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.
En este artículo encontrará instrucciones detalladas paso a paso para fabricar un inversor de CA de 220 V y 50 Hz a partir de una batería de automóvil de 12 V. Un dispositivo de este tipo es capaz de suministrar potencia de 150 a 300 W.
El diagrama del circuito de este dispositivo es bastante sencillo..
Este circuito funciona según el principio de los convertidores Push-Pull. El corazón del dispositivo será la placa CD-4047, que funciona como oscilador maestro y también controla los transistores de efecto de campo que funcionan en modo de conmutación. Sólo un transistor puede estar abierto; si dos transistores están abiertos al mismo tiempo, se producirá un cortocircuito, como resultado del cual los transistores se quemarán, esto también puede ocurrir en caso de un control inadecuado.
El circuito también puede funcionar utilizando transistores bipolares en la salida, pero cabe señalar que la potencia del dispositivo será mucho menor en comparación con un circuito que utiliza "interruptores de campo".
En promedio, el inversor consume energía cuando el robot está inactivo entre 150 y 300 mA, según la fuente de alimentación y el tipo de transformador.
Luego es necesario medir el voltaje de salida, la salida debe ser de aproximadamente 210-260 V, esto se considera un indicador normal, ya que el inversor no tiene estabilización. A continuación, debe verificar el dispositivo conectando una bombilla de 60 vatios bajo carga y dejándolo funcionar durante 10 a 15 segundos, durante este tiempo las teclas se calentarán un poco, ya que no tienen disipadores de calor; Las teclas deben calentarse de manera uniforme; si el calentamiento no es uniforme, debe buscar dónde se cometieron los errores.
Equipamos el inversor con la función de Control Remoto
Propongo un circuito convertidor (inversor) de tensión 12/220V (potencia hasta 500 Watt), alimentado por una batería de 12V, que puede ser útil en un coche y en casa para iluminación, para alimentar un televisor, un pequeño frigorífico, etc. El circuito se ensambla en dos microcircuitos de la serie 155 y seis transistores. La etapa de salida utiliza transistores de efecto de campo que tienen una resistencia de estado de encendido muy baja, lo que aumenta la eficiencia del convertidor y elimina la necesidad de instalarlos en radiadores que son demasiado grandes.
Averigüemos cómo funciona el circuito: (ver diagrama y diagrama). El chip D1 contiene un generador de impulsos rectangular, cuya frecuencia de repetición es de aproximadamente 200 Hz - diagrama "A". Desde el pin 8 del microcircuito, los pulsos se envían a los divisores de frecuencia ensamblados en los elementos D2.1 - D2.2 del microcircuito D2. Como resultado, en el pin 6 del chip D2, la frecuencia de repetición del pulso se vuelve la mitad - 100 Hz - diagrama "B", y en el pin 8 los pulsos se vuelven iguales a la frecuencia de 50 Hz - diagrama "C". Los pulsos no reversibles de 50 Hz se eliminan del pin 9 - diagrama "D". Se ensambla un circuito lógico "OR" sobre los diodos VD1-VD2. Como resultado, los pulsos tomados de los pines de los microcircuitos D1 pin 8, D2 pin 6 forman un pulso correspondiente al diagrama "E" en los cátodos de los diodos. La cascada de los transistores V1 y V2 sirve para aumentar la amplitud de los pulsos necesarios para abrir completamente los transistores de efecto de campo. Los transistores V3 y V4 conectados a las salidas 8 y 9 del microcircuito D2 se abren alternativamente, bloqueando así un transistor de efecto de campo V5 u otro V6. Como resultado, los pulsos de control se forman de tal manera que hay una pausa entre ellos, lo que elimina la posibilidad de que fluya corriente a través de los transistores de salida y aumenta significativamente la eficiencia. Los diagramas "F" y "G" muestran los pulsos de control generados para los transistores V5 y V6.
Un convertidor correctamente ensamblado comienza a funcionar inmediatamente después de que se aplica energía. Al configurar, debe conectar un medidor de frecuencia a la salida del dispositivo y configurar la frecuencia en 50-60 Hz seleccionando la resistencia R1 y, si es necesario, el condensador C1.
Acerca de los detalles
Los transistores KT315 con cualquier índice de letras, KT209 se pueden reemplazar por KT361 con cualquier índice de letras. Reemplazaremos el estabilizador de voltaje KA7805 por el KR142EN5A doméstico. Cualquier resistencia con una potencia de 0,125...0,25 W. Casi cualquier diodo de baja frecuencia, por ejemplo KD105, IN4002. Condensador C1 tipo K73-11, K10-17V con baja pérdida de capacidad durante el calentamiento. El transformador fue tomado de un viejo televisor de tubo en blanco y negro, por ejemplo: “Spring”, “Record”. El devanado de 220 voltios permanece y los devanados restantes se eliminan. Sobre este devanado se enrollan dos devanados con alambre PEL de 2,1 mm. Para una mejor simetría, se deben enrollar simultáneamente en dos cables. Al conectar los devanados, tenga en cuenta la fase. Los transistores de efecto de campo se fijan mediante espaciadores de mica a un radiador de aluminio común con una superficie de al menos 600 cm cuadrados.
| Designación | Tipo | Denominación | Cantidad | Nota | Comercio | mi bloc de notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Regulador lineal | UA7805 | 1 | KR142EN5A | al bloc de notas | ||
| D1 | Válvula | K155LA3 | 1 | al bloc de notas | ||
| D2 | gatillo D | K155TM2 | 1 | al bloc de notas | ||
| V1, V3, V4 | transistores bipolares | KT315B | 3 | al bloc de notas | ||
| V2 | transistores bipolares | KT209A | 1 | KT361 | al bloc de notas | |
| V5, V6 | Transistor MOSFET | IRLR2905 | 2 | A través de espaciadores de mica | al bloc de notas | |
| VD1, VD2 | Diodo | KD522A | 2 | KD105, 1N4002, etc. | al bloc de notas | |
| C1 | Condensador | 2,2 µF | 1 | K73-11, K10-17V | al bloc de notas | |
| C2 | 470 µF | 1 | al bloc de notas | |||
| C3 | Capacitor electrolítico | 2200 µF | 1 | al bloc de notas | ||
| R1 | Resistor | 680 ohmios | 1 | al bloc de notas | ||
| R2 | Resistor | 7,5 kOhmios | 1 | al bloc de notas | ||
| R3, R5-R8 | Resistor |
Un inversor de voltaje para automóvil a veces puede resultar increíblemente útil, pero la mayoría de los productos que se venden en las tiendas son de mala calidad o no son satisfactorios en términos de potencia y no son baratos. Pero el circuito inversor consta de las partes más simples, por lo que ofrecemos instrucciones para ensamblar un convertidor de voltaje con sus propias manos.
Lo primero que hay que tener en cuenta son las pérdidas por conversión de electricidad que se liberan en forma de calor en los interruptores del circuito. En promedio, este valor es del 2 al 5% de la potencia nominal del dispositivo, pero esta cifra tiende a aumentar debido a una selección inadecuada o al envejecimiento de los componentes.
La eliminación del calor de los elementos semiconductores es de vital importancia: los transistores son muy sensibles al sobrecalentamiento y esto se expresa en una rápida degradación de estos últimos y, probablemente, en su total fallo. Por esta razón, la base de la carcasa debe ser un disipador de calor: un radiador de aluminio.
Para los perfiles de radiadores, es adecuado un "peine" normal con un ancho de 80-120 mm y una longitud de aproximadamente 300-400 mm. Las pantallas de los transistores de efecto de campo se fijan a la parte plana del perfil con tornillos: puntos metálicos en su superficie posterior. Pero esto no es del todo sencillo: no debe haber contacto eléctrico entre las pantallas de todos los transistores del circuito, por lo que el radiador y las fijaciones se aíslan con películas de mica y arandelas de cartón, mientras que se aplica una interfaz térmica a ambos lados del espaciador dieléctrico. con pasta que contenga metal.
Es muy importante entender por qué un inversor no es sólo un transformador de tensión y también por qué existe una gama tan diversa de este tipo de dispositivos. En primer lugar, recuerde que al conectar un transformador a una fuente de CC, no obtendrá nada en la salida: la corriente en la batería no cambia de polaridad, por lo que el fenómeno de inducción electromagnética en el transformador está ausente como tal.
La primera parte del circuito inversor es un multivibrador de entrada que simula las oscilaciones de la red para realizar la transformación. Por lo general, se ensambla en dos transistores bipolares capaces de accionar interruptores de alimentación (por ejemplo, IRFZ44, IRF1010NPBF o más potente, IRF1404ZPBF), cuyo parámetro más importante es la corriente máxima permitida. Puede alcanzar varios cientos de amperios, pero en general basta con multiplicar la corriente por el voltaje de la batería para obtener un número aproximado de vatios de potencia de salida sin tener en cuenta las pérdidas.
Un convertidor simple basado en un multivibrador y interruptores de campo de potencia IRFZ44
La frecuencia de funcionamiento del multivibrador no es constante; calcularla y estabilizarla es una pérdida de tiempo. En cambio, la corriente en la salida del transformador se convierte nuevamente a CC mediante un puente de diodos. Un inversor de este tipo puede ser adecuado para alimentar cargas puramente activas: lámparas incandescentes o calentadores eléctricos, estufas.
A partir de la base obtenida, se pueden montar otros circuitos que difieran en la frecuencia y pureza de la señal de salida. Es más fácil seleccionar componentes para la parte de alto voltaje del circuito: las corrientes aquí no son tan altas, en algunos casos el conjunto de filtro y multivibrador de salida se puede reemplazar con un par de microcircuitos con el cableado adecuado. Se deben utilizar condensadores electrolíticos para la red de carga y condensadores de mica para circuitos con bajos niveles de señal.
Opción de convertidor con generador de frecuencia basado en microcircuitos K561TM2 en el circuito primario
También vale la pena señalar que para aumentar la potencia final no es en absoluto necesario comprar componentes del multivibrador primario más potentes y resistentes al calor. El problema se puede resolver aumentando el número de circuitos convertidores conectados en paralelo, pero cada uno de ellos requerirá su propio transformador.
Opción con conexión en paralelo de circuitos.
Los inversores de voltaje se utilizan hoy en día en todas partes, tanto por los automovilistas que desean utilizar electrodomésticos fuera de casa como por los residentes de hogares autónomos que funcionan con energía solar. Y en general, podemos decir que la complejidad del dispositivo convertidor determina directamente el ancho de la gama de colectores de corriente que se le pueden conectar.
Desafortunadamente, el "seno" puro está presente sólo en la red principal de suministro de energía; es muy, muy difícil lograr la conversión de corriente continua en él; Pero en la mayoría de los casos esto no es necesario. Para conectar motores eléctricos (desde taladros hasta molinillos de café), basta con una corriente pulsante con una frecuencia de 50 a 100 hercios sin suavizado.
ESL, lámparas LED y todo tipo de generadores de corriente (fuentes de alimentación, cargadores) son más críticos a la hora de elegir la frecuencia, ya que su circuito de funcionamiento se basa en 50 Hz. En tales casos, se deben incluir microcircuitos llamados generador de impulsos en el vibrador secundario. Pueden conmutar una pequeña carga directamente o actuar como "conductor" para una serie de interruptores de alimentación en el circuito de salida del inversor.
Pero incluso un plan tan astuto no funcionará si planea utilizar un inversor para proporcionar energía estable a redes con una masa de consumidores heterogéneos, incluidas las máquinas eléctricas asíncronas. En este caso, la “sinusoidal” pura es muy importante y sólo los convertidores de frecuencia con control de señal digital pueden implementarla.
Para montar el inversor sólo necesitamos un elemento del circuito que transforma el bajo voltaje en alto voltaje. Puede utilizar transformadores de fuentes de alimentación de computadoras personales y UPS antiguos; sus devanados están diseñados para transformar 12/24-250 V y viceversa, solo queda determinar correctamente las conclusiones.
Aún así, es mejor enrollar el transformador con sus propias manos, ya que los anillos de ferrita le permiten hacerlo usted mismo y con cualquier parámetro. La ferrita tiene una excelente conductividad electromagnética, lo que significa que las pérdidas de transformación serán mínimas incluso si el cable se enrolla manualmente y no con fuerza. Además, puede calcular fácilmente el número requerido de vueltas y el grosor del cable utilizando calculadoras disponibles en Internet.
Antes de enrollar, se debe preparar el anillo central: retire los bordes afilados con una lima y envuélvalo bien con un aislante: fibra de vidrio impregnada con pegamento epoxi. Luego viene el devanado del devanado primario hecho de alambre de cobre grueso de la sección transversal calculada. Después de marcar el número requerido de vueltas, deben distribuirse uniformemente sobre la superficie del anillo a intervalos iguales. Los terminales del devanado están conectados según el diagrama y aislados con termorretráctil.
El devanado primario se cubre con dos capas de cinta aislante Mylar, luego se enrolla un devanado secundario de alto voltaje y otra capa de aislamiento. Un punto importante es que el secundario debe enrollarse en la dirección opuesta, de lo contrario el transformador no funcionará. Finalmente, se debe soldar un fusible térmico semiconductor en el espacio de uno de los grifos, cuya corriente y temperatura de respuesta están determinadas por los parámetros del cable del devanado secundario (el cuerpo del fusible debe estar firmemente enrollado al transformador). El transformador se envuelve en la parte superior con dos capas de aislamiento de vinilo sin base adhesiva, el extremo se fija con una brida o pegamento de cianoacrilato.
Ya solo queda montar el dispositivo. Dado que no hay tantos componentes en el circuito, no se pueden colocar en una placa de circuito impreso, sino que se pueden montar montados en un radiador, es decir, en el cuerpo del dispositivo. Soldamos las patas del pasador con un alambre de cobre sólido de una sección transversal suficientemente grande, luego el punto de conexión se refuerza con 5-7 vueltas de alambre delgado de transformador y una pequeña cantidad de soldadura POS-61. Una vez que la conexión se ha enfriado, se aísla con un fino tubo termorretráctil.
Los circuitos de alta potencia con circuitos secundarios complejos pueden requerir una placa de circuito impreso con transistores alineados en el borde para una conexión suelta al disipador de calor. Para hacer un sello es adecuada fibra de vidrio con un espesor de lámina de al menos 50 micrones; si el revestimiento es más fino, refuerce los circuitos de bajo voltaje con puentes de alambre de cobre.
Hoy en día es fácil hacer una placa de circuito impreso en casa: el programa Sprint-Layout le permite dibujar plantillas de recorte para circuitos de cualquier complejidad, incluidas placas de doble cara. La imagen resultante se imprime con una impresora láser en papel fotográfico de alta calidad. Luego se aplica la plantilla sobre cobre limpio y desengrasado, se plancha y el papel se lava con agua. La tecnología se llama “planchado láser” (LIT) y se describe con suficiente detalle en Internet.
Puede eliminar los residuos de cobre con cloruro férrico, electrolito o incluso sal de mesa; hay muchas formas; Después del grabado, es necesario lavar el tóner adherido, perforar orificios de montaje con una broca de 1 mm y revisar todas las pistas con un soldador (arco sumergido) para estañar el cobre de las almohadillas de contacto y mejorar la conductividad del canales.
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.
