Автомобільний інвертор 12-220 В своїми руками, схема

Інвертори 12-220 Вольт необхідні для живлення техніки, якщо немає можливості провести підведення побутової мережі. Особливість пристрою полягає в тому, що з його допомогою можна перетворити постійна напруга 12 В В змінну 220 В. Буквально кілька десятиліть тому таке здавалося практично неможливим, але сьогодні, коли існує величезна елементна база, не складе труднощів зробити такий перетворювач.

Потужність інвертора

Використовувати автомобільний інвертор 12-220 можна під час подорожей. Будь-яка побутова техніка зможе працювати навіть в польових умовах. Ось тільки максимально допустиме навантаження невелика – кілька сотень Ват. Найбільш потужні прилади дозволяють проводити підключення навантаження потужністю 2-3 кВт, але акумуляторна батарея швидко сяде. Типи навантажень по споживанню струму:

Реактивна – частково споживається енергія, одержувана від джерела живлення.

Активна енергія споживається по максимуму.

Якщо ви точно знаєте, яку навантаження будете підключати до інвертора 12-220 В, то зробити розрахунок максимальної потужності не складе великої праці. Припустимо, ви плануєте підключати до приладу навантаження з максимальною потужністю 300 Вт. Потужність самого інвертора повинна бути приблизно на 25% більше – такого запасу цілком достатньо. Тому для повного задоволення потреб потрібен інвертор з потужністю 375 Вт. Але такого ви не знайдете у продажу. Тому потрібно вибрати пристрій потужністю 400 Вт – близьке за значенням.

Де можна використати ці пристрої?

Самий простий тип інвертора напруги 12-220 Вольт – це джерела безперебійного живлення, використовувані в комп'ютерній техніці. Але у них є один великий недолік – мала потужність, акумулятора вистачає ненадовго. А якщо в побуті використовується пристрій в парі з міні-електростанцією (навіть вітряного типу), то стабільне живлення забезпечено. Зазвичай інвертори можна зустріти в таких конструкціях:

Охоронної сигнализації.

Котлах опалення.

Насосних станціях.

Комп'ютерних серверах та інших системах.

Іншими словами, вони застосовуються там, де необхідно постійно наявність живлячої мережі 220 Вольт. Побутові стабілізатори напруги – це не що інше, як інвертори. Тільки в них перетворюється змінну напругу в постійне, стабілізується, після чого знову підвищується до 220 Вольт. Причому за допомогою електричних напівпровідникових ключів і ШІМ-модулятора виходить домогтися практично ідеальною синусоїди.

Особливості роботи конструкції

Інвертори 12-220 Вольт застосовуються досить широко. Пересічні автомобілісти використовують їх в якості джерела живлення при далеких поїздках. Елементарно можна включити електричну бритву, фен, телевізор, навіть чайник закип'ятити. Правда, електронагрівальні прилади швидко посадять акумулятор. Тому краще використовувати пристрої для живлення приладів першої необхідності і освітлення. Найбільш прості саморобні інвертори 12-220 В можна виготовити з декількох силових транзисторів і мультивібратора. Експлуатація приладу може відбуватися навіть при сильному морозі. А ось для спеки необхідно передбачити додаткове охолодження, інакше транзистори вийдуть з ладу. Простий кулер від персонального комп'ютера досить встановити на радіатор охолодження силових напівпровідникових транзисторів.

Найпростіший саморобний інвертор

Практично всі інвертори, які є у продажу, працюють за допомогою використання струму високої частоти. Класичні схеми, які виготовлялися на основі трансформаторів, повністю забуті, їх замінили імпульсні конструкції. На основі однієї мікросхеми К561ТМ2 що складається з двох D-тригерів, можна виготовити найпростіший задає тракт для інвертора. Схема складається з задаючого генератора, роль якого виконує DD1 а також дільника частоти, виготовленого на тригер DD1.2. Силові транзистори типу КТ827 або КТ819 використовуються для перетворення напруги. Дуже хороші результати показують польові транзистори типу IRFZ44. За допомогою задаючого генератора виробляється синусоїда, яка необхідна для нормальної роботи конструкції.

Особливості роботи інвертора

Щоб отримати контур в 50 Гц, необхідно використовувати вторинну обмотку і паралельно з'єднані з нею електролітичні конденсатори і елемент навантаження. Коли на вихід не підключена навантаження, схема не працює. Як тільки ви підключите який-небудь споживач, інвертор почне перетворювати напругу 12 в 220 Вольт. Синусоїда на виході далеко до ідеалу. Це величезний недолік такої схеми. Щоб справити збільшення потужності, необхідно застосовувати більш дорогі та ефективні типи транзисторів. Зверніть увагу на електролітичний конденсатор, який підключений до виходу. Він повинен бути розрахований на мінімальне напруга 250 Ст. Буде краще, якщо це значення буде вище 300 Ст.

Пристрої на сучасній елементній базі

Такі схеми можна використовувати для живлення побутових приладів, ламп денного світла, і т. д. В конструкції силові транзистори типу КТ819ГМ монтуються на радіаторі з великою площею, щоб поліпшити охолодження. Схема містить задаючий генератор на логічному елементі КР121ЕУ1 за аналогією, як і в розглянутому вище випадку, а також підсилювальний каскад. Непогано працюють польові транзистори IRL2505.
Вибір на мікросхему КР12116У1 обрано не випадково – в ній є двоканальна регулювання силових ключів. Тому для простих конструкцій вона підходить ідеально. Від використовуваних в ланцюзі пасивних елементів залежить частота, яку буде виробляти задаючий генератор. З допомогою сигналу від генератора проводиться відкривання та замикання напівпровідників. Коли канали в транзисторах відкриті, то в ньому опір всього 0008 Ом – це дуже мало. Отже, можна застосовувати транзистори з невеликою потужністю. Наприклад, якщо на виході встановлений трансформатор, у якого потужність 100 Вт, транзисторам в нормальному режимі буде протікати струм близько 104 А. В імпульсному режимі пікове значення може скласти 350-360 Ампер.

Готові плати для складання інверторів

У продажу можна зустріти готові модулі. Вони являють собою плати, на яких встановлені:

Трансформатор.

Напівпровідникові силові ключі.

Радіатор.

Пасивні елементи.

Пристрої захисного відключення, запобіжники.

Такий інвертор 12220 чистий синус на виході видасть, так як він виготовляється на сучасній елементній базі. Вартість готових блоків немаленька. Самий малопотужний обійдеться не менше ніж в 300-350 рублів, і то це оптова ціна. Чим вище потужність приладу, тим більша його вартість. Але перш ніж використовувати такі пристрої, необхідно знайти підходящий корпус. Монтаж плати потрібно проводити таким чином, щоб внутрішній простір добре охолоджується. Бажано зробити додаткове примусове охолодження з допомогою кулера від персонального комп'ютера. Інвертор 12-220 схема якого наведена вище, теж повинен бути змонтований в надійному корпусі. Головне, щоб випадково не доторкнулися до високовольтних висновків.

Бесперебойнику друге життя!

Якщо у вас є зайвий безперебійник, у якого повністю сіла батарея, його можна оживити. Для цього потрібно зробити невеликі зміни:

Прибрати старий акумулятор.

Припаяти нові дроти для підключення до акумулятора 12 Вольт.

На краях проводів встановити клеми для з'єднання з автомобільним АКБ. Якщо буде використовуватися пристрій в машині, можна зробити живлення від прикурювача. Але небажано так чинити – велика потужність пристрою викликає надмірний нагрів проводів.

Щоб підключати до джерела безперебійного живлення побутову техніку, потрібно зробити розетки. Простіше всього з старого мережевого фільтра і відрізка дроту зі штекером зробити перенесення, в яку і буде включатися вся техніка.

Особливості конструкції на основі безперебійники

З хорошим акумулятором ємністю 55 А/год подібна конструкція може до доби підтримувати нормальну температуру в інкубаторі на 100 яєць, наприклад. Будь-який фермер знає, наскільки страшно переохолодження для інкубаторів. Правда, потужність у такого приладу невелика, кондиціонер або холодильник не зможуть нормально працювати. Один недолік у подібної конструкції – стандартна схема не зможе повністю зарядити автомобільний акумулятор. Тому, коли батарея повністю сяде, необхідно ставити її на зарядку від нормального пристрої, що видає струм понад 5-6 Ампер.

Саморобний потужний інвертор

Щоб виготовити інвертор 122203000Вт своїми руками, вам буде потрібно знання основ електротехніки, навички в монтажі. Доведеться виготовити кілька специфічних елементів. Один з них – це імпульсний трансформатор. З його допомогою виробляється підвищення напруги з 12 до 220 Вольт. Також потрібно обзавестися декількома дорогими елементами. Вони перераховані нижче:

ШІМ-модулятор. Необхідний для роботи напівпровідникових ключів. З його допомогою задається частота роботи всієї схеми. Потрібно зазначити, що частота перемикань силових ключів – кілька десятків тисяч разів в секунду.

Напівпровідникові транзистори, що працюють в якості силових ключів, дозволяють не тільки посилити сигнал, але і здійснити комутацію. Вони відкриваються і закриваються, а в парі з ШІМ-модулятором створюють практично чисту синусоїду.

Алюмінієві радіатори з великою площею поверхні. Чим вище потужність пристрою, тим більша площа радіатора необхідна.

Фольгований матеріал, на якому проводиться монтаж всіх елементів. При бажанні, звичайно, можна виконати навісний монтаж, але він займе занадто багато місця. Такий саморобний інвертор 12-220 своїми руками можна зробити за кілька хвилин, але користуватися ним буде небезпечно, якщо не вжити заходів.

Пасивні елементи (резистори, конденсатори.

З'єднувальні проводи.

При виготовленні пристрою може знадобитися кілька електромагнітних реле для проведення комутації. Між іншим, можна вирішити, що замість силових ключів допустимо використання простих електромагнітних реле. Є тільки одне але – швидкість комутації дуже висока (40-60 тис. спрацьовувань в секунду). Тому електромеханічні пристрої не справляються з таким завданням.

Готові інвертори

Якщо не бажаєте робити інвертор 122203000Вт своїми руками, можна придбати готовий виріб в красивому корпусі, з масою роз'ємів для підключення приладів. Але ціна вже боляче кусається. Найдешевший, потужність якого ледь сягає 50 Вт, ви зможете купити за 800-1000 рублів. І вистачить його максимум для зарядки акумулятора ноутбука або живлення декількох світлодіодних ламп освітлення. Електричний фен або плойку вже не підключити до такого пристрою. Більш потужні пристрої (понад 2000 Вт) і мають відповідну ціну. Найдешевший інвертор 12-220 В обійдеться в 3000-5000 рублів. Але все залежить від виробника. Якісні, багатофункціональні пристрої виробництва відомих фірм, можуть мати вартість понад 20000 рублів. Саме тому люди, які більш-менш розбираються в електротехніці, воліють робити інвертор 12-220 своїми руками. Благо елементи для виготовлення можна знайти в самому простому блоці живлення персонального комп'ютера.