С 12 в 220 в: Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт (Инверторы)

применение и свойства инверторов напряжения, однофазные электропреобразователи

Инвертор, или преобразователь, с 12 на 220 В — аппарат для трансформации постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Чаще представляет собой генератор сигналов напряжения, по форме близких к синусоиде или разделенному импульсу. Прибор применяется как отдельное устройство, так в комплексе источников и систем бесперебойной подачи потребителям электроэнергии.

Способы применения

Особенно широко преобразователи тока с 12 на 220 В применяются в местах, где отсутствует снабжение электроэнергией. От любого автомобильного аккумулятора можно сделать 220 В для обеспечения подачи электричества в загородный дом.

Следует помнить, что инверторы напряжения из 12 В в 220 В преобразуют форму электрического тока, которая ограничивает его использование. То есть не все электрические приборы способны воспринимать напряжение, подающееся графически почти по прямоугольной форме.

• автомобильными;
• стационарными;
• мобильными.

Если рассматривать выходную мощность, то автомобильные АКБ максимально выдают 500 Вт, а стационарные — до 10 тыс. Вт. Если при выезде за город на отдых или дачный участок необходимо в вечернее время осветить помещение или место ночевки, то самый простой способ заключается в подсоединении к преобразователю светодиодного светильника.

Расход энергии автомобильного аккумулятора — очень невыгодный процесс, так как с увеличением нагрузки уменьшается коэффициент полезного действия батареи.

Стационарные преобразователи напряжения 12—220 вольт в основном применяются для трансформирования электрической энергии солнечных батарей и ветряных конструкций. Мобильные инверторные преобразователи подключаются к сети от 12 до 50 В и считаются неприхотливыми в выборе источника питания. Для обслуживания автомобилей это устройство представляет собой зарядное устройство с розеткой.

Технические характеристики

Все электропреобразователи на выходе выдают стандартную частоту 50 Гц и напряжение 220 В. Эти выходные данные соответствуют требованиям домашнего электричества и совместимы со всеми потребителями. К основным параметрам относятся:

• номинальная мощность;
• КПД;
• активная или пассивная система охлаждения;
• потребление электроэнергии на холостом ходу;
• величина максимального тока потребления на входе;
• напряжение питания;
• устройства защиты от короткого замыкания и перегрева оборудования.

Старые конструкции инверторов представляют собой трансформаторы тока, а современные модели собраны на импульсных контроллерах, обеспечивающих высокий КПД приборов. Иногда это значение достигает 95%, а оставшиеся 5% рассеиваются самим аппаратом, за счет чего происходит его нагрев.

В зависимости от модели инвертора 12—220 вольт, потребители на выходе получают прямоугольную синусоиду напряжения или в более дорогих конструкциях она соответствует стандартному значению. Некоторые приборы, обладающие большой пусковой мощностью, невозможно запустить от преобразователя.

Для этого необходимо применять переходники, состоящие из конденсаторов, которые могут обеспечить достаточный пусковой ток. Иногда просто необходимо ограничить применение некоторого электрического оборудования.

Полезные свойства аппаратов

Часто инверторы из 12 В в 220 В обеспечивают предохранение или ослабление функционирования информационных систем от качества сетей переменного тока. Если внезапно произойдет отключение электроэнергии, то с помощью запасной батареи и выпрямителя восстановится резервное питание и можно прекратить работу компьютера без потери необходимых данных.

В сложных и ответственных конструкциях эти устройства функционируют в более длительном и контролируемом режиме. Работа эта осуществляется как отдельно, так и параллельно с основной электрической сетью. Кроме того, инвертор может работать в качестве промежуточного звена в комплексе преобразователей.

Отличительной чертой в этом случае считается наличие высокой частоты напряжения — до 100 кГц. Для эффективной работы дополнительно используются полупроводниковые ключи, магнитные материалы и специальные контроллеры. Чтобы быть удобным для применения, инвертор должен обладать высоким коэффициентом полезного действия, надежностью и иметь компактные габаритные характеристики.

Выходное напряжение обязательно должно соответствовать техническим характеристикам общей сети, особенно это касается Grid-tie инверторов, которые используются для преобразования энергии солнечных батарей, ветровых генераторов и других экологически чистых источников.

Однофазные преобразователи

Отличаются они характеристиками синусоидального выходного напряжения. Более серьезные модели способны выдавать синусоиду, близкую к стандартному напряжению основной сети. Другая группа инверторов выдает график в упрощенной форме, который больше напоминает трапецеидальную форму.

Строение синусоиды напряжения большую роль играет для многих бытовых приборов. Некоторые из них не работают от напряжения, поступающего по упрощенной синусоиде. Она важна для устройств, обладающих:

• электродвигателями;
• трансформаторами;
• телекоммуникационными приборами.

Кроме того, некоторое медицинское оборудование, аудио и видеоаппаратура просто не будут работать при неправильном выходном напряжении. Обычно инверторы работают в трех режимах. При длительном функционировании используется номинальная мощность агрегата.

В краткосрочном режиме перегрузки возможен расход энергии, в 1,5 раза превышающий номинальную мощность. При пусковом режиме происходит моментальная отдача повышенной мощности, которая используется для запуска электрических двигателей и других нагрузок с повышенной емкостью.

Дополнительная защита

Современный инвертор должен обладать защитой от короткого замыкания. В нем устанавливается предохранитель от случайного воздействия на предмет посторонних вмешательств, особенно если это касается детей.

Защита от перегрузки должна срабатывать своевременно, чтобы не произошло перегревания проводки и последующего возгорания. Блок защиты осуществляет предохранение преобразователя от короткого замыкания и большого значения входного напряжения. Для этого существуют индикаторы, которые показывают состояние электрической сети.

Дополнительные датчики и установленные вольтметры помогут выявить соответствующую неисправность. Расположенные на радиаторе охлаждения указатели температуры системы позволят осуществить управление вентилятором, когда показания превысят допустимое значение.

Популярные модели

Очень много моделей инверторов выпускается в нашей стране. Применяться они могут как в промышленном производстве, так и в бытовых условиях. Популярными считаются:

1. AIRLINE API-150−01 — допустимый порог мощности прибора составляет 150 Вт. Корпус изготовлен из прочного пластика, который способен выдерживать высокие температуры. Автомобильный инвертор подключается от прикуривателя, который находится в салоне. К этому аппарату можно подключить несколько электрических приборов, общая мощность которых составляет не более 150 Вт. Аппарат имеет защиту от короткого замыкания и скачков входящего напряжения.
2. Jet A JA-P11 — если поблизости нет сети электрической энергии, то этот аппарат выручит в любой ситуации. Максимальная мощность устройства составляет около 300 Вт. Существует защита от низкого питающего напряжения, перегрева и перегрузок.
3. Titan HW-150E1 150 Вт — осуществляет возможность пользоваться электроприборами до 150 Вт. Подключается от автомобильного прикуривателя и выходное напряжение составляет 220—240 В. Вес аппарата не превышает 0,5 кг, что делает его очень удобным в дальних поездках.

Можно отметить и другие неплохие инверторы: Kensington Ultra Portable Inverter 150—33362EU, Inverter 150W AVS, Robiton 150W.

Преобразователь напряжения (инвертор) 12 220

Автомобильный преобразователь с 12-220 Вольт (инвертор) мощностью 600 Ватт — это розетка, которая так необходима в различных условиях, где нет источника питания (на даче, в гараже, в автомобильных путешествиях и т.д.)

Он создан специально для питания различных устройств мощностью не более 600 Вт (мобильный телефон, фотоаппарат, ноутбук, электроинструмент и др.) от бортовой сети автомобиля 12В.

Важно заметить, что преобразователи напряжения мощностью более 300 Вт снабжаются специальными толстыми проводами для подключение напрямую к клеммам аккумулятора. Так как гнездо прикуривателя не рассчитано на подключение мощностей более 300 Вт.

Автомобильный преобразователь напряжения, представляет собой бестрансформаторное устройство (реализованное на полупроводниках).

Устройство имеет многоуровневую защиту — предохранитель на входе, внутренние плавкие элементы схемы (термозащита, защита от перегрузки и короткого замыкания).
А Ваш аккумулятор всегда под защитой от полного разряда, так как при снижении ниже 12В преобразователь автоматически отключится.

Преобразователь имеет элемент принудительного охлаждения, что защищает его от перегрева.

Особенностью преобразователя является то, что он способен работать в течение 10-15 часов без завода двигателя. А с заведенным двигателем время работы практически не ограничено.
Проведенные исследования показали, что при заглушенном двигателе Телевизор «Самсунг» работает непрерывно около 23 часов!

Данная модель инвертора снабжена электронной защитой от перегрузок.
Если мощность подключенного прибора превышает допустимую – то инвертер не включится и издаст звуковой сигнал, сигнализирующий о превышении нагрузки.
Кроме того предлагаемый инвертер рассчитан на кратковременное двухкратное превышение мощности подключаемого прибора, это важно для тех приборов у которых пусковой ток превышает рабочий.

С Автомобильным преобразователем Вы больше не будете зависть от источников питания 220В.

Модель 600 Вт:
Входное напряжение 12V
Выходное напряжение 220V
Постоянная мощность 600 Вт
Пиковая мощность 1200W
Вес 1,1 кг
Частота тока 50Hz or 60Hz
Ток без нагрузки 0.6A
Форма выходного сигнала — модифицированная синусоида
КПД 90 %
Предохранители 30A x 2
Размеры 197х105×57 мм (LxWxH)

Из 12 В делаем 220 вольт в авто, или как заряжать ноутбук в автомобиле (и не только)

Лето – пора отпусков, путешествий и вылазок в лес или на море. Кто из нас не мечтает в погожий летний денек выбраться из душного офиса, запрыгнуть в автомобиль и отправиться навстречу приключениям? 

В поездках нередко возникает необходимость зарядить различные гаджеты, без которых многие уже не представляют свою жизнь. В таких случаях весьма пригодится розетка (автомобильный инвертор) в машине, установить которую совсем несложно.

Трудно найти второй настолько же полезный аксессуар для автомобиля, как преобразователь напряжения (инвертор). Вкратце, он добавляет розетку 220 В к любому автомобилю, позволяя подключать что угодно — от ноутбука до телевизора с плоским экраном.

Представьте себе телевизор (до 30 дюймов), который транслирует в прямом эфире матч прямо в салоне вашей машины. Либо подключите к розетке микроволновку и подогрейте себе что-нибудь вкусное.

♥ ПО ТЕМЕ: 7 аксессуаров для iPhone и iPad, которые нужно иметь в каждом автомобиле.

Что такое автомобильный инвертор?

Современные автомобили оснащены огромным количеством приборов, работающих от аккумулятора. Все они рассчитаны на напряжение 12 В, но что делать в ситуациях, когда требуется 220 В? На помощь придет автомобильный инвертор – преобразователь напряжения с 12 В до 220 В. Это настоящая палочка-выручалочка для автомобилистов, которая позволит использовать в автомобиле бытовые приборы, такие как домашняя аудиосистема, телевизор или холодильник. Качественный преобразователь оснащен защитными механизмами, предохраняющими устройство от возгорания в случае его перегрева. На рынке также представлены модели, в которых предусмотрено активное охлаждение воздушного типа.

Внешне инверторы представляют собой боксы небольшого размера, подключаемые к прикуривателю или к электрической системе автомобиля. Они оснащены несколькими розетками для бытовых приборов, а некоторые устройства даже включают порты USB для подсоединения мобильных гаджетов.

♥ ПО ТЕМЕ: Автомобильная зарядка для iPhone и гаджетов на Android: как выбрать + 10 лучших вариантов.

Автомобильный инвертор, или как сделать розетку 220 вольт в автомобиле?

Практически все современные автомобильные преобразователи тока оснащены двумя USB-портами и розеткой переменного тока. Через двойные USB-порты можно заряжать большинство моделей телефонов и планшетов одновременно, а розетки переменного тока отлично подходят для гирлянд, ноутбуков, молокоотсосов, аппаратов для вентиляции легких, ингаляторов, игровых консолей, телевизоров, холодильников, DVD-плееров, «болгарок», дрелей, микроволновок, фонариков, iPad и многих других электронных устройств.

Запитать инвертер можно через прикуриватель в салоне авто при помощи соответствующего кабеля или напрямую от аккумулятора.

Автомобильный инвертер идеально подходит для путешествий: зачастую это небольшое устройство длиной около 20 см, а шириной около 10 см, компактное и удобное. Чрезвычайно портативное и легкое. Вес – около 1 кг.

Хороший инвертер всегда имеет систему защиты — встроенный предохранитель для защиты вашего устройства. Безопасная конструкция зарядки обеспечивает защиту от перегрева, перепадов напряжения, короткого замыкания и перегрузки.

Прочный металлический корпус обеспечивает улучшенную защиту от намокания и ударов. Встроенный очень тихий охлаждающий вентилятор помогает предотвратить перегрев.

В зависимости от планируемых задач, при покупке обязательно обратите внимание на значение выходной мощности, которой обладает преобразователь.

♥ ПО ТЕМЕ: Как правильно выбрать внешний аккумулятор (повербанк).

Чем дорогие инверторы отличаются от дешевых?

В отличие от большинства устройств и гаджетов стоимость преобразователя зависит не от популярности торговой марки, а от его мощности и других функций. Эксперты разделяют инверторы на три категории:

До 300 Вт – наименее мощные модели, которые, чаще всего, подключаются через прикуриватель. Некоторые устройства из этой категории можно подключать напрямую к электросети авто, но для этого придется потратить немало усилий. В основном автомобилисты покупают такие девайсы для зарядки мобильных устройств и некоторых моделей ноутбуков, хотя чаще всего проще просто подключить зарядку к прикуривателю.

300 Вт — 1500 Вт – стандартные инверторы, которые подсоединяются к электросети машины. Их можно использовать для подключения телевизора, микроволновой печи, ноутбуков и прочих приборов.

Свыше 1500 Вт – особо мощные преобразователи, подключаемые только к аккумулятору машины. Они могут применяться для работ на дикой местности (например, если речь идет о строительстве).

При выборе инвертора убедитесь, что он превосходит ваши гаджеты по мощности примерно на 20-30%. Подключение слишком мощного устройства может быть чревато выходом из строя инвертора и повреждением проводки в автомобиле (по крайней мере, в теории).

Если вы намерены использовать приборы, которым требуется не меньше 220В, выбирайте инверторы мощностью более 1500 Вт, так как модели на 300 Вт вряд ли обеспечат напряжение свыше 200В.

Купить усовершенствованный инвертор на 2000 Вт с бесплатной доставкой

Купить усовершенствованный инвертор повышенной мощности на 3000 Вт с бесплатной доставкой

♥ ПО ТЕМЕ: Какой телевизор лучше выбрать в 2020 году для дома: 11 практических советов.

Три режима работы автомобильных инверторов

Режим запуска — в данном режиме устройство быстро отдает максимальную мощность, чтобы «завести» что-то требовательное. В данном режиме преобразователь не сможет работать длительное время.

Обычный режим — в данном режиме инвертор поддерживает свою обычную мощность сколько потребуется.

Режим перегрузки — особо мощный режим. В данном режиме устройство может работать до получаса и выдавать мощность, превышающую заявленную в 1,5 раза.

Любой квалифицированный специалист подтвердит, что ни одно устройство не сможет долго функционировать на пределе возможностей. То же касается и инверторов – если вы не хотите, чтобы устройство вышло из строя, старайтесь использовать его в обычном режиме и не перегружайте слишком часто.

♥ ПО ТЕМЕ: Xiaomi 70mai Air Compressor Lite: качественный тихий автомобильный компрессор (насос).

Как правильно выбрать автомобильный инвертор

При выборе преобразователя следует учитывать, какие устройства будут к нему подключаться, а также ряд прочих аспектов:

1. Мощность генератора автомобиля. Покупая инвертор, стоит помнить, что его мощность не должна превышать 50% мощности генератора, чтобы преобразователь не разряжал аккумулятор (по крайней мере в случае, если к нему подключены бытовые приборы). Примерно половина его мощности будет затрачена на обеспечение нужд систем машины, а остальное пойдет на подключенные устройства. Если не соблюдать это правило, вы рискуете остаться с разряженным аккумулятором.

2. Устройства. Преобразователь следует выбирать, исходя из предполагаемой мощности используемой техники, в том числе с учетом данных о том, сколько мощности требуется гаджетам при запуске, в нормальном режиме и на пике. Как уже указывалось выше, только самые мощные преобразователи могут обеспечивать напряжение в 220 В.

3. Модель использования инвертора. Как правило, прикуриватель в машине выдает не более 100 Вт, поэтому стоит учитывать этот аспект, если вы присматриваетесь к инвертору, который подключается через гнездо прикуривателя. На выбор устройства также может повлиять место, где должна располагаться розетка (внутри салона или нет), а также желаемая мощность.

4. Торговая марка. Качественные инверторы от известных брендов обладают защитой от короткого замыкания и возгорания, чего не скажешь о китайских устройствах сомнительного происхождения. При покупке инверторов лучше обращаться в крупные сетевые магазины, чтобы не попасть на откровенно некачественную модель.

5. Тип розетки. При покупке инвертора нужно уточнить тип розетки, поскольку не все из них являются универсальными и подходят под все типы вилок.

6. Дополнительные функции. Инверторы с высоким ценником предлагают широкий ассортимент дополнительных возможностей, например, информационные экраны, изменение напряжения или поддержку USB. Если функционал для вас бесполезен, лучше не тратить лишние деньги и обратить внимание на что-нибудь попроще.

♥ ПО ТЕМЕ: Чехол-зарядка для iPhone: подборка лучших вариантов в соотношении цена / качество.

Как правильно использовать инвертор

Как и любое другое устройство инвертор не терпит небрежного отношения, поэтому во избежание проблем, связанных с электросистемой автомобиля, стоит придерживаться нескольких простых правил:

1. При запуске двигателя автомобиля инвертор должен быть выключен.

2. После включения инвертора следует подождать 10-15 секунд.

3. Только при соблюдении вышеуказанных условий можно подключать все устройства и приборы.

Прежде чем бежать в магазин за инвертором подумайте, а действительно ли он вам нужен? К примеру, для мобильных устройств и ноутбуков можно приобрести зарядные банки, которые помогут гаджетам продержаться несколько дней. Однако, если речь идет об устаревших моделях ноутбуков, зарядных устройствах для батареек от фотоаппарата и других бытовых приборах, инвертор в поездке окажется весьма полезной вещью.

Смотрите также:

Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт: назначение, принцип работы, виды

Преобразователь напряжения с 12 на 220 В используют там, где есть необходимость подключения электрических устройств, потребляющих стандартный сетевой ток, к источнику переменного напряжения. Во многих случаях эта сеть бывает недоступна. Применение автономного бензинового генератора требует соблюдения правил его обслуживания: постоянный контроль за уровнем рабочего топлива, обеспечение вентиляции. Применение преобразователей в комплекте с автомобильными аккумуляторными батареями позволяет решить задачу оптимальным способом.

Назначение и принцип работы

Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.

Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.

Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.

Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.

Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.

В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.

Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения. Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии.

Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

• ИН бестрансформаторный мостовой;
• трансформаторный ИН с нулевым проводом;
• мостовая схема с трансформатором.

Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.

Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов «по входу». Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.

При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.

Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.

Разновидности преобразователей с 12 на 220 вольт

Простые преобразователи с 12 на 220 рассчитаны на небольшую мощность потребителей. Требования к качеству выходного питающего напряжения и к форме сигнала невысоки. Классические их схемы не используют микроконтроллеры ШИМ. Мультивибратор, собранный на логических элементах И-НЕ, формирует электрические импульсы частотой следования 100 Гц. Для создания противофазного сигнала используется D-триггер. Он делит частоту задающего генератора на 2. Противофазный сигнал в виде прямоугольных импульсов образуется на прямом и инверсном выходах триггера.

Этот сигнал через буферные элементы на логических элементах НЕ управляет выходной схемой преобразователя, построенной на ключевых транзисторах. Их мощность определяет выходную мощность инверторов.

Транзисторы могут быть составными биполярными и полевыми. В стоковые или коллекторные цепи включены половины первичной обмотки трансформатора. Его вторичная обмотка рассчитана на выходное напряжение 220 В. Так как триггер разделил частоту 100 Гц мультивибратора на 2, то частота выходного сигнала окажется 50 Гц. Такое ее значение необходимо для питания подавляющего количества бытового электро- и радиооборудования.

Все элементы схемы получают питание от аккумуляторной батареи автомобиля, используя дополнительные элементы стабилизации и защиты от высокочастотных помех. От них защищен и сам аккумулятор.

В схемах простых преобразователей не предусмотрены элементы защиты и автоматического регулирования. Частота выходного сигнала определяется выбором емкости конденсатора и сопротивления резистора, входящих в схему задающего генератора. В качестве простейшей защиты от короткого замыкания в нагрузке применяется плавкий предохранитель в цепи питающего схему автомобильного аккумулятора. Поэтому всегда необходимо иметь запасной комплект плавких вставок.

Более мощные современные преобразователи постоянного тока в переменный выполняются по другим схемам. ШИМ-контроллер задает режим работы. Он же определяет амплитуду и частоту выходного сигнала.

2000 Вт схема преобразователя (12 В+220 В+2000 Вт) для получения требуемой выходной мощности в своих выходных каскадах использует параллельное соединение силовых активных элементов. При такой схемотехнике токи транзисторов суммируются.

Но более надежным способом увеличения параметра мощности является объединение нескольких преобразователей DC/DC (постоянный ток/постоянный ток) в качестве входного сигнала общего инвертора DC/AC (постоянный ток/переменный ток), выход которого используется для подключения мощной нагрузки. Каждый из преобразователей DC/DC состоит из инвертора с трансформаторным выходом и выпрямителя этого напряжения. На выходных зажимах присутствует постоянное напряжение около 300 В. Все они по выходу соединены параллельно.

Получить от одного инвертора мощность более 600 Вт сложно. Вся схема устройства питается напряжением аккумуляторной батареи.

Такие схемы обеспечены всеми видами защиты, включая термозащиту. Температурные датчики крепятся на поверхности радиаторов выходных транзисторов. Они вырабатывают напряжение, зависящее от степени нагрева. Пороговое устройство сравнивает его с заданным на этапе проектирования и выдает сигнал на прекращение работы устройства с соответствующей сигнализацией. Каждый вид защиты снабжен своим сигнальным устройством, часто звуковым.

Применяется и дополнительное принудительное охлаждение при помощи установленного в корпусе воздушного кулера, который автоматически вступает в работу по команде соответствующего теплового датчика. Кроме того, корпус сам является надежным теплоотводом, так как выполнен из рифленого металла.

По форме сигнала выходного напряжения

Однофазные преобразователи напряжения можно разделить на две группы:

• с чистой синусоидой на выходе;
• с модифицированной синусоидой.

В инверторах первой группы высокочастотный преобразователь создает постоянное напряжение. Его величина по своему значению близка к амплитуде синусоидального сигнала, который требуется получить на выходе устройства. В мостовой схеме из этого постоянного напряжения путем широтно-импульсной модуляции контроллера и низкочастотного фильтра выделяется составляющая, по форме сильно приближающаяся к синусоиде. Выходные транзисторы открываются несколько раз в каждом полупериоде на время, изменяющееся по гармоническому закону.

Чистая синусоида необходима для устройств, на входе которых есть трансформатор или электродвигатель. Основная часть современных устройств допускает питание напряжением, форма которого приближенно напоминает синусоиду. Особенно низкие требования предъявляют изделия с импульсными блоками питания.

Трансформаторные устройства

Преобразователи напряжения могут содержать трансформаторы. В схемах инверторов они участвуют в работе задающих блокинг-генераторов, вырабатывающих импульсы, по форме приближающиеся к прямоугольным. В составе такого генератора используется импульсный трансформатор. Его обмотки включены так, чтобы создать положительную обратную связь, приводящую к созданию незатухающих колебаний.

Магнитопровод (сердечник) изготавливают из сплава, обладающего высокой пропускной способностью магнитного поля. Благодаря этому трансформатор работает в ненасыщенном режиме. Различные виды ферритов, пермаллой обладают этими свойствами.

На смену трансформаторным блокинг-генераторам пришли мультивибраторы. Они используют современную элементную базу и имеют более высокую, по сравнению с предшественниками, стабильность частоты. Кроме того, в схемах мультивибраторов изменение рабочей частоты генератора достигается простым способом.

В современных моделях инверторов трансформаторы работают в выходных каскадах. Через вывод от средней точки первичной обмотки к коллекторам или стокам использующихся в них транзисторов подводится напряжение питания от аккумулятора. Вторичные обмотки рассчитываются, используя коэффициент трансформации, на величину переменного напряжения 220 В. Такое его значение используется для питания большинства отечественных потребителей.

Преобразователь напряжения 12 220 В своими руками

Чтобы подключить к бортовой электросистеме автомобиля бытовые устройства требуется инвертор, который сможет повысить напряжение с 12 В до 220 В. На полках магазинов они имеются в достаточном количестве, но не радует их цена. Для тех, кто немного знаком с электротехникой есть возможность собрать преобразователь напряжения 12 220 вольт своими руками. Две простые схемы мы разберем. 

Содержание статьи

Преобразователи и их типы

Есть три типа преобразователей 12-220 В. Первый — из 12 В получают 220 В. Такие инверторы популярный у автомобилистов: через них можно подключать стандартные устройства — телевизоры, пылесосы и т.д. Обратное преобразование — из 220 В в 12 — требуется нечасто, обычно в помещениях с тяжелыми условиями эксплуатации (повышенная влажность) для обеспечения электробезопасности. Например, в парилках, бассейнах или ванных. Чтобы не рисковать, стандартное напряжение в 220 В понижают до 12, используя соответствующее оборудование.

Третий вариант — это, скорее, стабилизатор на базе двух преобразователей. Сначала стандартные 220 В преобразуются в 12 В, затем обратно в 220 В. Такое двойное преобразование позволяет иметь на выходе идеальную синусоиду. Такие устройства необходимы для нормальной работы большинства бытовой техники с электронным управлением. Во всяком случае, при установке газового котла настоятельно советуют запитать его именно через такой преобразователь — его электроника очень чувствительная к качеству питания, а замена платы управления стоит примерно как половина котла.

Импульсный преобразователь 12-220В на 300 Вт

Эта схема проста, детали доступны, большинство из них можно извлечь из блока питания для компьютера или купить в любом радиотехническом магазине. Достоинство схемы — простота реализации, недостаток — неидеальная синусоида на выходе и частота выше стандартных 50 Гц. То есть, к данному преобразователю нельзя подключать устройства, требовательные к электропитанию. К выходу напрямую можно подключать не особ чувствительные приборы — лампы накаливания, утюг, паяльник, зарядку от телефона и т.п.

Представленная схема в нормальном режиме выдает 1,5 А или тянет нагрузку 300 Вт, по максимуму — 2,5 А, но в таком режиме будут ощутимо греться транзисторы.

Построена схема на популярном ШИМ-контроллере TLT494. Полевые транзисторы  Q1 Q2 надо размещать на радиаторах, желательно — раздельных. При установке на одном радиаторе, под транзисторы уложить изолирующую прокладку. Вместо указанных на схеме IRFZ244 можно использовать близкие по характеристикам IRFZ46 или RFZ48.

Частота в данном преобразователе 12 В в 220 В задается резистором R1 и конденсатором C2. Номиналы могут немного отличаться от указанных на схеме. Если у вас есть старый нерабочий беспербойник для компьютера, а в нем — рабочий выходной трансформатор, в схему можно поставить его. Если трансформатор нерабочий, из него извлечь ферритовое кольцо и намотать обмотки медным проводом диаметром 0,6 мм. Сначала мотается первичная обмотка — 10 витков с выводом от середины, затем, поверх — 80 витков вторичной.

Как уже говорили, такой преобразователь напряжения 12-220 В может работать только с нагрузкой, нечувствительной к качеству питания. Чтобы была возможность подключать более требовательные устройства, на выходе устанавливают выпрямитель, на выходе которого напряжение близко к нормальному (схема ниже).

В схеме указаны высокочастотные диоды типа HER307, но их можно заменить на серии FR207 или FR107. Емкости желательно подобрать указанной величины.

Инвертор на микросхеме

Этот преобразователь напряжения 12 220 В собирается на основе специализированной микросхемы КР1211ЕУ1. Это генератор импульсов, которые снимаются с выходов 6 и 4. Импульсы противофазные, между ними небольшой временной промежуток — для исключения одновременного открытия обоих ключей. Питается микросхема напряжением 9,5 В, который задается параметрическим стабилизатором на стабилитроне Д814В.

Также в схеме присутствуют два полевых транзистора повышенной мощности — IRL2505 (VT1 и VT2). Они имеют очень низкое сопротивление открытого выходного канала — около 0,008 Ом, что сравнимо с сопротивлением механического ключа. Допустимый постоянный ток — до 104 А, импульсный — до 360 А. Подобные характеристики реально позволяют получить 220 В при нагрузке до 400 Вт. Устанавливать транзисторы необходимо на радиаторы (при мощности до 200 Вт можно и без них).

Частота импульсов зависит от параметров резистора R1 и конденсатора C1, на выходе установлен конденсатор C6 для подавления высокочастотных выбросов.

Трансформатор лучше брать готовый. В схеме он включается наоборот — низковольтная вторичная обмотка служит как первичная, а напряжение снимается с высоковольтной вторичной.

Возможные замены в элементной базе:

• Указанный в схеме стабилитрон Д814В можно заменить любым, выдающим 8-10 V. Например, КС 182, КС 191, КС 210.
• Если нет конденсаторов C4 и C5 типа К50-35 на 1000 мкФ, можно взять четыре 5000 мкФ или 4700 мкФ и включить их параллельно,
• Вместо импортного конденсатора C3 220m можно поставить отечественный любого типа на 100-500 мкФ и напряжение не ниже 10 В.
• Трансформатор — любой с мощностью от 10 W до 1000 W, но его мощность должна быть минимум в два раза выше планируемой нагрузки.

При монтаже цепей подключения трансформатора, транзисторов и подключения к источнику 12 В надо использовать провода большого сечения — ток тут может достигать высоких значений (при мощности в 400 Вт до 40 А).

Инвертор с чистым синусом а выходе

Схемы денных преобразователей сложны даже для опытных радиолюбителей, так что сделать их своими руками совсем непросто. Пример самой простой схемы ниже.

В данном случае проще собрать подобный преобразователь из готовых плат. Как — смотрите в видео.

В следующем ролике рассказано как собирать преобразователь на 220 вольт с чистым синусом. Только входное напряжение не 12 В, а 24 В.

А в этом видео как раз рассказано, как можно менять входное напряжение, но получать на выходе требуемые 220 В.

Инвертор (от 12 В до 220 В переменного тока)