuk pulsa keluaran - Persegi Panjang

Sebuah transformator dalam suatu rangkaian dengan dua belitan primer 7 Volt (masing-masing lengan) dan belitan listrik 220 Volt. Hampir semua trafo dari catu daya yang tidak pernah terputus dapat digunakan, tetapi dengan daya 300 watt atau lebih. Diameter kawat belitan primer adalah 2,5 mm.

Transistor IRFZ44, jika hilang, dapat dengan mudah diganti dengan IRFZ40,46,48 dan bahkan yang lebih bertenaga - IRF3205, IRL3705. Transistor pada rangkaian multivibrator TIP41 (KT819) dapat diganti dengan KT805, KT815, KT817 domestik, dll.

Perhatian, rangkaian tidak memiliki perlindungan pada output dan input dari korsleting atau kelebihan beban, tombol akan terlalu panas atau terbakar.

Dua pilihan desain papan sirkuit tercetak dan foto converter yang sudah jadi dapat diunduh dari link di atas.

Konverter ini cukup bertenaga dan dapat digunakan untuk memberi daya pada besi solder, penggiling, oven microwave, dan perangkat lainnya. Namun jangan lupa frekuensi operasinya bukan 50 Hertz.

Gulungan primer trafo dililit dengan 7 inti sekaligus, dengan kawat berdiameter 0,6 mm dan berisi 10 lilitan dengan keran dari tengah yang direntangkan melintasi seluruh cincin ferit. Setelah belitan, kami mengisolasi belitan dan mulai melilitkan belitan step-up, dengan kawat yang sama, tetapi sudah 80 putaran.

Dianjurkan untuk memasang transistor daya pada unit pendingin. Jika Anda merakit rangkaian konverter dengan benar, rangkaian tersebut akan langsung berfungsi dan tidak memerlukan konfigurasi apa pun.

Seperti desain sebelumnya, jantung sirkuitnya adalah TL494.

Ini adalah perangkat konverter pulsa dorong-tarik yang sudah jadi; analog lengkap domestiknya adalah 1114EU4. Output rangkaian menggunakan sangat efisien dioda penyearah dan C-filter.

Pada converter saya menggunakan inti ferit berbentuk W dari trafo TPI TV. Semua belitan asli dilepas, karena saya melilitkan kembali belitan sekunder 84 lilitan dengan kawat 0,6 pada insulasi enamel, kemudian lapisan insulasi dan beralih ke belitan primer: 4 lilitan miring dari 8 kabel 0,6, setelah berliku belitannya adalah dibunyikan dan dibagi dua, didapat 2 lilitan 4 lilitan pada 4 kabel, awal satu disambung ke ujung yang lain, jadi kita buat keran dari tengah, dan terakhir lilitkan lilitan umpan balik dengan lima lilitan PEL 0,3 kawat.

Rangkaian konverter tegangan 12.220 yang kami periksa termasuk tersedak. Anda dapat membuatnya sendiri dengan melilitkannya pada cincin ferit dari catu daya komputer dengan diameter 10 mm dan kabel PEL 2 sebanyak 20 lilitan.

Ada juga gambar papan sirkuit cetak untuk rangkaian konverter tegangan 12.220 volt:

Dan beberapa foto hasil converter 12-220 Volt :

Sekali lagi, saya menyukai TL494 yang dipasangkan dengan MOSFET (Ini adalah jenis transistor efek medan yang modern), kali ini saya meminjam trafo dari catu daya komputer lama. Saat meletakkan papan, saya memperhitungkan kesimpulannya, jadi berhati-hatilah saat memilih opsi penempatan Anda.

Untuk membuatnya, saya menggunakan kaleng soda 0,25L, yang berhasil saya ambil setelah penerbangan dari Vladivostok, memotong cincin atas dengan pisau tajam dan memotong bagian tengahnya, dan merekatkan lingkaran fiberglass yang berlubang. untuk saklar dan konektor ke dalamnya menggunakan epoxy.

Untuk memberikan kekakuan pada toples, saya memotongnya botol plastik strip selebar casing kami, dan melapisinya dengan lem epoksi, memasukkannya ke dalam toples, setelah lem mengering, toples menjadi cukup kaku dan dengan dinding berinsulasi, bagian bawah toples dibiarkan bersih, untuk kontak termal yang lebih baik dengan radiator transistor.

Untuk menyelesaikan perakitan, saya menyolder kabel ke penutup dan mengencangkannya dengan lem panas; ini akan memungkinkan, jika diperlukan, untuk membongkar konverter tegangan hanya dengan memanaskan penutup dengan pengering rambut.

Perancangan konverter dirancang untuk mengubah tegangan 12 volt dari baterai menjadi tegangan bolak-balik 220 volt dengan frekuensi 50 Hz. Ide skema ini dipinjam dari November 1989.

Desain radio amatir berisi osilator master yang dirancang untuk frekuensi 100 Hz pada pemicu K561TM2, pembagi frekuensi 2 pada chip yang sama, tetapi pada pemicu kedua, dan penguat daya menggunakan transistor yang dimuat oleh transformator.

Dengan mempertimbangkan daya keluaran konverter tegangan, transistor harus dipasang pada radiator dengan area pendinginan yang besar.

Trafo dapat diputar ulang dari trafo jaringan lama TS-180. Belitan listrik dapat digunakan sebagai belitan sekunder, kemudian belitan Ia dan Ib dililit.

Konverter tegangan yang dirakit dari komponen yang berfungsi tidak memerlukan penyesuaian, kecuali pemilihan kapasitor C7 dengan beban terhubung.

Jika Anda memerlukan gambar papan sirkuit tercetak yang dibuat, klik pada gambar PCB.

Sinyal dari mikrokontroler PIC16F628A mengontrol transistor daya, memaksa mereka untuk membuka satu per satu. Setengah belitan transformator dengan daya 500-1000 VA dihubungkan ke rangkaian sumber transistor efek medan. Harus ada 10 volt pada gulungan sekundernya. Jika kita mengambil kawat dengan penampang 3 mm2, maka daya keluarannya akan menjadi sekitar 500 W.

Keseluruhan desainnya sangat kompak, sehingga Anda dapat menggunakan papan tempat memotong roti tanpa mengetsa treknya. Anda dapat melihat arsip dengan firmware mikrokontroler di tautan hijau tepat di atas

Rangkaian konverter 12-220 dibuat pada generator yang menghasilkan pulsa simetris yang keluar fasa dan blok keluaran diimplementasikan pada sakelar medan, yang bebannya dihubungkan ke transformator step-up. Menggunakan elemen DD1.1 dan DD1.2, multivibrator dirakit sesuai dengan skema klasik, menghasilkan pulsa dengan frekuensi pengulangan 100 Hz.

Untuk membentuk pulsa simetris yang berjalan dalam antifase, rangkaian menggunakan pemicu D dari rangkaian mikro CD4013. Ini membagi dua semua impuls yang masuk ke inputnya. Jika kita memiliki sinyal yang masuk ke input dengan frekuensi 100 Hz, maka output dari trigger hanya akan 50 Hz.

Karena transistor efek medan memiliki gerbang berinsulasi, resistansi aktif antara saluran dan gerbangnya cenderung ke nilai yang sangat besar. Untuk melindungi keluaran pemicu dari kelebihan beban, rangkaian memiliki dua elemen penyangga DD1.3 dan DD1.4, yang melaluinya pulsa disalurkan ke transistor efek medan.

Trafo step-up disertakan dalam rangkaian pembuangan transistor. Untuk melindungi terhadap induksi diri, dioda zener berdaya tinggi dihubungkan ke saluran pembuangan. Penekanan interferensi RF dilakukan oleh filter pada R4, C3.

Gulungan induktor L1 dibuat dengan tangan pada cincin ferit dengan diameter 28 mm. Dililit dengan kawat PEL-2 0,6 mm dalam satu lapisan. Trafo jaringan yang paling umum adalah 220 volt, tetapi dengan daya minimal 100 W dan memiliki dua belitan sekunder masing-masing 9 V.

Untuk meningkatkan efisiensi konverter tegangan dan mencegah panas berlebih, transistor efek medan dengan resistansi rendah digunakan pada tahap keluaran rangkaian inverter.

Pada DD1.1 – DD1.3, C1, R1 dibuat generator pulsa berbentuk persegi panjang dengan laju pengulangan pulsa 200 Hz. Kemudian pulsa tiba di pembagi frekuensi yang dibangun di atas elemen DD2.1 - DD2.2. Oleh karena itu, pada keluaran pembagi 6, keluaran DD2.1, frekuensinya diturunkan menjadi 100Hz, dan sudah pada keluaran ke-8 DD2.2. itu 50Hz.

Sinyal dari pin 8 DD1 dan pin 6 DD2 menuju ke dioda VD1 dan VD2. Untuk membuka penuh transistor efek medan, perlu untuk meningkatkan amplitudo sinyal yang melewati dioda VD1 dan VD2; untuk ini, VT1 dan VT2 digunakan dalam rangkaian konverter tegangan. Transistor keluaran efek medan dikendalikan melalui VT3 dan VT4. Jika tidak ada kesalahan yang terjadi selama perakitan inverter, maka inverter akan mulai bekerja segera setelah daya dialirkan. Satu-satunya hal yang disarankan untuk dilakukan adalah memilih nilai resistansi R1 sehingga outputnya seperti biasa 50 Hz. VT5 dan VT6. Ketika output Q1 (atau Q2) menjadi rendah, transistor VT1 dan VT3 (atau VT2 dan VT4) terbuka, dan kapasitansi gerbang mulai kosong, dan transistor VT5 dan VT6 menutup.
Konverter itu sendiri dirakit sesuai dengan sirkuit dorong-tarik klasik.
Jika tegangan pada keluaran konverter melebihi nilai yang ditetapkan, tegangan pada resistor R12 akan lebih tinggi dari 2,5 V, dan oleh karena itu arus yang melalui stabilizer DA3 akan meningkat tajam dan sinyal tingkat tinggi akan muncul pada masukan FV dari chip DA1.

Outputnya Q1 dan Q2 akan beralih ke keadaan nol dan transistor efek medan VT5 dan VT6 akan menutup, menyebabkan penurunan tegangan output.
Unit proteksi arus berdasarkan relai K1 juga telah ditambahkan pada rangkaian konverter tegangan. Jika arus yang mengalir melalui belitan lebih tinggi dari nilai yang ditetapkan, kontak saklar buluh K1.1 akan beroperasi. Pada input FC dari chip DA1 akan ada level tinggi dan outputnya akan masuk ke keadaan level rendah, menyebabkan transistor VT5 dan VT6 menutup dan konsumsi arus menurun tajam.

Setelah ini, DA1 akan tetap dalam keadaan terkunci. Untuk memulai konverter, diperlukan penurunan tegangan pada input IN DA1, yang dapat dicapai baik dengan mematikan daya atau dengan melakukan hubungan arus pendek kapasitansi C1. Untuk melakukan ini, Anda dapat memasukkan tombol non-pengunci ke dalam sirkuit, yang kontaknya disolder sejajar dengan kapasitor.
Karena tegangan keluaran adalah gelombang persegi, kapasitor C8 dirancang untuk memperlancarnya. LED HL1 diperlukan untuk menunjukkan adanya tegangan keluaran.
Trafo T1 terbuat dari TS-180; dapat ditemukan di catu daya televisi CRT lama. Semua belitan sekundernya dilepas, dan tegangan listrik 220 V dibiarkan. Ini berfungsi sebagai belitan keluaran konverter. Setengah lilitan 1.1 dan I.2 dibuat dari kawat PEV-2 1.8, masing-masing 35 lilitan. Awal belitan yang satu dihubungkan ke ujung belitan lainnya.
Relainya buatan sendiri. Belitannya terdiri dari 1-2 lilitan kawat berinsulasi, diberi arus hingga 20...30 A. Kawat dililitkan pada badan saklar buluh dengan membuat kontak.