Преобразователь напряжения 12-220 В: варианты изготовления, схемы, реализация

Функционирование и принцип устройства

Чтобы понять, что такое трансформаторы, повышающие напряжение, нужно вникнуть в принцип работы. Оборудование изготавливается для электростанций, схемы конструкции которых относятся к проходной категории.

Повышающий трансформатор на электростанциях используется для обеспечения населенных пунктов, прочих объектов током с определенными техническими показателями. Без преобразователя высокое напряжение по пути своего следования постепенно снижается.

Схема и принцип работы повышающего трансформатора.

Конечный потребитель получал бы недостаточное количество электроэнергии. На конечной в цепи электростанции благодаря этой установке, принимают электричество соответствующего значения. Потребитель получает напряжение в сети до 220 В. Промышленные сети обеспечиваются до 380 В.

Схема, показывающая работу трансформатора в линии, включает в себя несколько элементов. Генератор на электростанции производит электричество 12 кВ. Оно поступает по проводам к повышающим подстанциям. Здесь устанавливается трансформаторный аппарат, призванный повышать показатель в линии до 400 кВ.

От подстанции электричество поступает в высоковольтную линию. Далее энергия попадает на понижающую подстанцию. Здесь она снижается до 12кВ. Трансформаторами с обратным принципом действия ток направляется в низковольтную линию передач. В конце устанавливается еще один понижающий агрегат. От него электричество с показателем 220 В поступает в дома, квартиры.

Принцип работы сети трансформатора.

Рассматривая, как работает трансформатор, повышающий напряжение, нужно вникнуть в основные принципы действия конструкции. Основой работы трансформатора является механизм электромагнитной индукции.

Как работает конструкция повышающего трансформатора.

Металлический сердечник находится в изоляционной среде. В схему включено две катушки. Количество обмоток неодинаковое. Повысить показатель способны катушки, в первом контуре которых больше витков, чем во втором.

Напряжение переменного типа поступает на первый контур. Например, это ток в сети 110 (100) В. Появляется магнитное поле. Его сила увеличивается при правильном соотношении обмоток в сердечнике. Когда электричество проходит по второй обмотке в повышающем трансформаторе появляется ток с определенным показателем. Например, обеспечивается показатель характеристики сети 220 В.

При этом частота остается прежней. Для поступления постоянного тока в линию электроснабжения в цепь монтируется преобразователь. Этот прибор может быть в оборудовании повышающего типа. Прибор способен работать не только для изменения напряжения, но и частоты. Определенное оборудование питается постоянным током.

Какие элементы необходимы для работы

Понадобиться может следующее:

• блок импульсный обеспечивающий подачу питания – 5в на 0,7А;
• зарядка автомобиля – панель (солнечная);
• лента со световыми диодами на 220 вольт;
• модульное устройство для контроля и зарядки электрического аккумулятора (Li-ion), предназначенное для работы с напряжением 12-24 вольта;
• преобразователь для повышения напряжения (низковольтный, рассчитанный на 1,5А и 5 вольт).

Для того чтобы сделать преобразователь напряжения 220в своими руками не потребуется сложная электроника. Схематически задача совсем несложная. Новичок спокойно с ней справится. Небольшой комплект составляющих – транзисторы, трансформатор и резисторы, соединенные простой и понятной схемой преобразователя напряжения своими руками. Действовать надо предварительно изучив инструкцию.

Понадобятся по две штуки:

• радиаторов (алюминиевых);
• TIP 3055 — транзисторов;
• 100 Ом на 10 Вт – резисторов;
• 15 Ом на 10 Вт – резисторов.

Дополнительные компоненты:

• стяжки из пластика;
• винты и гайки, розетка;
• термопласт.

Чтобы сборка шла без заминок нужно обзавестись инструментом:

• дрелью и паяльником;
• кусачками и пистолетом для склеивания.

Характеристики преобразователей

Преобразователи DC/AC относятся к электрическим приборам, позволяющим изменять уровень и форму постоянного сигнала. Современные приспособления отличаются небольшими габаритами и весом. К основным их параметрам относят:

1. Мощность. Различают две её разновидности — наибольшую постоянную и пиковую. Первая обозначает количество энергии, которое может пропускать через себя устройство продолжительное время без потери работоспособности. Вторая характеризуется значением, которое может выдержать прибор в течение одной секунды и при этом остаться в работоспособном состоянии. В качестве единицы измерения используется ВА или Вт. Зависимость между этими единицами измерения можно описать соотношением: 1 Вт = 1,6 ВА. Например, если нагрузка, подключаемая к инвертору, потребляет 500 Вт и постоянная мощность преобразователя заявлена как 500 Вт, то вместе их использовать нельзя, так как DC/AC конвертор просто сгорит.
2. Форму выходного сигнала. Синусоидальный сигнал характеризуется плавностью изменения амплитуды напряжения и частоты. Большинство приборов, например, простая бытовая техника и нагреватели, не требуют правильной формы сигнала. А вот устройства с трансформаторными источниками питания, электродвигателями, с узлами APFC очень требовательны к форме сигнала.
3. Коэффициент полезного действия (КПД) — показывает зависимость между мощностью, затрачиваемой на выполнение полезной работы, и потребляемой. В среднем КПД преобразователей составляет 85−90%.
4. Диапазон входного напряжения. Обозначает допустимую величину амплитуды входного сигнала, при котором возможно преобразование.
5. Разброс выходного напряжения. Это диапазон, в котором может изменяться амплитуда сигнала на выходе. Обычно он лежит в пределах 210−230 вольт.
6. Тип охлаждения. Для охлаждения радиодеталей, использующихся при изготовлении инверторов, применяются пассивные (радиаторы) и активные (вентиляторы) системы.

Источники тока

В качестве источника питания обычно выступает  основной аккумулятор автомобиля. Мне часто приходится общаться с автоэлектриками и иногда заниматься диагностикой бортовой электроники транспорта специальными диагностическими приборами.

Рекомендую для питания преобразователя тока использовать отдельную батарею на 12v. Частенько  забывают отключить сам инвертор или нагрузку от него, и он полностью высаживает основной аккумулятор авто под капотом. Высаживает очень сильно, потом завести двигатель очень сложно, когда нечем прикурить.

Емкость любой батареи вы может посчитать самостоятельно. Покажу пример на хорошей отечественной модели «Зверь» от АкТех.

1. номинальная ёмкость 55 Ампер часов;
2. максимальный ток 500А, влияет на отдачу тока стартеру при запуске двигателя;
3. номинальной напряжение 12В.
4. запас энергии полностью заряженного 12В * 55Ач = 660вт

Знаю мощность вашего источника, вы можете рассчитать примерное время работы. Только не надо сильно высаживать ниже 11В, иначе это сильно сократит срок его службы. Храните батарею только в заряженном состоянии.

Для питания повышающего  преобразователя  аккумулятору не нужны такие характеристики, как высокий пусковой ток и устойчивая работа при низких температурах. Это поможет вам сэкономить денежку и взять ёмкость побольше. Отличные параметры потребуются только для эксплуатации в отдаленных районах крайнего севера, когда при низкой температуре ёмкость и ток снижаются.

Многие из вас знают, что по «Закону и защите прав потребителей» некоторые товары можно вернуть обратно в течение 14 дней если вам не понравился цвет, форма или сила тока. Ко мне обращаются с вопросом, можно ли купить аккум, попользоваться им неделю на даче и потом вернуть обратно в магазин с возвратом денежки. Получить денежку обратно по закону получится только в том случае, если не будет возможности обменять на аналогичный товар.

Отключение при падении напряжения

Если вы используете в конструкции аккумуляторную батарею, которая параллельно работает в автомобиле, то рекомендуется позаботиться о том, чтобы автоматически отключался при низком заряде преобразователь с 12 на 220. Своими руками собрать простую схему отключения несложно. Если разрядится аккумулятор полностью, то вы не сможете завести двигатель даже с буксира. Поэтому внедрите в схему простой элемент – электромагнитное реле. Такие используются в автомобилях, поэтому найти его не составит труда.

У реле есть нижнее пороговое значение напряжения, при котором происходит замыкание контактов. Чтобы настроить более точно момент, необходимо подбирать сопротивление резистора R1. Оно должно быть равно сопротивлению обмотки реле, помноженному на коэффициент 0,1. Внедрить такую доработку можно без особого труда в преобразователь с 12 на 220. Своими руками подключить реле и резистор сможет даже начинающий электрик.

Но такая схема примитивна, и эффективность у нее крайне низкая, лучше воспользоваться модернизированной, она поддерживает точнее порог отключения батареи от инвертора.

Устройство инвертора для ламп дневного света

Схема резонансного преобразователя напряжения.

Для создания преобразователя, способного освещать дом, гараж, автомобиль, подойдет схема сборки своими руками. Импульсный преобразователь VOLTSL двухтактный. Он смонтирован на блоке питания TL 494 (КС 1114ЕУ4). Микросхема управляется силовой частью блока питания и содержит в своем составе:

• генератор напряжения;
• источник стабилизации напряжения;
• 2 транзистора на выходной источника тока, емкостью 0,7 мм и 0,1 В.

Для монтажа приобретают выпрямительные диоды и трансформатор от блока питания. Необходимо решить вопрос перемотки трансформатора. При ее осуществлении своими руками производят расчет до 100 кГц. Приобретают резисторы, согласно схеме R1 и R2, создающие прохождение импульсов тока на выходе. Рабочая частота формируется за счет создания цепи С1 и R3. Монтируют диоды HR307, а при их отсутствии HER304. Неплохо справляются с работой диоды КД213. Подбирают конденсаторы различной емкости. Спаянную микросхему помещают в панель. Схема может работать до 4 часов – транзисторы не перегреваются, и настройка не требуется.

Трансформатор подлежит самостоятельной намотке. Следует заранее запастись кольцом из феррита диаметром 30 мм. За основу берут пропорцию витков в намотке 1:1:20, где 1:1 – первичная обмотка, а 20 – это 200 витков вторичного покрытия.

В первую очередь наматывают вторичную обмотку, используя провод сечением 0,4 мм. Следующий этап – создание первичного покрытия, состоящего из двух половинок по 10 витков каждая. Из многожильного мягкого провода диаметром 0,8 мм создают полуобмотку. Для переделки трансформатора можно использовать устройство для 12-вольтовых ламп, подсвечивающих потолок. Снимают вторичную обмотку, а полуобмотку создают путем наматывания покрытия вдове сложенным проводом. Затем место соединения разрезают, а концы провода спаивают вместе, формируя центр полуобмотки.

Для работы используют мощные металлические проводники или полевые транзисторы IRFL44N LRF46N. Для преобразователя ставят диоды HER307 или КД213. Конденсаторы берут из компьютерного блока питания, имеющие диаметр до 18 мм.

При длительной работе транзисторы нагреваются, радиатор не устанавливается. При его использовании не следует фланцы транзисторных корпусов заворачивать через резистор. Необходимо применять шайбы и прокладочный изолирующий материал от блока питания компьютера.

Инвертор надежно защищается от перегрузок, если на выходе установить предохранитель и диод. Следует соблюдать правила техники безопасности при работе: остерегаться высокого напряжения. Заряд конденсаторов сохраняется 24 часа. Разрядка осуществляется с помощью накаливающей лампы на 220 В.

Инвертор своими руками изготавливается по довольно простой схеме, является удобным аппаратом для получения напряжения 220 Вт. Все приборы, которые делаем своими руками, работают не хуже заводских – таково кредо домашних умельцев, приступающих к изготовлению преобразователя.

Назначение устройства

Устройство, которое преобразует напряжение, также называют инвертором.

Инвертор — это электронный прибор служащий для трансформации подаваемого на его вход постоянного напряжения в электрический сигнал, изменяющийся по времени с другой величиной амплитуды. То есть если на вход прибора подать постоянный сигнал равный 12 вольт, то на его выходе можно будет получить переменное напряжение 220 вольт.

Принцип работы устройства основан на преобразовании электрической энергии. Существуют приборы как заводского изготовления, так и самодельные, но принцип их работы одинаков. Разница лишь в качестве — надёжности и правильности формы выходного сигнала.

Схемотехника устройств построена на использовании высокочастотных трансформаторов, специализированных микросхем и транзисторов. По виду исполнения схемы инверторы бывают:

1. Мостовые — в принципиальной схеме такого типа преобразователей не используются трансформаторы. Обычно так изготавливаются устройства с мощностью до 100 ВА.
2. Трансформаторные — ключевую роль в схеме играет трансформатор, имеющий нулевой вывод. Такая схема несложна, но обычно предназначена для питания устройств, мощность которых не превышает 500 ВА.
3. Комбинированные — в их схемотехнике используются транзисторы и трансформаторы. Такой подход позволяет создавать преобразователи с широким диапазоном мощностей.

↑ Практика SMD монтажа: изготовим сувенир-талисман

Приступим к освоению поверхностного монтажа с использованием SMD компонентов. Соберём «мигалку» для использования в качестве сувенира – талисмана. Печатная плата и размещение элементов генератора световых импульсов приведены на рис. 5. Никаких отверстий в плате не предусмотрено, а выключатель питания отсутствует. Можно отключать питание устройства, помещая небольшую полоску бумаги между выводом батареи GB1 и прижимной клеммой.

Рис. 5. Печатная плата и размещение элементов генератора световых импульсов Малые размеры SMD компонентов требуют особой внимательности и аккуратности в монтаже. Не обойтись без паяльника с электронной регулировкой температуры, ведь перегрев элементов совершенно недопустим, так как вызовет нарушение контакта с выводами детали. Освоение монтажа на поверхность должно стать стимулом для приобретения хотя бы простейшей паяльной станции и специального пинцета (рис. 6, 7).

Рис. 6. Одна из простых паяльных станций Hakko 937

Паяльная станция Hakko 937 относится к разряду простых паяльных станций и прекрасно подойдёт для начинающих радиолюбителей и бытовых паяльных работ, как отличная замена обычному паяльнику. Эта паяльная станция имеет малые габариты 230×170*120 мм.

В комплект поставки входит удобная подставка для паяльника с ванночкой для очистной губки паяльного жала.

Данная паяльная станция, несмотря на свои малые габариты, имеет мощность 60 Вт. На передней панели находится цифровые индикаторы и органы управления. Поддерживается установка рабочей температуры жала от 200°до 480°C.

Паяльная станция оснащена съёмным эргономичным паяльником со сменными жалами. Паяльник разогревается до нужной температуры за считанные секунды.

Рис. 7. Высококачественный пинцет из нержавеющей стали

Точный пинцет стоматологический прямой — незаменимая вещь в работе со всякой мелочью, особенно с SMD. В качестве материала для изготовления инструментов используются высококачественные «пищевые» марки нержавеющей стали.

Перед тем, как приступить к монтажу, почитайте полезные статьи на Датагоре, содержащиеся в них советы позволят не допустить грубых ошибок и быстрее освоить азы пайки .

Для удобства пайки выбираем следующую последовательность установки элементов на печатной плате: VT1 –> VT2 –> C1 –> R3 –> R1 –> R2 –> C2 –> R5 –> R4 –> HL1 –> прижимная клемма батареи GB1.

При правильном монтаже и исправных элементах «мигалка» сразу начинает работать, и будет более года радовать своего владельца до очередной замены элемента питания.

Синусоида

Форма сигнала на выходе автомобильного инвертора формируется за счёт высокочастотного генератора. Синусоида может быть быть двух видов:

1. модифицированная синусоида;
2. чистая синусоида, чистый синус.

Не каждый электрический прибор может работать с модифицированной синусоидой, которая имеет прямоугольную форму. У некоторых компонентов в меняется режим работы, они могут нагреваться и начать шабарчать. Похожее можно получить,если диммировать светодиодную лампу, у которой яркость не регулируется. Начинается треск и мигание.

Дорогие DC AC повышающие преобразователи напряжения 12в 220в имеют на выходе чистый синус. Стоят гораздо дороже, но электрические приборы отлично с ним работают.

Корпус для инвертора

Первое, что нужно учесть — потери преобразования электричества, выделяющиеся в виде тепла на ключах схемы. В среднем эта величина составляет 2–5% от номинальной мощности устройства, но показатель этот имеет свойство расти из-за неправильного подбора или старения комплектующих.

Отвод тепла от полупроводниковых элементов имеет ключевое значение: транзисторы очень чувствительны к перегреву и выражается это в быстрой деградации последних и, вероятно, их полному отказу. По этой причине основанием для корпуса должен служить теплоотвод — алюминиевый радиатор.

Из радиаторных профилей хорошо подойдёт обычная «расчёска» шириной 80–120 мм и длиной около 300–400 мм. к плоской части профиля винтами крепятся экраны полевых транзисторов — металлические пятачки на их задней поверхности. Но и с этим не всё просто: электрического контакта между экранами всех транзисторов схемы быть не должно, поэтому радиатор и крепления изолируются слюдяными плёнками и картонными шайбами, при этом по обе стороны диэлектрической прокладки металлсодержащей пастой наносится термоинтерфейс .

Как работает инвертор

Основа автомобильного инвертора – генератор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

Это устройство работает от аккумулятора 12 вольт и выдает прямоугольные импульсы (меандр) с изменяемой скважностью (соотношением времени наличия/отсутствия напряжения). Когда скважность равна единице, инвертор обеспечивает максимальный ток

Чем меньше скважность, тем соответственно, меньше ток. При этом напряжение на выходе всегда соответствует значению 220 вольт. Частота работы генератора от 50 килогерц до 5 мегагерц, в зависимости от схемы и деталей. Превращение высокочастотного напряжения в низкочастотное (50 герц) происходит с помощью сглаживания меандра в колебательном контуре, образованном трансформатором и конденсатором, а также фильтрации гармоник. Ведь генератор ШИМ не только создает переменное напряжение 220 вольт с высокой частотой, но благодаря меняющемуся изменению скважности, модулирует выходное напряжение синусоидальным сигналом с частотой 50 герц.

Когда инвертор работает без нагрузки, скважность сигналов ШИМ-генератора минимальна, а напряжение на выходе составляет 220в. Подключение нагрузки приводит к увеличению тока и падению напряжения на выходе устройства ниже 220v

Система обратной связи сравнивает выходное напряжение с заданным стандартом, после чего подает на генератор сигнал, увеличивающий скважность импульсов. Благодаря этому возрастает выходная мощность, поднимается напряжение. При отключении нагрузки выходное напряжение поднимается выше 220 вольт, после чего система обратной связи снижает скважность импульсов до тех пор, пока напряжение не придет в норму. Изменение скважности и выходного тока приводит к увеличению нагрузки на аккумулятор, поэтому его напряжение нередко опускается ниже 12 вольт. В этом случае схема с обратной связью еще больше увеличивает скважность, вплоть до единицы.

Нередко преобразователь, сделанный своими руками, в котором не предусмотрена обратная связь, реагирует на подключение к разряженному аккумулятору снижением выходного напряжения. Поэтому они не очень подходят для питания усилителя или ноутбука, но вполне смогут обеспечить функционирование устройств с реактивной нагрузкой – ручной электроинструмент, лампы, кипятильники.

Выбор схемы

В интернете выложено огромное количество схем устройств, преобразующих энергию автомобильного аккумулятора (12 вольт) в переменное напряжение 220 вольт и пригодных для изготовления своими руками. Поэтому выбирать схему необходимо, ориентируясь на доступ к элементной базе и опыт работы с такими устройствами. Если неподалеку от вас есть магазин радиодеталей, то вы можете узнать у них, какие контроллеры и силовые транзисторы наиболее доступны и уже под них подобрать наиболее подходящую схему. Также можно воспользоваться теми деталями, которые есть в любом блоке питания компьютера. Оттуда вы сможете взять:

• контроллер (ШИМ-генератор);
• ферритовое кольцо для трансформатора;
• силовые транзисторы;
• конденсаторы;
• резисторы;
• фильтрующие дроссели.

Если вы не уверены в том, что сможете своими руками сделать сложное устройство с обратной связью, собирайте инвертор 12 → 220 вольт на основе мультивибратора на 50 герц. Трансформатор для него можно снять со старого транзисторного телевизора или источника бесперебойного питания (UPS). Такой инвертор занимает гораздо больше места, чем высокочастотное устройство, однако он проще в настройке, да и детали для него найти легче.

Пример схемы

Виды и типы

Инверторы различаются по схеме построения. Первые устройства были механического типа, пока на смену им не пришли полупроводниковые, а современные уже стали цифровыми. По классификации различают следующие основные схемы построения:

1. Бестрансформаторная мостового типа. Применяется для устройств питания с мощностью 500 ВА и выше.
2. Использующая трансформатор с нулевым выводом. Применяются для устройств питания с мощностью до 500 ВА.
3. Трансформаторная мостовая схема. Применяется для устройств питания в широком диапазоне мощностей от единиц ватт до десяток киловатт.

А также разделяются на однофазные и трёхфазные. По виду выходного напряжения бывают:

• с прямоугольной формой;
• со ступенчатой формой;
• с синусоидальной формой.

Для устройств, которые не требуют правильного синусоидального сигнала, могут применяться преобразователи с прямоугольной, трапецеидальной, треугольной формой выходного напряжения. Основным преимуществом таких преобразователей является невысокая цена.

Для оборудования, требующего надёжного питания, необходимо использовать инверторы с правильной формой синусоиды. Такое оборудование стоит существенно дороже, но и стабильность работы у них выше.

Трансформатор и диоды

Трансформатор, установленный на выходе, необходимо наматывать на ферритовом кольце. Это кольцо можно снять все в том же блоке питания от персонального компьютера. Для первичной обмотки применяется провод в лаковой изоляции сечением 0,6 мм. Наматывается 10 витков, и от середины делается отвод. Сверху нужно намотать вторичную обмотку, она должна содержать 80 витков. Вместо него можно использовать готовый трансформатор, который устанавливается в серийных источниках бесперебойного питания.

Высокочастотные диоды, используемые в конструкции, можно заменить аналогичными с маркировкой FR107 или FR207. При правильно проведенном монтаже схема заработает сразу же после включения, никакой настройки не потребуется. Выходной ток может составить не более 2,5 А, но лучше, чтобы конструкция работала при токе не больше 1,5 А (подключение нагрузки мощностью примерно 300 Вт). Можно сказать, что вы собрали из металлолома устройство, китайский аналог которого стоит порядка 3-4 тыс. руб.

Импульсный преобразователь 12-220В на 300 Вт

Эта схема проста, детали доступны, большинство из них можно извлечь из блока питания для компьютера или купить в любом радиотехническом магазине. Достоинство схемы — простота реализации, недостаток — неидеальная синусоида на выходе и частота выше стандартных 50 Гц. То есть, к данному преобразователю нельзя подключать устройства, требовательные к электропитанию. К выходу напрямую можно подключать не особ чувствительные приборы — лампы накаливания, утюг, паяльник, зарядку от телефона и т.п.

Представленная схема в нормальном режиме выдает 1,5 А или тянет нагрузку 300 Вт, по максимуму — 2,5 А, но в таком режиме будут ощутимо греться транзисторы.

Преобразователь напряжения 12 220 В: схема преобразователя на основе ШИМ-контролллера

Построена схема на популярном ШИМ-контроллере TLT494. Полевые транзисторы Q1 Q2 надо размещать на радиаторах, желательно — раздельных. При установке на одном радиаторе, под транзисторы уложить изолирующую прокладку. Вместо указанных на схеме IRFZ244 можно использовать близкие по характеристикам IRFZ46 или RFZ48.

Частота в данном преобразователе 12 В в 220 В задается резистором R1 и конденсатором C2. Номиналы могут немного отличаться от указанных на схеме. Если у вас есть старый нерабочий беспербойник для компьютера, а в нем — рабочий выходной трансформатор, в схему можно поставить его. Если трансформатор нерабочий, из него извлечь ферритовое кольцо и намотать обмотки медным проводом диаметром 0,6 мм. Сначала мотается первичная обмотка — 10 витков с выводом от середины, затем, поверх — 80 витков вторичной.

Как уже говорили, такой преобразователь напряжения 12-220 В может работать только с нагрузкой, нечувствительной к качеству питания. Чтобы была возможность подключать более требовательные устройства, на выходе устанавливают выпрямитель, на выходе которого напряжение близко к нормальному (схема ниже).

Для улучшения выходных характеристик добавляют выпрямитель

В схеме указаны высокочастотные диоды типа HER307, но их можно заменить на серии FR207 или FR107. Емкости желательно подобрать указанной величины.

Подетальный разбор

В схеме установлен стабилизатор, который питает микросхему А1. Состоит он из цепочки: R3-VD1-C3, при этом в качестве стабилитрона (VD1) может быть использован любой аналогичный прибор с показателем стабилизации 8-10 вольт.

Обратите внимание, что конденсаторы С4 и С5 установлены параллельно. Если вы не нашли их такой емкостью, как показано на схеме, то можно сделать замену на аналогичные (лучше импортные) с емкостью 4700 мкФ. Конденсатор С6 – это элемент, подавляющий высокочастотные импульсы на выходе

Лучше всего для этого использовать марку К 73-17 отечественного производства или аналогичный зарубежного исполнения

Конденсатор С6 – это элемент, подавляющий высокочастотные импульсы на выходе. Лучше всего для этого использовать марку К 73-17 отечественного производства или аналогичный зарубежного исполнения.

И последняя рекомендация или нюанс. Так как в сети на 12 вольт при потреблении 400 Вт будет образовываться ток силой 40 А, то необходимо будет рассчитать сечение используемых проводов. Особенно это касается кабеля, соединяющего аккумулятор и преобразователь. Учтите, что длина провода должна быть минимальной.

Как видите, сделать преобразователь с 12 вольт на 220В своими руками, не очень сложно. Схема проста, в ней минимизировано количество деталей, что снижает стоимость прибора в целом. Плюс более эффективная его работа.

Когда необходим преобразователь напряжения

В каких случаях применяют преобразователь:

• для выполнения работ в местах, где нет электроэнергии (например, в полевых условиях) – устройство преобразовывает постоянное напряжение 12 вольт аккумуляторной батареи в переменное 220 В с нужными характеристиками;
• при охране объектов, чтобы здание, стоянка или офис не остались без защиты из-за скачков напряжения;
• в случае длительных командировок или путешествий – например, для кочевников, дальнобойщиков и автотуристов.

В производственных и домашних условиях часто применяют инверторы. Это преобразователи, которые после появления тока в сети автоматически переключается в другой режим и начинают зарядку аккумуляторов.

Изготовление автомобильного инвертора

Инверторное устройство, способное преобразовывать 12 вольт в 220, становится незаменимым во время путешествий на автомобиле. Многие виды бытовой техники смогут работать в отрыве от стационарных источников питания. Единственным серьезным ограничением является величина максимально допустимой нагрузки, находящейся в пределах нескольких сотен ватт. Конечно, можно воспользоваться и более мощными инверторами, но в этом случае наступит очень быстрая разрядка аккумулятора.

В зависимости от расходования тока, нагрузка бывает активной, с максимальным потреблением энергии, и реактивной, когда энергия, полученная от батареи, потребляется частично. Характер нагрузки необходим для того, чтобы рассчитать максимальную мощность. Например, самая большая нагрузка, планируемая к подключению, составляет 300 Вт. Сам же инвертор должен обладать мощностью на 25% больше. По расчетам мощность устройства выходит 375 Вт, поэтому наиболее близким по этому значению прибором будет инвертор на 400 Вт.

По такой же схеме рассчитывается преобразователь, изготавливаемый собственными силами. Устройство с нормальной сборкой или схема простого инвертора обеспечивает потребности в освещении, зарядке телефонов, подключении телевизора и других устройств первой необходимости. Как уже отмечалось, не рекомендуется пользоваться мощными приборами, которые очень быстро сажают АКБ.

Для изготовления простейшего преобразователя будут нужны силовые транзисторы и мультивибратор. Такие устройства могут нормально работать даже в условиях резких перепадов температур. В условиях жаркой погоды понадобится система дополнительного охлаждения транзисторов, чтобы избежать их перегрева и выхода из строя. В большинстве случаев можно обойтись обычным кулером от компьютера, установленным на радиатор охлаждения.

Сегодня в конструкциях инверторов уже не используются обычные трансформаторы, которые обеспечивали высокочастотные преобразования на 220В. В преобразователях применяются импульсные схемы, обеспечивающие такой же результат. Для самодельного устройства подойдет микросхема К561ТМ2 с двумя D-триггерами. Один триггер DD1 является задающим генератором, а второй – DD1.2 – служит делителем частоты. Преобразование напряжения осуществляется силовыми транзисторами КТ827 или КТ819. Более качественное преобразование выполняется полевыми транзисторами IRFZ44, выдающими максимально чистую синусоиду.

Для получения контура частотой 50 Гц используется вторичная обмотка с параллельно соединенными конденсаторами электролитического типа и нагрузка. Без этой нагрузки, подключаемой на выходе, устройство не будет работать. Только после подключения какого-либо потребителя, начнется преобразование напряжения из 12 вольт в 220. Существенным недостатком подобных схем является не совсем качественное выходное напряжение. Чтобы увеличить мощность устройства потребуются более эффективные, но и более дорогостоящие транзисторы. Конденсатор, подключаемый к выходу, рассчитывается на минимальное напряжение в диапазоне от 250 до 300 вольт.

Подробнее о самом блоке питания для LED-ленты

Чтобы лента с диодными источниками света (светодиодная лента) работала, необходимо подключить к ней дополнительное оборудование. Таковым является питающий блочок. Он представляет собой трансформатор в защитном корпусе с выпрямителем. Если оборудовать такое устройство ещё конденсатором, оно будет способно также гасить так называемые помехи, провалы. При этом соблюдается такое правило: чем больше ёмкость конденсатора, тем лучше.

Светодиодная лента как прибор, работающий от электричества, имеет свою особенность: он требует пониженное напряжение – 12-19 В. Блок питания выполняет функцию стабилизации напряжения от 220-ти Вольт. Двенадцативольтные источники обычно применяются в конструкциях компьютеров, планшетов, телевизоров, девятнадцативольтные можно найти в моноблоках, ноутбуках, мониторах.

Обратите внимание: слишком слабые БП-устройства на 5 В, которыми обычно комплектуются мобильные телефоны, вряд ли подойдут для достаточно сильного свечения диодной ленты

Возможно ли подобрать старый блок питания?

Итак, чтобы запитать светодиодную ленту, не подойдёт старый блок питания от смартфона или кнопочного телефона. Причина проста: как уже было указано выше, они имеют недостаточный вольтаж на выходе, который находится на уровне пяти V. Лучше всего рассмотреть устройства-зарядники, которые остались после сетевых маршрутизаторов, планшетных компьютеров, отдельных моделей персональных компьютеров, моноблоков, компьютерных мониторов. Перечисленные устройства выдают на выходе 12 В или 19 В.

Предпочтение при выборе БП-устройства для дальнейшей переделки следует отдавать импульсным лёгким моделям. Если вы начнёте работу с тяжёлым трансформаторным устройством, неправильно либо неточно определив будущую нагрузочную мощность, возникнет проблема с работой уже собранного под светодиодную ленту устройства. Оно может слишком сильно нагреться, что недопустимо с точки зрения техники пожарной безопасности. Ещё один важный нюанс, о котором нужно помнить при подготовке к конструированию светодиодного БП своими руками из подручных средств, – это наличие постоянной величины силы тока.

Двенадцативольтные источники питания (12 вольт)

Если от бытовой техники остался блочок питания на 12 Вольт, его можно использовать для светодиодной ленты. Обычно такие устройства имеют мощность от 6 до 36 Ватт. Когда монтируется лента для освещения рабочей зоны на кухне или другого совсем небольшого пространства, может быть достаточно десятиваттного источника питания. Трансформаторное устройство будет иметь большой вес, а более современное импульсное (электронный трансформатор) – небольшую массу, маленький размер.

Первый вариант использовать не стоит, лучше остановить свой выбор на лёгком импульсном устройстве. В противном случае прибор будет постоянно нагреваться, быстро выйдет из строя.

Девятнадцативольтные источники питания (19 вольт)

Подключение светодиодной ленты своими руками можно осуществить с помощью БП-устройства с напряжением в 19 Вольт. Такое устройство часто встречается современным людям в обычной, бытовой жизни. Это – блоки питания от домашних компьютеров, принтеров, различных маршрутизаторов.

Если у вас есть БП-устройство от старого ноутбука с характеристиками 90 W, 19 V, его можно использовать для светодиод-ленты, выдающей световой поток в 6000 Люмен. Такие характеристики достаточны для получения яркого освещения комнаты, имеющей площадь в 20 квадратных метров. Для того чтобы устройство исправно функционировало, потребуется сделать небольшую доработку – добавить в схему один из двух подходящих понижателей напряжения.

Стабилизаторы для БП на 12 В

Первый из вариантов называется КРЕН 7812. После установки на радиатор он будет выдерживать силу тока в один ампер. Чтобы использовать всю доступную мощность блочка питания, понадобится около пяти-шести таких деталей. Второй вариант – это небольшой импульсный стабилизатор LM2596, имеющий коэффициент полезного действия на уровне 80-90%.