Un inverter (convertitore) viene utilizzato per collegare vari dispositivi funzionanti a 220 volt, ad esempio un potente amplificatore o un laptop, alla rete di bordo del veicolo. I convertitori venduti nei negozi non possono sempre produrre la potenza richiesta, quindi molti conducenti esperti di elettronica realizzano un inverter per auto da 12 220 V con le proprie mani. I dispositivi fai-da-te sono più adatti per alimentare dispositivi specifici e sono anche più economici delle unità serie vendute nei negozi.

Come funziona un inverter?

La base di un inverter per auto è un generatore con modulazione di larghezza di impulso (PWM). Questo dispositivo funziona con una batteria da 12 volt e produce impulsi rettangolari (meandro) con duty cycle variabile (rapporto tempo in cui la tensione è presente/assente). Quando il ciclo di lavoro è uno, l'inverter fornisce la corrente massima. Minore è il ciclo di lavoro, minore è la corrente. In questo caso la tensione di uscita corrisponde sempre a 220 volt. La frequenza operativa del generatore va da 50 kilohertz a 5 megahertz, a seconda del circuito e dei dettagli. La conversione della tensione ad alta frequenza in bassa frequenza (50 hertz) avviene livellando il meandro nel circuito oscillante formato dal trasformatore e dal condensatore, nonché filtrando le armoniche. Dopotutto, il generatore PWM non solo crea una tensione alternata di 220 volt ad alta frequenza, ma grazie al ciclo di lavoro variabile modula la tensione di uscita con un segnale sinusoidale con una frequenza di 50 hertz.

Quando l'inverter funziona senza carico, il ciclo di lavoro dei segnali del generatore PWM è minimo e la tensione di uscita è 220 V. Il collegamento di un carico comporta un aumento della corrente e una caduta di tensione sull'uscita del dispositivo inferiore a 220 V. Il sistema di feedback confronta la tensione di uscita con un determinato standard, quindi invia un segnale al generatore che aumenta il ciclo di lavoro degli impulsi. Per questo motivo, la potenza di uscita aumenta e la tensione aumenta. Quando il carico viene spento, la tensione di uscita sale sopra i 220 volt, dopodiché il sistema di feedback riduce il ciclo di lavoro degli impulsi fino a quando la tensione ritorna normale. La modifica del ciclo di lavoro e della corrente di uscita aumenta il carico sulla batteria, quindi la sua tensione spesso scende al di sotto di 12 volt. In questo caso il circuito di retroazione aumenta ulteriormente il duty cycle, fino all'unità.

Spesso un convertitore fatto in casa, che non fornisce feedback, reagisce al collegamento a una batteria scarica riducendo la tensione di uscita. Pertanto, non sono molto adatti per alimentare un amplificatore o un laptop, ma possono garantire il funzionamento di dispositivi con carico reattivo: utensili elettrici portatili, lampade, caldaie.

Se è necessario un convertitore per alimentare un amplificatore, un ricevitore, una TV o un laptop, non puoi fare a meno del feedback. Una certa complessità del circuito è compensata dal fatto che il feedback compensa le cadute di tensione, garantendo così il normale funzionamento dell'amplificatore o di altri dispositivi.

Selezione dello schema

Su Internet sono disponibili numerosi schemi di dispositivi che convertono l'energia della batteria di un'auto (12 volt) in una tensione alternata di 220 volt e sono adatti per essere realizzati con le proprie mani. Pertanto, è necessario scegliere un circuito basato sull'accesso all'elemento base e sull'esperienza con tali dispositivi. Se vicino a te c'è un negozio di ricambi per radio, puoi informarti su quali controller e transistor di potenza sono più disponibili e selezionare il circuito più adatto per loro. È inoltre possibile utilizzare le parti presenti in qualsiasi alimentatore per computer. Da lì puoi prendere:

• controller (generatore PWM);
• anello in ferrite per trasformatore;
• transistor di potenza;
• condensatori;
• resistori;
• induttanze del filtro.

Se non sei sicuro di poter realizzare un dispositivo di feedback complesso con le tue mani, assembla un inverter da 12 → 220 volt basato su un multivibratore da 50 Hz. Il trasformatore può essere rimosso da una vecchia TV a transistor o da un gruppo di continuità (UPS). Un inverter di questo tipo occupa molto più spazio di un dispositivo ad alta frequenza, ma è più facile da configurare e i suoi componenti sono più facili da trovare.

Circuito di esempio

Collegamento e funzionamento dell'inverter

Un inverter per auto da 12 a 220 volt con una potenza superiore a 120 watt consuma una corrente superiore a 10 ampere, quindi non è consigliabile collegarlo ad un normale accendisigari o ad un interruttore di accensione. Ciò è particolarmente vero per le auto moderne. Dopotutto, una corrente più elevata porterà a un fusibile bruciato e l'installazione di una "cimice" potrebbe invece provocare un incendio del cablaggio. Pertanto un inverter con potenza superiore a 120 Watt dovrà essere collegato alla batteria tramite un fusibile ed un interruttore con relè. Per fare questo, dovrai posare un filo separato con le tue mani e installare una presa da 220 volt da qualche parte. Può essere posizionato sotto il pannello anteriore lato passeggero o nel bagagliaio. Dopotutto, è molto scomodo aprire ogni volta il cofano, collegare l'inverter alla batteria e trascinare il cavo all'interno dell'auto. È più semplice premere un pulsante che accende il relè e il convertitore da 12 a 220 volt inizierà a funzionare.

Qualsiasi inverter che funziona con una batteria da 12 volt, oltre a una tensione con una frequenza di 50 hertz, produce anche un numero enorme di armoniche, la maggior parte delle quali sono multipli della frequenza operativa del generatore PWM. Queste armoniche appaiono a causa dell'influenza del meandro sul circuito oscillatorio formato dal trasformatore e dal condensatore. Se il livello delle armoniche è elevato, influenzeranno il funzionamento dell'amplificatore, del lettore CD o del ricevitore collegato alla rete di bordo dell'auto (12 volt), riempiendo il segnale con rumore, crepitio, ringhio e altri suoni estranei. Tuttavia, le armoniche non influiscono sul funzionamento di un laptop, di una lampada o di un utensile elettrico portatile.

Molto spesso è necessario ottenere la tensione di rete in un'auto. Per questi casi sono disponibili per la vendita convertitori di tensione 12-220 già pronti. Standard (più economico) inverter con un prezzo di 20-30$ sviluppano potenze fino a 300 watt e poi nei picchi, a volte questa potenza non basta.
IL inverter Ho raccolto per alimentatore per un potente amplificatore, ma la sostituzione dell'avvolgimento secondario consente di ottenere qualsiasi tensione in uscita. Nel mio caso la potenza dell'inverter è di 400 watt, ma può essere aumentata a 600 watt e questa è vera potenza! Esistono diversi modi per aumentare la potenza.

1) Sostituendo potenti interruttori bipolari con IRF3205, in questo caso la potenza aumenterà a 600 watt e questo non è il limite.
Caratteristiche schematiche Questo inverter consente di collegare 4 coppie di transistor di uscita in parallelo contemporaneamente, il che rende possibile ottenere una potenza di uscita fino a 1200-1300 watt. Gli inverter industriali cinesi di questa potenza costano circa 100-130 dollari;

Il circuito dell'inverter è privo di protezione contro surriscaldamento, cortocircuito, sovraccarico in uscita, inverter nudo secondo il tradizionale circuito push-pull.

Il generatore è costruito sul chip TL494 con un driver aggiuntivo basato su transistor bipolari a bassa potenza. I transistor possono essere sostituiti con quelli domestici - KT3107.
L'inverter implementa un circuito di controllo remoto in modo da non dover utilizzare potenti interruttori per fornire alimentazione al circuito.

Diodi nella parte motrice usato SCHOTTKI tipo 4148 o il nostro KD522, non c'è alcuna differenza particolare.
Nel circuito di controllo remoto, il transistor può essere sostituito con il KT3102 domestico.
Il trasformatore è la parte più importante del nostro progetto; da esso dipende l'intero funzionamento della struttura.
Il trasformatore nel mio caso è avvolto su due anelli incollati del marchio 3000NM, le dimensioni di ciascun anello sono 45*28*8. Non ho incollato insieme gli anelli con nulla, li ho semplicemente avvolti con del nastro adesivo per fissarli saldamente.

Dopo averli ricoperti con nastro adesivo, gli anelli sono stati avvolti in fibra di vetro; il rotolo di fibra di vetro stesso è stato acquistato in un negozio di ferramenta per 1 dollaro.

In anticipo è necessario tagliare strisce di fibra di vetro lunghe 50 cm, larghe 1,5-2 cm. Al posto della fibra di vetro è possibile utilizzare il nastro isolante in tessuto; la fibra è conveniente perché il materiale è resistente al calore e piuttosto sottile, l'isolamento è più accurato.

L'avvolgimento primario è di 2x5 spire, ovvero 10 giri con un tocco dal centro. Ciascun braccio è avvolto con 12 fili di filo da 0,7-0,8 mm. Le fotografie dell'avvolgimento mi diranno tutto.

Entrambe le spalle sono avvolte con un laccio emostatico: 5 giri allungati su tutto l'anello nel modo più uniforme possibile. Di conseguenza, otteniamo due avvolgimenti completamente identici.

Di conseguenza, abbiamo 4 estremità (conduttori), saldiamo l'inizio del primo avvolgimento alla fine del secondo avvolgimento, proprio il luogo della saldatura sono le prese a cui viene fornita l'alimentazione +12 Volt.
Dopo aver avvolto l'avvolgimento primario, l'anello viene nuovamente isolato con fibra di vetro e viene avvolto l'avvolgimento secondario.

Questo avvolgimento è un avvolgimento step-up, la tensione di uscita è pericolosa, quindi prendere tutte le precauzioni ed eseguire i lavori di installazione solo con l'alimentazione spenta.

L'avvolgimento è avvolto con due fili paralleli di filo da 0,7-0,8 mm. Il numero di spire nell'avvolgimento secondario è 80. Le spire vengono nuovamente allungate uniformemente su tutto l'anello. Dopo l'avvolgimento è consigliabile isolare questo avvolgimento allo stesso modo del primario.

Puoi letteralmente usare materiali di scarto. Puoi anche prendere come base le unità da un semplice gruppo di continuità - si tratta, in effetti, di un doppio convertitore - prima la tensione viene ridotta a 12 V per garantire la carica della batteria.

E poi la tensione viene aumentata a 220 V, la corrente viene convertita da continua ad alternata. Tali dispositivi possono essere utilizzati per alimentare apparecchiature domestiche fuori casa: trapani, smerigliatrici, televisori, ecc. Non è difficile realizzare da soli un dispositivo del genere e il suo costo sarà inferiore a quello di dispositivi simili venduti nei negozi.

Principio di funzionamento dell'inverter

Il secondo nome del convertitore è inverter. Essenzialmente, è la modulazione della larghezza di impulso. L'alimentazione viene fornita da una fonte di tensione costante di 12 volt (in questo caso da una batteria). All'uscita del dispositivo compaiono degli impulsi, il cui ciclo di lavoro cambia. Dipende dal rapporto di tempo durante il quale la tensione è presente o assente. Quando il ciclo di lavoro è uguale all'unità, l'uscita ha un valore di corrente massimo. Al diminuire del ciclo di lavoro, la corrente diminuisce.

La tensione di uscita in qualsiasi momento è 220 V. Anche il più semplice convertitore da 12 V a 220 V può funzionare in un'ampia gamma di frequenze: 50 kHz...5 MHz. Tutto dipende dallo schema specifico e dagli elementi utilizzati in esso. La frequenza della tensione è molto elevata; sarà distruttiva per l'alimentazione delle apparecchiature domestiche. Per ridurlo ai 50 Hz standard, è necessario utilizzare trasformatori appositamente progettati. Un modulatore PWM consente di creare una tensione alternata da una tensione continua alla frequenza richiesta.

Sistema di feedback

Quando non è presente carico sul modulatore PWM, il ciclo di lavoro degli impulsi è al livello minimo, il valore della tensione è 220 V. Non appena si collega un carico al dispositivo, la corrente aumenterà bruscamente e la tensione diminuirà , sarà inferiore a 220 V. Se decidi di realizzare un convertitore di tensione da 12 a 220 volt con le tue mani, assicurati di tenere conto della presenza di feedback. Consente di confrontare la tensione di uscita con un valore di riferimento.

Se c'è una differenza di tensione, viene inviato un segnale al generatore, che consente di aumentare il ciclo di lavoro degli impulsi. Utilizzando questo sistema è possibile ottenere la massima potenza di uscita e una tensione più stabile. Non appena il carico viene spento, la tensione salta nuovamente al di sopra di 220 V: il sistema di feedback lo registra e riduce il valore del ciclo di lavoro degli impulsi. E così via finché la tensione non si stabilizza.

Lavorare con una batteria scarica

Quando il ciclo di lavoro e la corrente di uscita cambiano, il carico sull'alimentatore aumenta. Ciò porta alla sua scarica e ad una diminuzione della tensione. E se viene utilizzato un sistema di feedback, aumenta il più possibile il ciclo di lavoro dei segnali, a volte al massimo: l'unità. I convertitori di tensione da 12/220 volt autocostruiti senza feedback reagiscono in modo molto forte alle batterie scariche. Durante il funzionamento, il valore della tensione di uscita diminuisce necessariamente.

Se si prevede di collegare apparecchiature come smerigliatrici, lampade elettriche, caldaie o bollitori, la riduzione della tensione non influirà sul loro funzionamento. Ma se è necessario un convertitore per collegare apparecchiature televisive, laptop, computer, server, amplificatori, è semplicemente necessario il feedback. Ti consente di compensare tutti i picchi di tensione, garantendo un funzionamento stabile dei dispositivi.

Selezione dello schema

Per realizzare un convertitore di tensione 12/220 V con le proprie mani, è necessario selezionare un circuito specifico. Inoltre, assicurati di tenere conto della potenza dei dispositivi che intendi connettere ad esso. Stimare approssimativamente quale carico sarà alimentato dall'inverter. Assicurati di aggiungere un altro 25% alla potenza ricevuta in riserva, non ci sarà alcun eccesso. Sulla base dei dati ottenuti, puoi scegliere uno schema specifico. E, naturalmente, uno dei punti importanti è

Valuta le tue capacità finanziarie se prevedi di acquistare tutti i componenti. E avrai bisogno di molti elementi costosi. Fortunatamente, quasi tutti si trovano nella tecnologia moderna: nei gruppi di continuità, negli alimentatori per computer e laptop. Un UPS standard può essere utilizzato anche come convertitore di tensione; non sono necessarie modifiche. Collegagli una batteria più potente e il gioco è fatto. Ma dovrai caricare la batteria da una fonte di alimentazione aggiuntiva: quella standard non sarà in grado di produrre il valore di corrente richiesto.

Elementi del circuito del convertitore

Il design standard di un inverter per la conversione da 12 V CC a 220 V CA è costituito dai seguenti elementi che si possono trovare in qualsiasi tecnologia moderna:

1. Il modulatore PWM è un microcontrollore appositamente progettato.
2. Anelli di ferrite per la produzione di trasformatori HF.
3. Transistor di potenza ad effetto di campo IGBT.
4. Condensatori elettrolitici.
5. Resistenze costanti di vari poteri.
6. Induttanze per il filtraggio della corrente.

Se non sei sicuro delle tue capacità, puoi assemblare autonomamente un convertitore utilizzando un circuito multivibratore. Il trasformatore per tale dispositivo è adatto da un UPS o da un alimentatore per TV a transistor. Questo dispositivo ha uno svantaggio: le sue dimensioni impressionanti. Ma la sua installazione risulta essere molto più semplice rispetto a strutture complesse che funzionano con corrente ad alta frequenza.

Funzionamento degli inverter

Se decidi di realizzare un convertitore di tensione 12/220 con le tue mani utilizzando un circuito semplice, la sua potenza potrebbe essere bassa. Ma è abbastanza per alimentare le apparecchiature domestiche. Ma se la potenza è superiore a 120 W, il consumo di corrente aumenta fino ad almeno 10 ampere. Pertanto, se utilizzato in un'auto, non può essere collegato alla presa dell'accendisigari: tutti i cavi si scioglieranno e i fusibili non funzioneranno.

Pertanto, gli inverter per auto con potenza superiore a 120 W devono essere collegati alla batteria utilizzando un fusibile e un relè aggiuntivi. Assicurati di posare il cavo dalla batteria alla posizione di installazione dell'inverter dell'auto. Per accendere il convertitore, è possibile utilizzare un interruttore a chiave o un pulsante abbinato a un relè elettromagnetico: consente di rimuovere la corrente elevata dai controlli.

Mi sono comprato una macchina sei mesi fa. Non descriverò tutti gli ammodernamenti apportati per migliorarlo, mi soffermerò su uno solo. Si tratta di un inverter da 12-220 V per l'alimentazione dell'elettronica di consumo dalla rete di bordo del veicolo.
Certo, potresti comprarlo in un negozio per $ 25-30, ma ero confuso dal loro potere. Per alimentare anche un laptop, la corrente di 0,5-1 ampere prodotta dalla maggior parte degli inverter per auto chiaramente non è sufficiente.

Scelta dello schema elettrico.
Per natura sono una persona pigra, quindi ho deciso di non "reinventare la ruota", ma di cercare su Internet progetti simili e adattare il circuito di uno di essi per il mio. Il tempo stringeva, quindi la priorità era la semplicità e l'assenza di pezzi di ricambio costosi.

Su uno dei forum è stato scelto un circuito semplice utilizzando il comune controller PWM TL494. Lo svantaggio di questo circuito è che produce in uscita una tensione rettangolare di 220 V, ma per i circuiti di alimentazione a impulsi ciò non è critico.

Selezione delle parti.
Il circuito è stato scelto perché quasi tutte le parti potevano essere prese dall'alimentatore di un computer. Per me questo è stato molto fondamentale, perché il negozio specializzato più vicino è a più di 150 km di distanza.

I condensatori di uscita, i resistori e il microcircuito stesso sono stati rimossi da una coppia di alimentatori difettosi da 250 e 350 W.
La difficoltà è nata solo con i diodi ad alta frequenza per convertire la tensione all'uscita del trasformatore step-up, ma qui le vecchie forniture mi hanno salvato. Le caratteristiche del KD2999V mi andavano abbastanza bene.

Assemblaggio del dispositivo finito.

Ho dovuto montare il dispositivo entro un paio d'ore dal lavoro, perché era previsto un lungo viaggio.
Dato che il tempo era molto limitato, semplicemente non ho cercato materiali e strumenti aggiuntivi. Ho usato solo ciò che era a portata di mano. Ancora una volta, per motivi di velocità, non ho utilizzato i campioni di circuiti stampati forniti sui forum. In 30 minuti abbiamo progettato il nostro circuito stampato su un pezzo di carta e il suo design è stato trasferito sul PCB.
Usando un bisturi, uno degli strati di pellicola è stato rimosso. Sullo strato rimanente sono state tracciate profonde scanalature lungo le linee applicate. Utilizzando una pinzetta curva, si è rivelato il più conveniente, le scanalature sono state approfondite fino allo strato non conduttivo. Nei punti in cui le parti sono state installate utilizzando un punteruolo, non era incluso nella foto, sono stati praticati dei fori.

Ho iniziato il montaggio installando un trasformatore, ho utilizzato uno step-down di uno dei blocchi, l'ho semplicemente capovolto e invece di abbassare la tensione da 400 V a 12 V, l'ha alzata da 12 V a 268 V. Sostituendo i resistori R3 e il condensatore C1, è stato possibile ridurre la tensione di uscita a 220 V, ma ulteriori esperimenti hanno dimostrato che ciò non dovrebbe essere fatto.
Dopo il trasformatore, in ordine decrescente di grandezza, ho installato i restanti ricambi.

Si è deciso di installare transistor ad effetto di campo sugli ingressi allungati in modo che siano più facili da collegare al radiatore di raffreddamento.

Il risultato finale è questo dispositivo:

Resta solo il tocco finale: fissare il radiatore. Sulla scheda sono visibili 4 fori, anche se le viti autofilettanti sono solo 3. È stato proprio in fase di montaggio che si è deciso di modificare leggermente la posizione del radiatore per una migliore estetica; Dopo l'assemblaggio finale questo è quello che abbiamo ottenuto:

Test.
Non c'era tempo per testare specificamente il dispositivo; è stato semplicemente collegato alla batteria tramite un gruppo di continuità. All'uscita è stato collegato un carico sotto forma di una lampadina da 30 W. Dopo aver preso fuoco, il dispositivo è stato semplicemente gettato nel mio zaino e sono andato in viaggio d'affari per 2 settimane.
In 2 settimane, il dispositivo non si è mai guastato. Da esso venivano alimentati vari dispositivi. Misurata con un multimetro, la corrente massima ottenuta ha raggiunto 2,7 A.

Per collegare un dispositivo elettrico alla rete domestica è sufficiente un limitatore di sovratensione o un gruppo di continuità. Questi dispositivi proteggeranno le apparecchiature dalle sovratensioni. Ma cosa fare se si verifica una forte caduta di tensione nella rete o se la rete elettrica richiede l'utilizzo di una tensione maggiore o minore. Per tali situazioni, puoi assemblare un convertitore di corrente elettrica fatto in casa da 12 V a 220 V. Per fare ciò, è necessario comprendere i principi di base di funzionamento di questo dispositivo.

Un convertitore è un dispositivo in grado di aumentare o diminuire la tensione di un circuito elettrico. In questo modo è possibile modificare la tensione del circuito da 220V a 380V e viceversa. Consideriamo il principio di costruzione di un convertitore da 12 V a 220 V.

Questi dispositivi possono essere suddivisi in diverse classi/tipi, a seconda del loro scopo funzionale:

• Raddrizzatori. Funzionano secondo il principio della conversione della corrente alternata in corrente continua.
• Invertitori. Funzionano in ordine inverso, convertendo la corrente continua in corrente alternata.
• Convertitori di frequenza. Cambiano le caratteristiche di frequenza della corrente nel circuito.
• Convertitori di tensione. Aumentare o diminuire la tensione. Tra questi ci sono:
  • Alimentatori switching.
  • Gruppi di continuità (UPS).
  • Trasformatori di tensione.

Inoltre, tutti i dispositivi sono divisi in due gruppi, secondo il principio di controllo:

1. Gestito.
2. Incontrollabile.

Schemi comuni

Per convertire la tensione da un livello all'altro, vengono utilizzati convertitori di impulsi con dispositivi di accumulo di energia induttivi installati. In base a ciò si distinguono tre tipologie di schemi di conversione:

• Inversione.
• Sollevamento.
• Declassamenti.

Tutti i seguenti circuiti utilizzano componenti elettrici:

1. Componente di commutazione principale.
2. Alimentazione elettrica.
3. Un condensatore di filtro collegato in parallelo alla resistenza di carico.
4. Accumulo di energia induttivo (bobina, induttore).
5. Diodo per il blocco.

La combinazione di questi elementi in una determinata sequenza consente di costruire uno qualsiasi degli schemi sopra indicati.

Convertitore di impulsi semplice

Il convertitore più elementare può essere assemblato da parti non necessarie di una vecchia unità di sistema informatico. Uno svantaggio significativo di questo circuito è che la tensione di uscita di 220 V è tutt'altro che ideale nella sua forma d'onda sinusoidale e ha una frequenza che supera i 50 Hz standard. Non è consigliabile collegare dispositivi elettronici sensibili a tale dispositivo.

Questo schema utilizza una soluzione tecnica interessante. Per collegare apparecchiature con alimentatori a commutazione (ad esempio un laptop) al convertitore, all'uscita del dispositivo vengono utilizzati raddrizzatori con condensatori di livellamento. L'unico aspetto negativo è che l'adattatore funzionerà solo se la polarità della tensione di uscita della presa corrisponde alla tensione del raddrizzatore integrato nell'adattatore.

Per i semplici consumatori di energia il collegamento può essere effettuato direttamente all'uscita del trasformatore TR1. Diamo un'occhiata ai componenti principali di questo schema:

• Resistore R1 e condensatore C2: imposta la frequenza operativa del convertitore.
• Controller PWMTL494. La base dell'intero schema.
• I transistor ad effetto di campo di potenza Q1 e Q2 vengono utilizzati per una maggiore efficienza. Posizionato su radiatori in alluminio.
• I transistor IRFZ44 possono essere sostituiti con IRFZ46 o IRFZ48 con caratteristiche simili.
• I diodi D1 e D2 possono anche essere sostituiti con FR107, FR207.

Se il circuito prevede l'utilizzo di un radiatore comune, è necessario installare i transistor tramite distanziatori isolanti. Secondo lo schema, l'induttanza di uscita viene avvolta su un anello di ferrite dall'induttanza, anch'essa rimossa dall'alimentazione del computer. L'avvolgimento primario è costituito da un filo da 0,6 mm. Dovrebbe fare 10 giri con un tocco dal centro. Sopra di esso è avvolto un avvolgimento secondario composto da 80 spire. Il trasformatore di uscita può anche essere rimosso da un UPS non necessario.

Lo schema è molto semplice. Se assemblato correttamente, inizia a funzionare immediatamente e non necessita di messa a punto. Sarà in grado di fornire una corrente fino a 2,5 A al carico, ma la modalità operativa ottimale sarà una corrente non superiore a 1,5 A - e questo è più di 300 W di potenza.

INTERESSANTE: In un negozio un convertitore simile costa circa 3-4 mila rubli.

Circuito convertitore con uscita AC

Questo schema è noto anche ai radioamatori dell'URSS. Tuttavia, ciò non lo rende inefficace. Al contrario, si è dimostrato molto efficace e il suo vantaggio principale è la ricezione di corrente alternata stabile con una tensione di 220 V e una frequenza di 50 Hz.

Il microcircuito K561TM2, che è un D-trigger di doppio tipo, funge da generatore di oscillazioni. Questo elemento può essere sostituito con un analogo straniero CD4013.

Il convertitore stesso ha due bracci di potenza costruiti su transistor bipolari KT827A. Presentano uno svantaggio significativo rispetto ai nuovi transistor ad effetto di campo: questi componenti diventano molto caldi quando sono aperti, a causa degli elevati valori di resistenza. Il convertitore funziona a bassa frequenza, quindi nel trasformatore viene utilizzato un potente nucleo in acciaio.

Questo circuito utilizza un vecchio trasformatore di rete TC-180. Come altri inverter basati su semplici circuiti PWM, produce una forma d'onda di tensione sinusoidale significativamente diversa. Tuttavia, questo inconveniente è leggermente mitigato dall'elevata induttanza degli avvolgimenti del trasformatore e del condensatore di uscita C7.

IMPORTANTE: A volte il trasformatore può produrre un notevole ronzio durante il funzionamento. Ciò indica un problema con il circuito.

Semplice inverter a transistor

Questo schema non è molto diverso da quelli presentati sopra. La differenza principale è l'uso di un generatore di impulsi rettangolare costruito su transistor bipolari.

Il vantaggio principale di questo circuito è la capacità del convertitore di rimanere operativo anche con batteria molto scarica. In questo caso, l'intervallo di tensione in ingresso può essere compreso tra 3,5 e 18 V. Ma ci sono anche degli svantaggi in un tale inverter. Poiché il circuito non dispone di stabilizzatore in uscita, sono possibili cadute di tensione, ad esempio, quando la batteria è scarica. Poiché anche questo circuito è a bassa frequenza, viene selezionato un trasformatore, simile a quello installato nell'inverter basato sul microcircuito K561TM2.

Miglioramenti ai circuiti inverter

Gli schemi di cui sopra non possono essere paragonati ai prodotti di fabbrica. Sono semplici e poco funzionali. Per migliorare le loro caratteristiche, puoi ricorrere a modifiche abbastanza semplici che aumentano le prestazioni del dispositivo.

ATTENZIONE: Qualsiasi installazione elettrica ed elettronica va effettuata con la fonte di alimentazione scollegata. Prima di controllare il circuito, testare tutti gli ingressi e le uscite con un multimetro: ciò eviterà conseguenze spiacevoli.

Maggiore potenza erogata

I circuiti discussi sopra si basano sullo stesso principio: l'avvolgimento primario del trasformatore è collegato tramite un componente chiave (transistor di uscita del braccio). È collegato all'ingresso della fonte di alimentazione per un tempo specificato dalla frequenza e dal ciclo di lavoro dell'oscillatore principale. In questo caso, vengono generati impulsi di campo magnetico, eccitando impulsi di modo comune nell'avvolgimento secondario del trasformatore con una tensione pari alla tensione nell'avvolgimento primario moltiplicata per il rapporto tra il numero di spire negli avvolgimenti.

Di conseguenza, la corrente passa attraverso il transistor di uscita. In questo caso è pari alla corrente di carico moltiplicata per il rapporto inverso delle spire (rapporto di trasformazione). Si scopre che la corrente massima che il transistor può attraversare se stesso imposta la potenza massima del convertitore.

Per aumentare la potenza di uscita vengono utilizzati due metodi:

• Installazione di un transistor più potente.
• Utilizzo del collegamento in parallelo di diversi transistor a bassa potenza in un braccio.

Per un convertitore fatto in casa, è preferibile utilizzare il secondo metodo, poiché consente di mantenere la funzionalità del dispositivo in caso di guasto di uno dei transistor. Inoltre, tali transistor costano meno.

In assenza di protezione interna da sovraccarico, questo metodo aumenta significativamente la sopravvivenza del convertitore. Riduce inoltre il riscaldamento complessivo dei componenti interni quando si opera con lo stesso carico.

Spegnimento automatico quando la batteria è scarica

Questi schemi presentano uno svantaggio significativo. Non forniscono un componente in grado di spegnere automaticamente il convertitore in caso di caduta di tensione critica. Ma risolvere questo problema è abbastanza semplice. È sufficiente installare un normale relè per auto come interruttore automatico.

Il relè ha una propria tensione critica alla quale i suoi contatti si chiudono. Selezionando la resistenza del resistore R1, che sarà circa il 10% della resistenza dell'avvolgimento del relè, viene regolato il momento di interruzione del contatto. Questa opzione è illustrata nel diagramma.

Questa opzione è piuttosto primitiva. Per stabilizzare il funzionamento, il convertitore è integrato con un semplice circuito di controllo che mantiene la soglia di spegnimento in modo molto migliore e più preciso. L'impostazione della soglia di risposta in questo caso viene calcolata selezionando il resistore R3.

Rilevamento guasti dell'inverter

I circuiti sopra descritti spesso presentano due difetti specifici:

1. Nessuna tensione all'uscita del trasformatore.
2. Bassa tensione all'uscita del trasformatore.

Diamo un'occhiata ai modi per diagnosticare questi guasti:

• Guasto di tutti i bracci del convertitore o guasto del generatore PWM. Puoi controllare il guasto usando un diodo. Un PWM funzionante mostrerà un'ondulazione sul diodo quando è collegato alle porte dei transistor. Vale anche la pena verificare l'integrità dell'avvolgimento del trasformatore “per apertura” in presenza di un segnale di controllo.
• Un forte calo di tensione è il segno principale che un braccio motorizzato ha smesso di funzionare. Trovare un guasto non è difficile. Un transistor guasto avrà un dissipatore di calore freddo. Per riparare, sarà necessario sostituire la chiave dell'inverter.

Conclusione

Realizzare un convertitore a casa non è difficile. La cosa principale è seguire la sequenza dei collegamenti e selezionare correttamente i componenti. È meglio assemblare un convertitore con meccanismi di protezione integrati che proteggano il dispositivo quando la tensione della batteria diminuisce.