Схема простого инвертора напряжения 12В - 220В (CD40106, 2SJ471, 2SK2956)

Очень многие приборы предназначены только для питания от электросети переменного тока, поэтому они «привязаны к розетке». Но что делать, если нужно пользоваться паяльником или светильником «в чистом поле», где единственный источник тока - аккумулятор автомобиля. На этот случай пригодится несложный преобразователь постоянного напряжения 12V в переменное 220V.

В различной радиолюбительской литературе и других источниках описано множество преобразователей или «DC/АС инверторов» =12V/-220V Предлагаю на суд читателей еще один вариант.

Принципиальная схема

Принципиальная схема показана на рисунке 1. Достоинство преобразователя в том. что выходное переменное напряжение имеет частоту 50Hz, что может быть важно для питания некоторого электронного оборудования.

Недостаток в том, что выходная форма этого напряжения далека от синусоидальной Еще одно достоинство - это использование готового трансформатора.

Рис. 1. Принципиальная схема простого инвертора напряжения 12В - 220В (CD40106, 2SJ471, 2SK2956).

Функционально схема состоит из трех частей, - задающего генератора противофазных импульсов, токового двухтактного мостового ключа и повышающего трансформатора.

Задающий генератор противофазных импульсов выполнен на микросхеме CD40106, содержащей шесть инвертирующих триггеров Шмитта. На элементе D1.1 сделан собственно генератор импульсов необходимой частоты, которая зависит от параметров RC-цепи R1-C1.

На элементе D1 2 сделан инвертор, который необходим для создания противофазных импульсов. Таким образом, получается два выхода мультивибратора, - выход элемента D1.1 и выход элемента D1.2.

На оставшихся четырех элементах микросхемы D1 сделан драйвер для транзисторов токового двухтактного ключа на транзисторах VT1-VT4. Элементы включены попарно параллельно. Это нужно для увеличения выходного тока, то есть, нагрузочной способности элементов.

Дело в том, что несмотря на то что статическое входное сопротивление затвора мощных ключевых полевых транзисторов стремится к бесконечности, у их затворов есть значительная емкость, которая в процессе коммутации берет значительный импульс тока на заряд и разряд.

Параллельное включение элементов снижает нагрузку импульса тока на выход одного элемента. Плюс, в схеме есть дополнительные токоограничительные резисторы R2 и R3, которые ограничивают максимальный ток через выходы логических элементов.

Токовый двухтактный мостовой ключ, как уже сказано, выполнен на ключевых разноструктурных полевых транзисторах VT1-VT4. Управляются ключи импульсами с выходов генератора импульсов на микросхеме D1.

В одной фазе, когда на выводах 6 и 8 D1 логический ноль, а на выводах 12 и 12 D1 логическая единица, на соединенные вместе затворы полевых транзисторов VT1 и VT2 через резистор R2 подается нулевое напряжение и транзистор VT1 оказывается открытым, а транзистор VT2 закрытым.

В это же время, на соединенные вместе затворы полевых транзисторов VT3 и VT4 через резистор R3 подается логическая единица и транзистор VT4 оказывается открытым, а транзистор VT3 закрытым.

Получается, что первичная обмотка трансформатора Т1 нижним по схеме концом подключена к минусу питания, а верхним, по схеме, - к плюсу питания.

В другой фазе, когда на выводах 6 и 8 D1 логическая единица, а на выводах 12 и 12 D1 логический ноль, на соединенные вместе затворы полевых транзисторов VT1 и VT2 через резистор R2 подается единичное напряжение и транзистор VT1 оказывается закрытым, а транзистор VT2 открытым.

В это же время, на соединенные вместе затворы полевых транзисторов VT3 и VT4 через резистор R3 подается логический ноль и транзистор VT3 оказывается открытым, а транзистор VT2 закрытым.

Получается, что первичная обмотка трансформатора Т1 верхним по схеме концом подключена к минусу питания, а нижним, по схеме - к плюсу. Таким образом, происходит коммутация тока через первичную обмотку повышающего трансформатора Т1.

В результате во вторичной обмотке трансформатора (в качестве которой используется первичная, высокоомная обмотка) наводится переменное напряжение. близкое к напряжению в электросети.

Детали и конструкция

В данном устройстве используется готовый обычный силовой трансформатор, который должен был работать для получения переменного напряжения 12V при токе до 10А от электросети напряжением 220V. Только включен он наоборот, его бывшая вторичной обмотка стала теперь первичной, а бывшая первичной теперь стала вторичной.

В принципе, здесь можно использовать и более мощный трансформатор, так как полевые транзисторы 2SJ471 допускают максимальный ток стока до 30А. a 2SK2956 допускают максимальный ток стока 50А. То есть, можно вполне применить трансформатор с низковольтной обмоткой на 25А.

Рис. 2. Печатная плата для схемы инвертора напряжения +12В в 220В.

Следует заметить, что радиатора существенной величины им не требуется, потому что сопротивление открытого канала у транзисторов 2SK2956 составляет всего 7 мОм, а у транзисторов 2SJ471 всего 25 мОм.

Поэтому, при токе 10А мощность на 2SJ471 падает всего 2.5W, а на 2SK2956 всего 0.7W. Так что достаточно небольшого общего пластинчатого радиатора, например, такого как показано на втором рисунке. Налаживания не требуется, но если это необходимо можно точно установить частоту 50 Hz подбором R1.

Горчук Н. В. РК-07-18.

2 635 Стабилизаторы и преобразователи

инвертор напряжения преобразователь напряжения 220 Вольт преобразователь