Як зробити інвертори (перетворювачі) 12-220 В

Щоб підключити до бортової електросистеми автомобіля побутові пристрої потрібно інвертор, який зможе підвищити напругу з 12 до 220 В. На полицях магазинів вони є в достатній кількості, але не радує їх ціна. Для тих, хто трохи знайомий з електротехнікою є можливість зібрати перетворювач напруги 12220 вольт своїми руками. Дві прості схеми ми розберемо.

Перетворювачі та їх типи

Є три типи перетворювачів 12-220 В. Перший – з 12 В отримують 220 В. Такі інвертори популярні у автомобілістів: через них можна підключати стандартні пристрої – телевізори, пилососи тощо. Зворотне перетворення - з 220 В на 12 - потрібно нечасто, зазвичай у приміщеннях з важкими умовами експлуатації (підвищена вологість) для забезпечення електробезпеки. Наприклад, у парилках, басейнах або ванних кімнатах. Щоб не ризикувати, стандартну напругу 220 В знижують до 12, використовуючи відповідне обладнання.

Перетворювачі напруги є в достатній кількості в магазинах

Третій варіант — це стабілізатор на базі двох перетворювачів. Спочатку стандартні 220 В перетворюються в 12, потім назад в 220 В. Таке подвійне перетворення дозволяє мати на виході ідеальну синусоїду. Такі пристрої необхідні нормальної роботи більшості побутової техніки з електронним управлінням. Принаймні при установці газового котла настійно радять запитати його саме через такий перетворювач — його електроніка дуже чутлива до якості живлення, а заміна плати керування коштує приблизно половина котла.

Імпульсний перетворювач 12-220В на 300 Вт

Ця схема проста, деталі доступні, більшість із них можна витягти з блока живлення для комп'ютера або купити в будь-якому радіотехнічному магазині. Перевага схеми - простота реалізації, недолік - неідеальна синусоїда на виході і частота вище стандартних 50 Гц. Тобто до цього перетворювача не можна підключати пристрої, вимогливі до електроживлення. До виходу безпосередньо можна підключати не дуже чутливі прилади - лампи розжарювання, праска, паяльник, зарядку від телефону і т.п.

Подана схема в нормальному режимі видає 1,5 А або тягне навантаження 300 Вт, максимум — 2,5 А, але в такому режимі відчутно грітимуться транзистори.

Перетворювач напруги 12220 В: схема перетворювача на основі ШІМ-контролера

Побудовано схему на популярному ШІМ-контролері TLT494. Польові транзистори Q1 Q2 треба розміщувати на радіаторах, бажано роздільних. При установці на одному радіаторі під транзистори укласти ізолюючу прокладку. Замість зазначених на схемі IRFZ244 можна використовувати близькі характеристики IRFZ46 або RFZ48.

Частота в даному перетворювачі 12 В 220 В задається резистором R1 і конденсатором C2. Номінали можуть трохи відрізнятись від зазначених на схемі. Якщо у вас є старий неробочий безпербійник для комп'ютера, а в ньому робочий вихідний трансформатор, у схему можна поставити його. Якщо трансформатор неробочий, з нього витягти феритове кільце і намотати обмотки мідним дротом діаметром 0,6 мм. Спочатку мотається первинна обмотка - 10 витків з виведенням від середини, потім поверх - 80 витків вторинної.

Як уже говорили, такий перетворювач напруги 12-220 В може працювати тільки з навантаженням, нечутливим до якості живлення.Щоб можливість підключати більш вимогливі пристрої, на виході встановлюють випрямляч, на виході якого напруга близька до нормального (схема нижче).

У схемі вказані високочастотні діоди типу HER307, але їх можна замінити на серії FR207 чи FR107. Місткості бажано підібрати зазначеної величини.

Інвертор на мікросхемі

Цей перетворювач напруги 12220 В збирається на основі спеціалізованої мікросхеми КР1211ЕУ1. Це генератор імпульсів, які знімаються з виходів 6 і 4. Імпульси протифазні, між ними невеликий часовий проміжок - для виключення одночасного відкриття обох ключів. Живиться мікросхема напругою 9,5, який задається параметричним стабілізатором на стабілітроні Д814В.

Також у схемі присутні два польові транзистори підвищеної потужності — IRL2505 (VT1 і VT2). Вони мають дуже низький опір відкритого вихідного каналу – близько 0,008 Ом, що можна порівняти з опіром механічного ключа. Допустимий постійний струм - до 104 А, імпульсний - до 360 А. Подібні характеристики дозволяють отримати 220 В при навантаженні до 400 Вт. Встановлювати транзистори необхідно на радіатори (при потужності до 200 Вт можна без них).

Схема підвищуючого перетворювача напруги 12-220 В

Частота імпульсів залежить від параметрів резистора R1 та конденсатора C1, на виході встановлений конденсатор C6 для придушення високочастотних викидів.

Трансформатор краще купувати готовий. У схемі він включається навпаки - низьковольтна вторинна обмотка служить як первинна, а напруга знімається з вторинної високовольтної.

Можливі заміни в елементній базі:

• Вказаний у схемі стабілітрон Д814В можна замінити будь-яким, що видає 8-10 V. Наприклад, КС 182, КС 191, КС 210.
• Якщо немає конденсаторів C4 і C5 типу К50-35 на 1000 мкФ, можна взяти чотири 5000 мкФ або 4700 мкФ і включити їх паралельно,
• Замість імпортного конденсатора C3 220m можна поставити вітчизняний будь-якого типу на 100-500 мкФ та напругу не нижче 10 В.
• Трансформатор — будь-який з потужністю від 10 W до 1000 W, але його потужність повинна бути мінімум удвічі вищою за плановане навантаження.

При монтажі ланцюгів підключення трансформатора, транзисторів і підключення до джерела 12 треба використовувати дроти великого перерізу - струм тут може досягати високих значень (при потужності в 400 Вт до 40 А).

Інвертор з чистим синусом на виході

Схеми денних перетворювачів складні навіть досвідчених радіоаматорів, отже зробити їх своїми руками зовсім непросто. Приклад найпростішої схеми нижче.

Схема інвертора 12200 з чистим синусом на виході

В даному випадку простіше зібрати подібний перетворювач із готових плат. Як дивіться у відео.

У наступному ролику розказано як збирати перетворювач на 220 вольт із чистим синусом. Тільки вхідна напруга не 12, а 24 в.

А в цьому відео саме розказано, як можна змінювати вхідну напругу, але отримувати на виході необхідні 220 В.

Перетворювач з 12 на 220: як зібрати в домашніх умовах

При використанні малопотужних побутових приладів часто виникає потреба у перетворювачі напруги з 12 на 220 вольт. Це може бути ноутбук, зарядний пристрій для мобільного телефону або планшета і навіть телевізор на LED елементах.

У яких випадках необхідний перетворювач напруги

1. Тривала аварія централізованого енергопостачання.
2. Аварійне енергопостачання електроніки газового казана.
3. Відсутність побутової мережі 220 вольт (віддалена садова ділянка, гаражний кооператив).
4. Автомобіль.
5. Туристична стоянка (за наявності можливості взяти з собою 12 вольтовий акумулятор).

У всіх цих випадках достатньо мати заряджений акумулятор, і ви зможете повноцінно використовувати мережеве електроустаткування.

Важливо! Потужність приладу не повинна перевищувати кілька сотень ват. Більш потужні пристрої швидко посадять акумулятор, який використовується як донор.

Задля справедливості зазначимо, що для використання в автомобілі існують блоки живлення і зарядні пристрої, що підключаються біля бортової мережі 12 вольт. Виконані вони у вигляді роз'єму, що з'єднується з розеткою прикурювача.

Однак, якщо у вас кілька гаджетів, вам доведеться збанкрутувати на покупку такої ж кількості зарядок. А маючи один перетворювач із 12 на 220 — ви забезпечите повну універсальність підключення.

У продажу є великий асортимент готових перетворювачів. Потужність варіюється від 150 Вт до кількох кіловат. Зрозуміло, кожної потужності споживача необхідно підбирати відповідний акумулятор.

Також необхідно уважно читати технічні характеристики - часто, з рекламною метою, виробники вказують на упаковці пікову потужність, яку перетворювач витримує всього кілька секунд. Робоча потужність, як правило, на 25% - 30% нижче.

Різновиди перетворювачів 12 на 220 вольт

Для правильного вибору ознайомтеся з основними видами перетворювачів напруги, представленими на ринку електротоварів:

За формою сигналу вихідної напруги

Пристрої поділяються на чистий синус та модифікований синус. Різницю у вигляді сигналу видно на ілюстрації.

Справа в тому, що перетворювачі працюють не так, як генератори змінного струму.На вході пристрій подається постійний струм певної величини.

Спочатку він перетворюється на імпульсний (для забезпечення роботи підвищуючого трансформатора), потім з отриманого пульсуючого струму формується синусоїдальна крива, звична для більшості споживачів змінної напруги 220 вольт.

Для отримання гладкої кривої потрібна дорога схема, а більшість виробників намагаються запропонувати покупцеві економну ціну.

Зарядним пристроям та блокам живлення ноутбуків підійде і модифікована крива. А звуковідтворююча апаратура може працювати з перебоями та сильними перешкодами. Деякі блоки живлення, наприклад, у LED телевізорах, сильно гріються за такого вхідного сигналу.

Є випадки виходу з експлуатації блоків живлення. Пристрої з електродвигунами (наприклад, компресор холодильника або насос газового котла) також можуть працювати зі збоями при підключенні до перетворювача з модифікованим синусом.

За реалізацією підвищує функції. Способів отримати змінну напругу із постійного досить багато. Розглянемо основні їх:

Трансформаторні перетворювачі з 12 на 220

Мають доволі примітивну, але при цьому ефективну конструкцію. Це найпростіший перетворювач, який можна зібрати своїми руками.

Перетворювач на 220 із трансформатора

За допомогою мультивібратора постійний струм перетворюється на імпульсний, з частотою 50 Гц. Потім підвищує трансформатор перетворює напругу рівня 220 вольт, на виході монтується стабілізатор.

Недоліком такого компонування є великий розмір і неможливість отримати чистий синус. Але для найпростіших завдань (робота зарядного пристрою чи паяльника) цілком згодиться.

Головне завдання, яке потрібно вирішити, – як намотати трансформатор для перетворювача. Підійде тороїдальний осердя (для компактності) від будь-якого непотрібного блоку живлення.

Зрозуміло, у вторинній обмотці витків має бути більше у відповідність до коефіцієнта підвищення. Потужність таких пристроїв зазвичай не перевищує 200 Вт.

Перетворювачі на генераторі, що задає

Зазвичай цих цілей використовується мікросхема КР1211ЕУ1. Головна деталь перетворювача вітчизняного виробництва, тож її вартість невисока.

Після того, як генератор задасть змінну напругу - сигнал йде на ключі, виконані на транзисторах IRL2505.

Схема перетворювача з 12 на 220

Далі підключається підвищує трансформатор, на виході якого сформовано змінну напругу 220 вольт. Для зниження впливу високочастотних імпульсів, які багаторазово посилюються на вторинній обмотці – встановлений конденсатор.

Потужність перетворювача може досягати 500 Вт., Залежно від трансформатора. Його підбирають із запасом, що перевищує номінал у 2,5 рази.

Навантаження на інші елементи не таке високе. Наприклад, при вихідній потужності, яка не перевищує значення 200 Вт, ключові транзистори працюють без радіаторів.

Схема настільки вдала, що її застосовують багато виробників у промислових перетворювачах. А доступність елементної бази дозволяє зібрати перетворювач із 12 на 220 своїми руками.

Більш досконалими з технічної точки зору є перетворювачі на ШІМ контролерах. Такі пристрої на виході дають чистий синус і мають високий ККД.

Схема перетворювача на ШІМ контролерах

Досконала схема дозволяє створити потужні пристрої (1-2 кВт) за відносно компактних розмірів. Габарити визначають радіатори охолодження та система вентиляції. Висока вартість елементної бази виводить прилад із розряду бюджетних.

Однак у порівнянні з промисловими зразками, економія при самостійному збиранні суттєва. Такий перетворювач подужає і харчування холодильника.

А якісна форма вихідного сигналу дозволить підключати вимогливі споживачі – телевізори та музичні центри.

Важливо! Не слід забувати, що висока вихідна потужність перетворювача вимагатиме ємного первинного джерела електроенергії. Для тривалої роботи при навантаженні 800-1000В, акумуляторна батарея повинна бути не менше 100 а/год.

Однак найбільшим попитом все ж таки користуються компактні пристрої, призначені для живлення менших гаджетів. Схема перетворювача 12220 на транзисторах доступна кожному радіоаматору, що вміє тримати в руках паяльник.

Схема перетворювача 12220 на транзисторах

Зібравши таку схему в акуратному корпусі, можна встановити її в автомобілі, і ви матимете справжню бортову розетку 220 вольт.

Найкращий саморобний перетворювач

Якщо у комп'ютерному блоці безперебійного живлення наказала довго жити акумуляторна батарея, у вас з'являється чудовий донор для створення автономного джерела 220 вольт. Перетворювач із безперебійника практично не вимагає втручання з боку.

Достатньо підключити потужнішу батарею (наприклад, автомобільну) і перетворювач готовий.
Вивчивши наш матеріал – ви зможете не тільки вибрати відповідний інвертор у магазині, але й зробити його самостійно.

Дивіться відео: Перетворювач з 12 на 220 — відео, схема, докладна інструкція

Популярне: Зарядний пристрій автомобільного акумулятора своїми руками з комп'ютерного блока живлення