Convertidor de voltaje Tl494 12 220V. Convertidor de voltaje de refuerzo en TL494. Diseño de convertidor de voltaje.

Cuando es necesario crear tensión de red en un automóvil, generalmente se utilizan convertidores especiales 12-220. Hay inversores estándar económicos a la venta por unos 20-30 dólares. Sin embargo, la potencia máxima de estos dispositivos es, en el mejor de los casos, de unos 300 vatios. En algunos casos, este poder puede no ser suficiente.

Puedes obtener potencia para un potente amplificador mediante pequeñas transformaciones. Basta con reemplazar el devanado secundario en un inversor estándar. Después de esto, puede obtener cualquier valor del voltaje de entrada. Por ejemplo, la potencia de un inversor de 400 vatios aumentará a 600 vatios.

Para aumentar la potencia en casa, los expertos recomiendan utilizar un método sencillo. Será necesario sustituir los interruptores bipolares de alta potencia por IRF 3205.

Para el funcionamiento se utiliza un inversor, al que es posible conectar 4 pares de transistores de salida. Por lo tanto, el dispositivo, después de realizar el trabajo necesario, podrá producir una potencia de unos 1300 vatios. Si compra un inversor ya preparado con tales parámetros, su costo aumentará a 100-130 dólares.

Vale la pena señalar que el circuito tradicional push-pull del dispositivo no contiene protección contra sobrecalentamiento, cortocircuito y sobrecargas de salida.

El generador se basa en un microchip TL 494, que dispone de un controlador adicional. Es necesario reemplazar los transistores bipolares de baja potencia por análogos domésticos (KT 3107).

Para no utilizar interruptores potentes para suministrar energía, el inversor está equipado con un circuito de control remoto.

En la parte motriz del dispositivo se utilizan diodos SCHOTTTKI especiales del tipo 4148 (también es adecuado el KD 522 doméstico). El transistor en el circuito de control remoto se reemplaza por KT 3102.

Después de esto, puedes pasar a la parte más importante del proyecto: el transformador. Este elemento está enrollado sobre un par de anillos pegados de 3000 NM. Además, el tamaño de cada uno de ellos es de 45x28x8. Para una fijación más firme, los anillos se pueden envolver con cinta adhesiva.

Luego, los anillos se envuelven en la parte superior con fibra de vidrio (el costo en la tienda no es más de $1). Es bastante aceptable reemplazar este material con cinta aislante de tela.

La fibra de vidrio se corta en pequeñas tiras de unos 2 cm de ancho y no más de 50 cm de largo, el material de trabajo tiene una alta resistencia al calor y, gracias a la base delgada, el aislamiento luce limpio.

Para el devanado primario se necesitan 2x5 vueltas de cable, es decir, 10 vueltas con un grifo del medio. El trabajo se realiza con un alambre de 0,7-0,8 mm de diámetro, y se utilizan 12 alambres para cada brazo. El proceso se presenta más claramente en las siguientes fotografías.

Se estira el torniquete y se dan 5 vueltas uniformemente en ambos brazos, estirándolos por todo el anillo. Los devanados deben ser los mismos.

Los elementos resultantes tienen cuatro salidas. El comienzo del primer devanado debe soldarse al final del segundo. El lugar de soldadura será un grifo para una tensión de alimentación de 12 V.

En la siguiente etapa del trabajo, el anillo debe aislarse con fibra de vidrio y cubrirse con un devanado secundario.

El devanado secundario aumenta el voltaje de salida. Por lo tanto, al realizar el trabajo es necesario tener el mayor cuidado posible y seguir todas las precauciones de seguridad. Vale la pena recordar que el alto voltaje es peligroso. La instalación del dispositivo se realiza únicamente con la alimentación apagada.

El enrollado de los anillos se realiza mediante un par de hilos paralelos de alambre de 0,7-0,8 mm. El número de vueltas es de unas 80 piezas. El cable se distribuye uniformemente por todo el anillo. En la etapa final, el producto se aísla adicionalmente con fibra de vidrio.

Cuando se complete el ensamblaje del inversor, puede comenzar a probarlo. El dispositivo está conectado a una batería; para empezar, bastará con una batería con un voltaje de 12 V de una fuente de alimentación ininterrumpida. En este caso, el “plus” de potencia irá al circuito a través de una lámpara halógena de 100 vatios. Vale la pena prestar atención a que esta lámpara no se encienda antes o durante el trabajo.

Después de esto, puede proceder a verificar las claves de campo para la generación de calor. Con un circuito correctamente ensamblado, debería ser prácticamente cero. Si no hay carga de entrada y los transistores se sobrecalientan, entonces debe buscar un componente que no funcione en el dispositivo.

Si la prueba tiene éxito, puede instalar los transistores en un disipador de calor común. Para ello se utilizan juntas aislantes especiales.

El diagrama de circuito en formato *.lay se encuentra en el archivo comprimido y estará disponible después de la descarga.

Muy a menudo es necesario obtener tensión de red en un automóvil. Para tales casos, se encuentran disponibles a la venta convertidores de voltaje 12-220 ya preparados. Estándar (más barato) inversores con un precio de 20-30 dólares desarrollan una potencia de hasta 300 vatios y luego en picos, a veces esta potencia no es suficiente.
El inversor yo coleccioné para fuente de alimentación para un potente amplificador, pero reemplazar el devanado secundario le permite obtener cualquier voltaje de salida. En mi caso, la potencia del inversor es de 400 vatios, pero se puede aumentar a 600 vatios y ¡esa es potencia real! Hay varias formas de aumentar la potencia.

1) Reemplazo de potentes interruptores bipolares por IRF3205, en este caso la potencia aumentará a 600 vatios y este no es el límite.
Características esquemáticas Este inversor permite conectar 4 pares de transistores de salida en paralelo a la vez, lo que permite obtener una potencia de salida de hasta 1200-1300 vatios; los inversores industriales chinos de esta potencia cuestan entre 100 y 130 dólares.

El circuito del inversor carece de protección contra sobrecalentamiento, cortocircuito, sobrecarga de salida, un inversor desnudo según el circuito tradicional push-pull.

El generador está construido sobre el chip TL494. con un controlador adicional basado en transistores bipolares de baja potencia. Los transistores se pueden reemplazar por unos domésticos: KT3107.
El inversor implementa un circuito de control remoto para que no sea necesario utilizar interruptores potentes para suministrar energía al circuito.

Diodos en la parte motriz. Usamos SCHOTTKI tipo 4148 o nuestro KD522, no hay ninguna diferencia particular.
En el circuito de control remoto, el transistor se puede reemplazar por el KT3102 doméstico.
El transformador es la parte más importante de nuestro proyecto, de él depende todo el funcionamiento de la estructura.
El transformador en mi caso está enrollado sobre dos anillos pegados de la marca 3000NM, las dimensiones de cada anillo son 45 * 28 * 8. No pegué los anillos con nada, simplemente los envolví con cinta adhesiva para asegurarlos firmemente.

Después de cubrirlos con cinta adhesiva, los anillos se envolvieron en fibra de vidrio; el rollo de fibra de vidrio se compró en una ferretería por $1.

De antemano es necesario cortar tiras de fibra de vidrio de 50 cm de largo y 1,5-2 cm de ancho. En lugar de fibra de vidrio, se puede utilizar cinta aislante de tela; la fibra es conveniente porque el material es resistente al calor y bastante fino, el aislamiento es más preciso.

El devanado primario es de 2x5 vueltas, es decir. 10 vueltas con un toque desde el medio. Cada brazo está enrollado con 12 hilos de alambre de 0,7 a 0,8 mm. Las fotografías del devanado lo dirán todo por mí.

Ambos hombros se enrollan con un torniquete: 5 vueltas extendidas a lo largo de todo el anillo de la manera más uniforme posible. Como resultado, obtenemos dos devanados completamente idénticos.

Como resultado, tenemos 4 extremos (cables), soldamos el comienzo del primer devanado al final del segundo devanado, precisamente el lugar de la soldadura son los grifos a los que se suministra la fuente de alimentación de +12 voltios.
Después de enrollar el devanado primario, el anillo se aísla nuevamente con fibra de vidrio y se enrolla el devanado secundario.

Este devanado es un devanado elevador, el voltaje de salida es peligroso, así que tome todas las precauciones y realice el trabajo de instalación solo con la energía apagada.

El devanado se enrolla con dos hilos paralelos de alambre de 0,7-0,8 mm. El número de vueltas en el devanado secundario es 80. Las vueltas nuevamente se estiran uniformemente por todo el anillo. Después del bobinado, es aconsejable aislar este devanado del mismo modo que el primario.

Un inversor de 12V/220V es algo necesario en un hogar. A veces es simplemente necesario: la red, por ejemplo, ha desaparecido, el teléfono está muerto y hay carne en el frigorífico. La demanda determina la oferta: por los modelos prefabricados de 1 kW o más, con los que se puede alimentar cualquier aparato eléctrico, habrá que pagar a partir de 150 dólares. Posiblemente más de $300. Sin embargo, hoy en día, hacer un convertidor de voltaje con sus propias manos está disponible para todos los que saben soldar: ensamblarlo a partir de un conjunto de componentes ya preparado costará de tres a cuatro veces menos + un poco de trabajo y metal de la basura. Si hay uno para baterías de coche, generalmente puedes gastar entre 300 y 500 rublos. Y si también tiene habilidades básicas de radioaficionado, entonces, después de hurgar en el alijo, es muy posible fabricar un inversor de 12 V CC/220 V CA de 50 Hz para 500-1200 W por nada. Consideremos las posibles opciones.

Opciones: Globales

Un convertidor de voltaje de 12-220 V para alimentar una carga de hasta 1000 W o más generalmente se puede fabricar de forma independiente de las siguientes maneras (en orden de costos crecientes):

1. Coloque una unidad ya preparada en una caja con disipador de calor de Avito, Ebay o AliExpress. Busque "inversor 220" o "inversor 12/220"; puede agregar inmediatamente la potencia requerida. Costará aprox. La mitad del precio del mismo de fábrica. No se requieren habilidades eléctricas, pero - ver más abajo;
2. Ensamble el mismo del kit: placa de circuito impreso + componentes “dispersos”. Se puede comprar allí, pero a la solicitud se le añade bricolaje, lo que significa autoensamblaje. Precio todavía aprox. 1,5 veces menor. Necesita conocimientos básicos de radioelectrónica: uso de un multímetro, conocimiento del cableado (pinouts) de los terminales de elementos activos o capacidad para buscarlos, reglas para incluir componentes polares (diodos, condensadores electrolíticos) en el circuito y capacidad para determinar qué cables de corriente y sección transversal se necesitan;
3. Adapte una fuente de alimentación ininterrumpida de computadora (UPS, UPS) al inversor. Se puede encontrar un UPS usado que funcione sin una batería estándar por 300-500 rublos. No necesita ninguna habilidad: simplemente conecte la batería del automóvil al UPS. Pero tendrás que cargarlo por separado, ver también más abajo;
4. Elija un método de conversión, un diagrama (ver más abajo) de acuerdo con sus necesidades y la disponibilidad de piezas, calcule y monte completamente usted mismo. Puede que sea completamente gratuito, pero además de los conocimientos electrónicos básicos, necesitará la capacidad de utilizar algunos instrumentos de medición especiales (ver también a continuación) y realizar cálculos de ingeniería simples.

De un módulo terminado

Métodos de montaje según párrafos. En realidad, 1 y 2 no son tan simples. Las carcasas de los inversores prefabricados de fábrica también sirven como disipadores de calor para potentes interruptores de transistores en su interior. Si tomamos un "producto semiacabado" o "suelto", entonces no habrá vivienda para ellos: dado el costo actual de la electrónica, la mano de obra y los metales no ferrosos, la diferencia de precios se explica precisamente por la ausencia de el segundo y, posiblemente, el tercero. Es decir, tendrás que fabricar tú mismo un radiador para llaves potentes o buscar uno de aluminio ya hecho. Su espesor en el lugar de instalación de las llaves debe ser de al menos 4 mm y el área para cada llave debe ser de al menos 50 metros cuadrados. ver para cada kW de potencia producida; con soplado desde un ventilador-enfriador de computadora de 12 V 110-130 mA – desde 30 metros cuadrados. cm*kW*tecla.

Por ejemplo, en un juego (módulo) hay 2 llaves (se pueden ver, sobresalen del tablero, ver a la izquierda en la figura); Los módulos con teclas en el radiador (a la derecha en la figura) son más caros y están diseñados para una potencia determinada, generalmente no muy alta. No hay refrigerador, la potencia requerida es de 1,5 kW. Esto significa que necesitas un radiador de 150 m2. Ver. Además de esto, también hay kits de instalación para llaves: juntas aislantes conductoras de calor y accesorios para tornillos de montaje, copas y arandelas aislantes. Si el módulo tiene protección térmica (habrá otra pieza que sobresaldrá entre las teclas: un sensor térmico), entonces un poco de pasta térmica para pegarlo al radiador. Cables: por supuesto, ver más abajo.

De UPS

El inversor de 12 V CC/220 V CA 50 Hz, al que puede conectar cualquier dispositivo dentro del límite de potencia permitido, está hecho de un UPS de computadora de manera muy simple: los cables estándar a "su" batería se reemplazan por unos largos con abrazaderas para la batería del automóvil. terminales. La sección transversal del cable se calcula basándose en la densidad de corriente permitida de 20-25 A/m2. mm, ver también más abajo. Pero debido a una batería no estándar, pueden surgir problemas: es más cara y más necesaria que un convertidor.

UPS también utiliza baterías de plomo-ácido. Esta es hoy la única fuente de energía química secundaria ampliamente disponible capaz de entregar regularmente grandes corrientes (corrientes adicionales) sin ser "muerta" por completo en 10 a 15 ciclos de carga y descarga. En la aviación se utilizan baterías de plata y zinc, que son aún más potentes, pero son monstruosamente caras, no están ampliamente disponibles y su vida útil es insignificante en comparación con los estándares cotidianos: aprox. 150 ciclos.

La descarga de las baterías ácidas está claramente controlada por el voltaje en el banco, y el controlador UPS no permitirá que la batería "extraña" se descargue sin medida. Pero en las baterías estándar de UPS el electrolito es gel, mientras que en las baterías de automóvil es líquido. Los modos de carga en ambos casos son significativamente diferentes: a través del gel no pueden pasar las mismas corrientes que a través de un líquido, y en un electrolito líquido, si la corriente de carga es demasiado baja, la movilidad de los iones será baja y no todos volverán a sus lugares en los electrodos. Como resultado, el UPS sobrecargará crónicamente la batería del automóvil, que pronto se sulfatará y quedará completamente inutilizable. Por lo tanto, se requiere un cargador de batería para el inversor del UPS. Puedes hacerlo tú mismo, pero ese es otro tema.

Batería y potencia

La idoneidad del convertidor para un fin determinado también depende de la batería. Un inversor de voltaje elevado no toma energía para los consumidores de la "materia oscura" del Universo, los agujeros negros, el espíritu santo o cualquier otro lugar por el estilo. Sólo de la batería. Y de allí tomará la potencia suministrada a los consumidores, dividida por la eficiencia del propio convertidor.

Si ve "6800W" o más en el cuerpo de un inversor de marca, crea lo que ve. La electrónica moderna permite colocar dispositivos aún más potentes en el volumen de un paquete de cigarrillos. Pero digamos que necesitamos una potencia de carga de 1000 W y tenemos a nuestra disposición una batería de coche normal de 12 V 60 A/h. El valor típico de eficiencia del inversor es 0,8. Esto significa que tardará aprox. 100 A. Para tal corriente, también se necesitan cables con una sección transversal de 5 metros cuadrados. mm (ver arriba), pero eso no es lo principal aquí.

Los entusiastas de los automóviles lo saben: si hace funcionar el motor de arranque durante 20 minutos, compre una batería nueva. Es cierto que las máquinas nuevas tienen limitadores de tiempo para su funcionamiento, por lo que quizás no lo sepan. Y seguramente no todo el mundo sabe que el motor de arranque de un coche, una vez puesto en marcha, necesita una corriente de aprox. 75 A (en 0,1-0,2 s al inicio - hasta 600 A). El cálculo más simple, y resulta que si el inversor no tiene equipo automático que limite la descarga de la batería, el nuestro se agotará por completo en 15 minutos. Así que elija o diseñe su convertidor teniendo en cuenta las capacidades de la batería existente.

Nota: Esto implica una gran ventaja de los convertidores de 12/220 V basados ​​en UPS para computadoras: su controlador no permitirá que la batería se agote por completo.

La vida útil de las baterías ácidas no disminuye notablemente si se descargan con una corriente de 2 horas (12 A para 60 A/h, 24 A para 120 A/h y 42 A para 210 A/h). Teniendo en cuenta la eficiencia de conversión, se obtiene una potencia de carga admisible a largo plazo de aprox. 120 W, 230 W y 400 W respectivamente. Durante 10 min. carga (por ejemplo, para alimentar una herramienta eléctrica), se puede aumentar 2,5 veces, pero después de esto el ABC debe descansar durante al menos 20 minutos.

En general, el resultado no es del todo malo. De las herramientas eléctricas domésticas habituales, sólo una amoladora puede consumir entre 1000 y 1300 W. El resto, por regla general, cuestan hasta 400 W y los destornilladores, hasta 250 W. Un refrigerador con batería de 12 V 60 A/h funcionará a través de un inversor durante 1,5 a 5 horas; suficiente para tomar las medidas necesarias. Por tanto, tiene sentido fabricar un convertidor de 1 kW para una batería de 60 A/h.

¿Cuál será el resultado?

Para reducir el peso y el tamaño del dispositivo, con raras excepciones (ver más abajo), los convertidores de voltaje funcionan a frecuencias aumentadas, desde cientos de Hz hasta unidades y decenas de kHz. Ningún consumidor aceptará una corriente de tal frecuencia y la pérdida de energía en el cableado convencional será enorme. Por lo tanto, los inversores 12-200 están construidos para el siguiente voltaje de salida. tipos:

• Rectificado constante 220 V (220V AC). Adecuado para alimentar cargadores de teléfonos, la mayoría de fuentes de alimentación (PS) para tabletas, lámparas incandescentes, amas de casa fluorescentes y lámparas LED. Con una potencia de 150-250 W, son perfectos para herramientas eléctricas portátiles: la potencia CC que consumen se reduce ligeramente y el par aumenta. No apto para fuentes de alimentación conmutadas (UPS) de televisores, ordenadores, portátiles, hornos microondas, etc. con una potencia de más de 40-50 W: estos necesariamente tienen los llamados. una unidad de arranque, para cuyo funcionamiento normal la tensión de red debe pasar periódicamente por cero. Inadecuado y peligroso para dispositivos con transformadores de potencia en motores eléctricos de hierro y CA: herramientas eléctricas estacionarias, refrigeradores, aires acondicionados, la mayoría de equipos de audio Hi-Fi, procesadores de alimentos, algunas aspiradoras, cafeteras, molinillos de café y hornos microondas (para estos últimos, debido a la presencia de una mesa con motor de rotación).
• Onda sinusoidal modificada (ver más abajo): adecuada para cualquier consumidor, excepto para audio Hi-Fi con UPS, otros dispositivos con UPS de 40 a 50 W (ver arriba) y, a menudo, sistemas de seguridad locales, estaciones meteorológicas domésticas, etc. con sensores analógicos sensibles.
• Sinusoidal pura: adecuada sin restricciones, excepto de potencia, para cualquier consumidor de electricidad.

¿Seno o pseudoseno?

Para aumentar la eficiencia, la conversión de voltaje se lleva a cabo no solo a frecuencias más altas, sino también con pulsos heteropolares. Sin embargo, es imposible alimentar muchos dispositivos de consumo con una secuencia de pulsos rectangulares multipolares (los llamados meandros): grandes sobretensiones en los frentes de los meandros, incluso con una carga ligeramente reactiva, provocarán grandes pérdidas de energía y pueden causar una mal funcionamiento del consumidor. Sin embargo, tampoco es posible diseñar el convertidor para corriente sinusodal: el rendimiento no excederá aprox. 0.6.

Se produjo una revolución silenciosa pero significativa en esta industria cuando se desarrollaron microcircuitos específicamente para inversores de voltaje, formando los llamados. una sinusoide modificada (a la izquierda de la figura), aunque sería más correcto llamarla pseudo, meta, cuasi, etc. sinusoide. La forma actual de la sinusoide modificada es escalonada y los frentes de pulso se prolongan (los frentes de meandro a menudo no son visibles en la pantalla de un osciloscopio de rayos catódicos). Gracias a esto, los consumidores con transformadores de hierro o reactividad notable (motores eléctricos asíncronos) “entienden” la onda pseudosinusoidal “como real” y trabajan como si nada; El audio Hi-Fi con un transformador de red en hardware se puede alimentar con una onda sinusoidal modificada. Además, una sinusoide modificada se puede suavizar de formas bastante simples hasta convertirla en una "casi real", las diferencias con una pura en un osciloscopio apenas se notan a simple vista; Los convertidores del tipo “Seno Puro” no son mucho más caros que los convencionales, a la derecha en la Fig.

Sin embargo, no es recomendable ejecutar dispositivos con componentes analógicos caprichosos y UPS desde una onda sinusoidal modificada. Estos últimos son extremadamente indeseables. El hecho es que la plataforma intermedia de la sinusoide modificada no es un voltaje cero puro. La unidad de arranque del UPS a partir de una onda sinusoidal modificada no funciona con claridad y es posible que todo el UPS no salga del modo de arranque al modo de funcionamiento. El usuario primero ve esto como fallos desagradables y luego sale humo del dispositivo, como en el chiste. Por lo tanto, los dispositivos del UPS deben ser alimentados por inversores del tipo Pure Sine.

Nosotros mismos fabricamos el inversor.

Entonces, por ahora está claro que lo mejor es fabricar un inversor para una salida de 220 V 50 Hz, aunque también nos acordaremos de la salida AC. En el primer caso, para controlar la frecuencia necesitará un frecuencímetro: la norma para las fluctuaciones en la frecuencia de la red eléctrica es de 48-53 Hz. Los motores eléctricos de CA son especialmente sensibles a sus desviaciones: cuando la frecuencia de la tensión de alimentación alcanza los límites de tolerancia, se calientan y "se alejan" de la velocidad nominal. Este último es muy peligroso para refrigeradores y aires acondicionados, pueden fallar irreparablemente debido a la despresurización. Pero no necesitamos comprar, alquilar o pedir prestado un frecuencímetro electrónico preciso y multifuncional; no necesitamos su precisión. O un frecuencímetro resonante electromecánico (pos. 1 en la figura) o un puntero de cualquier sistema, pos. 2:

Ambos son económicos y se venden en Internet y en las grandes ciudades en tiendas especializadas en electricidad. Se puede encontrar un medidor de frecuencia resonante antiguo en el mercado del hierro, y uno u otro, después de configurar el inversor, es muy adecuado para monitorear la frecuencia de la red en la casa: el medidor no responde al conectarlos a la red.

50 Hz desde la computadora

En la mayoría de los casos, los consumidores que no son especialmente potentes necesitan una alimentación de 220 V 50 Hz, hasta 250-350 W. Entonces, la base para un convertidor de 12/220 V 50 Hz puede ser un UPS de un ordenador viejo, siempre y cuando, por supuesto, uno esté tirado en la basura o alguien lo venda barato. La potencia entregada a la carga será de aprox. 0,7 del UPS nominal. Por ejemplo, si en su cuerpo está escrito “250W”, entonces se pueden conectar sin miedo dispositivos de hasta 150-170 W. Necesita más: primero debe probarlo con una carga de lámparas incandescentes. Duró 2 horas; puede entregar esa potencia durante mucho tiempo. Cómo hacer un inversor de 12 V CC/220 V CA 50 Hz a partir de una fuente de alimentación de computadora, vea el video a continuación.

Video: un convertidor simple 12-220 desde una fuente de alimentación de computadora

Llaves

Digamos que no hay UPS para computadora o que necesita más energía. Entonces la elección de los elementos clave se vuelve importante: deben conmutar corrientes elevadas con pérdidas de conmutación mínimas, ser fiables y asequibles. En este sentido, los transistores bipolares y los tiristores se están convirtiendo con seguridad en una cosa del pasado en esta área de aplicación.

La segunda revolución en el negocio de los inversores está asociada con la aparición de potentes transistores de efecto de campo ("transistores de campo"), los llamados. estructura vertical. Sin embargo, han revolucionado toda la tecnología de suministro de energía para dispositivos de bajo consumo: cada vez es más difícil encontrar un transformador de hierro en los electrodomésticos.

Los mejores dispositivos de campo de alta potencia para convertidores de voltaje son los de canal inducido por puerta aislada (MOSFET), p. IFR3205, a la izquierda en la figura:

Debido a la insignificante potencia de conmutación, la eficiencia de un inversor con una salida de CC en dichos transistores puede alcanzar 0,95, y con una salida de CA de 50 Hz, 0,85-0,87. Análogos de MOSFET con un canal incorporado, p. IFRZ44, dan menor eficiencia, pero son mucho más baratos. Un par de uno u otro le permite llevar la potencia de la carga a aprox. 600W; ambos pueden conectarse en paralelo sin problemas (a la derecha de la figura), lo que permite construir inversores con una potencia de hasta 3 kW.

Nota: La pérdida de potencia de los interruptores con un canal incorporado cuando funcionan con una carga significativamente reactiva (por ejemplo, un motor eléctrico asíncrono) puede alcanzar 1,5 W por interruptor. Las teclas con canal inducido no presentan este inconveniente.

TL494

El tercer elemento que hizo posible llevar los convertidores de voltaje a su estado actual es el microcircuito especializado TL494 y sus análogos. Todos ellos son un controlador de modulación de ancho de pulso (PWM) que genera una señal de onda sinusoidal modificada en las salidas. Las salidas son multipolares, lo que permite controlar pares de teclas. La frecuencia de conversión de referencia la establece un único circuito RC, cuyos parámetros se pueden cambiar dentro de amplios límites.

¿Cuándo es suficiente un trabajo permanente?

El círculo de consumidores de 220 V CC es limitado, pero son ellos quienes necesitan una fuente de alimentación autónoma no sólo en situaciones de emergencia. Por ejemplo, cuando trabaja con herramientas eléctricas en la carretera o en el rincón más alejado de su propio sitio. O siempre está presente, digamos, en la iluminación de emergencia de la entrada de la casa, pasillo, pasillo, área local gracias a una batería solar que recarga la batería durante el día. El tercer caso típico es cargar el teléfono mientras viaja con el encendedor. Aquí se necesita muy poca potencia de salida, por lo que el inversor se puede fabricar con solo 1 transistor según el circuito generador de relajación, ver a continuación. clip de vídeo.

Video: convertidor elevador en un transistor

Ya para alimentar 2-3 bombillas LED se necesita más potencia. Al intentar "exprimirlo", la eficiencia de los generadores de bloqueo cae drásticamente y hay que cambiar a circuitos con elementos de sincronización separados o retroalimentación inductiva interna completa; son los más económicos y contienen la menor cantidad de componentes. En el primer caso, para cambiar un interruptor, se utiliza la autoinducción EMF de uno de los devanados del transformador junto con un circuito de temporización. En el segundo, el elemento regulador de frecuencia es el propio transformador elevador debido a su propia constante de tiempo; su valor está determinado principalmente por el fenómeno de la autoinducción. Por lo tanto, ambos inversores a veces se denominan convertidores autoinductivos. Su eficiencia, por regla general, no supera 0,6-0,65, pero, en primer lugar, el circuito es simple y no requiere ajuste. En segundo lugar, el voltaje de salida es más trapezoidal que la onda cuadrada; Los consumidores “exigentes” lo “entienden” como una onda sinusoidal modificada. Desventaja: los interruptores de campo en tales convertidores son prácticamente inaplicables, porque a menudo fallan debido a sobretensiones en el devanado primario durante la conmutación.

En la pos. 1 foto:

El autor del diseño no pudo extraer más de 11 W, pero aparentemente confundió la ferrita con el carbonilo. En cualquier caso, el circuito magnético blindado (copa) de su propia foto (ver figura a la derecha) no es de ninguna manera ferrita. Parece más bien uno de carbonilo viejo, oxidado por fuera con el tiempo, ver fig. a la derecha. Es mejor enrollar el transformador de este inversor en un anillo de ferrita con un área de sección transversal de ferrita de 0,7 a 1,2 metros cuadrados. cm El devanado primario debe contener 7 vueltas de alambre con un diámetro de cobre de 0,6 a 0,8 mm, y el devanado secundario debe contener 57 a 58 vueltas de alambre de 0,3 a 0,32 mm. Esto es para enderezar con duplicación, ver más abajo. Para 220 V “puro”: 230-235 vueltas de cable 0,2-0,25. En este caso, al reemplazar KT814 por KT818, este inversor entregará una potencia de hasta 25-30 W, suficiente para 3-4 lámparas LED. Al reemplazar KT814 por KT626, la potencia de carga será de aprox. 15 W, pero la eficiencia aumentará. En ambos casos, el radiador clave es a partir de 50 metros cuadrados. cm.

En la pos. La Figura 2 muestra un diagrama del convertidor "antediluviano" 12-220 con devanados de retroalimentación separados. No es tan arcaico. Primero, el voltaje de salida bajo carga es trapezoidal con fracturas redondeadas y sin picos. Es incluso mejor que una onda sinusoidal modificada. En segundo lugar, este convertidor se puede diseñar sin modificaciones en el circuito para una potencia de hasta 300-350 W y una frecuencia de 50 Hz, entonces no se necesita un rectificador, solo es necesario instalar VT1 y VT2 en radiadores de 250 kW. . ver cada uno. En tercer lugar, protege la batería: cuando se sobrecarga, la frecuencia de conversión cae, la potencia de salida disminuye y, si la carga aún más, la generación se detiene. Es decir, para evitar una descarga excesiva de la batería, no se requiere ninguna automatización.

El procedimiento para calcular este inversor se muestra en el escaneo de la Fig.:

Las cantidades clave que contiene son la frecuencia de conversión y la inducción de trabajo en el circuito magnético. La frecuencia de conversión se selecciona en función del material del núcleo disponible y de la potencia requerida:

Tipo Núcleos magnéticos	Frecuencia de inducción/conversión
	Hasta 50W	50-100W	100-200W	200-350 vatios
Hierro "de potencia" de transformadores de potencia con un espesor de 0,35-0,6 mm	0,5 T/(50-1000)Hz	0,55 T/(50-400)Hz	0,6 T/(50-150)Hz	0,7 T/(50-60)Hz
Hierro "sonido" de transformadores de salida UMZCH con un espesor de 0,2-0,25 mm	0,4 T/(1000-3000)Hz	0,35 T/(1000-2000)Hz	-	-
Hierro de “señal” de transformadores de señal con un espesor de 0,06-0,15 mm (¡no aleación permanente!)	0,3 T/(2000-8000)Hz	0,25 T/(2000-5000)Hz	-	-
Ferrito	0,15 T/(5-30) kHz	0,15 T/(5-30) kHz	0,15 T/(5-30) kHz	0,15 T/(5-30) kHz

Esta "omnívora" de la ferrita se explica por el hecho de que su bucle de histéresis es rectangular y la inducción de trabajo es igual a la inducción de saturación. La disminución de los valores calculados de inducción en los núcleos magnéticos de acero en comparación con los típicos se debe a un fuerte aumento de las pérdidas por conmutación de corrientes no sinusoidales a medida que aumenta. Por lo tanto, del núcleo del transformador de potencia del antiguo televisor "ataúd" de 270 W en este convertidor de 50 Hz no será posible extraer más de 100-120 W. Pero sin pescado, hay cáncer en el pescado.

Nota: Si tiene un núcleo magnético de acero con una sección transversal deliberadamente sobredimensionada, ¡no le quite toda la potencia! Dejemos que la inducción sea mejor: la eficiencia del convertidor aumentará y la forma del voltaje de salida mejorará.

Alisado

Es mejor rectificar el voltaje de salida de estos inversores usando un circuito con duplicación de voltaje en paralelo (elemento 3 en la figura con diagramas): los componentes costarán menos y las pérdidas de energía con una corriente no sinusoidal serán menores que en un puente. Los condensadores deben tomarse como "potencia", diseñados para alta potencia reactiva (designados PE o W). Si coloca unos "sonidos" sin estas letras, es posible que simplemente exploten.

50Hz? ¡Es muy sencillo!

Un inversor simple de 50 Hz (elemento 4 en la figura anterior con diagramas) es un diseño interesante. Para algunos tipos de transformadores de potencia estándar, la constante de tiempo intrínseca es cercana a 10 ms, es decir medio período de 50 Hz. Al ajustarlo con resistencias de sincronización, que también actuarán como limitadores de la corriente de control del interruptor, puede obtener inmediatamente una onda cuadrada suavizada de 50 Hz en la salida sin necesidad de formar circuitos complejos. Los transformadores TP, TPP, TN para 50-120 W son adecuados, pero no de cualquier tipo. Es posible que tengas que cambiar los valores de las resistencias y/o conectar condensadores de 1-22 nF en paralelo con ellos. Si la frecuencia de conversión aún está lejos de 50 Hz, es inútil desmontar y rebobinar el transformador: el circuito magnético pegado con pegamento ferromagnético se esponjará y los parámetros del transformador se deteriorarán drásticamente.

Este inversor es un convertidor de dacha de fin de semana. No agotará la batería del coche por los mismos motivos que el anterior. Pero basta con iluminar una casa con terraza con lámparas LED y un televisor o una bomba vibratoria en un pozo. La frecuencia de conversión del inversor ajustado cuando la corriente de carga cambia de 0 al máximo no va más allá de las normas técnicas para redes de suministro de energía.

Los devanados del transformador original están tendidos así. En los transformadores de potencia típicos, hay un número par de devanados secundarios para 12 o 6 V. Dos de ellos se "reservan" y el resto se suelda en paralelo en grupos de igual número de devanados en cada uno. A continuación, los grupos se conectan en serie para obtener 2 semidevanados de 12 V cada uno, este será un devanado de bajo voltaje (primario) con un punto medio. Del resto de devanados de baja tensión, uno se conecta en serie con el devanado de red de 220 V; este será el devanado elevador. Se necesita un aditivo porque... La caída de voltaje en los interruptores hechos de transistores compuestos bipolares, junto con sus pérdidas en el transformador, puede alcanzar 2,5-3 V, y el voltaje de salida se subestimará. Si se le da cuerda adicional, volverá a la normalidad.

CC del chip

La eficiencia de los convertidores descritos no supera el 0,8 y la frecuencia varía notablemente según la corriente de carga. La potencia de carga máxima es inferior a 400 W, por lo que es hora de pensar en soluciones de circuitos modernos.

El circuito de un convertidor simple de 12 V CC/220 V CC para 500-600 W se muestra en la figura:

Su objetivo principal es alimentar herramientas eléctricas portátiles. Dicha carga no exige la calidad del voltaje suministrado, por lo que las claves son más baratas; También son adecuados IFRZ46, 48. El transformador está enrollado sobre ferrita con una sección transversal de 2-2,5 metros cuadrados. cm; Es adecuado un núcleo de transformador de potencia de un UPS de computadora. Devanado primario: 2x5 vueltas de un haz de 5-6 cables de bobinado con un diámetro de cobre de 0,7-0,8 mm (ver más abajo); secundario: 80 vueltas del mismo cable. No se requiere ningún ajuste, pero no hay control de la descarga de la batería, por lo que durante el funcionamiento es necesario conectar un multímetro a sus terminales y no olvidar mirarlo (lo mismo se aplica a todos los demás inversores de voltaje caseros). Si el voltaje cae a 10,8 V (1,8 V por celda), ¡deténgase y apáguelo! Cayó a 1,75 V por celda (10,5 V para toda la batería); ¡esto ya es sulfatación!

Cómo enrollar un transformador en un anillo.

Las características de calidad del inversor, en particular su eficiencia, están muy influenciadas por el campo parásito de su transformador. La solución fundamental para reducirlo se conoce desde hace tiempo: cerca de él se coloca el devanado primario, que “bombea” el circuito magnético con energía; los secundarios encima de él en orden descendente de su poder. Pero la tecnología es tal que a veces hay que darle la vuelta a los principios teóricos de diseños específicos. Una de las leyes de Murphy establece aprox. entonces: si la pieza de hardware aún no quiere funcionar como debería, intente hacer lo contrario. Esto se aplica plenamente a un transformador de alta frecuencia sobre un núcleo magnético de anillo de ferrita con devanados hechos de alambre rígido relativamente grueso. Enrolle el transformador convertidor de voltaje en un anillo de ferrita como este:

• Se aísla el circuito magnético y, mediante una lanzadera de devanado, se enrolla sobre él un devanado elevador secundario, colocando las espiras lo más apretadas posible, pos. 1 en la figura:

• Envuelva bien la parte secundaria con cinta adhesiva, pos.2.
• Prepare 2 mazos de cables idénticos para el devanado primario: enrolle el número de vueltas de la mitad del devanado de bajo voltaje con un cable delgado e inutilizable, retírelo, mida la longitud, corte el número requerido de segmentos de cable de bobinado con reserva y ensamble en paquetes.
• Además, el devanado secundario se aísla hasta que se obtiene una superficie relativamente plana.
• Enrolle el “primario” con 2 haces a la vez, disponiendo los cables de los haces con cinta adhesiva y distribuyendo uniformemente las vueltas sobre el núcleo, pos. 3.
• Llame a los extremos de los paquetes y conecte el comienzo de uno con el final del otro, este será el punto medio del devanado.

Nota: en los diagramas de circuitos eléctricos, el comienzo de los devanados, si procede, se indica con un punto.

50 Hz suavizados

Una onda sinusoidal modificada de un controlador PWM no es la única manera de obtener 50 Hz en la salida del inversor, adecuados para conectar cualquier consumidor de electricidad doméstico, y no estaría de más "suavizar" eso también. El más sencillo de ellos es el viejo transformador de hierro, que “plancha” bien gracias a su inercia eléctrica. Es cierto que cada vez es más difícil encontrar un núcleo magnético con una potencia superior a 500 W. Un transformador de aislamiento de este tipo se conecta a la salida de bajo voltaje del inversor y se conecta una carga a su devanado elevador. Por cierto, la mayoría de los UPS para computadoras se construyen de acuerdo con este esquema, por lo que son bastante adecuados para este propósito. Si enrolla el transformador usted mismo, se calcula de manera similar al de potencia, pero con un rastro. características:

• El valor inicialmente determinado de la inducción de trabajo se divide por 1,1 y se aplica en todos los cálculos posteriores. Esto es necesario para tener en cuenta los llamados. factor de forma de tensión no sinusoidal Kf; para una sinusoide Kf=1.
• El devanado elevador se calcula primero como un devanado de red de 220 V para una potencia determinada (o se determina por los parámetros del circuito magnético y el valor de la inducción de trabajo). Luego se multiplica el número de vueltas encontrado por 1,08 para potencias de hasta 150 W, por 1,05 para potencias de 150-400 W y por 1,02 para potencias de 400-1300 W.
• La mitad del devanado de baja tensión se calcula como una tensión secundaria de 14,5 V para interruptores bipolares o con canal incorporado y 13,2 V para interruptores con canal inducido.

En la figura se muestran ejemplos de soluciones de circuitos para convertidores de 12-200 V 50 Hz con transformador de aislamiento:

En el de la izquierda, las teclas están controladas por el llamado oscilador maestro. Como multivibrador “suave”, ya genera un meandro en frentes bloqueados y fracturas suavizadas, por lo que no se requieren medidas de suavizado adicionales. La inestabilidad de la frecuencia de un multivibrador suave es mayor que la de uno normal, por lo que para ajustarlo se necesita un potenciómetro P. Con las teclas del KT827 se puede quitar potencia hasta 200 W (radiadores de 200 cm2 sin soplo). Las claves del KP904 de basura vieja o IRFZ44 le permiten aumentarlo a 350 W; individuales en IRF3205 hasta 600 W y emparejados hasta 1000 W.

Un inversor de 12-220 V 50 Hz con oscilador maestro en el TL494 (a la derecha en la figura) mantiene la frecuencia firmemente en todas las condiciones de funcionamiento imaginables. Para suavizar más eficazmente una pseudosinusoide, se utiliza el llamado fenómeno. resonancia indiferente, en la que las relaciones de fase de corrientes y voltajes en el circuito oscilatorio se vuelven las mismas que en la resonancia aguda, pero sus amplitudes no aumentan notablemente. Técnicamente, esto se puede resolver de forma sencilla: se conecta un condensador de suavizado al devanado de refuerzo, cuyo valor de capacitancia se selecciona de acuerdo con la mejor forma de la corriente (¡no del voltaje!) bajo carga. Para controlar la forma de la corriente, se conecta una resistencia de 0,1-0,5 ohmios al circuito de carga con una potencia de 0,03-0,1 del valor nominal, al que se conecta un osciloscopio con una entrada cerrada. La capacitancia de suavizado no reduce la eficiencia del inversor, pero no se pueden utilizar programas informáticos para simular osciloscopios de baja frecuencia para configurarlo, porque ¡La entrada de la tarjeta de sonido que utilizan no está diseñada para una amplitud de 220x1,4 = 310 V! Las claves y poderes son los mismos que antes. caso.

En la figura se muestra un circuito convertidor de 12-200 V 50 Hz más avanzado:

Utiliza claves compuestas complejas. Para mejorar la calidad de la tensión de salida, se aprovecha el hecho de que el emisor de los transistores bipolares epitaxiales planos está mucho más dopado que la base y el colector. Cuando TL494 aplica un potencial de cierre, por ejemplo, a la base de VT3, su corriente de colector se detendrá, pero debido a la reabsorción de la carga espacial del emisor, ralentizará el cierre de T1 y las sobretensiones de la fem de autoinducción. Tr será absorbido por los circuitos L1 y R11C5; “inclinarán” más los frentes. La potencia de salida del inversor está determinada por la potencia total Tr, pero no más de 600 W, porque Es imposible utilizar interruptores potentes emparejados en este circuito: la dispersión en el valor de la carga de la puerta de los transistores MOSFET es bastante significativa y la conmutación de los interruptores no será clara, por lo que la forma del voltaje de salida puede incluso empeorar.

El estrangulador L1 consta de 5-6 vueltas de alambre con un diámetro de 2,4 mm sobre cobre, enrollado en un trozo de varilla de ferrita con un diámetro de 8-10 my una longitud de 30-40 mm con un paso de 3,5-4 mm. ¡El circuito magnético del acelerador no debe cortocircuitarse! Configurar un circuito es una tarea bastante laboriosa y requiere mucha experiencia: es necesario seleccionar L1, R11 y C5 según la mejor forma de la corriente de salida bajo carga, como en el anterior. caso. Pero la alta fidelidad, alimentada por este convertidor, sigue siendo “alta fidelidad” para los oídos más exigentes.

¿Es posible sin transformador?

El cable devanado para un potente transformador de 50 Hz ya costará un buen centavo. Los núcleos magnéticos de los transformadores "ataúd" de hasta 270 W en total están más o menos disponibles, pero en un inversor no se pueden exprimir más de 120-150 W, y la eficiencia será de 0,7 en el mejor de los casos, porque Los núcleos magnéticos "ataúd" están enrollados a partir de una cinta gruesa, cuyas pérdidas por corrientes parásitas son grandes cuando el voltaje no sinusoidal en los devanados es grande. Encontrar un núcleo magnético SL hecho de una tira delgada capaz de entregar más de 350 W con una inducción de 0,7 Tesla es generalmente problemático, será costoso y todo el convertidor será enorme y pesado. Los transformadores UPS no están diseñados para un funcionamiento frecuente en modo a largo plazo: se calientan y sus circuitos magnéticos en los inversores se degradan con bastante rapidez, las propiedades magnéticas se deterioran mucho y la potencia del convertidor cae. ¿Hay una salida?

Sí, y esta solución se utiliza a menudo en convertidores de marca. Este es un puente eléctrico hecho de interruptores en transistores de efecto de campo de potencia de alto voltaje con un voltaje de ruptura de 400 V y una corriente de drenaje de más de 5 A. Adecuado para los circuitos primarios de UPS de computadoras y de basura vieja: KP904, etc.

El puente se alimenta con 220 V CC constantes desde un simple inversor 12-220 con rectificación. Los brazos del puente se abren de dos en dos, transversalmente, alternativamente, y la corriente en la carga incluida en la diagonal del puente cambia de dirección; Los circuitos de control de todas las llaves están separados galvánicamente. En los diseños industriales, las teclas se controlan mediante dispositivos especiales. IC con aislamiento por optoacoplador, pero en condiciones de aficionado ambos pueden reemplazarse con un inversor adicional de baja potencia de 12 V CC - 12 V 50 Hz, alimentado por un pequeño transformador en el hardware, ver fig. El núcleo magnético se puede obtener de un transformador de potencia de baja potencia del mercado chino. Debido a su inercia eléctrica, la calidad de la tensión de salida es incluso mejor que la de una onda sinusoidal modificada.

Comprar un dispositivo listo para usar no será un problema– en las tiendas de automóviles puedes encontrar (convertidores de voltaje de pulsos) de varias potencias y precios.

Sin embargo, el precio de un dispositivo de potencia media (300-500 W) es de varios miles de rublos y la confiabilidad de muchos inversores chinos es bastante controvertida. Hacer un convertidor simple con sus propias manos no solo es una forma de ahorrar dinero significativamente, sino también una oportunidad para mejorar sus conocimientos en electrónica. En caso de avería, reparar un circuito casero será mucho más sencillo.

Convertidor de impulsos sencillo

El circuito de este dispositivo es muy simple., y la mayoría de las piezas se pueden quitar de una fuente de alimentación de computadora innecesaria. Por supuesto, también tiene un inconveniente notable: el voltaje de 220 voltios obtenido en la salida del transformador está lejos de tener una forma sinusoidal y tiene una frecuencia significativamente mayor que los 50 Hz aceptados. No se deben conectar directamente a él motores eléctricos ni componentes electrónicos sensibles.

Para poder conectar equipos que contienen fuentes de alimentación conmutadas (por ejemplo, una fuente de alimentación para portátiles) a este inversor, se utilizó una solución interesante: Se instala un rectificador con condensadores suavizantes en la salida del transformador.. Es cierto que el adaptador conectado solo puede funcionar en una posición del enchufe, cuando la polaridad del voltaje de salida coincide con la dirección del rectificador integrado en el adaptador. Consumidores simples como lámparas incandescentes o un soldador se pueden conectar directamente a la salida del transformador TR1.

La base del circuito anterior es el controlador PWM TL494, el más común en este tipo de dispositivos. La frecuencia de funcionamiento del convertidor la establece la resistencia R1 y el condensador C2, sus valores se pueden tomar ligeramente diferentes de los indicados sin cambios notables en el funcionamiento del circuito.

Para una mayor eficiencia, el circuito convertidor incluye dos brazos en los transistores de efecto de campo de potencia Q1 y Q2. Estos transistores deben colocarse sobre radiadores de aluminio, si pretende utilizar un radiador común, instale los transistores a través de espaciadores aislantes. En lugar del IRFZ44 indicado en el diagrama, puede utilizar IRFZ46 o IRFZ48, que tienen parámetros similares.

El estrangulador de salida está enrollado en un anillo de ferrita del estrangulador, que también se retira de la fuente de alimentación de la computadora. El devanado primario está enrollado con un alambre con un diámetro de 0,6 mm y tiene 10 vueltas con un grifo desde el medio. Sobre él se enrolla un devanado secundario que contiene 80 vueltas. También puede tomar un transformador de salida de una fuente de alimentación ininterrumpida averiada.

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En lugar de los diodos de alta frecuencia D1 y D2, se pueden utilizar diodos de los tipos FR107, FR207.

Dado que el circuito es muy simple, una vez encendido e instalado correctamente, comenzará a funcionar inmediatamente y no requerirá ninguna configuración. Podrá suministrar una corriente de hasta 2,5 A a la carga, pero el modo de funcionamiento óptimo será una corriente de no más de 1,5 A, y esto es más de 300 W de potencia.

Inversor listo para usar de tal potencia. Costaría entre tres y cuatro mil rublos..

Este esquema está elaborado con componentes domésticos y es bastante antiguo, pero eso no lo hace menos efectivo. Su principal ventaja es la salida de corriente alterna completa con un voltaje de 220 voltios y una frecuencia de 50 Hz.

Aquí el generador de oscilaciones está fabricado en el microcircuito K561TM2, que es un disparador D dual. Es un análogo completo del microcircuito CD4013 extranjero y puede reemplazarse por él sin cambios en el circuito.

El convertidor también tiene dos brazos de potencia basados ​​en transistores bipolares KT827A. Su principal inconveniente en comparación con los de campo modernos es su mayor resistencia en estado abierto, por lo que se calientan más con la misma potencia conmutada.

Dado que el inversor opera a baja frecuencia, el transformador debe tener un núcleo de acero potente. El autor del diagrama sugiere utilizar el transformador de red soviético común TS-180.

Al igual que otros inversores basados ​​en circuitos PWM simples, este convertidor tiene una forma de onda de voltaje de salida bastante diferente de la sinusoidal, pero esto se suaviza un poco por la gran inductancia de los devanados del transformador y el condensador de salida C7. Además, debido a esto, el transformador puede emitir un zumbido notable durante el funcionamiento; esto no es una señal de un mal funcionamiento del circuito.

Inversor de transistores simple

Este convertidor funciona según el mismo principio que los circuitos enumerados anteriormente, pero el generador de onda cuadrada (multivibrador) que contiene está construido sobre transistores bipolares.

La peculiaridad de este circuito es que permanece operativo incluso con una batería muy descargada: el rango de tensión de entrada es de 3,5...18 voltios. Pero, dado que no tiene ninguna estabilización del voltaje de salida, cuando la batería se descarga, el voltaje a través de la carga caerá proporcionalmente al mismo tiempo.

Dado que este circuito también es de baja frecuencia, se requerirá un transformador similar al utilizado en el inversor basado en K561TM2.

Mejoras en los circuitos inversores.

Los dispositivos presentados en el artículo son extremadamente simples y tienen varias funciones. no se puede comparar con los análogos de fábrica. Para mejorar sus características, puede recurrir a modificaciones simples, que también le permitirán comprender mejor los principios de funcionamiento de los convertidores de impulsos.

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Mayor potencia de salida

Todos los dispositivos descritos funcionan según el mismo principio: a través de un elemento clave (transistor de salida de brazo), el devanado primario del transformador se conecta a la entrada de energía durante un tiempo especificado por la frecuencia y el ciclo de trabajo del oscilador maestro. En este caso, se generan pulsos de campo magnético que excitan pulsos de modo común en el devanado secundario del transformador con un voltaje igual al voltaje en el devanado primario multiplicado por la relación del número de vueltas en los devanados.

Por lo tanto, la corriente que fluye a través del transistor de salida es igual a la corriente de carga multiplicada por la relación de vueltas inversa (relación de transformación). Es la corriente máxima que el transistor puede pasar a través de sí mismo lo que determina la potencia máxima del convertidor.

Hay dos formas de aumentar la potencia del inversor: usar un transistor más potente o conectar en paralelo varios transistores menos potentes en un brazo. Para un convertidor casero, es preferible el segundo método, ya que no solo le permite utilizar piezas más baratas, sino que también preserva la funcionalidad del convertidor si falla uno de los transistores. En ausencia de protección contra sobrecargas incorporada, esta solución aumentará significativamente la confiabilidad de un dispositivo casero. El calentamiento de los transistores también disminuirá cuando funcionen con la misma carga.

Usando el último diagrama como ejemplo, se verá así:

Apagado automático cuando la batería está baja

La ausencia de un dispositivo en el circuito convertidor que lo apague automáticamente cuando la tensión de alimentación cae críticamente, puede decepcionarte seriamente, si deja dicho inversor conectado a la batería del automóvil. Complementar un inversor casero con control automático será de gran utilidad.

El interruptor de carga automático más simple se puede fabricar a partir de un relé de automóvil:

Como sabes, cada relé tiene un voltaje determinado al que se cierran sus contactos. Al seleccionar la resistencia de la resistencia R1 (será aproximadamente el 10% de la resistencia del devanado del relé), se ajusta el momento en que el relé abre sus contactos y deja de suministrar corriente al inversor.

EJEMPLO: Tomemos un relé con un voltaje de funcionamiento (U p) 9 voltios y resistencia del devanado (R o) 330 ohmios. Para que funcione a un voltaje superior a 11 voltios (U min), se debe conectar una resistencia con resistencia en serie con el devanadoR n, calculado a partir de la condición de igualdad.U r /R o =(U min—Arriba)/R n. En nuestro caso, necesitaremos una resistencia de 73 ohmios, el valor estándar más cercano es 68 ohmios.

Por supuesto, este dispositivo es extremadamente primitivo y es más bien un ejercicio para la mente. Para un funcionamiento más estable, es necesario complementarlo con un circuito de control simple que mantenga el umbral de apagado con mucha mayor precisión:

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El umbral de respuesta se ajusta seleccionando la resistencia R3.

Te invitamos a ver un video sobre el tema.

Detección de fallo del inversor

Los circuitos simples enumerados tienen las dos fallas más comunes: o no hay voltaje en la salida del transformador o es demasiado bajo.

Diagrama esquemático del inversor 12-220 en TL494

Este inversor utiliza un transformador reductor de alta frecuencia ya preparado de la fuente de alimentación de la computadora, pero en nuestro convertidor se convertirá, por el contrario, en un transformador elevador. Este transformador se puede tomar tanto de AT como de ATX. Normalmente, estos transformadores difieren sólo en el tamaño y la ubicación de sus pines es la misma. Puede buscar una fuente de alimentación agotada (o un transformador de ella) en cualquier taller de reparación de computadoras.

Si no encuentra dicho transformador, puede intentar darle cuerda manualmente (si tiene paciencia). Aquí está el transformador que usé en mi versión:

Los transistores deben colocarse sobre un radiador, de lo contrario podrían sobrecalentarse y fallar.

Utilicé un radiador de aluminio de un televisor soviético semiconductor. Este radiador no se ajustaba del todo al tamaño de los transistores, pero no tenía otra opción.

También es recomendable aislar todos los terminales de alto voltaje de este inversor y es mejor ensamblar todo en una carcasa, porque si no se hace esto, puede ocurrir accidentalmente un cortocircuito o simplemente tocar el terminal de alto voltaje, lo que Será muy desagradable.

¡Ten cuidado! La salida del circuito es de alto voltaje y puede provocar una descarga eléctrica muy grave.

Utilicé un estuche de la fuente de alimentación de una computadora portátil. Quedó muy bien de talla.

Y por supuesto el inversor en acción:

Buena suerte a todos, Kirill.