Преобразователь напряжения 12v-220v

Иногда возникает необходимость включать бытовые приборы, предназначенные для работы от сети переменного тока, там где сеть не доступна, - на рыбалке, охоте и т.д. Проблема существует давно, и во многих радиотехнических изданиях публиковались самые разнообразные схемы преобразователей постоянного напряжения автомобильной бортовой сети в переменное, близкое к параметрам напряжения электросети 220V.

На рисунке показана еще одна схема преобразователя, он относительно небольшой мощности (не более 70W на нагрузке), но вырабатывает переменное напряжение частотой около 50Гц по форме близкой к синусоидальной.

Схема состоит из генератора, вырабатывающего симметричное противофазное прямоугольное напряжение и выходного каскада на ключевых полевых транзисторах, нагруженного повышающим трансформатором.

На логических инверторах D1.1 и D1.2 выполнен мультивибратор, генерирующий импульсы частотой 100 Гц. Для получения симметричных противофазных импульсов используется D-триггер на микросхеме D2, который делит частоту поступающих на его вход импульсов на два. У триггера микросхемы CD4013 (К561ТМ2) есть два выхода. -прямой и инверсный, уровни на этих выходах противоположны, поэтому при поступлении на вход «С» триггера D2 импульсов частотой 100 Гц на его выходах будут противофазные импульсы частотой 50 Гц. Может показаться что проще было бы попучить противофазные импульсы снимая их с элементов D1.1 и D1.2,   соответственно понизив частоту генерации. В принципе такое возможно, но следует учесть что эти импульсы будут далеко не симметричные, что приведет к разбалансировке выходного двухтактного каскада и потери мощности и КПД на выходе. Конечно, можно используя цепи из диода и дополнительного резистора в частото-зада-ющей цепи подогнать форму импульсов к симметричной, но это потребует тщательного подбора параметров этой цепи, хотя этот способ тоже имеет право на существование. Выходной каскад выполнен на мощных ключевых полевых транзисторах VT1 и VT2 с малым сопротивлением открытого канала. Эти транзисторы с изолированным затвором, поэтому активное сопротивление между их затвором и каналом близко к бесконечности, статический ток так же почти равен нулю. Но затворы имеют относительно большую емкость, поэтому при подаче на них переменного тока или импульсов здесь возникает уже реактивное сопротивление, достаточно низкое чтобы привести к возникновению тока, способного перегрузить выход логического элемента Перегрузка микросхемы D2 может привести к сбоям в работе триггера, выражающимся в его произвольном переключении в случайное состояние. Чтобы этого не происходило выходы триггера нужно разгрузить. Здесь из двух оставшихся элементов микросхемы 01 (D1.3 и D1.4) сделаны буферные каскады, через которые импульсы поступают на затворы транзисторов. Дополнительно в затворные цепи включены токо-ограничи-ваюшие резисторы R3 и R4. Теперь динамический ток затвора будет влиять только на работу элементов D1 3 и D1.4, к тому же выходы элементов ИМС CD4001 более мощные чем CD4013.

В стоковых цепях VT1 и VT2 включены низковольтные обмотки трансформатора Т1. Мощные стабилитроны VD2 и VD3 ограничивают выбросы самоиндукции на стоках транзисторов на допустимом для них уровне. Цепь R5-C4 подавляет высокочастотные помехи.

Микросхемы питаются напряжением 5,1V от параметрического стабилизатора VD1-R2.

Трансформатор Т1 - это обычный низкочастотный силовой трансформатор с одной первичной обмоткой на 220V и вторичной обмоткой на 18V с отводом от середины (включенные последовательно две вторичные обмотки по 9V). В этой схеме трансформатор включен наоборот. - его вторичные обмотки работают как первичные, а первичная сетевая обмотка используется как вторичная повышающая. Выходная мощность соответствует мощности трансформатора. В данном случае использован трансформатор на 100W. С учетом потерь максимальная мощность нагрузки будет около 70W. При выборе трансформатора нужно учесть что его низковольтные обмотки должны быть одинаковыми и должны выдавать основную мощность (а не быть вспомогательными, например, для питания индикаторной лампочки). В противном случае преобразователь либо не будет работать, либо будет выдавать малую мощность, или даже низковольтные обмотки могут сгореть (если это вспомогательные обмотки, намотанные тонким проводом).

Если не удается найти трансформатор с низковольтной обмоткой с отводом, можно взять трансформатор с одной вторичной обмоткой на 17-20V, но конструкция трансформатора должна быть такой чтобы его было легко разобрать, так как потребуется разобрать сердечник и очень аккуратно размотать вторичную обмотку считая её витки. После этого вернуть обмотку на место, но в процессе наматывания сделать отвод от середины числа витков. Есть и третий вариант, - использовать как заготовку трансформатор подходящей мощности, а низковольтные обмотки намотать новые, с учетом необходимого тока, либо перемотать имеющиеся под необходимое напряжение и ток.

Дроссель L1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 28мм. Намотка монтажным проводом сечением 0,6 мм, -равномерно до заполнения в один слой.

Транзисторы IRF530 с очень низким сопротивлением открытого канала, поэтому даже при значительном токе протекающим через них напряжение падения оказывается очень малым, соответственно и мощность на них рассеивается небольшая. В принципе, им даже не нужно теплоотвода, но на всякий случай желательно сделать небольшой пластинчатый теплоотвод. Этот же теплоотвод может являться кронштейном крепления транзистора к корпусу. Так как корпус металлический необходимо предусмотреть изоляцию.

Прибор собран в металлическом корпусе размерами 220x150x120мм. Размеры корпуса в основном определяются размерами силового трансформатора. Монтаж низкотоковых цепей ведется на печатной макетной плате. А вот детали пропускающие через себя большой ток смонтированы объемным монтажом. Это полевые транзисторы, трансформатор, цель питания 13V. дроссель, стабилитроны на 33в.

Микросхему СD4001 можно заменить на К561ЛЕ5, a CD4013 - на К561ТМ2, возможно использовать и аналогичные микросхемы серии К176.

Стабилитрон VD1 - любой стабилитрон на напряжение от 5 до 7V. Например. КС156, КС168. Д814А.

Стабилитроны VD2 и VD3 повышенной мощности, это могут отечественные стабилитроны КС533 или какие-то импортные, например, BZX85-33V.

Все конденсаторы кроме С4 должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 13V, a C4 на напряжение на ниже 66V.

При исправных деталях и безошибочном монтаже никакого налаживания практически не требуется.

Точно установить частоту выходного переменного тока можно подбором сопротивления резистора R1.

ШелеховД.Н.

Схемы источники питания

Преобразователь напряжения 12v-220v

Источник: Радио-конструктор 2 за 2012 год

Преобразователь напряжения 12v-220v

Очень популярный журнал для радиолюбителей и профессионалов, рассматривающий вопросы радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники.

Радио-конструктор 2 за 2012 год Схема Преобразователь напряжения 12v-220v

Схема Преобразователь напряжения 12v-220v

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика