Преобразователь с 12В на 220В своими руками: обзор характеристик и варианты постройки простого преобразователя (95 фото)

В каких случаях необходим преобразователь напряжения?

Преобразователи напряжения – это устройства, преобразующие постоянный ток от аккумуляторной батареи в переменные показатели с заданными параметрами, равными 220 В и 50 Гц.

В бытовых условиях это устройство обеспечивает безаварийную работу таких устройств, как газовый котел, холодильник, телевизор и другого сложного электрооборудования при невозможности использования централизованной подачи электрической энергии напряжением 220 В.

Особенности влияния параметров на электроприборы:

• амплитуда приложенного напряжения влияет на скорость двигателя, а скорость вращения брутто в асинхронном двигателе напрямую зависит от показателей питающей сети;
• бытовые приборы нагревательного типа работают при показателях рабочего тока, пропорциональных уровню напряжения, но значительная часть таких изделий не рассчитана на работу в условиях нестандартного напряжения;
• бытовой электротехнике часто требуется напряжение, отличающееся от параметров сети со строго определенными, стабильными амплитудными показателями, поэтому нормальная работа некоторых устройств возможна только при использовании преобразователя напряжения.

Схема повышающего преобразователя 12-220 В

Особенно часто устройство используется в домах с автономной системой отопления, где в качестве отопительного агрегата установлено импортное газовое оборудование с электронным управлением и контролем. Работоспособность таких устройств полностью зависит от наличия бесперебойного напряжения 220 В и частотой 50 Гц с правильной синусоидой.

Область применения преобразователя напряжения очень широкая, в том числе полевые условия, эксплуатация яхт и автомобилей, дачи без сетевого питания и так далее.

Электросчетчики различаются по количеству фаз, тарифам и другим параметрам. Какой счетчик электроэнергии лучше поставить в квартиру — читайте рекомендации специалистов.

Принцип работы светодиодных ламп и советы по ремонту неисправных лампочек своими руками описаны здесь.

С правилами установки счетчиков электроэнергии можно ознакомиться по ссылке.

Разновидности преобразователей 12 на 220 вольт

Инверторы — это устройства, которые позволяют преобразовывать величины постоянного тока, в том числе 12 В, в переменный ток с изменением уровня напряжения или без него. Как правило, такие устройства представляют собой генераторы периодического напряжения, близкого по форме к синусоиде.

Все выпускаемые в настоящее время DC/DC преобразователи напряжения могут быть представлены:

• регуляторы напряжения;
• преобразователи уровня напряжения;
• линейные стабилизаторы.

Самодельный преобразователь

Чисто теоретически на выходе можно получить все текущие значения, регулируемые от нуля до максимальных значений. Чаще всего в качестве источника постоянного тока 12 В используется стандартный аккумулятор. Преобразователи, доступные сегодня, отличаются несколькими способами.

В зависимости от вида полученной синусоиды:

• Устройства, генерирующие нормальную или постоянную синусоиду, отличаются работой без отклонений и соблюдением всех рабочих параметров с высоким уровнем точности. Такие устройства используются для подключения электроприборов, работающих с напряжением 220 В.
• Устройства, выполненные по модифицированному типу синусоиды, характеризуются меньшими отклонениями величины напряжения. Такие функции не способны негативно сказаться на работе стандартной бытовой техники. Однако такое оборудование не используется для подключения приборов, относящихся к категории сложной измерительной или медицинской техники.

В зависимости от показателей мощности:

• инверторы мощностью до 100 Вт не рассчитаны на чрезмерные нагрузки, поэтому являются оптимальным вариантом для питания зарядного устройства для простого бытового прибора;
• инверторы мощностью от 100 Вт до 1,5 кВт. Этот тип устройств в основном используется для питания простых приборов, подключенных к бытовой электросети;
• инверторы мощностью более 1,5 кВт позволяют питать такие довольно мощные бытовые приборы, включая микроволновую печь, утюги и объемные мультиварки.

В зависимости от особенностей конструкции:

• компактные устройства, отличающиеся неприхотливостью источника питания и работающие в условиях напряжения 12-50 В;
• стационарные блоки с чистой синусоидой и низким выходным напряжением 12-36 В;
• автомобильная техника переносного типа, отличающаяся работой в определенных подразделениях.

При выборе модели преобразователя индикатора напряжения рекомендуется покупать устройство, имеющее определенный запас по уровню мощности.

Преобразователи напряжения с 12 на 220 В выдают стандартные показатели, соответствующие основным характеристикам домашней сети, поэтому совместимы практически со всеми бытовыми приборами.

По форме сигнала выходного напряжения

Электронные устройства в виде инверторов или преобразователей различаются в зависимости от формы выходного напряжения:

• Модифицированный вариант, представленный гладкой синусоидой, измененной на трапециевидную, прямоугольную или даже треугольную форму. Такие устройства характеризуются ограниченной областью применения и подходят для потребителей, представленных осветительными и отопительными приборами. Для обеспечения работы оборудования с индуктивной нагрузкой мощность инвертора должна иметь значительный запас из-за высокого пускового тока.
• Вариант «чистая» синусоида используется для управления любым типом нагрузки, а также позволяет обеспечить надежную и стабильную работу высокочувствительного оборудования. Значительная часть этого типа инверторов имеет встроенное зарядное устройство, за счет чего используется как источник бесперебойного питания.
• Гибридный вариант подходит для обеспечения схемы электроснабжения, предназначенной для обслуживания нескольких источников питания. Устройство имеет возможность использовать определенный тип приоритетного источника энергии или использовать несколько вариантов одновременно для зарядки аккумулятора.

Преобразователь напряжения 12-220 самодельный

При выборе устройства стоит обратить внимание на наличие альтернативных источников энергии, что позволит быстро вернуть купленное, достаточно дорогое оборудование.

Приобретаемое устройство должно иметь оптимальную номинальную мощность, защиту от перегрева и короткого замыкания, пассивную и активную систему охлаждения, а также достаточную для работы эффективность.

Трансформаторные устройства

Преобразователи трансформаторного типа представляют собой устройства на основе двух систем обмоток. Устройства этого типа характеризуются изменением индуктивной связи при входном смещении.

При этом одна система обмоток подключается к источнику переменного тока с напряжением, а другая обмотка в этом случае используется как выходная.

Автомобильный преобразователь напряжения 12-220 В

Любой трансформатор предназначен для выполнения таких основных функций, как измерение и защита. Особо востребованы современные трансформаторные блоки преобразовательного типа, предназначенные для выполнения схемы на удвоение или утроение частоты питающего напряжения.

В сфере производства и быта большой спрос на современные устройства, позволяющие контролировать входной/выходной ток и преобразование переменных показателей в постоянные параметры, а также способные распределять напряжение.

Конструкция обычного повышающего преобразователя напряжения с 12 до 220 В

Однако необходимо учитывать некоторые недостатки таких увольнений. Основные недостатки преобразователей напряжения представлены чувствительностью многих моделей таких устройств к повышенному уровню влажности, зачастую весьма внушительных размеров и сравнительно высокой стоимостью, поэтому к выбору преобразователя нужно подходить очень внимательно.

Почему для счетчиков тока используются трансформаторы тока и как правильно подключить счетчик к преобразователю, читайте на нашем сайте.

Устройство светодиодных ламп на 220 В и виды диодов рассмотрим в этой теме.

Функционирование и принцип устройства

Чтобы понять, что такое повышающие трансформаторы, нужно понять принцип работы. Оборудование изготавливается для электростанций, конструктивные схемы которых относятся к разряду пройденных.

Повышающий трансформатор на электростанциях используется для снабжения населенных пунктов и других объектов электроэнергией с определенными техническими показателями. Без преобразователя высокое напряжение постепенно снижается на своем пути.

Схема и принцип работы повышающего трансформатора.

Конечный потребитель получит недостаточную мощность. Благодаря этой установке электроэнергия аналогичной стоимости получается на конечной электростанции в цепи. Потребитель получает в сети напряжение до 220 В. Промышленные сети питаются до 380 В.

Схема, показывающая работу трансформатора в линии, включает в себя несколько элементов. Генератор на электростанции вырабатывает электроэнергию 12 кВ. Он идет по проводам к повышающим станциям. Здесь установлен трансформаторный блок, предназначенный для увеличения скорости линии до 400 кВ.

Электроэнергия подается от сетевой станции на высоковольтную линию. Кроме того, энергия поступает в понижающую станцию. Здесь оно снижено до 12кВ. Трансформаторы с обратным принципом действия направляют ток в низковольтную линию электропередачи. В конце устанавливается еще один блок опускания. От него в дома и квартиры подается электричество с показателем 220 В.

Принцип работы трансформаторной сети.

Рассматривая, как работает повышающий трансформатор, нужно понимать основные принципы его устройства. В основе трансформатора лежит механизм электромагнитной индукции.

Как работает повышающий трансформатор.

Металлический сердечник находится в изолирующей среде. Схема включает две катушки. Количество витков не то. Увеличивать показатель способны катушки, в первой цепи которых витков больше, чем во второй.

В первичную цепь подается переменное напряжение. Например, это ток в сети 110 (100) В. Возникает магнитное поле. Прочность увеличивается при правильном соотношении витков в сердечнике. При прохождении электричества по второй обмотке в повышающем трансформаторе появляется ток с определенным показателем. Например, предусмотрен индикатор характеристики сети 220 В.

В этом случае частота остается прежней. Для подачи постоянного тока в линию электроснабжения в схеме установлен преобразователь. Этот блок может быть в повышающем оборудовании. Устройство способно работать не только на изменение напряжения, но и частоты. Некоторое оборудование питается от постоянного тока.

Электрическая схема инвертора

В качестве ключевого компонента устройства использован интегрированный управляемый мультивибратор CD4047BD с элементами регулировки частоты повторения генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В применен повышающий трансформатор, входы которого на первичные обмотки подключены непосредственно к выводам Д (сток) силовых транзисторных блоков.

Силовой оконечный каскад А собран на спаренных полевых транзисторах. Последний шаг показан ниже.

Затворные резисторы сопротивлением 200 Ом обеспечивают выравнивание тока на отдельных транзисторах.

Электронные компоненты, используемые в устройстве

Для сборки схемы вам понадобится:

• мультивибратор управляемый микрочипом CD4047BD — http://alii.pub/5xga2j
• три резистора 220 Ом мощность 0,25 Вт — http://alii.pub/5h6ouv
• электролитический конденсатор 1000 мкФ — http://alii.pub/5n14g8
• керамический конденсатор 47 нФ — http://alii.pub/5n14g8
• переменный резистор 12 кОм — http://alii.pub/5o27v2
• четыре мощных полевых транзистора IRFZ44N — http://alii.pub/5ct567
• четыре резистора 200 Ом мощностью 0,25 Вт — http://alii.pub/5h6ouv
• повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации 20.

Особенности сборки и настройки схемы инвертора

Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на «глухой» плате. Для установки микросхемы мультивибратора рекомендуется использовать 14- или 16-контактный монтажный блок.

Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в один или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае встроенной установки его функции вполне может выполнять стержень длиной ок. 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, где просверлены и прорезаны отверстия для крепления транзисторов «под винт».

Часть схемы монтируется методом поверхностного монтажа.

Трансформатор взят из сломанного источника бесперебойного питания.

Припаиваем плату к транзисторам.

При настройке схемы с переменным сопротивлением частота генерации импульсов устанавливается равной 50 Гц.

Есть определенное отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к мультивибратор CD4047BD формирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглажены трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.

Назначение и параметры инверторов

Инвертор — это устройство, предназначенное для преобразования амплитуды и формы сигнала. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. Преобразователи сигналов часто подключаются к автомобильным электрическим сетям, генераторам или стационарным аккумуляторным батареям. Это необходимо для получения переменного тока, используемого в питании: бытовых приборов, электроинструментов, радиоаппаратуры. Варианты использования конвертера разнообразны:

• обеспечить непрерывность электропитания электроприборов и приборов при аварии в сети 220 вольт;
• организация полной автономности от электрических сетей;
• во время длительных поездок на транспортных средствах, использующих для работы генераторы или аккумуляторы, например лодке, самолете, автомобиле.

Инверторы отличаются друг от друга в первую очередь выходным сигналом и мощностью. Он определяет максимальную нагрузку, которую можно подключить к устройству.

В каких сферах применяется инвертор напряжения 12 220 В

При стабильном использовании аккумулятора происходит постепенное снижение уровня заряда. Преобразователь стабилизирует напряжение при отсутствии питания.

Инвертор 12 220 В своими руками позволяет улучшить технические конструкции в любом помещении. Величина мощности устройств, преобразующих ток, выбирается по суммарным значениям приводимых в действие нагрузок.

Процессы энергопотребления могут быть реактивными и активными. Реактивные нагрузки не полностью используют полученное количество энергии, из-за чего значение полной мощности больше, чем ее активное значение.

Преобразователи с чистой синусоидой используются при подключении элемента общей мощностью 3 кВт. Значительная экономия топлива достигается за счет применения преобразователей напряжения и мини-электростанций.

К конструкции инвертора подключаются следующие потребители:

• система оповещения;
• котел;
• насосный аппарат;
• компьютерная система.

Где можно использовать эти устройства?

Простейший тип преобразователя напряжения 12-220 вольт — источник бесперебойного питания, применяемый в вычислительной технике.

Но у них есть большой недостаток — малая мощность, батарея держит недолго.

А если устройство используется в быту вместе с мини-электростанцией (даже ветряком), стабильная мощность обеспечена. Обычно преобразователи можно встретить в таких исполнениях:

1. Охранная сигнализация.
2. Отопительные котлы.
3. Насосные станции.
4. Серверы данных и другие системы.

Другими словами, они используются там, где необходимо постоянное наличие сети 220 вольт. Бытовые стабилизаторы напряжения не что иное, как инверторы.

Только в них переменное напряжение преобразуется в постоянное, стабилизируется, после чего снова повышается до 220 вольт.

Более того, с помощью электрических полупроводниковых ключей и ШИМ-модулятора можно получить практически идеальную синусоиду.

Преимущество использования преобразователей напряжения

Благодаря тому, что преобразователи имеют ряд положительных характеристик, они высоко ценятся при использовании для различных видов электротехники. Устройства работают бесшумно, не загрязняют окружающую среду никакими выхлопами. Стоимость обслуживания таких устройств минимальна: нет необходимости проверять давление в двигателе.

Инверторы имеют достаточно незначительный механический износ, что позволяет использовать их различным потребителям. Инверторы 12 220 В работают с повышенной мощностью КР121 ЕС, имеют повышенный КПД.

В процессе сборки преобразователей с приводами типа мультивибраторов преимущество преобразователей выражается в том, что устройство имеет доступность и простоту. Размеры изделий компактны, ремонтировать их несложно, использовать их можно даже при низких температурах.

Схема и принцип работы инвертора 12 220

Основная часть радиодеталей, в которых используются преобразователи, используют в своей работе высокие частоты. Импульсный преобразователь полностью заменяет классическую схему, где используются трансформаторы. Микросхема К561ТМ2 образована двумя D-триггерами, имеющими вход R и S. Такая микросхема выполнена с учетом использования КМОП-технологий, путем заключения ее в пластиковый корпус.

Инверторные задающие генераторы монтируются с учетом К561ТМ2, используя для работы блок DD1. Триггер DD1.2 установлен на делителе частоты. Усилительный каскад получает сигнал от микросхем.

Для работы осуществляется подбор транзисторов КТ827. При их отсутствии подойдет транзистор типа ГМ КТ819 или полевой полупроводник — ИРФЗ44.

Генераторы синусоиды для инвертора 12-220В работают на высоких частотах. Для формирования цепи с частотой 50 Гц используется вторичная обмотка с параллельно включенными конденсаторами и нагрузками. Подключаясь к любому устройству, преобразователи создают напряжение преобразования 220 В.

У схемы есть существенный недостаток — несовершенная форма параметров на выходах.

Говоря о том, как работает преобразователь 12220, стоит отметить, что микросхема К561ТМ2 дублирует К564ТМ2. Можно увеличить мощность инвертора, выбрав более емкий транзистор. Важно учитывать, какие конденсаторы установлены на выходах. Они имеют напряжение 250 В.

Схема преобразователя напряжения 12–220 В

Схема преобразователя напряжения 12-220 В

Эта схема работает по принципу двухтактного преобразователя. Плата CD-4047 будет служить сердцем устройства. Именно она будет выполнять роль задающего генератора, а также управлять полевыми транзисторами, работающими в ключевом режиме.

Следует помнить, что открытым может быть только один транзистор. Если 2 транзистора открыты одновременно, произойдет короткое замыкание, в результате чего транзисторы сгорят. Это также может произойти, если управление неисправно.

Преобразователь с новейшими деталями

Самодельный преобразователь может работать в устойчивом режиме, если выходы транзистора работают от усиленного источника с основным генератором. Для этого допускается использовать элементы из серии КТ819ГМ, устанавливаемые на общие радиаторы.

При создании преобразователей используется упрощенная схема. В процессе следует позаботиться о приобретении необходимых материалов:

• микросхемы КР121ЕУ1;
• транзисторы IRL2505;
• паяльник;
• банка.

Микросхемы КР12116У1 имеют замечательную особенность: они содержат пару каналов для регулирования ключа и позволяют довольно легко изготовить простейший преобразователь напряжения. Микросхемы в диапазоне температур от +25 до +30°С обеспечивают предельное значение напряжения в пределах 3 и 9 В.

Частота задающих генераторов определяется параметром элемента в цепях. Транзистор IRL2505 устанавливается при использовании на выходах. На него должен поступить сигнал с правильным уровнем, за счет чего подстраивается выходной транзистор.

Образовавшиеся низкие уровни не позволяют транзистору переходить из закрытых режимов в какие-либо другие состояния. В результате полностью исключается возникновение мгновенных потоков тока при одновременном открывании ключей. При попадании на высоких уровнях в первый выход это помогает отключить импульсные генерации. Схема определяет подключение общего провода к контакту 1.

Для выполнения монтажа двухтактных каскадов используются трансформаторы Т1 и транзисторы, в количестве двух штук: VT1 и VT2. В открытых каналах можно увидеть значение сопротивления от 0,008 Ом. Незначительно, в связи с этим величина мощности транзистора невелика, даже если протекает большой ток. Выходные трансформаторы мощностью 100 Вт позволяют подать на IRL2505 ток до 104 А, а импульсные трансформаторы — до 360 А.

К основным особенностям инверторов можно отнести возможность использования любого трансформатора, имеющего на выходах две обмотки по 12 В.

Если выходная мощность около 200 Вт, то в таких случаях транзистор на радиатор не устанавливают. Важно учитывать, что величина электрического тока при мощности 400 Вт достигает примерно 40 А.

Рекомендации по подбору радиоэлементов для преобразователя напряжения 12–220 В

Плата CD-4047 не предназначена для высокоточного управления полевыми транзисторами, но с этой задачей справляется на отлично. Для работы устройства также нужен трансформатор от старого ИБП на 250 или 300 Вт с первичной обмоткой и подключением по средней точке плюса от источника питания.

Трансформатор имеет достаточно большое количество вторичных обмоток. Потребуется измерить все отводы вольтметром и найти сетевую обмотку на 220В. Нужные провода дадут наибольшее электрическое сопротивление около 17 Ом, лишние слои можно убрать.

Прежде чем приступить к пайке, рекомендуется еще раз все перепроверить. Рекомендуется выбирать транзисторы одной партии и с одинаковыми характеристиками. Их можно определить специальным тестером.

Так как плата CD-4047 не имеет аналогов, то необходимо ее приобрести, но при необходимости полевые транзисторы можно поменять на n-канальные с напряжением 60В и током не менее 35А. Подходит из серии IRFZ. Схема может работать и с использованием биполярных транзисторов на выходе, но следует учесть, что мощность устройства будет намного меньше по сравнению со схемой с использованием «полевиков».

Ограничительные резисторы затвора должны быть 10-100 Ом, но предпочтительнее 22-47 Ом, 250 мВт.

Часто схему привода собирают целиком из указанных на схеме элементов, имеющих точную настройку на 50 Гц.
Читайте также: Ремонт стиральной машины Indesit: основные поломки, их причины, способы устранения, возможные неисправности стиралок Индезит, стоимость починки на дому

Ну очень простой инвертор 12В/220В

Например, вам нужно подключить портативное зарядное устройство к автомобильному аккумулятору, с инвертором это не проблема. Кроме того, инверторы широко используются в альтернативной энергетике.

Обычно их ставят на ветряки, гидроэлектростанции и так далее, которые в большинстве случаев вырабатывают низкое напряжение.

Здесь нет сложной электроники, набор компонентов очень мал, а схема понятна любому новичку. Все, что вам нужно сделать, это подключить несколько резисторов, транзисторов и заинтригованного трансформатора? Итак, приступим к инструкции!

Монтаж преобразователя напряжения 12–220 В своими руками

Устанавливаем все элементы в блок питания для компьютеров, транзисторы установить на отдельные радиаторы.

Если установлен общий радиатор, обязательно изолируйте корпус транзистора от радиатора. Подключаем кулер к шине 12В.

Одним из существенных недостатков данного инвертора является отсутствие защиты от короткого замыкания. Если произойдет короткое замыкание, все транзисторы сгорят. Для предотвращения этого важно установить на выходе предохранитель на 1А.

Для запуска инвертора используется кнопка, через которую на плату будет подаваться плюс. Шины трансформатора должны быть присоединены непосредственно к радиаторам транзисторов.

Если к выходу инвертора подключить счетчик электроэнергии, то на нем видно, что выходная частота и напряжение находятся в допустимых пределах. Если получилось больше или меньше 50 Гц, частоту нужно регулировать с помощью многооборотного переменного резистора, он установлен на плате.

Без нагрузки устройство издает довольно сильный шум, который значительно снижается при нагрузке, это норма.

Полученное устройство не стабилизировано, но почти все бытовые приборы могут работать с напряжением 90-280В. Если вы получаете на выходе более 300В, подключите к выходу дополнительно к основной нагрузке лампочку на 25Вт, чтобы снизить напряжение до необходимого предела.

Первый запуск и тестирование простого преобразователя напряжения с 12 на 220 В

Если правильно смонтировать устройство, оно заработает с первых секунд, но при первом запуске важно перестраховаться. Для этого вместо предохранителя (см схему) нужно установить резистор номиналом 5-10 Ом или лампочку на 12 В, чтобы избежать взрыва транзисторов, если это было сделано неправильно.

Если блок стабилен, то трансформатор будет издавать звук, но клавиши не будут греться. Если все работает как надо, резистор (лампочку) надо убрать. Питание подается через предохранитель.

В среднем инвертор потребляет энергии от 150 до 300 мА при простое, в зависимости от источника питания и типа трансформатора. Затем нужно измерить выходное напряжение, на выходе должно быть около 210-260 В. Это считается нормальным показателем, так как у данного преобразователя нет стабилизации.

Далее протестируйте устройство под нагрузкой, подключив лампочку на 60 ватт и дав ей поработать 10-15 секунд. Обратите внимание, что клавиши за это время немного нагреваются, так как на них нет радиаторов. Также важно отметить, что клавиши должны нагреваться равномерно. При неравномерном нагреве нужно искать, где были допущены ошибки.


Плюсовой основной провод следует подключить к центральной точке трансформатора, но для того, чтобы блок начал работать, к плате необходимо подключить слаботочный плюс. Это запустит генератор импульсов.

Не рекомендуется подключать к этому простому преобразователю напряжения 12-220В асинхронные двигатели.

Количество витков первичной обмотки

Берем провод 0,35 мм, 50/0,39 х 0,9=115 витков на слой. Количество слоев 981/115 = 8,5. Не рекомендуется делать вывод из середины команды для обеспечения надежности. Рассчитайте высоту каркаса с обмотками.

Первичка из восьми слоев с проводом 0,74 мм, изоляция 0,1 мм: 8 х (0,74 + 0,1) = 6,7 мм. Обмотку высокого напряжения лучше всего экранировать от других обмоток, чтобы предотвратить высокочастотные помехи. Для намотки трансформатора делаем экранную обмотку из одного слоя провода 0,28 мм с двумя слоями изоляции с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.

Процесс намотки катушки трансформатора.

Первичная обмотка займет: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм. Ступенчатая обмотка 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 х (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слой изоляции 0,1 мм. Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе: 7,22 + 7 = 14,22 мм. На накальные обмотки осталось 3 мм.

Можно рассчитать внутреннее сопротивление обмоток. Для этого вычисляют длину витка, берут длину провода в обмотке, определяют сопротивление и из таблицы узнают удельное сопротивление для меди.

При расчете сопротивления секции первичной обмотки разница ок. 6 Ом. Такое сопротивление даст падение напряжения 0,84 вольта при номинальном токе 140 миллиампер. Чтобы компенсировать это падение напряжения, мы добавляем два витка. Теперь под нагрузкой секции равны по растяжению.

Расчет количества витков

Определяем количество витков на 1 В. Рассчитываем по формуле: К = 50/Кл, для нас это 50/10,2, т.е. 4,9 витков на 1 В. После этого мы можем легко рассчитать количество витков первичной — и вторичной обмоток. В первом случае умножаем имеющееся напряжение сети на 4,9, получаем 176 витков. Во втором умножаем требуемое напряжение (220 В) на 4,9, получаем 1078.

Предварительный расчет количества оборотов можно произвести исходя из требуемой мощности устройства. Например, если вам нужен повышающий трансформатор от 12 до 220 В, необходимая мощность такого устройства будет в пределах 90-150 Вт.

Магнитопровод О-образного типа выбираем от старого телевизора или покупаем аналогичный в магазине. Сечение нужно выбирать по формуле из электротехнического справочника. В данном примере это примерно 10-11 см².

Конструкция самодельного трансформатора.

Следующим шагом является определение количества витков на вольт, что в данном случае составляет 50 Гц, деленное на 10-11, примерно 4,7-5 единиц на вольт. Теперь можно рассчитать количество витков первичной и вторичной обмоток: W1 = 12 Х 5 = 60 и W2 = 220 Х 5 = 1100.

Далее необходимо определить в них токи: I1=150_12=12,5 А и I2=150:220=0,7 А. Сечения и диаметры обмоточных проводов находим по формулам из справочника. Повышающий трансформатор предварительно рассчитан, можно приступать к его намотке.

Следующим шагом является расчет тока для каждой обмотки. За первые показатели принимаем мощность равную 150 Вт. Тогда для первичной обмотки требуется ток 4,2 А, а для вторичной — 0,7 А. Рабочий показатель равен мощности, деленной на напряжение.

Для правильной работы устройства важно не только количество витков, но и диаметр витков. Рассчитываем этот параметр по формуле: рабочий ток обмотки, умноженный на коэффициент 0,8.

Стоит учитывать, что только агрегат, собранный профессионалами, может решать задачи промышленного производства. Не всегда безопасно пользоваться самодельным устройством! Будь осторожен.

Рабочий процесс изготовления каркасов катушек

Катушка трансформатора.

При использовании круглого сердечника его предварительно обматывают ленточной изоляцией и затем непосредственно на него наматывают провод, распределяя необходимое количество витков по всему кольцу.

После завершения намотки первичной обмотки ее покрывают 3-4 слоями лакоткани, а затем поверх наматывают витки ее вторичной части. При использовании обычных магнитопроводов каркас катушки изготавливается следующим образом:

• выкройка рукава выполнена с отворотами по бокам концов;
• щечки вырезаются из картона;
• сверните корпус катушки по отмеченным линиям в небольшую коробочку и запечатайте ее;
• верхние части (щечки) надеваются на рукав, а после отгиба куртки приклеиваются.

После этого провод закрывают ленточной изоляцией, предварительно вынув концы обмоток.

Изготовление обмоток

Катушка размещена на деревянном бруске с размерами стержня магнитопровода. В нем предварительно просверливается отверстие для намотки стержня. Эта деталь вставляется в станок и начинается процесс производства намотки:

• на катушку намотано 2 слоя лакоткани;
• один конец проволоки закрепляют на щеке и начинают медленно вращать ручку станка;
• сгибы нужно укладывать плотно, изолируя каждый намотанный слой от соседнего лакоткани;
• после намотки первичной катушки провод отрезают и другой его конец присоединяют к щеке рядом с первым.

На оба вывода надеты изоляционные трубки, а снаружи обмотка покрыта изоляцией. В такой же последовательности катушка наматывается на вторичную обмотку.

Расчеты параметров

На простом трансформаторе первичка имеет 440 витков на 220 вольт. Получается на каждые два витка по 1 вольту. Формула подсчета витков по напряжению:

N = 40-60/S, где S — площадь поперечного сечения жилы в см2. Константа 40-60 зависит от качества металла сердцевины. Сделаем расчет по установке обмоток на магнитопровод. В нашем случае трансформер имеет окно высотой 53 мм и шириной 19 мм. Каркас будет текстолитовый. Две щечки внизу и вверху 53 — 1,5 х 2 = 50 мм, рамка 19 — 1,5 = 17,5 мм, размер окна 50 х 17,5 мм.

• Обмотка простого высоковольтного трансформатора 2,18 х 450 = 981 виток.
• Низкое напряжение на нагрев 2,18 х 5 = 11 витков.
• Провод низкого напряжения 2,18 х 6,3 = 14 витков.

Рассчитываем необходимый диаметр проводов. Трансформаторная атомная электростанция своими руками на 170 ватт. На сетевой обмотке ток 170/220=0,78 ампер. Плотность тока 2 ампера на мм2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская намотка из провода 0,5, на этом завод сэкономил.

Составной магнитопровод образует вместе с узлами и соединительными элементами сердечник трансформатора. Часть, на которую намотаны обмотки, называется стержнем. Участок системы, предназначенный для замыкания цепи и ненесения витков цепи, называется ярмом. Расположение баров в помещении служит для разделения системы на следующие виды.

Виды размещения стержней.

Особенности ремонта инвертора 12В 220В

Часто бывает, что ремонт преобразователя 12В 220В затруднен из-за того, что невозможно определить точную неисправность. Непонятно, что пошло не так. Необходимо проверить по очереди все компоненты или нет принципиальной схемы этого устройства. И лучше всего доверить это дело профессиональному мастеру или сервисному центру. В крайнем случае внимательно прочитайте рекомендации производителя.

Усовершенствования схем инверторов

Представленные в статье устройства предельно просты и по ряду функций не могут сравниться со своими заводскими аналогами. Для улучшения их характеристик можно прибегнуть к простым изменениям, которые к тому же позволят лучше понять принципы работы импульсных преобразователей.

Увеличение выходной мощности

Все описанные устройства работают по одному принципу: через ключевой элемент (выходной транзистор плеча) первичная обмотка трансформатора подключается к токовому входу на время, заданное частотой и скважностью задающего генератора.

При этом формируются импульсы магнитного поля, возбуждающие синфазные импульсы во вторичной обмотке трансформатора с напряжением, равным напряжению в первичной обмотке, умноженному на отношение числа витков в обмотках.

Следовательно, ток, протекающий через выходной транзистор, равен току нагрузки, умноженному на обратную величину коэффициента трансформации (коэффициента трансформации). Именно максимальный ток, который транзистор может пропустить через себя, определяет максимальную мощность инвертора.

Увеличить мощность инвертора можно двумя способами: либо использовать более мощный транзистор, либо использовать параллельное соединение нескольких менее мощных транзисторов в одном плече.

Для самодельного преобразователя предпочтительнее второй способ, так как он не только позволяет использовать более дешевые детали, но и сохраняет работоспособность преобразователя при выходе из строя одного из транзисторов.

При отсутствии встроенной защиты от перегрузок такое решение значительно повысит надежность самодельного устройства. Нагрев транзисторов также уменьшится при работе на той же нагрузке.

На примере последней схемы это будет выглядеть так:

Автоматическое отключение при разряде аккумулятора

Отсутствие в схеме инвертора устройства, автоматически отключающего его при критическом падении напряжения питания, может серьезно вас подвести, если оставить такой инвертор подключенным к автомобильному аккумулятору. Дополнить самодельный инвертор автоматическим управлением будет крайне полезно.

Простейший автоматический выключатель нагрузки можно сделать из автомобильного реле:

Как известно, каждое реле имеет определенное напряжение, при котором контакты замыкаются. Подбором сопротивления резистора R1 (оно будет составлять около 10% сопротивления обмотки реле) устанавливается момент, когда реле разомкнет контакты и перестанет подавать питание на инвертор.

ПРИМЕР: Возьмем реле с напряжением срабатывания (UP) 9 вольт и сопротивлением обмотки (Ro) 330 Ом. Для его работы при напряжении выше 11 вольт (Umin) последовательно с обмоткой должен быть включен резистор сопротивлением Rn, рассчитываемым из условия равенства Ur/Ro = (Umin — Ur)/Rn. В нашем случае потребуется резистор на 73 Ом, ближайшее стандартное значение 68 Ом.

Конечно, это устройство крайне примитивно и представляет собой скорее разминку для ума. Для более стабильной работы его необходимо дополнить простой схемой управления, гораздо точнее поддерживающей порог отключения:

Регулировка порога срабатывания производится подбором резистора R3.

Предлагаем вам посмотреть видео по теме

Обнаружение неисправностей инвертора

Перечисленные простые схемы имеют две самые распространенные неисправности — либо нет напряжения на выходе трансформатора, либо оно слишком низкое.

• Первый случай — либо одновременный отказ обоих плеч инвертора, что маловероятно, либо отказ ШИМ-генератора. Для проверки используйте светодиодный пробник, который можно приобрести в любом магазине радиодеталей. Если ШИМ работает, то наличие сигнала на затворах транзисторов вы увидите по быстрым импульсам свечения диодов (особенно это заметно в низкочастотных цепях). При наличии управляющего сигнала проверьте наличие обрывов в соединениях трансформатора и целостность обмотки.
• Большое падение напряжения является явным признаком неисправности одного из силовых плеч инвертора. Найти неисправный транзистор можно самым простым способом — радиатор остается холодным. Смена ключа восстановит работу инвертора.

Основные неисправности инвертора

Ремонт инвертора 24В 220В и других моделей может понадобиться в следующих случаях:

• неправильно установленный режим работы;
• некорректная работа электронных компонентов инвертора;
• неправильная мощность;
• проникновение внутрь устройства влаги (капли дождя, снега);
• внутри инвертора скопилась пыль;
• несоблюдение рекомендаций, прописанных производителем;
• выход из строя вентилятора и перегрев устройства;
• неправильное подключение инвертора к аккумулятору.

И еще одна распространенная причина выхода из строя – неосторожное обращение. Один или несколько из этих факторов отрицательно влияют на преобразователь напряжения, вызывая его остановку. И если это произошло, следует обратиться в сервисный центр. Это поможет решить проблему.