Инвертор напряжения 12В в 220В с модифицированной синусоидой


Принципиальная схема самодельного инвертора для получения переменного напряжения 220В из постоянного 12В. Проблема питания потребителей, рассчитанных на работу от электросети -220V в автомобиле на страницах радиожурналов поднималась неоднократно.

Модифицированная синусоида

Здесь приводится краткое описание одного из таких устройств, вырабатывающего нестабильное переменное напряжение 220V с модифицированной синусоидой (рис.1) при питании от источника постоянного тока напряжением 12V (автомобильный аккумулятор).

Максимальная мощность нагрузки 30W, при такой нагрузке выходное напряжение снижается до 200V. На холостом ходу - 240V. Одно из достоинств данного преобразователя в том, что он вырабатывает переменное напряжение частотой 50 Hz.

Основным отличием данной схемы является то, что ступенчатое импульсное напряжение, поступающее на низковольтную обмотку трансформатора создает на высоковольтной обмотке напряжение наиболее близкое по форме к синусоиде.

Модифицированная синусоида

Рис. 1. Модифицированная синусоида.

Принципиальная схема

Принципиальная схема показана на рисунке 2. На интегральном таймере D1 сделан генератор импульсов, частоту которых можно установить подстроечным резистором R1 (перед первым включением нужно проследить, чтобы он был в среднем положении). Импульсы частотой 200 Гц с выхода D1.2 поступают на счетный вход счетчика D2 на микросхеме С4017.

Это десятичный счетчик, состояния выходов которого изменяются последовательно согласно числу входных импульсов. Счет счетчика ограничен соединением выводов 15 и 10 через логические элементы D3.3 и D3.4.

При поступлении на его вход 4-го импульса единица с вывода 10 поступает на вывод 12 D3.3, далее на выходе D3.4 появляется единица, которая поступает на вывод 15 D2 и сбрасывает счетчик в нулевое положение.

Принципиальная схема инвертора напряжения 12В - 220В с модифицированной синусоидой

Рис. 2. Принципиальная схема инвертора напряжения 12В - 220В с модифицированной синусоидой.

Импульсы с 1-го и 3-го выходов счетчика поступают на базы транзисторов VT1 и VT2. Транзисторы MJ3001 - это транзисторы Дарлингтона, то есть, в каждом из них не один, а два транзистора, включенных по составной схеме.

Коэффициент передачи такого транзистора многократно выше, и входное сопротивление значительно выше. Это позволяет базовые цепи данных транзисторов вполне приемлемо согласовать с выходами микросхемы логики КМОП.

В коллекторных цепях транзисторов включены две половины низковольтной обмотки трансформатора Т1. Еще один положительный момент, - используется готовый тороидальный силовой трансформатор мощностью 40W, с вторичной обмоткой на 12V с отводом от середины, который включен наоборот (как повышающий).

В принципе, здесь можно использовать любой силовой трансформатор с аналогичными параметрами, но, например, более распространенный, на Ш-образном сердечнике.

На оставшихся двух элементах микросхемы D3 сделан RS-триггер для управления преобразователем. Для включения преобразователя нужно нажать кнопку S1, при этом триггер D3.1-D3.2 установится в состояние, при котором логический ноль на выходе D3.1. Он поступает на вывод 13 D3.3 и позволяет работать счетчику D2 в нормальном режиме.

Для выключения преобразователя нужно нажать кнопку S2. При этом триггер D3.1-D3.2 установится в состояние, при котором логическая единица на выходе D3.1. Единица поступает на вывод 13 D3.3, на выходе D3.4 появляется единица, которая поступает на вывод 15 D2, - обнуляет счетчик D2 и фиксирует его в этом состоянии.

На его выводах 2 и 7 устанавливаются логические нули и транзисторы VT1 и VT2 удерживаются в закрытом состоянии. Преобразователь не работает.

Светодиод НИ служит индикатором наличия питающего напряжения. R6 - варистор на 250V, он служит для защиты от высоковольтных выбросов, если такие возникнут.

Налаживание

Налаживание заключается только в установке частоты выходного напряжения (50 Hz) подстройкой R1 (на выводе 14 D2 будет частота 200 Hz). Транзисторы необходимо поставить на радиаторы.

Юнусов А. Л.РК-2015-08.

Литература:

  1. Снегирев И. Инвертор =12(24)V/-220V 500W с модифицированной синусоидой. РК-2015-03.
  2. Юнусов А.Л. Преобразователь =12/-220V. РК-2009-02.

2 4144 Стабилизаторы и преобразователи
220 Вольт инвертор напряжения преобразователь напряжения
Комментарии (2):
#1 root Март 31 2017
0

MJ3001 - это транзисторы Дарлингтона, составные транзисторы с максимальной мощностью рассеивания 150Вт. В схеме их можно попробовать заменить на отечественные КТ827, зарубежные TIP142 и другие мощные с высоким коэффициентом усиления.

#2 BVM Октябрь 04 2021
+1

Вариант печатной платы - Скачать.

Печатная плата в Sprint Layout для инвертора напряжения 12В - 220В с модифицированной синусоидой

Замена элементов: VT1, VT2: вместо MJ3001 применены TIP142T.

Изменения в схеме:

  1. Переименованы: R6 в RU1, R7 в R6, R8 в R7.
  2. R5: вместо 560 Ом 0,125 Вт применён 1 кОм 0,25 Вт. Для светодиода достаточен ток 9-10 мА. Мощность выбрана с запасом.

Все изменения учтены на печатной плате. Размер печатной платы 65 х 44 мм.

Перечень элементов:

  • C1    М22        Ceramic;
  • C2    2200М 16В    Oxid;
  • C3    М1        Ceramic;
  • DD1    NE555N        DIP-8;
  • DD2    CD4017BE    DIP-16;
  • DD3    CD4001BE    DIP-14;
  • FU1    5А        Предохранитель 5х20 с держателями FH104;
  • HL1    5мм        Зелёный;
  • R1    100к        3296W;
  • R2    18к        MF-0,125;
  • R3    1к5        MF-0,125;
  • R4    1к5        MF-0,125;
  • R5    1к        MF-0,25;
  • R6    10к        MF-0,125;
  • R7    10к        MF-0,125;
  • RU1    SIOV-S07K250K11    TDK/EPCOS;
  • S1    Кнопка        без фиксации;
  • S2    Кнопка        без фиксации;
  • VT1    TIP142T        TO-220;
  • VT2    TIP142T        TO-220.
Оставить комментарий:

cashback