Преобразователь напряжения на полевых транзисторах, 12В - 220В/50Гц

Читать все новости

В разных радиотехнических журналах встречается немало схем преобразователей с 12 В постоянного напряжения в 220 В переменного (или любое другое значение). Схемотехника таких преобразователей проста: задающий генератор управляющий работой мощных выходных биполярных транзисторов, которые "раскачивают" повышающий трансформатор. Генераторы как правило выполняются на микросхемах малой степени интеграции.

Для согласования работы биполярных транзисторов с такими микросхемами необходимо конструировать дополнительные каскады на транзисторах малой и средней мощности. Выходные же транзисторы, нужно ставить на довольно большие радиаторы, поскольку они пропускают через себя достаточно большие токи.

С появлением мощных полевых транзисторов появилась возможность значительно упростить такие схемы преобразователей, достигая при этом достаточно больших мощностей преобразующих напряжение устройств.

Рассмотрим схему простого и достаточно надежного инвертора на полевых транзисторах. В качестве задающего генератора используем микросхему КР1211ЕУ1 (Рис.1).
invertor_KR1211EU1

Рис.1. Схема преобразователя напряжения на полевых транзисторах

Выходными ключами могут быть полевые транзисторы IRL2505. Сопротивление открытого канала таких полевых транзисторов составляет 0,008 Ом. Поэтому рассеивающая мощность этих транзисторов в открытом состоянии не велика,  даже при достаточно больших токах. Это позволяет при недостаточно больших мощностях устройств отказаться от громоздких теплоотводящих радиаторов.

Микросхема КР1211ЕУ1 имеет прямой и инверсный выход. Это выводы 4 и 6 соответственно. Уровень сигнала на этих выходах достаточен для непосредственного управления выходными транзисторами: транзисторы открываются импульсами высокого уровня. Причем между ними самой микросхемой формируется пауза (низкий уровень), которая на некоторый промежуток времени, иногда его называют «мертвым временем», удерживает оба транзистора в закрытом состоянии. Это сделано для того, чтобы исключить появление сквозного тока при открытии обоих ключей сразу.

Частота генератора задается цепочкой R1 – C1,  ее можно рассчитать по формуле:

КР1211ЕУ1Чтобы получить частоту f в герцах, надо подставить:

R1 -  в килоомах;
С1 -  в нанофарадах.

Цепь R2 – C2 используется в качестве пусковой.

Вывод 1 микросхемы позволяет осуществить отключение генерации импульсов,  для чего на него необходимо подать высокий уровень. Это свойство можно использовать для дистанционного управления или для защиты. В данной схеме эта функция не используется, поэтому вывод 1 просто соединен с общим проводом.

Трансформатор можно применить любой готовый, у которого есть две выходные обмотки на 12В. Мощность трансформатора зависит от нагрузки и должна быть в 2,5 раза выше: предположим, что мощность нагрузки 30Вт. Тогда мощность трансформатора должна быть не менее 30*2,5 = 75Вт.

Я использовал трансформатор ТС-180-2 от старого черно-белого телевизора (см. Рис.2). Мощность трансформатора 180 Вт.

IMG_3547

Рис.2. Преобразователь напряжения на трансформаторе ТС-180-2

Правда, трансформатор пришлось перемотать. Первичку оставил, поскольку она рассчитана на 220 В (в преобразователе она служит вторичкой). А первичку (точнее две первички) для преобразователя намотал самостоятельно (предварительно сняв все ненужные обмотки). Мотал медным проводом в диаметре 2,5 мм. На 12 В в трансформаторе ТС-180-2 необходимо намотать 38 витков. Можно намотать чуть меньше, тогда выходное напряжение будет чуть выше. Это необходимо учесть, поскольку при включении нагрузки выходное напряжение падает.

Такая переделка позволяет с легкостью подключать нагрузку даже свыше 100 Вт. Ну и полевики, конечно поставил на радиатор (см. Рис.2, Рис.3). При включении лампочки 100 Вт радиаторы чуть теплые, а трансформатор - холодный.

Foto_invertor

Рис.3. Преобразователь напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1

Микросхема КР1211ЕУ1 получает питание от параметрического стабилизатора R3, VD1, C3. В качестве стабилитрона VD1 подойдет любой с напряжением стабилизации 8…10В.

Электролитические конденсаторы импортные. Если нет конденсаторов на 10000 мкф, (С4, С5) их можно заменить конденсаторами емкостью 4700 мкф, включив их параллельно.

Конденсатор С6 служит для подавления на выходе высокочастотных импульсов. Он может быть типа К-73-17 или подобный ему импортный.

При монтаже не следует забывать о том, что уже при мощности в 400Вт ток, потребляемый от аккумулятора по цепи 12В, может достигать 40А, поэтому провода для присоединения к аккумулятору должны быть достаточного сечения и минимально возможной длины.

Нагрузку к устройству можно подключать любую, как активную (лампа накаливания, паяльник, и др. нагреватели), так и индуктивную (электродвигатель, трансформатор и т.п.) или емкостную . Главное чтобы соответствовало напряжению и мощности преобразователя.

Видео работы преобразователя напряжения:

Файлы к проекту:

Чтобы увидеть ссылку войдите или зарегистрируйтесь

Чтобы увидеть ссылку войдите или зарегистрируйтесь

Возможно, Вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/10637

11 комментариев

Перейти полю для комментария

  1. Какая мощность у этого преобразователя?
     

    1. Мощность подобных устройств зависит от многих параметров конструкции. Главное это трансформатор и полевые транзисторы.
      Для увеличения мощности ставь трансформатор побольше (в статье описано как его подбирать) и полевики на радиаторы хорошие (а еще лучше, по два транзистора в плече).

      1. Телевизор можно подключить?  

        1. Я к этому инвертору подключал электронасос мощностью 40Вт. Трансформатор у меня был гораздо меньше, и шума от него практически не было.  Поскольку электродвигатель работал нормально, то на выходе синусоида, или что-то очень близкое к ней.  Для включения телевизора нужна синусоида и обеспечить достаточной мощностью.

  2. == Поскольку электродвигатель работал нормально, то на выходе синусоида, или что-то очень близкое к ней.  Для включения телевизора нужна синусоида и обеспечить достаточной мощностью.==   С какого перепугу у этого инвертора "синусоида,или что-то очень близкое к ней"?? Здесь на выходе квадратики с паузой - модифицированный синус. Мотор конечно проглотит такую форму но будет греться и не очень хорошо себя чувствовать... А современным телевизорам с импульсными блоками питания глубоко по барабану какая там форма сигнала и синус им не к чему! Както так...

  3. А IRFP460 подойдут?.
    Іван.

    1. Да, подойдут

  4. В котле на дровах стоит два електродвигателя по 100ват,сколько нужно в каждом плече транзисторов IRL2505 и какой мощности трансформатор?
    Іван.

  5. Витки 2х12 мотали на одну катушку?

    1. Нет особой разницы

  6. собрал на том же трансформаторе, что и в статье. Только на 50 гц потребление около 4А холостого хода. поднимаю частоту в 10 раз, только тогда потребление плавно падает до 600мА. Игрался с конденсаторами(ставил и на входе трансформатора разные, и на выходе) ничего не помогло.
    Что это может быть? Какой сигнал должен поступать на вход трансформатора? Транзисторы должны открываются с задержкой или переключение происходит почти сразу?

Добавить комментарий