Un inversor de 12V/220V es algo necesario en un hogar. A veces es simplemente necesario: la red, por ejemplo, ha desaparecido, el teléfono está muerto y hay carne en el frigorífico. La demanda determina la oferta: por los modelos prefabricados de 1 kW o más, con los que se puede alimentar cualquier aparato eléctrico, habrá que pagar a partir de 150 dólares. Posiblemente más de $300. Sin embargo, hoy en día, hacer un convertidor de voltaje con sus propias manos está disponible para cualquiera que sepa soldar: ensamblarlo a partir de un conjunto de componentes ya preparado costará de tres a cuatro veces menos + un poco de trabajo y metal de la basura. Si hay uno para baterías de coche, generalmente puedes gastar entre 300 y 500 rublos. Y si también tiene habilidades básicas de radioaficionado, entonces, después de hurgar en el alijo, es muy posible fabricar un inversor de 12 V CC/220 V CA de 50 Hz para 500-1200 W por nada. Consideremos las posibles opciones.
Opciones: Globales
Un convertidor de voltaje de 12-220 V para alimentar una carga de hasta 1000 W o más generalmente se puede fabricar de forma independiente de las siguientes maneras (en orden de costos crecientes):
- Coloque una unidad ya preparada en una caja con disipador de calor de Avito, Ebay o AliExpress. Busque "inversor 220" o "inversor 12/220"; puede agregar inmediatamente la potencia requerida. Costará aprox. La mitad del precio del mismo de fábrica. No se requieren habilidades eléctricas, pero - ver más abajo;
- Ensamble el mismo del kit: placa de circuito impreso + componentes “dispersos”. Se puede comprar allí, pero a la solicitud se le añade bricolaje, lo que significa autoensamblaje. Precio todavía aprox. 1,5 veces menor. Necesita conocimientos básicos de radioelectrónica: uso de un multímetro, conocimiento del cableado (pinouts) de los terminales de elementos activos o capacidad para buscarlos, reglas para incluir componentes polares (diodos, condensadores electrolíticos) en el circuito y capacidad para determinar qué cables de corriente y sección transversal se necesitan;
- Adapte una fuente de alimentación ininterrumpida de computadora (UPS, UPS) al inversor. Se puede encontrar un UPS usado que funcione sin una batería estándar por 300-500 rublos. No necesita ninguna habilidad: simplemente conecte la batería del automóvil al UPS. Pero tendrás que cargarlo por separado, ver también más abajo;
- Elija un método de conversión, un diagrama (ver más abajo) de acuerdo con sus necesidades y la disponibilidad de piezas, calcule y monte completamente usted mismo. Puede que sea completamente gratuito, pero además de los conocimientos electrónicos básicos, necesitará la capacidad de utilizar algunos instrumentos de medición especiales (ver también a continuación) y realizar cálculos de ingeniería simples.
De un módulo terminado
Métodos de montaje según párrafos. En realidad, 1 y 2 no son tan simples. Las carcasas de los inversores prefabricados de fábrica también sirven como disipadores de calor para potentes interruptores de transistores en su interior. Si tomamos un "producto semiacabado" o "suelto", entonces no habrá vivienda para ellos: dado el costo actual de la electrónica, la mano de obra y los metales no ferrosos, la diferencia de precios se explica precisamente por la ausencia de el segundo y, posiblemente, el tercero. Es decir, tendrás que fabricar tú mismo un radiador para llaves potentes o buscar uno de aluminio ya hecho. Su espesor en el lugar de instalación de las llaves debe ser de al menos 4 mm y el área para cada llave debe ser de al menos 50 metros cuadrados. ver para cada kW de potencia producida; con soplado desde un ventilador-enfriador de computadora de 12 V 110-130 mA – desde 30 metros cuadrados. cm*kW*tecla.
Por ejemplo, en un juego (módulo) hay 2 llaves (se pueden ver, sobresalen del tablero, ver a la izquierda en la figura); Los módulos con teclas en el radiador (a la derecha en la figura) son más caros y están diseñados para una potencia determinada, generalmente no muy alta. No hay refrigerador, la potencia requerida es de 1,5 kW. Esto significa que necesitas un radiador de 150 m2. Ver. Además de esto, también hay kits de instalación para llaves: juntas aislantes conductoras de calor y accesorios para tornillos de montaje, copas y arandelas aislantes. Si el módulo tiene protección térmica (habrá otra pieza que sobresaldrá entre las teclas: un sensor térmico), entonces un poco de pasta térmica para pegarlo al radiador. Cables: por supuesto, ver más abajo.
De UPS
El inversor de 12 V CC/220 V CA 50 Hz, al que puede conectar cualquier dispositivo dentro del límite de potencia permitido, está hecho de un UPS de computadora de manera muy simple: los cables estándar a "su" batería se reemplazan por unos largos con abrazaderas para la batería del automóvil. terminales. La sección transversal del cable se calcula basándose en la densidad de corriente permitida de 20-25 A/m2. mm, ver también más abajo. Pero debido a una batería no estándar, pueden surgir problemas: es más cara y más necesaria que un convertidor.
UPS también utiliza baterías de plomo-ácido. Esta es hoy la única fuente de energía química secundaria ampliamente disponible capaz de entregar regularmente grandes corrientes (corrientes adicionales) sin ser "muerta" por completo en 10 a 15 ciclos de carga y descarga. En la aviación se utilizan baterías de plata y zinc, que son aún más potentes, pero son monstruosamente caras, no están ampliamente disponibles y su vida útil es insignificante en comparación con los estándares cotidianos: aprox. 150 ciclos.
La descarga de las baterías ácidas está claramente controlada por el voltaje en el banco, y el controlador UPS no permitirá que la batería "extraña" se descargue sin medida. Pero en las baterías estándar de UPS el electrolito es gel, mientras que en las baterías de automóvil es líquido. Los modos de carga en ambos casos son significativamente diferentes: a través del gel no pueden pasar las mismas corrientes que a través de un líquido, y en un electrolito líquido, si la corriente de carga es demasiado baja, la movilidad de los iones será baja y no todos volverán a sus lugares en los electrodos. Como resultado, el UPS sobrecargará crónicamente la batería del automóvil, que pronto se sulfatará y quedará completamente inutilizable. Por lo tanto, se requiere un cargador de batería para el inversor del UPS. Puedes hacerlo tú mismo, pero ese es otro tema.
Batería y potencia
La idoneidad del convertidor para un fin determinado también depende de la batería. Un inversor de voltaje elevado no toma energía para los consumidores de la "materia oscura" del Universo, los agujeros negros, el espíritu santo o cualquier otro lugar por el estilo. Sólo de la batería. Y de allí tomará la potencia suministrada a los consumidores, dividida por la eficiencia del propio convertidor.
Si ve "6800W" o más en el cuerpo de un inversor de marca, crea lo que ve. La electrónica moderna permite colocar dispositivos aún más potentes en el volumen de un paquete de cigarrillos. Pero digamos que necesitamos una potencia de carga de 1000 W y tenemos a nuestra disposición una batería de coche normal de 12 V 60 A/h. El valor típico de eficiencia del inversor es 0,8. Esto significa que tardará aprox. 100 A. Para tal corriente, también se necesitan cables con una sección transversal de 5 metros cuadrados. mm (ver arriba), pero eso no es lo principal aquí.
Los entusiastas de los automóviles lo saben: si hace funcionar el motor de arranque durante 20 minutos, compre una batería nueva. Es cierto que las máquinas nuevas tienen limitadores de tiempo para su funcionamiento, por lo que quizás no lo sepan. Y seguramente no todo el mundo sabe que el motor de arranque de un coche, una vez puesto en marcha, necesita una corriente de aprox. 75 A (en 0,1-0,2 s al inicio - hasta 600 A). El cálculo más simple, y resulta que si el inversor no tiene equipo automático que limite la descarga de la batería, el nuestro se agotará por completo en 15 minutos. Así que elija o diseñe su convertidor teniendo en cuenta las capacidades de la batería existente.
Nota: Esto implica una gran ventaja de los convertidores de 12/220 V basados en UPS para computadoras: su controlador no permitirá que la batería se agote por completo.
La vida útil de las baterías ácidas no disminuye notablemente si se descargan con una corriente de 2 horas (12 A para 60 A/h, 24 A para 120 A/h y 42 A para 210 A/h). Teniendo en cuenta la eficiencia de conversión, se obtiene una potencia de carga admisible a largo plazo de aprox. 120 W, 230 W y 400 W respectivamente. Durante 10 min. carga (por ejemplo, para alimentar una herramienta eléctrica), se puede aumentar 2,5 veces, pero después de esto el ABC debe descansar durante al menos 20 minutos.
En general, el resultado no es del todo malo. De las herramientas eléctricas domésticas habituales, sólo una amoladora puede consumir entre 1000 y 1300 W. El resto, por regla general, cuestan hasta 400 W y los destornilladores, hasta 250 W. Un refrigerador con batería de 12 V 60 A/h funcionará a través de un inversor durante 1,5 a 5 horas; suficiente para tomar las medidas necesarias. Por tanto, tiene sentido fabricar un convertidor de 1 kW para una batería de 60 A/h.
¿Cuál será el resultado?
Para reducir el peso y el tamaño del dispositivo, con raras excepciones (ver más abajo), los convertidores de voltaje funcionan a frecuencias aumentadas, desde cientos de Hz hasta unidades y decenas de kHz. Ningún consumidor aceptará una corriente de tal frecuencia y la pérdida de energía en el cableado convencional será enorme. Por lo tanto, los inversores 12-200 están construidos para el siguiente voltaje de salida. tipos:
- Rectificado constante 220 V (220V AC). Adecuado para alimentar cargadores de teléfonos, la mayoría de fuentes de alimentación (PS) para tabletas, lámparas incandescentes, amas de casa fluorescentes y lámparas LED. Con una potencia de 150-250 W, son perfectos para herramientas eléctricas portátiles: la potencia CC que consumen se reduce ligeramente y el par aumenta. No apto para fuentes de alimentación conmutadas (UPS) de televisores, ordenadores, portátiles, hornos microondas, etc. con una potencia de más de 40-50 W: estos necesariamente tienen los llamados. una unidad de arranque, para cuyo funcionamiento normal la tensión de red debe pasar periódicamente por cero. Inadecuado y peligroso para dispositivos con transformadores de potencia en motores eléctricos de hierro y CA: herramientas eléctricas estacionarias, refrigeradores, aires acondicionados, la mayoría de equipos de audio Hi-Fi, procesadores de alimentos, algunas aspiradoras, cafeteras, molinillos de café y hornos microondas (para estos últimos, debido a la presencia de una mesa con motor de rotación).
- Onda sinusoidal modificada (ver más abajo): adecuada para cualquier consumidor, excepto para audio Hi-Fi con UPS, otros dispositivos con UPS de 40 a 50 W (ver arriba) y, a menudo, sistemas de seguridad locales, estaciones meteorológicas domésticas, etc. con sensores analógicos sensibles.
- Sinusoidal pura: adecuada sin restricciones, excepto de potencia, para cualquier consumidor de electricidad.
¿Seno o pseudoseno?
Para aumentar la eficiencia, la conversión de voltaje se lleva a cabo no solo a frecuencias más altas, sino también con pulsos heteropolares. Sin embargo, es imposible alimentar muchos dispositivos de consumo con una secuencia de pulsos rectangulares multipolares (los llamados meandros): grandes sobretensiones en los frentes de los meandros, incluso con una carga ligeramente reactiva, provocarán grandes pérdidas de energía y pueden causar una mal funcionamiento del consumidor. Sin embargo, tampoco es posible diseñar el convertidor para corriente sinusodal: el rendimiento no excederá aprox. 0.6.
Se produjo una revolución silenciosa pero significativa en esta industria cuando se desarrollaron microcircuitos específicamente para inversores de voltaje, formando los llamados. una sinusoide modificada (a la izquierda de la figura), aunque sería más correcto llamarla pseudo, meta, cuasi, etc. sinusoide. La forma actual de la sinusoide modificada es escalonada y los frentes de pulso se prolongan (los frentes de meandro a menudo no son visibles en la pantalla de un osciloscopio de rayos catódicos). Gracias a esto, los consumidores con transformadores de hierro o reactividad notable (motores eléctricos asíncronos) “entienden” la onda pseudosinusoidal “como real” y trabajan como si nada; El audio Hi-Fi con un transformador de red en hardware se puede alimentar con una onda sinusoidal modificada. Además, una sinusoide modificada se puede suavizar de formas bastante simples hasta convertirla en una "casi real", las diferencias con una pura en un osciloscopio apenas se notan a simple vista; Los convertidores del tipo “Seno Puro” no son mucho más caros que los convencionales, a la derecha en la Fig.
Sin embargo, no es recomendable ejecutar dispositivos con componentes analógicos caprichosos y UPS desde una onda sinusoidal modificada. Estos últimos son extremadamente indeseables. El hecho es que la plataforma intermedia de la sinusoide modificada no es un voltaje cero puro. La unidad de arranque del UPS a partir de una onda sinusoidal modificada no funciona con claridad y es posible que todo el UPS no salga del modo de arranque al modo de funcionamiento. El usuario primero ve esto como fallos desagradables y luego sale humo del dispositivo, como en el chiste. Por lo tanto, los dispositivos del UPS deben ser alimentados por inversores del tipo Pure Sine.
Nosotros mismos fabricamos el inversor.
Entonces, por ahora está claro que lo mejor es fabricar un inversor para una salida de 220 V 50 Hz, aunque también nos acordaremos de la salida AC. En el primer caso, para controlar la frecuencia necesitará un frecuencímetro: la norma para las fluctuaciones en la frecuencia de la red eléctrica es de 48-53 Hz. Los motores eléctricos de CA son especialmente sensibles a sus desviaciones: cuando la frecuencia de la tensión de alimentación alcanza los límites de tolerancia, se calientan y "se alejan" de la velocidad nominal. Este último es muy peligroso para refrigeradores y aires acondicionados, pueden fallar irreparablemente debido a la despresurización. Pero no necesitamos comprar, alquilar o pedir prestado un frecuencímetro electrónico preciso y multifuncional; no necesitamos su precisión. O un frecuencímetro resonante electromecánico (pos. 1 en la figura) o un puntero de cualquier sistema, pos. 2:
Ambos son económicos y se venden en Internet y en las grandes ciudades en tiendas especializadas en electricidad. Se puede encontrar un medidor de frecuencia resonante antiguo en el mercado del hierro, y uno u otro, después de configurar el inversor, es muy adecuado para monitorear la frecuencia de la red en la casa: el medidor no responde al conectarlos a la red.
50 Hz desde la computadora
En la mayoría de los casos, los consumidores que no son especialmente potentes necesitan una alimentación de 220 V 50 Hz, hasta 250-350 W. Entonces, la base para un convertidor de 12/220 V 50 Hz puede ser un UPS de un ordenador viejo, siempre y cuando, por supuesto, uno esté tirado en la basura o alguien lo venda barato. La potencia entregada a la carga será de aprox. 0,7 del UPS nominal. Por ejemplo, si en su cuerpo está escrito “250W”, entonces se pueden conectar sin miedo dispositivos de hasta 150-170 W. Necesita más: primero debe probarlo con una carga de lámparas incandescentes. Duró 2 horas; puede entregar esa potencia durante mucho tiempo. Cómo hacer un inversor de 12 V CC/220 V CA 50 Hz a partir de una fuente de alimentación de computadora, vea el video a continuación.
Video: un convertidor simple 12-220 desde una fuente de alimentación de computadora
Llaves
Digamos que no hay UPS para computadora o que necesita más energía. Entonces la elección de los elementos clave se vuelve importante: deben conmutar corrientes elevadas con pérdidas de conmutación mínimas, ser fiables y asequibles. En este sentido, los transistores bipolares y los tiristores se están convirtiendo con seguridad en una cosa del pasado en esta área de aplicación.
La segunda revolución en el negocio de los inversores está asociada con la aparición de potentes transistores de efecto de campo ("transistores de campo"), los llamados. estructura vertical. Sin embargo, han revolucionado toda la tecnología de suministro de energía para dispositivos de bajo consumo: cada vez es más difícil encontrar un transformador de hierro en los electrodomésticos.
Los mejores dispositivos de campo de alta potencia para convertidores de voltaje son los de canal inducido por puerta aislada (MOSFET), p. IFR3205, a la izquierda en la figura:
Debido a la insignificante potencia de conmutación, la eficiencia de un inversor con una salida de CC en dichos transistores puede alcanzar 0,95, y con una salida de CA de 50 Hz, 0,85-0,87. Análogos de MOSFET con un canal incorporado, p. IFRZ44, dan menor eficiencia, pero son mucho más baratos. Un par de uno u otro le permite llevar la potencia de la carga a aprox. 600W; ambos pueden conectarse en paralelo sin problemas (a la derecha de la figura), lo que permite construir inversores con una potencia de hasta 3 kW.
Nota: La pérdida de potencia de los interruptores con un canal incorporado cuando funcionan con una carga significativamente reactiva (por ejemplo, un motor eléctrico asíncrono) puede alcanzar 1,5 W por interruptor. Las teclas con canal inducido no presentan este inconveniente.
TL494
El tercer elemento que hizo posible llevar los convertidores de voltaje a su estado actual es el microcircuito especializado TL494 y sus análogos. Todos ellos son un controlador de modulación de ancho de pulso (PWM) que genera una señal de onda sinusoidal modificada en las salidas. Las salidas son multipolares, lo que permite controlar pares de teclas. La frecuencia de conversión de referencia la establece un único circuito RC, cuyos parámetros se pueden cambiar dentro de amplios límites.
¿Cuándo es suficiente un trabajo permanente?
El círculo de consumidores de 220 V CC es limitado, pero son ellos quienes necesitan una fuente de alimentación autónoma no sólo en situaciones de emergencia. Por ejemplo, cuando trabaja con herramientas eléctricas en la carretera o en el rincón más alejado de su propio sitio. O siempre está presente, digamos, en la iluminación de emergencia de la entrada de la casa, pasillo, pasillo, área local gracias a una batería solar que recarga la batería durante el día. El tercer caso típico es cargar el teléfono mientras viaja con el encendedor. Aquí se necesita muy poca potencia de salida, por lo que el inversor se puede fabricar con solo 1 transistor según el circuito generador de relajación, ver a continuación. clip de vídeo.
Video: convertidor elevador en un transistor
Ya para alimentar 2-3 bombillas LED se necesita más potencia. Al intentar "exprimirlo", la eficiencia de los generadores de bloqueo cae drásticamente y hay que cambiar a circuitos con elementos de sincronización separados o retroalimentación inductiva interna completa; son los más económicos y contienen la menor cantidad de componentes. En el primer caso, para cambiar un interruptor, se utiliza la autoinducción EMF de uno de los devanados del transformador junto con un circuito de temporización. En el segundo, el elemento regulador de frecuencia es el propio transformador elevador debido a su propia constante de tiempo; su valor está determinado principalmente por el fenómeno de la autoinducción. Por lo tanto, ambos inversores a veces se denominan convertidores autoinductivos. Su eficiencia, por regla general, no supera 0,6-0,65, pero, en primer lugar, el circuito es simple y no requiere ajuste. En segundo lugar, el voltaje de salida es más trapezoidal que la onda cuadrada; Los consumidores “exigentes” lo “entienden” como una onda sinusoidal modificada. Desventaja: los interruptores de campo en tales convertidores son prácticamente inaplicables, porque a menudo fallan debido a sobretensiones en el devanado primario durante la conmutación.
En la pos. 1 foto:
El autor del diseño no pudo extraer más de 11 W, pero aparentemente confundió la ferrita con el carbonilo. En cualquier caso, el circuito magnético blindado (copa) de su propia foto (ver figura a la derecha) no es de ninguna manera ferrita. Parece más bien uno de carbonilo viejo, oxidado por fuera con el tiempo, ver fig. a la derecha. Es mejor enrollar el transformador de este inversor en un anillo de ferrita con un área de sección transversal de ferrita de 0,7 a 1,2 metros cuadrados. cm El devanado primario debe contener 7 vueltas de alambre con un diámetro de cobre de 0,6 a 0,8 mm, y el devanado secundario debe contener 57 a 58 vueltas de alambre de 0,3 a 0,32 mm. Esto es para enderezar con duplicación, ver más abajo. Para 220 V “puro”: 230-235 vueltas de cable 0,2-0,25. En este caso, al reemplazar KT814 por KT818, este inversor entregará una potencia de hasta 25-30 W, suficiente para 3-4 lámparas LED. Al reemplazar KT814 por KT626, la potencia de carga será de aprox. 15 W, pero la eficiencia aumentará. En ambos casos, el radiador clave es a partir de 50 metros cuadrados. cm.
En la pos. La Figura 2 muestra un diagrama del convertidor "antediluviano" 12-220 con devanados de retroalimentación separados. No es tan arcaico. Primero, el voltaje de salida bajo carga es trapezoidal con fracturas redondeadas y sin picos. Es incluso mejor que una onda sinusoidal modificada. En segundo lugar, este convertidor se puede diseñar sin modificaciones en el circuito para una potencia de hasta 300-350 W y una frecuencia de 50 Hz, entonces no se necesita un rectificador, solo es necesario instalar VT1 y VT2 en radiadores de 250 kW. . ver cada uno. En tercer lugar, protege la batería: cuando se sobrecarga, la frecuencia de conversión cae, la potencia de salida disminuye y, si la carga aún más, la generación se detiene. Es decir, para evitar una descarga excesiva de la batería, no se requiere ninguna automatización.
El procedimiento para calcular este inversor se muestra en el escaneo de la Fig.:
Las cantidades clave que contiene son la frecuencia de conversión y la inducción de trabajo en el circuito magnético. La frecuencia de conversión se selecciona en función del material del núcleo disponible y de la potencia requerida:
| Tipo Núcleos magnéticos | Frecuencia de inducción/conversión | |||
|---|---|---|---|---|
| Hasta 50W | 50-100W | 100-200W | 200-350W | |
| Hierro "de potencia" de transformadores de potencia con un espesor de 0,35-0,6 mm | 0,5 T/(50-1000)Hz | 0,55 T/(50-400)Hz | 0,6 T/(50-150)Hz | 0,7 T/(50-60)Hz |
| Hierro "sonido" de transformadores de salida UMZCH con un espesor de 0,2-0,25 mm | 0,4 T/(1000-3000)Hz | 0,35 T/(1000-2000)Hz | - | - |
| Hierro de “señal” de transformadores de señal con un espesor de 0,06-0,15 mm (¡no aleación permanente!) | 0,3 T/(2000-8000)Hz | 0,25 T/(2000-5000)Hz | - | - |
| Ferrito | 0,15 T/(5-30) kHz | 0,15 T/(5-30) kHz | 0,15 T/(5-30) kHz | 0,15 T/(5-30) kHz |
Esta "omnívora" de la ferrita se explica por el hecho de que su bucle de histéresis es rectangular y la inducción de trabajo es igual a la inducción de saturación. La disminución de los valores calculados de inducción en núcleos magnéticos de acero en comparación con los valores típicos se debe a un fuerte aumento de las pérdidas por conmutación de corrientes no sinusoidales a medida que aumenta. Por lo tanto, del núcleo del transformador de potencia del antiguo televisor "ataúd" de 270 W en este convertidor de 50 Hz no será posible extraer más de 100-120 W. Pero sin pescado, hay cáncer en el pescado.
Nota: Si tiene un núcleo magnético de acero con una sección transversal deliberadamente sobredimensionada, ¡no le quite toda la potencia! Dejemos que la inducción sea mejor: la eficiencia del convertidor aumentará y la forma del voltaje de salida mejorará.
Alisado
Es mejor rectificar el voltaje de salida de estos inversores usando un circuito con duplicación de voltaje en paralelo (elemento 3 en la figura con diagramas): los componentes costarán menos y las pérdidas de energía con una corriente no sinusoidal serán menores que en un puente. Los condensadores deben tomarse como "potencia", diseñados para alta potencia reactiva (designados PE o W). Si coloca unos "sonidos" sin estas letras, es posible que simplemente exploten.
50Hz? ¡Es muy sencillo!
Un inversor simple de 50 Hz (elemento 4 en la figura anterior con diagramas) es un diseño interesante. Para algunos tipos de transformadores de potencia estándar, la constante de tiempo intrínseca es cercana a 10 ms, es decir medio período de 50 Hz. Al ajustarlo con resistencias de sincronización, que también actuarán como limitadores de la corriente de control del interruptor, puede obtener inmediatamente una onda cuadrada suavizada de 50 Hz en la salida sin necesidad de formar circuitos complejos. Los transformadores TP, TPP, TN para 50-120 W son adecuados, pero no de cualquier tipo. Es posible que tengas que cambiar los valores de las resistencias y/o conectar condensadores de 1-22 nF en paralelo con ellos. Si la frecuencia de conversión aún está lejos de 50 Hz, es inútil desmontar y rebobinar el transformador: el circuito magnético pegado con pegamento ferromagnético se esponjará y los parámetros del transformador se deteriorarán drásticamente.
Este inversor es un convertidor de dacha de fin de semana. No agotará la batería del coche por los mismos motivos que el anterior. Pero basta con iluminar una casa con terraza con lámparas LED y un televisor o una bomba vibratoria en un pozo. La frecuencia de conversión del inversor ajustado cuando la corriente de carga cambia de 0 al máximo no va más allá de las normas técnicas para redes de suministro de energía.
Los devanados del transformador original están tendidos así. En los transformadores de potencia típicos, hay un número par de devanados secundarios para 12 o 6 V. Dos de ellos se "reservan" y el resto se suelda en paralelo en grupos de igual número de devanados en cada uno. A continuación, los grupos se conectan en serie para obtener 2 semidevanados de 12 V cada uno, este será un devanado de bajo voltaje (primario) con un punto medio. Del resto de devanados de baja tensión, uno se conecta en serie con el devanado de red de 220 V; este será el devanado elevador. Se necesita un aditivo porque... La caída de voltaje en los interruptores hechos de transistores compuestos bipolares, junto con sus pérdidas en el transformador, puede alcanzar 2,5-3 V, y el voltaje de salida se subestimará. Si se le da cuerda adicional, volverá a la normalidad.
CC del chip
La eficiencia de los convertidores descritos no supera el 0,8 y la frecuencia varía notablemente según la corriente de carga. La potencia de carga máxima es inferior a 400 W, por lo que es hora de pensar en soluciones de circuitos modernos.
El circuito de un convertidor simple de 12 V CC/220 V CC para 500-600 W se muestra en la figura:
Su objetivo principal es alimentar herramientas eléctricas portátiles. Dicha carga no exige la calidad del voltaje suministrado, por lo que las claves son más baratas; También son adecuados IFRZ46, 48. El transformador está enrollado sobre ferrita con una sección transversal de 2-2,5 metros cuadrados. cm; Es adecuado un núcleo de transformador de potencia de un UPS de computadora. Devanado primario: 2x5 vueltas de un haz de 5-6 cables de bobinado con un diámetro de cobre de 0,7-0,8 mm (ver más abajo); secundario: 80 vueltas del mismo cable. No se requiere ningún ajuste, pero no hay control de la descarga de la batería, por lo que durante el funcionamiento es necesario conectar un multímetro a sus terminales y no olvidar mirarlo (lo mismo se aplica a todos los demás inversores de voltaje caseros). Si el voltaje cae a 10,8 V (1,8 V por celda), ¡deténgase y apáguelo! Cayó a 1,75 V por celda (10,5 V para toda la batería); ¡esto ya es sulfatación!
Cómo enrollar un transformador en un anillo.
Las características de calidad del inversor, en particular su eficiencia, están muy influenciadas por el campo parásito de su transformador. La solución fundamental para reducirlo se conoce desde hace tiempo: cerca de él se coloca el devanado primario, que “bombea” el circuito magnético con energía; los secundarios encima de él en orden descendente de su poder. Pero la tecnología es tal que a veces hay que darle la vuelta a los principios teóricos de diseños específicos. Una de las leyes de Murphy establece aprox. entonces: si la pieza de hardware aún no quiere funcionar como debería, intente hacer lo contrario. Esto se aplica plenamente a un transformador de alta frecuencia sobre un núcleo magnético de anillo de ferrita con devanados hechos de alambre rígido relativamente grueso. Enrolle el transformador convertidor de voltaje en un anillo de ferrita como este:
- Se aísla el circuito magnético y, mediante una lanzadera de devanado, se enrolla sobre él un devanado elevador secundario, colocando las espiras lo más apretadas posible, pos. 1 en la figura:
- Envuelva bien la parte secundaria con cinta adhesiva, pos.2.
- Prepare 2 mazos de cables idénticos para el devanado primario: enrolle el número de vueltas de la mitad del devanado de bajo voltaje con un cable delgado e inutilizable, retírelo, mida la longitud, corte el número requerido de segmentos de cable de bobinado con reserva y ensamble en paquetes.
- Además, el devanado secundario se aísla hasta que se obtiene una superficie relativamente plana.
- Enrolle el “primario” con 2 haces a la vez, disponiendo los cables de los haces con cinta adhesiva y distribuyendo uniformemente las vueltas sobre el núcleo, pos. 3.
- Llame a los extremos de los paquetes y conecte el comienzo de uno con el final del otro, este será el punto medio del devanado.
Nota: en los diagramas de circuitos eléctricos, el comienzo de los devanados, si procede, se indica con un punto.
50 Hz suavizados
Una onda sinusoidal modificada de un controlador PWM no es la única manera de obtener 50 Hz en la salida del inversor, adecuados para conectar cualquier consumidor de electricidad doméstico, y no estaría de más "suavizar" eso también. El más sencillo de ellos es el viejo transformador de hierro, que “plancha” bien gracias a su inercia eléctrica. Es cierto que cada vez es más difícil encontrar un núcleo magnético de más de 500 W. Un transformador de aislamiento de este tipo se conecta a la salida de bajo voltaje del inversor y se conecta una carga a su devanado elevador. Por cierto, la mayoría de los UPS para computadoras se construyen de acuerdo con este esquema, por lo que son bastante adecuados para este propósito. Si enrolla el transformador usted mismo, se calcula de manera similar al de potencia, pero con un rastro. características:
- El valor inicialmente determinado de la inducción de trabajo se divide por 1,1 y se aplica en todos los cálculos posteriores. Esto es necesario para tener en cuenta los llamados. factor de forma de tensión no sinusoidal Kf; para una sinusoide Kf=1.
- El devanado elevador se calcula primero como un devanado de red de 220 V para una potencia determinada (o se determina según los parámetros del circuito magnético y el valor de la inducción de trabajo). Luego se multiplica el número de vueltas encontrado por 1,08 para potencias de hasta 150 W, por 1,05 para potencias de 150-400 W y por 1,02 para potencias de 400-1300 W.
- La mitad del devanado de baja tensión se calcula como una tensión secundaria de 14,5 V para interruptores bipolares o con canal incorporado y 13,2 V para interruptores con canal inducido.
En la figura se muestran ejemplos de soluciones de circuitos para convertidores de 12-200 V 50 Hz con transformador de aislamiento:
En el de la izquierda, las teclas están controladas por el llamado oscilador maestro. Como multivibrador “suave”, ya genera un meandro en frentes bloqueados y fracturas suavizadas, por lo que no se requieren medidas de suavizado adicionales. La inestabilidad de la frecuencia de un multivibrador suave es mayor que la de uno normal, por lo que para ajustarlo se necesita un potenciómetro P. Con las teclas del KT827 se puede quitar potencia hasta 200 W (radiadores de 200 cm2 sin soplo). Las claves del KP904 de basura vieja o IRFZ44 le permiten aumentarlo a 350 W; los individuales en IRF3205 hasta 600 W y los emparejados hasta 1000 W.
Un inversor de 12-220 V 50 Hz con oscilador maestro en el TL494 (a la derecha en la figura) mantiene la frecuencia firmemente en todas las condiciones de funcionamiento imaginables. Para suavizar más eficazmente una pseudosinusoide, se utiliza el llamado fenómeno. resonancia indiferente, en la que las relaciones de fase de corrientes y voltajes en el circuito oscilatorio se vuelven las mismas que en la resonancia aguda, pero sus amplitudes no aumentan notablemente. Técnicamente, esto se puede resolver de forma sencilla: se conecta un condensador de suavizado al devanado de refuerzo, cuyo valor de capacitancia se selecciona de acuerdo con la mejor forma de la corriente (¡no del voltaje!) bajo carga. Para controlar la forma de la corriente, se conecta una resistencia de 0,1-0,5 ohmios al circuito de carga con una potencia de 0,03-0,1 del valor nominal, al que se conecta un osciloscopio con una entrada cerrada. La capacitancia de suavizado no reduce la eficiencia del inversor, pero no se pueden utilizar programas informáticos para simular osciloscopios de baja frecuencia para configurarlo, porque ¡La entrada de la tarjeta de sonido que utilizan no está diseñada para una amplitud de 220x1,4 = 310 V! Las claves y poderes son los mismos que antes. caso.
En la figura se muestra un circuito convertidor de 12-200 V 50 Hz más avanzado:
Utiliza claves compuestas complejas. Para mejorar la calidad de la tensión de salida, se aprovecha el hecho de que el emisor de los transistores bipolares epitaxiales planos está mucho más dopado que la base y el colector. Cuando TL494 aplica un potencial de cierre, por ejemplo, a la base de VT3, su corriente de colector se detendrá, pero debido a la reabsorción de la carga espacial del emisor, ralentizará el cierre de T1 y las sobretensiones de la fem de autoinducción. Tr será absorbido por los circuitos L1 y R11C5; “inclinarán” más los frentes. La potencia de salida del inversor está determinada por la potencia total Tr, pero no más de 600 W, porque Es imposible utilizar interruptores potentes emparejados en este circuito: la dispersión en el valor de la carga de la puerta de los transistores MOSFET es bastante significativa y la conmutación de los interruptores no será clara, por lo que la forma del voltaje de salida puede incluso empeorar.
El estrangulador L1 consta de 5-6 vueltas de alambre con un diámetro de 2,4 mm sobre cobre, enrollado en un trozo de varilla de ferrita con un diámetro de 8-10 my una longitud de 30-40 mm con un paso de 3,5-4 mm. ¡El circuito magnético del acelerador no debe cortocircuitarse! Configurar un circuito es una tarea bastante laboriosa y requiere mucha experiencia: es necesario seleccionar L1, R11 y C5 según la mejor forma de la corriente de salida bajo carga, como en el anterior. caso. Pero la alta fidelidad, alimentada por este convertidor, sigue siendo “alta fidelidad” para los oídos más exigentes.
¿Es posible sin transformador?
El cable devanado para un potente transformador de 50 Hz ya costará un buen centavo. Los núcleos magnéticos de los transformadores "ataúd" de hasta 270 W en total están más o menos disponibles, pero en un inversor no se pueden exprimir más de 120-150 W, y la eficiencia será de 0,7 en el mejor de los casos, porque Los núcleos magnéticos "ataúd" están enrollados a partir de una cinta gruesa, cuyas pérdidas por corrientes parásitas son grandes cuando el voltaje no sinusoidal en los devanados es grande. Encontrar un núcleo magnético SL hecho de una tira delgada capaz de entregar más de 350 W con una inducción de 0,7 Tesla es generalmente problemático, será costoso y todo el convertidor será enorme y pesado. Los transformadores UPS no están diseñados para un funcionamiento frecuente en modo a largo plazo: se calientan y sus circuitos magnéticos en los inversores se degradan con bastante rapidez, las propiedades magnéticas se deterioran mucho y la potencia del convertidor cae. ¿Hay una salida?
Sí, y esta solución se utiliza a menudo en convertidores de marca. Este es un puente eléctrico hecho de interruptores en transistores de efecto de campo de potencia de alto voltaje con un voltaje de ruptura de 400 V y una corriente de drenaje de más de 5 A. Adecuado para los circuitos primarios de UPS de computadoras y de basura vieja: KP904, etc.
El puente se alimenta con 220 V CC constantes desde un simple inversor 12-220 con rectificación. Los brazos del puente se abren de dos en dos, transversalmente, alternativamente, y la corriente en la carga incluida en la diagonal del puente cambia de dirección; Los circuitos de control de todas las llaves están separados galvánicamente. En los diseños industriales, las teclas se controlan mediante dispositivos especiales. IC con aislamiento por optoacoplador, pero en condiciones de aficionado ambos pueden reemplazarse con un inversor adicional de baja potencia de 12 V CC - 12 V 50 Hz, alimentado por un pequeño transformador en el hardware, ver fig. El núcleo magnético se puede obtener de un transformador de potencia de baja potencia del mercado chino. Debido a su inercia eléctrica, la calidad de la tensión de salida es incluso mejor que la de una onda sinusoidal modificada.
Este circuito inversor Mos-Fet proporcionará un voltaje de salida de onda cuadrada estable. La frecuencia de conversión está determinada por la configuración de la resistencia variable y normalmente se establece en 50 Hz. En el circuito se pueden utilizar varios transformadores prefabricados. O enrolle los hechos en casa para obtener mejores resultados.
Circuito convertidor de voltaje 12V a 220 (reducido)
Aunque el convertidor tiene una potencia nominal de 0,5 kW, se pueden suministrar MOSFET adicionales para aumentar la potencia.
Se recomienda instalar un fusible en la línea de alimentación del inversor y tener siempre la carga conectada. El fusible debe tener una potencia nominal de 32 voltios y aproximadamente 10 amperios por 100 vatios de potencia. ¡La fuente de alimentación debe tener cables lo suficientemente gruesos para soportar esta alta corriente!
También se deben utilizar disipadores de calor adecuados para transistores de efecto de campo. RFP50N06. Estos Mos-Fets tienen una potencia nominal de 50 amperios y 60 voltios. Pero si lo desea, utilice otros tipos adecuados de transistores de efecto de campo para sustituirlos.
Este convertidor no utiliza 12-220, un amplificador operacional normal y económico. LM358 y chip digital CD4001. Un amplificador operacional como oscilador maestro. LT1013 ofrece mejores opciones que LM358, pero es tu elección.
El transformador de potencia debe ser capaz de transmitir la potencia de salida seleccionada. En este caso se utilizó desde un horno microondas. Usando un transformador rebobinado como se muestra a continuación, el circuito debe manejar alrededor de 500 vatios de potencia máxima.
El secundario debe enrollarse y enrollarse a aproximadamente 18-24 voltios con un grifo desde el medio. Cables - 2-3 mm. En general, el circuito es perfecto para funcionar como un inversor de automóvil de 12-220 voltios y, si es necesario, puede reducir el voltaje de salida (o hacerlo bipolar) y alimentar un potente amplificador de automóvil con él.
Un inversor de voltaje para automóvil a veces puede resultar increíblemente útil, pero la mayoría de los productos que se venden en las tiendas son de mala calidad o no son satisfactorios en términos de potencia, y no son baratos. Pero el circuito inversor consta de las partes más simples, por lo que ofrecemos instrucciones para ensamblar un convertidor de voltaje con sus propias manos.
Carcasa del inversor
Lo primero que hay que tener en cuenta son las pérdidas por conversión de electricidad que se liberan en forma de calor en los interruptores del circuito. En promedio, este valor es del 2 al 5% de la potencia nominal del dispositivo, pero esta cifra tiende a aumentar debido a una selección inadecuada o al envejecimiento de los componentes.
La eliminación del calor de los elementos semiconductores es de vital importancia: los transistores son muy sensibles al sobrecalentamiento y esto se expresa en una rápida degradación de estos últimos y, probablemente, en su total fallo. Por esta razón, la base de la carcasa debe ser un disipador de calor: un radiador de aluminio.
Para los perfiles de radiadores, es adecuado un "peine" normal con un ancho de 80-120 mm y una longitud de aproximadamente 300-400 mm. Las pantallas de los transistores de efecto de campo se fijan a la parte plana del perfil con tornillos: puntos metálicos en su superficie posterior. Pero esto no es del todo sencillo: no debe haber contacto eléctrico entre las pantallas de todos los transistores del circuito, por lo que el radiador y las fijaciones se aíslan con películas de mica y arandelas de cartón, mientras que se aplica una interfaz térmica a ambos lados del espaciador dieléctrico. con pasta que contenga metal.
Determinamos la carga y compramos componentes.
Es muy importante entender por qué un inversor no es sólo un transformador de tensión y también por qué existe una gama tan diversa de este tipo de dispositivos. En primer lugar, recuerde que al conectar un transformador a una fuente de CC, no obtendrá nada en la salida: la corriente en la batería no cambia de polaridad, por lo que el fenómeno de inducción electromagnética en el transformador está ausente como tal.
La primera parte del circuito inversor es un multivibrador de entrada que simula las oscilaciones de la red para realizar la transformación. Por lo general, se ensambla en dos transistores bipolares capaces de accionar interruptores de alimentación (por ejemplo, IRFZ44, IRF1010NPBF o más potente, IRF1404ZPBF), cuyo parámetro más importante es la corriente máxima permitida. Puede alcanzar varios cientos de amperios, pero en general basta con multiplicar la corriente por el voltaje de la batería para obtener un número aproximado de vatios de potencia de salida sin tener en cuenta las pérdidas.
Un convertidor simple basado en un multivibrador y interruptores de campo de potencia IRFZ44
La frecuencia de funcionamiento del multivibrador no es constante, calcularla y estabilizarla es una pérdida de tiempo. En cambio, la corriente en la salida del transformador se convierte nuevamente a CC mediante un puente de diodos. Un inversor de este tipo puede ser adecuado para alimentar cargas puramente activas: lámparas incandescentes o calentadores eléctricos, estufas.
A partir de la base obtenida, se pueden montar otros circuitos que difieran en la frecuencia y pureza de la señal de salida. Es más fácil seleccionar componentes para la parte de alto voltaje del circuito: las corrientes aquí no son tan altas, en algunos casos el conjunto de filtro y multivibrador de salida se puede reemplazar con un par de microcircuitos con el cableado adecuado. Se deben utilizar condensadores electrolíticos para la red de carga y condensadores de mica para circuitos con bajos niveles de señal.
Opción de convertidor con generador de frecuencia basado en microcircuitos K561TM2 en el circuito primario
También vale la pena señalar que para aumentar la potencia final no es en absoluto necesario comprar componentes del multivibrador primario más potentes y resistentes al calor. El problema se puede resolver aumentando el número de circuitos convertidores conectados en paralelo, pero cada uno de ellos requerirá su propio transformador.
Opción con conexión en paralelo de circuitos.
La lucha por una onda sinusoidal: analizamos circuitos típicos
Los inversores de voltaje se utilizan hoy en día en todas partes, tanto por los automovilistas que desean utilizar electrodomésticos fuera de casa como por los residentes de casas autónomas que funcionan con energía solar. Y en general, podemos decir que la complejidad del dispositivo convertidor determina directamente el ancho de la gama de colectores de corriente que se le pueden conectar.
Desafortunadamente, el "seno" puro está presente sólo en la red principal de suministro de energía, es muy, muy difícil lograr la conversión de corriente continua en él. Pero en la mayoría de los casos esto no es necesario. Para conectar motores eléctricos (desde taladros hasta molinillos de café), basta con una corriente pulsante con una frecuencia de 50 a 100 hercios sin suavizado.
ESL, lámparas LED y todo tipo de generadores de corriente (fuentes de alimentación, cargadores) son más críticos a la hora de elegir la frecuencia, ya que su circuito de funcionamiento se basa en 50 Hz. En tales casos, se deben incluir microcircuitos llamados generador de impulsos en el vibrador secundario. Pueden conmutar una pequeña carga directamente o actuar como "conductor" para una serie de interruptores de alimentación en el circuito de salida del inversor.
Pero incluso un plan tan astuto no funcionará si planea utilizar un inversor para proporcionar energía estable a redes con una masa de consumidores heterogéneos, incluidas las máquinas eléctricas asíncronas. En este caso, la “sinusoidal” pura es muy importante y sólo los convertidores de frecuencia con control de señal digital pueden implementarla.
Transformador: lo seleccionamos nosotros o lo hacemos nosotros
Para montar el inversor sólo necesitamos un elemento del circuito que transforma el bajo voltaje en alto voltaje. Puede utilizar transformadores de fuentes de alimentación de computadoras personales y UPS antiguos, sus devanados están diseñados para transformar 12/24-250 V y viceversa, solo queda determinar correctamente las conclusiones.
Aún así, es mejor enrollar el transformador con sus propias manos, ya que los anillos de ferrita le permiten hacerlo usted mismo y con cualquier parámetro. La ferrita tiene una excelente conductividad electromagnética, lo que significa que las pérdidas de transformación serán mínimas incluso si el cable se enrolla manualmente y no con fuerza. Además, puede calcular fácilmente el número requerido de vueltas y el grosor del cable utilizando calculadoras disponibles en Internet.
Antes de enrollar, es necesario preparar el anillo central: retire los bordes afilados con una lima y envuélvalo bien con un aislante, fibra de vidrio impregnada con pegamento epoxi. Luego viene el devanado del devanado primario hecho de alambre de cobre grueso de la sección transversal calculada. Después de marcar el número requerido de vueltas, deben distribuirse uniformemente sobre la superficie del anillo a intervalos iguales. Los cables del devanado están conectados según el diagrama y aislados con termorretráctil.
El devanado primario se cubre con dos capas de cinta aislante Mylar, luego se enrolla un devanado secundario de alto voltaje y otra capa de aislamiento. Un punto importante es que el secundario debe enrollarse en la dirección opuesta, de lo contrario el transformador no funcionará. Finalmente, se debe soldar un fusible térmico semiconductor en el espacio de uno de los grifos, cuya corriente y temperatura de respuesta están determinadas por los parámetros del cable del devanado secundario (el cuerpo del fusible debe estar bien enrollado al transformador). El transformador se envuelve en la parte superior con dos capas de aislamiento de vinilo sin base adhesiva, el extremo se fija con una brida o pegamento de cianoacrilato.
Instalación de elementos de radio.
Ya solo queda montar el dispositivo. Dado que no hay tantos componentes en el circuito, no se pueden colocar en una placa de circuito impreso, sino que se pueden montar montados en un radiador, es decir, en el cuerpo del dispositivo. Soldamos las patas del pasador con un alambre de cobre sólido de una sección transversal suficientemente grande, luego el punto de conexión se refuerza con 5-7 vueltas de alambre delgado de transformador y una pequeña cantidad de soldadura POS-61. Una vez que la conexión se ha enfriado, se aísla con un fino tubo termorretráctil.
Los circuitos de alta potencia con circuitos secundarios complejos pueden requerir una placa de circuito impreso con transistores alineados en el borde para una conexión suelta al disipador de calor. Para hacer un sello es adecuada fibra de vidrio con un espesor de lámina de al menos 50 micrones, si el revestimiento es más fino, reforzar los circuitos de baja tensión con puentes de alambre de cobre.
Hoy en día es fácil hacer una placa de circuito impreso en casa: el programa Sprint-Layout le permite dibujar plantillas de recorte para circuitos de cualquier complejidad, incluidas placas de doble cara. La imagen resultante se imprime con una impresora láser en papel fotográfico de alta calidad. Luego se aplica la plantilla sobre cobre limpio y desengrasado, se plancha y el papel se lava con agua. La tecnología se llama “planchado láser” (LIT) y se describe con suficiente detalle en Internet.
Puedes eliminar los residuos de cobre con cloruro férrico, electrolito o incluso sal de mesa; hay muchas formas. Después del grabado, es necesario lavar el tóner adherido, perforar orificios de montaje con un taladro de 1 mm y revisar todas las pistas con un soldador (arco sumergido) para estañar el cobre de las almohadillas de contacto y mejorar la conductividad del canales.
El objetivo inicial del proyecto era fabricar un potente convertidor de 12 a 220. La principal ventaja de este dispositivo es su facilidad de montaje, realizado mediante un circuito push-pull. Sólo 2 transistores de efecto de campo, sin osciladores maestros. Incluso si tiene experiencia en un asunto como ensamblar un convertidor, pero tiene un gran deseo de intentarlo, entonces no tiene nada de difícil, puede ensamblarlo fácilmente con sus propias manos.
No es necesario comprar ninguna pieza para el dispositivo, todos los componentes se pueden encontrar en casa, en equipos viejos.
Veamos un vídeo del convertidor:
En cuanto a los parámetros del convertidor, desafortunadamente, la frecuencia de salida es variable, pero se puede convertir fácilmente en corriente continua instalando un rectificador y un condensador grande en la salida con una capacitancia calculada de aproximadamente 100 microfaradios, a un voltaje de 400 voltios. La frecuencia de funcionamiento depende del circuito LC. Utilizamos el devanado primario de la bobina como bobina. 2 aceleradores instalados. El devanado no tiene grifo.
Como interruptores de alimentación se utilizan potentes transistores de canal de alto voltaje. Se pueden reemplazar por otros de bajo voltaje. La potencia depende principalmente del transformador y de los transistores leonado.
En cuanto al circuito, te permitirá extraer hasta 500 vatios o medio kilovatio de potencia de salida, sin necesidad de circuitos maestros ni otras estructuras.
En el propio tablero del generador, además del transistor, también se instalan diodos Zener para estabilizar el voltaje de la puerta. También hay un tope de obturador de 470 ohmios; para el diseño, se puede utilizar entre 100 y 670 ohmios.
Además, se instalan 2 diodos.
Cuando se utiliza un disipador de calor común, se deben aislar con juntas y arandelas aislantes.
Si el inductor se sobrecalienta un poco, es necesario envolverlo con un cable con un diámetro de hasta 2 mm.
El transformador utilizó 220 voltios ya preparados con un devanado primario. El devanado consta de 8 vueltas de alambre grueso.
El diagrama puede ser sin punto medio o con punto medio.
En nuestro caso, se conecta una lámpara incandescente de 11 vatios. Necesitamos iluminarlo a pleno calor.
Todos los dispositivos anteriores se pueden alimentar con corriente continua. No se puede encender un refrigerador, una aspiradora o un microondas. Puede alimentar el cargador desde su teléfono, computadora portátil o incluso su computadora.
Me compré un coche hace seis meses. No describiré todas las modernizaciones realizadas para mejorarlo, me centraré en solo una. Se trata de un inversor de 12-220 V para alimentar la electrónica de consumo desde la red de a bordo del vehículo.
Por supuesto, se podían comprar en una tienda por 25-30 dólares, pero su poder me confundió. Para alimentar incluso una computadora portátil, la corriente de 0,5 a 1 amperios que producen la mayoría de los inversores para automóviles claramente no es suficiente.
Elegir un diagrama de circuito.
Soy una persona vaga por naturaleza, así que decidí no “reinventar la rueda”, sino buscar diseños similares en Internet y adaptar el circuito de uno de ellos al mío. El tiempo apremiaba, por lo que la simplicidad y la ausencia de repuestos costosos eran la prioridad.
En uno de los foros, se eligió un circuito simple utilizando el controlador PWM común TL494. La desventaja de este circuito es que produce un voltaje rectangular de 220 V en la salida, pero para los circuitos de potencia pulsada esto no es crítico.
Selección de piezas.
Se eligió el circuito porque casi todas las piezas podían tomarse de la fuente de alimentación de una computadora. Para mí esto fue muy importante, porque la tienda especializada más cercana está a más de 150 km.
Se retiraron los condensadores de salida, las resistencias y el propio microcircuito de un par de fuentes de alimentación defectuosas de 250 y 350 W.
La dificultad surgió solo con los diodos de alta frecuencia para convertir el voltaje en la salida del transformador elevador, pero aquí me salvaron los suministros viejos. Quedé bastante satisfecho con las características del KD2999V.
Montaje del dispositivo terminado.
Tuve que montar el aparato un par de horas después del trabajo porque estaba previsto un viaje largo.
Como el tiempo era muy limitado, simplemente no busqué materiales ni herramientas adicionales. Utilicé sólo lo que tenía a mano. Nuevamente, debido a la velocidad, no utilicé las muestras de placas de circuito impreso proporcionadas en los foros. En 30 minutos diseñamos nuestra propia placa de circuito impreso en una hoja de papel y su diseño se transfirió a la PCB.
Con un bisturí se eliminó una de las capas de lámina. En la capa restante, se dibujaron surcos profundos a lo largo de las líneas aplicadas. Con la ayuda de unas pinzas curvas resultó ser lo más conveniente, las ranuras se profundizaron hasta la capa no conductora. En los lugares donde se instalaron las piezas mediante un punzón, que no estaba incluido en la foto, se hicieron agujeros.
Comencé el montaje instalando un transformador, utilicé uno de los bloques reductor, simplemente le di la vuelta y en lugar de bajar el voltaje de 400 V a 12 V, lo subió de 12 V a 268 V. Al reemplazar las resistencias R3 y el capacitor C1, fue posible reducir el voltaje de salida a 220 V, pero experimentos posteriores demostraron que esto no debería hacerse.
Después del transformador, en orden de tamaño decreciente, instalé los repuestos restantes.
Se decidió instalar transistores de efecto de campo en entradas alargadas para que fuera más fácil conectarlos al radiador de refrigeración.
El resultado final es este dispositivo:
Sólo queda el toque final: colocar el radiador. En el tablero se ven 4 agujeros, aunque solo hay 3 tornillos autorroscantes, fue justo durante el proceso de montaje que se decidió cambiar ligeramente la posición del radiador para una mejor apariencia. Después del montaje final esto es lo que obtuvimos:
Pruebas.
No hubo tiempo para probar específicamente el dispositivo, simplemente se conectó a la batería desde una fuente de alimentación ininterrumpida. A la salida se conectó una carga en forma de una bombilla de 30 W. Después de que se incendió, simplemente arrojaron el dispositivo a mi mochila y me fui de viaje de negocios durante 2 semanas.
En 2 semanas, el dispositivo nunca falló. A partir de él se alimentaban varios dispositivos. Cuando se midió con un multímetro, la corriente máxima obtenida alcanzó 2,7 A.
