Convertidor de voltaje casero de bricolaje 12220. Alto voltaje y más. Dispositivos basados en componentes modernos.
Convertidor de bricolaje 12-220V
Recientemente, cada vez más personas están interesadas en ensamblar Inversores (convertidores) de bricolaje. El conjunto propuesto es capaz de suministrar energía. hasta 300W.
El viejo multivibrador se utiliza como oscilador maestro. Por supuesto, esta solución es muy inferior a los generadores modernos de alta precisión en microcircuitos, pero no olvidemos que intenté simplificar el circuito tanto como fuera posible para que el resultado fuera un inversor que estuviera disponible para el público en general. Un multivibrador no es malo, funciona de manera más confiable que algunos microcircuitos, no es tan crítico para los voltajes de entrada y funciona en condiciones climáticas adversas (recuerde el TL494, que debe calentarse a temperaturas bajo cero).
El transformador utilizado es uno ya preparado de UPS; las dimensiones del núcleo permiten una potencia de salida de 300 vatios. El transformador tiene dos devanados primarios de 7 Voltios (cada brazo) y un devanado de red de 220 Voltios. En teoría, cualquier transformador de sistemas de alimentación ininterrumpida servirá.
El diámetro del hilo del devanado primario es de unos 2,5 mm, justo lo necesario.
Diagrama del dispositivo:
Principales características del circuito.
Clasificación de voltaje de entrada: 3,5-18 voltios
Tensión de salida 220V +/-10%
Frecuencia de salida - 57 Hz
Forma del pulso de salida: rectangular
Potencia máxima: 250-300 vatios.
Defectos
Durante mucho tiempo pensé en las deficiencias del circuito; en cuanto a su eficiencia, es entre un 5 y un 10% menor que la de dispositivos industriales similares.
El circuito no tiene ninguna protección en la entrada ni en la salida, en caso de cortocircuito o sobrecarga, los interruptores de campo se sobrecalentarán hasta fallar.
Debido a la forma de los pulsos, el transformador hace algo de ruido, pero esto es bastante normal en este tipo de circuitos.
Ventajas
Simplicidad, accesibilidad, costos, salida de 50 Hz, tamaños de placa compactos, fácil reparación, capacidad de trabajar en condiciones climáticas adversas, amplia tolerancia de los componentes utilizados: todas estas ventajas hacen que el circuito sea universal y accesible para su repetición independiente.
Un inversor chino de 250-300 vatios se puede comprar por unos 30-40 dólares, gasté 5 dólares en este inversor; compré solo transistores de efecto de campo, todo lo demás se puede encontrar en el ático, creo que todo el mundo lo tiene.
Base del elemento
El arnés tiene un número mínimo de componentes. Los transistores IRFZ44 se pueden reemplazar con éxito por IRFZ40/46/48 o por otros más potentes: IRF3205/IRL3705, no son críticos.
Los transistores multivibrador TIP41 (KT819) se pueden sustituir por KT805, KT815, KT817, etc.
Conecté con éxito un televisor, una aspiradora y otros dispositivos domésticos a este inversor, funciona bien, si el dispositivo tiene una fuente de alimentación conmutada incorporada, entonces no notará la diferencia en el funcionamiento de la red eléctrica y del convertidor. en el caso de accionar un taladro, comienza con algo de sonido, pero funciona bastante bien.
El tablero fue pintado a mano con esmalte de uñas normal.
Este circuito inversor Mos-Fet proporcionará un voltaje de salida de onda cuadrada estable. La frecuencia de conversión está determinada por la configuración de la resistencia variable y normalmente se establece en 50 Hz. En el circuito se pueden utilizar varios transformadores prefabricados. O enrolle los hechos en casa para obtener mejores resultados.
Circuito convertidor de voltaje 12V a 220 (reducido)
Aunque el convertidor tiene una potencia nominal de 0,5 kW, se pueden suministrar MOSFET adicionales para aumentar la potencia.
Se recomienda instalar un fusible en la línea de alimentación del inversor y tener siempre la carga conectada. El fusible debe tener una potencia nominal de 32 voltios y aproximadamente 10 amperios por 100 vatios de potencia. ¡La fuente de alimentación debe tener cables lo suficientemente gruesos para soportar esta alta corriente!
También se deben utilizar disipadores de calor adecuados para transistores de efecto de campo. RFP50N06. Estos Mos-Fets tienen una potencia nominal de 50 amperios y 60 voltios. Pero si lo desea, utilice otros tipos adecuados de transistores de efecto de campo para sustituirlos.
Este convertidor no utiliza 12-220, un amplificador operacional normal y económico. LM358 y chip digital CD4001. Un amplificador operacional como oscilador maestro. LT1013 ofrece mejores opciones que LM358, pero es tu elección.
El transformador de potencia debe ser capaz de transmitir la potencia de salida seleccionada. En este caso se utilizó desde un horno microondas. Usando un transformador rebobinado como se muestra a continuación, el circuito debe manejar alrededor de 500 vatios de potencia máxima.
El secundario debe enrollarse y enrollarse a aproximadamente 18-24 voltios con un grifo desde el medio. Cables - 2-3 mm. En general, el circuito es perfecto para funcionar como un inversor de automóvil de 12-220 voltios y, si es necesario, puede reducir el voltaje de salida (o hacerlo bipolar) y alimentar un potente amplificador de automóvil con él.
Muchos radioaficionados también son entusiastas de los coches y les encanta relajarse con amigos en la naturaleza, pero no quieren renunciar en absoluto a los beneficios de la civilización. Por lo tanto, ensamblan un convertidor de voltaje 12220 con sus propias manos, cuyo circuito se muestra en las figuras siguientes. En este artículo contaré y mostraré varios diseños de inversores que se utilizan para obtener tensión de red de 220 voltios de la batería de un automóvil.
El dispositivo está construido sobre un inversor push-pull con dos potentes transistores de efecto de campo. Cualquier transistor de efecto de campo de canal N con una corriente de 40 amperios o más es adecuado para este diseño; utilicé transistores económicos IRFZ44/46/48, pero si necesita más potencia en la salida, es mejor usar transistores de efecto de campo más potentes. .
Enrollamos el transformador sobre un anillo de ferrita o sobre un núcleo blindado E50, o puedes utilizar cualquier otro. El devanado primario debe enrollarse con un cable de dos núcleos con una sección transversal de 0,8 mm - 15 vueltas. Si utiliza un núcleo blindado con dos secciones en el marco, el devanado primario se enrolla en una de las secciones y el devanado secundario consta de 110-120 vueltas de alambre de cobre de 0,3-0,4 mm. A la salida del transformador obtenemos una tensión alterna en el rango de 190-260 Voltios, pulsos rectangulares.
El convertidor de voltaje 12 220 cuyo circuito se ha descrito puede alimentar varias cargas, cuya potencia no supera los 100 vatios
Forma del pulso de salida: rectangular
Un transformador en un circuito con dos devanados primarios de 7 Voltios (cada brazo) y un devanado de red de 220 Voltios. Casi todos los transformadores de sistemas de alimentación ininterrumpida son adecuados, pero con una potencia de 300 vatios o más. El diámetro del hilo del devanado primario es de 2,5 mm.
Los transistores IRFZ44, si faltan, se pueden reemplazar fácilmente por IRFZ40,46,48 e incluso por otros más potentes: IRF3205, IRL3705. Los transistores del circuito multivibrador TIP41 (KT819) se pueden sustituir por KT805, KT815, KT817, etc.
Atención, el circuito no tiene protección en la salida y entrada contra cortocircuito o sobrecarga, las teclas se sobrecalentarán o quemarán.
Se pueden descargar dos versiones del diseño de la placa de circuito impreso y una foto del convertidor terminado desde el enlace de arriba.
Este convertidor es bastante potente y se puede utilizar para alimentar un soldador, una amoladora, un horno microondas y otros dispositivos. Pero no olvides que su frecuencia de funcionamiento no es de 50 Hercios.
El devanado primario del transformador está enrollado con 7 núcleos a la vez, con un cable con un diámetro de 0,6 mm y contiene 10 vueltas con un grifo del medio extendido a lo largo de todo el anillo de ferrita. Después de enrollar, aislamos el devanado y comenzamos a enrollar el devanado elevador, con el mismo cable, pero ya 80 vueltas.
Es recomendable instalar transistores de potencia en disipadores de calor. Si ensambla el circuito convertidor correctamente, debería funcionar de inmediato y no requiere ninguna configuración.
Como ocurre con el diseño anterior, el corazón del circuito es el TL494.
Este es un dispositivo convertidor de pulsos push-pull listo para usar, su análogo doméstico completo es 1114EU4. En la salida del circuito se utilizan diodos rectificadores de alta eficiencia y un filtro C.
En el convertidor utilicé un núcleo de ferrita en forma de W del transformador TPI TV. Todos los devanados originales se desenrollaron, porque rebobiné el devanado secundario 84 vueltas con alambre de 0,6 en aislamiento esmaltado, luego una capa de aislamiento y pasé al devanado primario: 4 vueltas oblicuas de 8 alambres de 0,6, después de enrollar los devanados fueron Anillado y dividido por la mitad, obtuvimos 2 devanados de 4 vueltas en 4 cables, el comienzo de uno se conectó al final del otro, así que hicimos un grifo desde el medio, y finalmente enrollamos el devanado de retroalimentación con cinco vueltas de PEL. 0,3 alambre.
El circuito convertidor de voltaje 12 220 que examinamos incluye un estrangulador. Puede hacerlo usted mismo, enrollándolo en un anillo de ferrita de una fuente de alimentación de computadora con un diámetro de 10 mm y 20 vueltas de cable PEL 2.
También hay un dibujo de una placa de circuito impreso para un circuito convertidor de voltaje de 12220 voltios:
Y unas cuantas fotos del convertidor de 12-220 Voltios resultante:
Nuevamente me gustó el TL494 combinado con Mosfets (este es un tipo de transistor de efecto de campo tan moderno), esta vez tomé prestado el transformador de una vieja fuente de alimentación de computadora. Al diseñar el tablero, tuve en cuenta sus conclusiones, así que tenga cuidado al elegir su opción de ubicación.
Para hacer el estuche, usé una lata de refresco de 0,25 litros, que había arrebatado con éxito después de un vuelo desde Vladivostok, corté el anillo superior con un cuchillo afilado, corté por la mitad y pegué un círculo de fibra de vidrio con agujeros. para un interruptor y un conector usando epoxi.
Para darle rigidez al frasco, corté una tira del ancho de nuestro cuerpo de una botella de plástico, la cubrí con pegamento epoxi y la coloqué en el frasco. Después de que el pegamento se hubo secado, el frasco se volvió bastante rígido y tenía paredes aisladas; el fondo La parte del frasco se dejó limpia para un mejor contacto térmico con el radiador de los transistores.
Para completar el montaje, soldé los cables a la tapa y lo fijé con pegamento caliente, esto permitirá, si surge la necesidad, desmontar el convertidor de voltaje simplemente calentando la tapa con un secador de pelo.
El diseño del convertidor está diseñado para convertir el voltaje de 12 voltios de la batería en voltaje alterno de 220 voltios con una frecuencia de 50 Hz. La idea del plan fue tomada de noviembre de 1989.
El diseño de radioaficionado contiene un oscilador maestro diseñado para una frecuencia de 100 Hz en el disparador K561TM2, un divisor de frecuencia por 2 en el mismo chip, pero en el segundo disparador, y un amplificador de potencia de transistor cargado con un transformador.
Los transistores, teniendo en cuenta la potencia de salida del convertidor de voltaje, deben instalarse en radiadores con una gran área de enfriamiento.
El transformador se puede rebobinar a partir de un antiguo transformador de red TS-180. El devanado de red se puede utilizar como secundario y luego se enrollan los devanados Ia y Ib.
El convertidor de voltaje ensamblado a partir de los componentes de trabajo no requiere ajuste, con la excepción de seleccionar el capacitor C7 con la carga conectada.
Si necesita un dibujo de placa de circuito impreso realizado en , haga clic en el dibujo de PCB.
Las señales del microcontrolador PIC16F628A a través de resistencias de 470 ohmios controlan los transistores de potencia, obligándolos a abrirse uno por uno. Los semidevanados de un transformador con una potencia de 500-1000 VA están conectados a los circuitos fuente de los transistores de efecto de campo. Debe haber 10 voltios en sus devanados secundarios. Si tomamos un cable con una sección transversal de 3 mm2, la potencia de salida será de unos 500 W.
Todo el diseño es muy compacto, por lo que puedes usar una placa sin grabar las pistas. Puede capturar el archivo con el firmware del microcontrolador en el enlace verde justo arriba
El circuito convertidor 12-220 está realizado en un generador que crea pulsos simétricos siguiendo antifase y una unidad de salida implementada en interruptores de campo, a los que se conecta un transformador elevador a la carga. Sobre los elementos DD1.1 y DD1.2 se monta un multivibrador según el esquema clásico, generando pulsos con una frecuencia de repetición de 100 Hz.
Para formar pulsos simétricos que viajan en antifase, el circuito utiliza un disparador D del microcircuito CD4013. Divide por dos todos los impulsos que entran en su entrada. Si tenemos una señal que llega a la entrada con una frecuencia de 100 Hz, entonces la salida del disparador será de solo 50 Hz.
Dado que los transistores de efecto de campo tienen una puerta aislada, la resistencia activa entre su canal y la puerta tiende a un valor infinitamente grande. Para proteger las salidas del disparador contra sobrecargas, el circuito tiene dos elementos buffer DD1.3 y DD1.4, a través de los cuales los pulsos van a los transistores de efecto de campo.
Se incluye un transformador elevador en los circuitos de drenaje de los transistores. Para protegerse contra la autoinducción de la autoinducción en los desagües, se les conectan diodos Zener de alta potencia. La supresión de interferencias de RF se realiza mediante un filtro en R4, C3.
El bobinado del inductor L1 se realiza a mano sobre un anillo de ferrita con un diámetro de 28 mm. Está enrollado con alambre PEL-2 de 0,6 mm en una sola capa. El transformador es el transformador de red más común para 220 voltios, pero con una potencia de al menos 100 W y con dos devanados secundarios de 9 V cada uno.
Para aumentar la eficiencia del convertidor de voltaje y evitar un sobrecalentamiento severo, se utilizan transistores de efecto de campo con baja resistencia en la etapa de salida del circuito inversor.
En DD1.1 - DD1.3, C1, R1, se fabrica un generador de impulsos rectangular con una frecuencia de repetición de impulsos de 200 Hz. Luego, los pulsos se alimentan al divisor de frecuencia construido sobre los elementos DD2.1 - DD2.2. Por lo tanto, en la salida del divisor, la sexta salida de DD2.1, la frecuencia cae a 100 Hz, y ya en la octava salida de DD2.2. son 50 Hz.
La señal del pin 8 de DD1 y del pin 6 de DD2 va a los diodos VD1 y VD2. Para abrir completamente los transistores de efecto de campo es necesario aumentar la amplitud de la señal que pasa desde los diodos VD1 y VD2, para ello se utilizan VT1 y VT2 en el circuito convertidor de voltaje. Los transistores de salida de efecto de campo se controlan a través de VT3 y VT4. Si no se cometieron errores durante el montaje del inversor, este comienza a funcionar inmediatamente después de que se aplica la energía. Lo único que se recomienda hacer es seleccionar el valor de la resistencia R1 para que la salida sea la habitual de 50 Hz. VT5 y VT6. Cuando la salida Q1 (o Q2) baja, los transistores VT1 y VT3 (o VT2 y VT4) se abren, las capacitancias de la puerta comienzan a descargarse y los transistores VT5 y VT6 se cierran.
El convertidor en sí se ensambla según el clásico circuito push-pull.
Si el voltaje en la salida del convertidor excede el valor establecido, el voltaje en la resistencia R12 será superior a 2,5 V y, por lo tanto, la corriente a través del estabilizador DA3 aumentará bruscamente y aparecerá una señal de alto nivel en la entrada FV del Chip DA1.
Sus salidas Q1 y Q2 cambiarán al estado cero y los transistores de efecto de campo VT5 y VT6 se cerrarán, provocando una disminución en el voltaje de salida.
También se ha agregado al circuito convertidor de voltaje una unidad de protección de corriente basada en el relé K1. Si la corriente que fluye a través del devanado es mayor que el valor establecido, los contactos del interruptor de láminas K1.1 funcionarán. La entrada FC del chip DA1 será alta y sus salidas serán bajas, lo que provocará que los transistores VT5 y VT6 se cierren y una fuerte disminución en el consumo de corriente.
Después de esto, DA1 permanecerá bloqueado. Para iniciar el convertidor, será necesaria una caída de voltaje en la entrada IN DA1, que se puede lograr apagando la alimentación o cortocircuitando la capacitancia C1. Para hacer esto, puede introducir un botón sin bloqueo en el circuito, cuyos contactos están soldados en paralelo al capacitor.
Dado que el voltaje de salida es una onda cuadrada, el capacitor C8 está diseñado para suavizarlo. El LED HL1 es necesario para indicar la presencia de tensión de salida.
El transformador T1 está hecho de TS-180 y se puede encontrar en las fuentes de alimentación de los televisores CRT antiguos. Se eliminan todos sus devanados secundarios y se deja la tensión de red de 220 V. Sirve como devanado de salida del convertidor. Los semidevanados 1.1 y I.2 están hechos de cable PEV-2 1.8, de 35 vueltas cada uno. El comienzo de un devanado está conectado al final del otro.
El relevo es casero. Su devanado consta de 1-2 vueltas de cable aislado, clasificado para corriente de hasta 20...30 A. El cable está enrollado en el cuerpo del interruptor de láminas con contactos de cierre.
Al seleccionar la resistencia R3, puede establecer la frecuencia requerida del voltaje de salida y la resistencia R12, la amplitud de 215...220 V.
El inversor consta de un oscilador maestro de 50 Hercios (hasta 100 Hz), construido sobre la base del multivibrador más común. Desde la publicación del esquema, he observado que muchos lo han repetido con éxito, las críticas son bastante buenas: el proyecto fue un éxito.
Este circuito le permite obtener casi 220 voltios de red con una frecuencia de 50 Hz en la salida (dependiendo de la frecuencia del multivibrador. La salida de nuestro inversor son pulsos rectangulares, pero no se apresure a sacar conclusiones: un inversor de este tipo es adecuado para alimentar casi todas las cargas domésticas, a excepción de aquellas cargas que tienen un motor incorporado que es sensible a la forma de la señal suministrada.
Televisores, reproductores, cargadores de portátiles, ordenadores portátiles, dispositivos móviles, soldadores, lámparas incandescentes, lámparas LED, LDS e incluso una computadora personal: todo esto se puede alimentar sin problemas con el inversor propuesto.
Algunas palabras sobre la potencia del inversor. Si utiliza un par de interruptores de alimentación de la serie IRFZ44 con una potencia de aproximadamente 150 vatios, la potencia de salida se indica a continuación dependiendo de la cantidad de pares de teclas y su tipo.
Transistor Número de pares Potencia, 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 1/2/3/4/5 400/650/900/1200/1500Máx.
Pero eso no es todo, una de las personas que ensambló este dispositivo escribió con orgullo que logró extraer hasta 2000 vatios, por supuesto, y esto es real si usa, digamos, 6 pares de IRF1404: teclas realmente increíbles con corriente. de 202 amperios, pero por supuesto el máximo de corriente no puede alcanzar tales valores, ya que los terminales simplemente se fundirían con tales corrientes.
El inversor tiene una función REMOTE (control remoto). El truco es que para iniciar el inversor es necesario aplicar un plus de baja potencia de la batería a la línea a la que están conectadas las resistencias multivibradoras de baja potencia. Unas pocas palabras sobre las resistencias en sí: tome todo lo que tenga una potencia de 0,25 vatios, no se sobrecalentarán. Los transistores del multivibrador deben ser bastante potentes si vas a bombear varios pares de interruptores de alimentación. De los nuestros, son adecuados el KT815/17 o incluso mejor el KT819 o sus análogos importados.
Los condensadores son condensadores de ajuste de frecuencia, su capacidad es de 4,7 μF; con esta disposición de componentes multivibradores, la frecuencia del inversor será de alrededor de 60 Hz.
Tomé el transformador de una antigua fuente de alimentación ininterrumpida, la potencia del trance se selecciona en función de la potencia requerida (calculada) del inversor, los devanados primarios son de 2 a 9 voltios (7-12 voltios), el devanado secundario es estándar - red.
Condensadores de película con una tensión nominal de 63/160 voltios o más, toma el que tengas a mano.
Bueno, eso es todo, solo agregaré que los interruptores de alta potencia se calentarán como una estufa, necesitan un muy buen disipador de calor, además de enfriamiento activo. No olvides aislar los pares de un brazo del disipador de calor para evitar cortocircuitos de los transistores.
El inversor no tiene ninguna protección ni estabilización, es posible que el voltaje se desvíe de 220 voltios.
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