Проектируем инвертор с 12 В на 220 В своими руками, схема автомобильного преобразователя напряжения
Все мы, время от времени, сталкиваемся с перебоями электроэнергии в наших домах или офисах. Во время отключения мы, обычно, используем в качестве резервного источника питания переходник с 12 вольт на 220 или инвентор. Для работы генератора нужен бензин или дизельное топливо, а еще он очень шумный. Мы не будем здесь рассматривать использование генератора. Сейчас мы поговорим об инверторе (автомобильном преобразователе напряжения с 12 на 220 В).
Источником питания в инверторе с 12 в 220 служат аккумуляторы с постоянным напряжением. Такой тип инвертора является самым распространенным. Простой преобразователь напряжения с 12 на 220В, сделанный своими руками может использоваться для питания приборов средней мощности. Для потребителей электроэнергии большой мощности предпочтительнее использовать генераторы электрической энергии.
Наиболее распространенным типом инвертора, который часто встречается в повседневной жизни, является ИБП (источник бесперебойного питания). Обычно ИБП используется для поддержания работы компьютера в случае отключения электроэнергии. ИБП обеспечивает питание до тех пор, пока не разрядится его аккумулятор.
ИБП – это система, которая преобразует постоянный ток в переменный. Таким образом, ИБП потребляет электроэнергию постоянного тока от аккумулятора, и выдает напряжение переменного тока. Сейчас мы, с помощью приложения EasyEDA, спроектируем инвертор переменного тока напряжением 12 – 220 В мощностью 100 Вт. Схема этого инвертора очень проста.
Прежде чем идти дальше, давайте познакомимся с EasyEDA – программным обеспечением, используемым для проектирования схем и их моделирования, а также для разработки схем печатных плат. EasyEDA является онлайн-приложением, поэтому вам не придется загружать и устанавливать на компьютер какую-либо программу, вы можете просто зарегистрироваться, войти на сайт и работать там. Так как это онлайн-инструмент, то он не зависит от операционной системы, и с ним можно работать из любой среды (Windows / Linux / Mac) и браузере (Internet Explorer / Firefox / Chrom / Safari).
Поскольку на компьютер ничего загружать не нужно, то и вирусы или вредоносные программы к вам не попадут. После того, как вы создадите проект, вам не нужно беспокоится о его местонахождении, поскольку он будет хранится на веб-сайте EasyEDA. Таким образом, вы сможете получить доступ к файлу в любое время и с любого устройства. Веб-сайт EasyEDA является многообещающим инструментом для любителей электроники и инженеров, так как он постоянно развивается и получает новые функции.
Шаг 1: Необходимые компоненты
- Аккумулятор на 12 вольт.
- Резистор номиналом 47 кОм.
- Два конденсатора емкостью 1000 мкФ.
- Конденсатор емкостью 4700 мкФ.
- Потенциометр номиналом 10 кОм.
- Два резистора номиналом 1 кОм.
- Два резистора номиналом 10 кОм.
- Два диода 1N5408.
- Микросхема CD4047.
- Конденсатор емкостью 4,7 мкФ.
- Понижающий трансформатор с центральным отводом во вторичной обмотке (220 В – 12В-0-12В) (10 А).
- Два полевых транзистора IRF540N.
- Провода.
Шаг 2: Понижающий трансформатор на 10 ампер 12В-0-12В
Полевые транзисторы IRF540N следует устанавливать на радиатор. Без радиатора, транзисторы перегреются. IRF540N – это MOSFET-транзистор с n-каналом.
Также для повышающего трансформатора с 12 на 220 используйте хороший провод. Если вы будете использовать провода малого сечения, то в них будут возникать значительные потери энергии, а при больших токах, они станут нагреваться и даже могут сгореть.
Шаг 3: Разрабатываем принципиальную схему 100-ваттного преобразователя напряжения в EasyEDA
Для начала, перейдите на сайт EasyEDA: ссылка. Изображение веб-сайта показано на рисунке.
Нажмите кнопку LOGIN, чтобы создать учетную запись. Если у вас есть учетная запись Google или QQ, то вы можете войти с ее помощью.
Шаг 4: Рисуем схему с помощью EasyEDA
После создания учетной записи, нажмите New Project (Новый проект). Для создания схемы, используйте необходимые компоненты из библиотек. Если вы не можете найти какого-либо компонента, выберите пункт меню More Libraries (Еще библиотеки), а затем найдите нужный вам компонент, как показано на рисунке.
Выбирайте компоненты на левой панели и чертите схему. Чтобы вставить нужный компонент, нажмите на него, а затем щелкните на свободном месте на холсте. Щелкните правой кнопкой мыши или нажмите кнопку «Esc» на клавиатуре, чтобы отвязать компонент. Соединения компонентов выполняются перетаскиванием точек их контактов от одного до другого, как это обычно делается в программах для рисования схем. Чтобы изменить свойства или атрибуты компонента, щелкните на нем и измените параметры на правой боковой панели.
Некоторые параметры можно отредактировать с помощью кнопки с изображением синей шестерни, расположенной на верхней панели. Можете попробовать поработать с этими примерами: Примеры EasyEDA.
После завершения работы, сохраните схему под каким-нибудь именем, и далее перейдем к имитации работы схемы.
Шаг 5: Имитация работы схемы в EasyEDA
После сохранения проекта, нажмите зеленую кнопку на верхней панели и выберите Run the document (Запустить документ).
Затем нужно провести настройку моделирования. На рисунке вы можете видеть, что имеется возможность использования пяти типов имитации.
К выходу инвертора будут подключаться бытовые приборы, которые должны работать при частоте переменного тока 50 Гц. Поэтому, настроим время пуска и останова моделирующего графика.
После завершения моделирования, вы увидите в окне терминала поучившийся у вас график. Перетащите датчик в точку на схеме, в которой желаете увидеть форму сигнала, и она отобразится в окне терминала.
У вас должен получится график, показанный на фото выше. Изображение графика может быть сохранено и экспортировано в различные форматы (JPG, PDF, PNG и др.).Шаг 6: Проектируем макет печатной платы с использованием EasyEDA
:
Для проектирования печатной платы, нажмите кнопку с ее изображением на верхней панели (см. фото выше). После нажатия кнопки, вы попадете в конструктор плат, где вам будет предложено выбрать подходящий вариант платы. Выберите наиболее подходящий для вас.
После этого компоненты будут распределены на макете плате, как показано на рисунке.
Расставьте все компоненты по порядку, как вы расставляете книги на полке. Вам нужно организовать расстановку деталей на макете так, чтобы ввод напряжения был с одной стороны платы, а вывод – с другой.
Следите за тем, чтобы голубые линии на макете не пересекали друг друга и не находились слишком близко друг к другу.
После завершения проектирования макета, у вас получится что-то похожее на изображенное на рисунке.
Шаг 7: Экспортируем файл проекта и распечатываем его
Выберите в меню File (Файл) пункт Print (Печать). Распечатайте проект печатной платы, выбрав необходимые слои. Так как слой у вас один, оставьте конфигурацию как есть.
Шаг 8: Как изготовить печатную плату?
Для самостоятельного травления платы, распечатайте рисунок на прозрачной пленке для принтера или закажите травление специализированной фирме.
Многие не знают, как и где можно заказать изготовление печатной платы, и проводят много времени в интернете в поисках компаний-производителей печатных плат. EasyEDA избавит вас от этой проблемы. Вы сможете заказать изготовление сразу после окончания проектирования. Более того, если вы столкнетесь с трудностями, вы можете обратиться к руководству по заказу печатных плат, которое все вам разъяснит. EasyEDA также предоставляет пользователям возможность загружать файлы Gerber, которые вы можете бесплатно скачать и заказать плату в любой компании-производителе.
Шаг 9: Принцип работы схемы
Ядром схемы является микросхема CD4047. Эта микросхема представляет собой экономичный мультивибратор-автогенератор, управляемый логическими цепями. CD4047 генерирует тактовые импульсы с частотой 50 Гц. Частота задается конденсатором C2 и резистором R1. Период времени сигнала равен:
T = 4,71*R1*C2.
Чтобы получить частоту 50 Гц (1/T), нужно подобрать параметры R1 и C2. Примите емкость постоянной, и меняйте сопротивление потенциометра. В этом случае вам нужен осциллограф для точной настройки потенциометра. Если осциллографа у вас нет, выберите конденсатор емкостью 4,7 мкФ и резистор номиналом 1 кОм. Вы получите частоту 47 Гц, что подойдет для питания несложных устройств. Для получения более точной частоты, вам нужно подобрать сопротивление точнее.
Микросхема самодельного инвертора с 12 в 220 генерирует тактовые импульсы, которые передаются на n-канал MOSFET-транзисторов, которые, в свою очередь, подают усиленные сигналы на трансформатор. Трансформатор увеличивает напряжение с 12 до 230 В. Каждый раз, когда импульс поступает на затвор транзистора, на выходе получается полупериод величиной 220 В. Следующий импульс поступает на второй транзистор, генерируя второй полупериод 220 В. Таким образом, при включении и выключении двух полевых транзисторов с частотой 50 Гц, мы получим на выходе трансформатора сигнал частотой 50 Гц и напряжением 220 В.
Итак, мы построили схему преобразователя напряжения с 12 В постоянного тока в 220 В переменного.
Для получения дополнительной информации посетите сайт: ссылка.
Автомобильный инвертор своими руками | Поделки своими руками для автолюбителей
На данный момент рынок электроники предлагает самые разнообразные модели инверторов для современных автомобилей. Это изделия различной мощности, у них разные размеры, и стоят они, естественно, по-разному. Несмотря на то, что такой агрегат можно приобрести по вполне демократичной цене при желании его можно изготовить и самостоятельно, и сэкономить при этом немного денег.
Что необходимо для изготовления данного прибора?
Если все необходимые элементы есть в наличии, то прибор такого плана можно изготовить на протяжении одного часа. Если у вас есть гараж, то наверняка в нем хранятся многие, на первый взгляд ненужные вещи. А для создания простейшего автомобильного инвертора вам, прежде всего, необходимы такие составляющие:
— блок питания от компьютера;
— пистолет для клея;
— различные радиодетали;
— скотч, а также упаковочный материал, и канцелярский нож;
— необходима также вилка от прикуривателя, и различные провода. Наверное, все эти детали можно найти в любом автомобильном гараже. Если чего-то не будет хватать, то придется докупить.
Процесс изготовления инвертора своими руками
Что касается моего случая, то трансформатор, и дроссель я получил от блока питания компьютера, а все остальные составляющие радиодетали вплоть до алюминиевого радиатора нашлись непосредственно в загашниках гаража. Так как этот прибор в домашних условиях приходится изготавливать без каких-либо специальных инструментов, то в данном случае пришлось воспользоваться только клеевым пистолетом и паяльником.
Весь процесс изготовления прибора описан на сайте, где указаны и схемы соединения, и фотографии которые последовательно и поэтапно показывают, как все происходило. Как бы там ни было, но получившееся конструкция прибора вышла вполне устойчивой, и ее можно без проблем перевозить в багажнике машины.
Что касается мощности прибора, то в данном случае – это 200 Вт. Но следует заметить что априори, мощность как таковая будет непосредственно зависеть от мощности используемых транзисторов и самого трансформатора.
еТХТ
Механический преобразователь 12 — 220 В
Всем привет! Речь пойдет о том, как сделать полностью механический преобразователь с 12 В постоянного до 220 В переменного напряжения. Мощность преобразователя 50 Вт, форма выходного сигнала — чистый синус. Фактически вся установка состоит из электродвигателя и мини генератора.
Понадобится
- Электродвигатель 775 серии — Али Экспресс.
- Трехфазный бесщеточный мини генератор — Али Экспресс.
- Два шкива и ремень — Али Экспресс.
- Аккумуляторная батарея 12 В.
- Розетка.
Изготовление преобразователя своими руками
Берем двигатель 775 серии. Он имеет питание 12 В и потребляет до 7,5 А
Берем шкив.
Одеваем шкив на двигатель и затягиваем специализированным ключом, идущим в комплекте.
Одеваем шкив на мини электрогенератор.
В качестве основания преобразователя будет использоваться деревянная дощечка.
Располагаем на ней двигатель и генератор параллельно друг другу.
Одеваем ремень и замечаем расстояние, которое нужно соблюсти между генератором и мотором, чтобы ремень был натянут.
Металлическими скобами фиксируем двигатель. Предварительно в доске были сделаны отверстия под саморезы.
Фиксируем генератор и одеваем ремень на шкивы.
Прикручиваем розетку. Из генератора выходит три провода. К колодке подключаем любые два, один будет не задействован.
Устанавливаем аккумуляторную батарею.
Подключаем к двигателю через выключатель.
Сам выключатель приклеим к батарее горячим клеем.
Вид готового преобразователя напряжения.
Испытания
Включаем устройство. Слышен шум работы мотора.
Хоть бесщеточный генератор выдает общую мощность 50 Вт, этого хватает чтобы зажечь лампу 40 Вт одной фазой.
Со светодиодной лампой справляется на раз-два.
Заряжать телефон возможно без труда.
Большим плюсом данной конструкции является то, что преобразователь выдает трехфазное напряжение частотой примерно 50 Гц с абсолютно чистым синусом. Возномно это вам где-нибудь может пригодится.
Смотрите видео
Работу преобразователя смотрите в видеоролике.
САМОДЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12 — 220В
Заинтересовала схема автомобильного преобразователя напряжения для подключения 220-вольтовых приборов в автомобиле. Вещь полезная, если нужно запитать паяльник, небольшой телевизор, зарядить ноутбук, телефон… Принципиальная схема показана на картинке — кликните для увелиения: Питание на испытаниях 13в давал. Ток ХХ примерно 900мА. С нагрузкой в виде асинхронного двигателя мощностью 30 ватт ток около 6А. Сначала не мог додуматься, почему схема на ХХ жрала 5А (при подключении вообще до 10А). Оказалось, что советский электролит совсем высох и емкости почти не было, позже заменил на другой и схема преобразователя завелась, как часы. На фото
Транзисторы использовал (название не помню) на 40А и 50В. Драйвер и ШИМ-контроллер — микросхема SG3824, схема включения из даташита. Единственная доработка — это в цепи защиты по току (1-я нога, инверсный вход компаратора) поставил диодный мост и с обмотки транса на 12В подавал напряжение (в UPC устроенно немного по другому) и положительное напряжение подавалась на ту же ногу. Получается одновременно и стабилизация выходного, которое стоило бы подстроить и тем не менее лампочка на 100в не сгорела, а вот двигатель нагрелся — обмотки даже вонять стали. Если изменять сопротивление резистора на 7-й ноге, часта генератора изменяется и меняет обороты, но в узких переделах, ибо рассчитан асинхронный двигатель на 50Гц (там как раз больше всего отдача по мощности), а напряжение при первом пуске было 260В, что тоже нормально.
Собрал корпус окончательно. На испытаниях ради интереса подключил лампочку на 100в, и о — чудо: стрелка амперметра застыла на отметке 10А, а это значит, что потерь практически нет! Полевые испытания показали, что преобразователь тянет спокойно нагрузку в 250 ватт, работая от акумулятора автомобиля. Внешний вид собранного девайса в корпусе:
И самое главное, что меня радует — это холодные радиаторы транзисторов, даже когда выпрямительные диоды (д242) у зарядника уже начинают закипать!
Также к корпусу привинтил отличную ручку, снятую с радиостанции РСВ-2, и теперь преобразователь 12-220В окончательно закончен. Автор конструкции: bvz
Форум по автомобильным преобразователямОбсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12 — 220В
обзор характеристик и варианты постройки простого преобразователя (95 фото)
В местах далёких от цивилизации и её благ нередко хочется иметь доступ к хоть какой ни будь розетке. Если ночью требуется осветить местность, то для этого хорошо подойдут светодиодные лампы, но вот розетку для их подключения посреди леса будет найти весьма не просто.
Или например если внезапно отключили электричество на даче, поставить на огонь кипятиться электрочайник, увы не лучший вариант.
Выкрутиться из подобной ситуации помогут весьма распространённые в последнее время преобразователи.
Многие видели в машине у друзей или на фото, преобразователи с 12 на 220 вольт. Этот спасительный прибор помогает справиться с возникшими трудностями и улучшить качество отдыха на природе.
Краткое содержимое статьи:
Какие бывают преобразователи
В современно мире существует множество видов преобразователей тока, как небольших для минимальных потребностей, так и крупных способных обеспечить энергией несколько электроприборов.
Для самых простых нужд можно использовать преобразователи работающие от прикуривателя в автомобиле. Работу холодильника они конечно обеспечить не смогут, но вот радио или зарядку телефона, планшета, ноутбука вполне осилят.
3 киловаттный инвертор с 12В в 220В
Здравствуйте. Сегодня я расскажу про достаточно мощный преобразователь (инвертор) с 12 вольт постоянного тока в 220 вольт переменного. Заявленная мощность этого преобразователя составляет аж 3000 Вт. Так это или нет попробую показать в обзоре.Также в обзоре будет разборка, подробное рассмотрение всех внутренностей, тестирование.
Покупался сабж за $55.38 + $19.57 доставка, всего $74.95. Сейчас получается слегка дороже.
Заинтересовавшихся прошу…
Мотивация:
Для чего мне понадобился этот инвертор? Дело в том, что машина у меня стоит во дворе многоквартирного дома без гаража и банально пропылесосить я её не могу. Пробовал использовать автомобильный 12 вольтовый пылесос, но по большому счёту это игрушка. Вот и решил посмотреть в сторону подобных преобразователей. Пылесос у меня 1500 ваттный, поэтому решил взять инвертор с 2 запасом по мощности.Упаковка и комплектация:
Посылка пришла почтой EMS, однако это не спасло её от «профессиональных» действий работников Почты России. Такое ощущение, что посылку не просто кидали, а по ней ходили ногами. Но металлической корпус инвертора почти не пострадал.
Комплектация самая аскетичная: инвертор, 2 коротеньких кабеля, инструкция на английском и китайском языках.Инвертор:
Габаритные размеры инвертора составляют: 28х15х7 см;Вес около 2 кг.
Инвертор выполнен в алюминиевом корпусе, на одном торце которого находятся силовые клеммы для подключения 12 вольт, а также 2 вентилятора. На втором торце розетка для подключения нагрузки, выключатель питания, 2 светодиода (зелёный и красный), гнездо USB. Зеленый светодиод светится при нормальном режиме работы инвертора, красный при срабатывании одной из защит. Также, вместе со свечением красного светодиода, инвертор издаёт достаточно громкий и противный писк.
Защита срабатывает в следующих случаях:
— выход питающего напряжения из диапазона 10-15В;
— перегрев инвертора;
— перегрузка инвертора.
Разборка:
Чтобы разобрать корпус инвертора, необходимо открутить 8 винтов с торцов (по 4 с каждого) и снять верхнюю часть корпуса.
Поблочно внутреннюю начинку устройства можно представить следующим образом:
Теперь опишу словами. На входе инвертора стоит 4 преобразователя с 12 вольт постоянного тока в 300 вольт постоянного тока. Все эти 4 преобразователя подключены параллельно. Каждый преобразователь состоит из 2 полевых транзисторов CMP1405, повышающего трансформатора и двухполупериодного выпрямителя на диодах UF2004. Транзисторы достаточно мощные (максимальный ток стока 140 ампер), а вот с диодами не так всё хорошо. Диоды всего 2 амперные. Но т.к. в диодном мосте они работают попеременно, то по идее максимальный выходной ток каждого из 4 преобразователей составляет 4 ампера. Т.е. 16 ампер с 4 преобразователей. Т.е. общая выходная мощность составляет аж 4800 Вт. Вроде бы тоже с запасом. 
Управляет работой полевых транзисторов всех преобразователей генератор на микросхеме TL494
Итак, на выходе 4 описанных выше преобразователей, получается 300 вольт постоянного тока. Чтобы превратить его в переменный ток, используется ещё один преобразователь, с постоянного тока в переменный. Сделан он также на микросхемеTL494, к выходу которого подключен мостовой усилитель из 4 полевых транзисторов R6025ANZ
Максимальный ток стока этих транзисторов составляет 25 ампер, а если учесть, что транзисторы работают тоже попеременно, то и здесь мы имеем очень большой запас по мощности. Ну что же, основные части «начинки» разобраны, но ничего не сказано про USB разъём. Этот разъём может быть использован для зарядки различных USB устройств, однако 5 вольт для него вырабатывается обычным линейным стабилизатором 7805, на котором нет даже радиатора, поэтому подключать к этому гнезду что-либо мало мальски прожорливое, я бы не рекомендовал.
Тестирование:
Для начала продемонстрирую форму сигнала на выходе инвертора
Это так называемая «модифицированная синусоида». Большинство подобных преобразователей и различных источников бесперебойного питания на выходе выдают переменный ток именно с такой формой сигнала. Получить такой переменный ток гораздо проще и дешевле, чем «чистую синусоиду», и в качестве нагрузки можно использовать большинство современных электрических приборов. Исключение составляют различные нагрузки с индуктивной составляющей, например асинхронные электродвигатели, трансформаторы и др. Импульсные блоки питания и коллекторные двигатели прекрасно работают даже от постоянного тока, поэтому хорошо «переваривают» и «модифицированную синусоиду».Пора переходить к самому тестированию. Для этого инвертор был подключен непосредственно к аккумулятору автомобиля, правда через 4-х метровые удлинительные провода, т.к. штатные провода очень короткие и без «крокодилов» на концах. В качестве нагрузки использовался пылесос мощностью 1500 Вт.
При проверке работы с заглушенным двигателем, пылесос работал с перебоями, т.к. до входа инвертора доходило менее 10 вольт (остальное падало на проводах), и инвертор отключался по защите. При заведенном двигателе напряжение на входе инвертора держалось в районе 10,8 вольта, на выходе 207 вольт, пылесос работал отлично.
Видеообзор:
В видеообзоре распаковка, разборка, тестирование обозреваемого инвертора.Итог:
Инвертор вполне работоспособен, и может быть использован по своему прямому назначению. Мне не понравились входные провода, я их удлиню и оснащу «крокодилами».Удачи!
