1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простейший инвертор из моторчика без транзисторов

Инвертор без транзисторов за 5 мин (с 12 на 220 в, плюс сирена как бонус). Теория и эксперимент (часть 1 из 2)

Дождались наконец-то, именно так, вам не послышалось — инвертор без транзисторов, а еще без двойных, симметричных обмоток трансформатора!

Инверторы, как приборы трансформации постоянного напряжения, нет не вошли, а просто навалились в современную жизнь. Без них не обходится например, солнечная энергетика, автомобилисты без инверторов не смогут лишний раз посмотреть телевизор на 220 в и тд.

Напомню, инвертор — устройство, которое превращает низкое (или высокое) напряжение (преимущественно постоянное) в высокое (или низкое, преимущественно переменное), то есть это устройство трансформации именно постоянного напряжения в любуе другое, как правило, с минимальными потерями мощности.

Преобразователи только переменных напряжений называют — трансформаторами. Просматривая много схем инветоров можно заметить, что у всех есть транзисторы. Причем транзисторы преимущественно еще те, самие дорогие, полевые, которые боятся лишних разрядов, статического электричества, коротких замыканий, их еще надо мазать специальной теплопроводящей пастой (или клеем) и ставить на них не маленький радиатор, или вентилятор.

А та еще морока — разбирать и наматывать на трансформатор двойную симметрическую обмотку в противоположные стороны, тупо — напряжно.
Какой же принцип работы инвертора без транзистора и что я здесь придумал, а?

Начнем с классики:

Вспомните, что повышает напряжение в инверторе, да — трансформатор. Но трансформатор может работать только с переменным током, так как только переменный ток трансформируется внутри инвертора.

А чтобы получить этот переменный ток — именно применяют транзисторные генераторы, преимущественно низкой частоты.
Здесь правда, с одним «но» — не обязательно использовать переменный ток, трансформировать можно и постоянный, но прерывистым ток (импульсный, ток типа: «есть — нету — есть»):

Чтобы понять как работает постоянный, но прерывистый ток с трансформатором, подключите первичную обмотку трансформатора (там где меньше витков) к аккумулятору (12 в), а вторичную (там где больше витков) к вольтметру.

Теперь прерывая питания вручную одним проводом, наблюдаем появление высокого напряжения на вторичной обмотке (там где больше витков) ее фиксирует вольтметр.

Интересно, высокое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора тоже будет постоянным (очень малое изменение полярности), но прерывистое («плюс» и «минус» на выходе не меняется, а идет постоянное напряжение с прерыванием, что задается частотой ручного прерывания контакта):

Конечно держать аккумулятор в руках и постоянно прерывать контакты, это не дело. Все должно быть автоматическим. Здесь наверное надо вернуться к транзисторам, а нет.

В качестве коммутатора у нас будет выступать реле, но реле не обычное, а очень обычное, хотя качество должно быть высоким.
Реле бывают разные:

Дело в том, что каждое реле содержит железный стержень, обмотку на нем и контакты, которые замыкаются или размыкаются в зависимости от того есть ли напряжение на реле.

Если на реле нет напряжения, замыкается один контакт (например, «нет»), при включении напряжения контакт меняется (например, на «да»).
Скорость реакции контакта реле зависит от многих факторов:

— величины тока на катушке (сопротивление катушки);
— величины напряжения;
— степень сжатия пружины;
— величины зазора между железным сердечником реле и поверхностью подвижного контакта;
— длины плеча контакта (чем короче плечо, тем больше скорость срабатывания реле);
— скорости розмагничивания сердечника при пропадании напряжения;
— плотности среды, в которой находится подвижная часть реле (например, в вакууме нет трения воздуха);
— температуры и тд.

Сведения о факторах влияния на скорость срабатывания реле и регулирования его, необходимые для следующего шага.
А именно, разборки схемы работы реле в режиме «непрерывного переключения»:

При таком подключении реле, буквально «срывается с катушек» это можно не только увидеть, но и услышать. Почему так происходит, частично описано выше.

Короче говоря, здесь дело в пружине реле, когда подается напряжение на реле, оно срабатывает, тем самым размыкает свою цепь, пружина возвращает контакт снова на свое место и цикл продолжается сначала. За 1 с в зависимости от добротности пружины (но не только пружины) может быть 100 и более замыканий и размыканий.

Такую особенность реле я заметил почти случайно во время своих экспериментов.
Соответственно, добавив в схему трансформатор, получаем генератор и инвертор напряжения:

Переносим схему в экспериментальную плоскость, для этого нужно:

Инструменты и приборы:

— мультиметр (меряем напряжение, лучше использовать стрелочный вольтметр, так как цифровые иногда не могут зафиксировать прерывистое напряжение);
— аккумулятор (на 12 в);
— паяльник;
— реле (на 12 в);
— трансформатор (с 12 на 220 в, 10 Вт);
— лампа (220 в, 1 Вт);
— головной телефон (на 50 Ом).

— провода;
— «крокодилы» (4 шт.);
— припой;
— канифоль.

Этап 1.
Подключаем реле к аккумулятору по схеме, сразу услышим работу реле:

Этап 2.
Присоединяем трансформатор к реле и фиксируем высокое напряжение а выходе (здесь иногда лучше использовать стрелочный вольтметр):

Читать еще:  Как оформить фартук на кухне: стекло или плитка?

Этап 3.
На выходе трансформатора устанавливаем лампу на 220 в, малой мощности, она светит (а при 12 в не светит):

Этап 4.
Если вместо лампы подключить головной телефон (работает как с, так и без трансформатора), то оттуда будет выдаваться звук, чем-то похож на сирену:

Итак, схема работает, выдавая приятное жужжание. В отличие от инвертора на транзисторах, моя схема инвертора на реле содержит меньше деталей. КПД точно не мерил, ну приблизительно 65 % (с учетом КПД трансформатора).

В следующей статье — продолжение данной, я рассмотрю более практические, усовершенствованные и мощные схемы инвертора без транзисторов.

Сверхпростой преобразователь 12-220 Вольт 50Гц 300Ватт

В последнее время очень часто наблюдаю, что все больше и больше людей увлекаются сборкой самодельных инверторов. Поскольку заинтересованы начинающие радиолюбители, я решил вспомнить о схеме, которую опубликовал на нашем сайте год назад. Сегодня я решил переделать схему увеличивая выходную мощность и детально пояснить процесс сборки.

Скажу сразу — это самый простой преобразователь 12-220 с учетом выходной мощности схемы. В качестве задающего генератора задействован старый и добрый мультивибратор. Разумеется, такое решение многим уступает современным высокоточным генераторам на микросхемах, но давайте не забудем, что я стремился максимально упростить схему так, чтобы в итоге получился инвертор, который будет доступен широкой публике. Мультивибратор — не есть плохо, он работает более надежно, чем некоторые микросхемы, не так критичен к входным напряжениям, работает при суровых погодных условиях (вспомним TL494, которую нужно подогревать, при минусовых температурах).

Трансформатор использован готовый, от UPS, габариты сердечника позволяют снять 300 ватт выходной мощности. Трансформатор имеет две первичные обмотки на 7 Вольт (каждое плечо) и сетевую обмотку на 220 Вольт. По идее, подойдут любые трансформаторы от бесперебойников.

Диаметр провода первичной обмотки где-то 2,5мм, как раз то, что нужно.

Основные характеристики схемы

Номинал входного напряжения — 3,5-18 Вольт
Выходное напряжение 220Вольт +/-10%
Частота на выходе — 57 Гц
Форма выходных импульсов — Прямоугольная
Максимальная мощность — 250-300 Ватт.

Недостатки

Долго думал какие у схемы недостатки, на счет КПД, оно на 5-10% ниже аналогичных промышленных устройств.
Схема не имеет никаких защит на входе и на выходе, при КЗ и перегрузке полевые ключи будут перегреваться до тех пор, пока не выйдут из строя.
Из за формы импульсов, трансформатор издает некий шум, но это вполне нормально для таких схем.

Достоинства

Простота, доступность, затраты, 50 Гц на выходе, компактные размеры платы, легкий ремонт, возможность работы в суровых погодных условиях, широкий допуск используемых компонентов — все эти достоинства делают схему универсальной и доступной для самостоятельного повторения.

Китайский инвертор на 250-300 ватт, можно купить где-то за 30-40$, на этот инвертор я потратил 5$ — купил только полевые транзисторы, все остальное найдется на чердаке думаю у каждого.

Элементная база

В обвязке минимальное количество компонентов. Транзисторы IRFZ44 можно с успехом заменить на IRFZ40/46/48 или на более мощные — IRF3205/IRL3705, они не критичны.

Транзисторы мультивибратора TIP41 (КТ819) можно заменить на КТ805, КТ815, КТ817 и т.п.

С успехом подключал к этому инвертору телевизор, пылесос и другие бытовые устройства, работает неплохо, если устройство имеет встроенный импульсный БП, то вы не заметите разницы в работе от сети и от преобразователя, в случае запитки дрели — запускается с неким звуком, но работает довольно хорошо.

Плата была нарисована вручную обыкновенным маникюром

В итоге инвертор понравился на столько, что решил поместить в корпус от компьютерного блока питания.
Реализована также функция REM, для включения схемы нужно всего лишь подключить провод REM на плюсовую шину, тогда поступит питание на генератор и схема начнет работать.


С такой схемы вполне реально снять и большую мощность (500-600 Ватт, может и больше), в дальнейшем попробую увеличить мощность, так, что следующая статья не за горами, до новых встреч.

Самодельный инвертор без транзисторов

Инверторы, позволяющие трансформировать постоянное напряжение, сегодня встречаются везде. Они «участвуют» в развитии солнечной энергетики; их применяют, например, автомобилисты для просмотра телевизора, работающего от 220 В.

Практически все схемы инверторов строятся с использованием транзисторов, симметричных или двойных обмоток. Причем транзисторы почти всегда полевые, из самых дорогих, «боящихся» статического электричества, лишних разрядов, коротких замыканий. Их ставят обязательно на радиатор или включают в схему вентилятор для их охлаждения.

Но можно, оказывается, обойтись и без них, получив в итоге прибор, характеристики которого не уступают тем, которые содержат такие детали.

В классическом инверторе повышением напряжения занимается трансформатор, который работает только от переменного тока. Последний же получают за счет использования транзисторных генераторов и чаще всего низкой частоты.

Трансформировать же можно не только постоянный ток, но и прерывистый. Если к первичной обмотке трансформатора подать 12 В от аккумулятора и прерывать подачу вручную, то на выходе получают увеличенное напряжение. При этом оно будет тоже постоянным, по прерывистым.

Прерывание выполняет ту же функцию, что в инверторах транзисторы. Значит можно обойтись без них, только ручное прерывание нужно сделать автоматическим.

Сделать это можно с помощью реле. Они все содержат железный стержень, вокруг которого устроена обмотка. Торцы стержня имеют контакты, которые включаются/размыкаются при наличии/отсутствии напряжения.

Читать еще:  3d-полы своими руками: технология изготовления

На реакцию срабатывания реле влияет: величина тока, напряжения; сжатие пружины; размер зазора между контактами и сердечником; скорость, с которой происходит размагничивание сердечника; температура среды. Все это учитывают при разработке подходящего к новой схеме инвертора реле.

Оно для самодельного инвертора без транзисторов должно иметь пружину, которая разрывает цепь сразу же, как только на катушку реле перестает подаваться напряжение. Схема включает: 12-вольтный аккумулятор, подключенный к реле; она замыкается контактом, к которому прикреплена пружина. При прохождении напряжения катушка втягивает сердечник, который разрывает контакт и растягивает пружину, прерывая подачу напряжения. Пружина сразу же возвращает контакт на место и замыкает цепь – напряжение опять подается на катушку. Дальше все повторяется.

Если в цепь реле добавить трансформатор, то из-за постоянного прерывания напряжения он начнет трансформировать его, превращая всю схему в инвертор напряжения.

Реализовать все можно, пользуясь:мультиметром (меряют напряжение); аккумулятором (12 В); паяльником; реле (12 В); трансформатором (с 12 на 220 В, 10Вт); лампой (220 В, 1Вт); головным телефоном (50 Ом). Из расходных материалов нужны: провода; четыре «крокодила»; припой; канифоль.

После соединения реле и аккумулятора сразу слышится работа реле. Подсоединяют по схеме трансформатор, замеряют напряжение на его выходе – оно высокое, способно заставить светиться лампу, которая работает от 220 В. При подключении вместо лампы головного телефона, то будет слышаться звук, подобный сирене.

Простейший инвертор из моторчика без транзисторов

Я не встречал схемы инвертора проще чем эта. Для повторения вам понадобиться минимум деталей – их не более 10 штук. Для получения напряжения на выходе 220 вольт нам понадобиться одна пальчиковая батарейка напряжением 1,5 вольта.

Инверторы необходимы там, где нет возможности подключиться к сети 220 вольт. Инверторы делятся на два типа: одни имеют на выходе синусоидальную напряжение частотой 50 Гц и подходят практически для питания любой нагрузки. Другие модифицированные имеет на выходе высокую частоту, порядка 500-10000 Гц и не всегда синусоидальную форму волны.

Инверторы с синусоидальной частотой 50 Гц дорогостоящие, так как для формирования синусоидального импульса 50 Гц нужен большой трансформатор или имитационный блок электроники. Простейший инвертор который будем делать мы относится ко второй группе. И подходит для питания различных импульсных блоков питания, таких как зарядник для телефона, энергосберегающая лампочка – люминесцентная или светодиодная.

Требуемые компоненты

Трансформатор 220В – 6В. Можно выдрать из старого магнитофона, приемника, и т.п. или купить тут – aliexpress

Корпус батареи AA – 1 – aliexpress

Переключатель – 1 – aliexpress

Печатная плата – 1 – aliexpress

BC547 транзистор (отечественный аналог КТ3102, КТ315) – 1 – aliexpress

BD140 Транзистор с радиатором (отечественный аналог КТ814, КТ816) – 1 – aliexpress

Конденсатор 0.1 мкФ – 1- aliexpress

30 кОм резистор – 1 – aliexpress

Паяльник, если вдруг у вас нет возьмите тут – aliexpress

Схема

Знакомство с инвертором начнем со схемы. Это обычный мультивибратор на составном транзисторе. В результате получается генератор на выходе которого стоит повышающий трансформатор.

Собираем схему. Плата макетная, с большим количеством отверстий. Вставляем детали и запаиваем их перемычками по схеме.

Проверка работы

Если все компоненты схемы исправны, и схема собрана без ошибок, то инвертор начинает работать сразу и в настройке не нуждается.

На выход инвертора подключаем энергосберегающую лампу. Вставляем батарейку и замыкаем выключатель. Лампочка загорелась.

Конечно её яркость ниже чем при питании от сети, но то что она работает от элемента напряжением 1,5 вольта — это прорыв!Естественно, как и везде тут действует закон сохранения энергии. Исходя из которого следует, что ток в цепи батарейки будет в несколько раз выше чем в цепи лампочки. В общем батарейка должна быть обязательно алкалиновая, тогда есть шанс, что она будет работать немного подольше.

При монтаже и работе с инвертором будьте особо осторожны, напряжение 220 вольт опасно для жизни. И, поверьте, батарейки в 1,5 вольта хватит, чтобы нанести человеку поражающий удар током, и даже вызвать остановку сердца. Как известно, для этого достаточно пропустить через человека порядка 100 мА, на что вполне способен данный инвертор.

Вам нужно всего два компонента, чтобы собрать простейший инвертор, преобразующий постоянный ток 12 В в 220 В переменного тока.

Абсолютно никаких дорогих или дефицитных элементов или деталей. Все можно собрать за 5 минут! Даже паять не надо! Скрутил проволокой и все.

Что понадобиться для инвертора?

  • Трансформатор от приемника, магнитофона, центра и т.п. Одна обмотка сетевая на 220 В, другая на 12 В.
  • Реле на 12 В. Такие много где используются.
  • Провода для подключения.
  • Нагрузка в виде лампочки.

Сборка инвертора

Все сводиться к тому, чтобы подключить реле и трансформатор следующим образом. Первым делом на сетевую обмотку трансформатора накидываем нагрузку в виде светодиодной лампочки – это будет выход инвертора. Затем низковольтную обмотку подключаем параллельно реле.

Теперь один контакт идет на питание к аккумулятору, а второй подключаем к другому контакту аккумулятора, но только через замкнутый контакт реле. Плюс или минус значения не имеет.

Все! Ваш инвертер готов! Супер просто!

Подключаем к аккумулятору – он у нас в роли источника на 12 В и лампа на 220 В начинает светиться. При этом вы слышите писк реле.

Как же работает этот инвертер?

Все очень просто: когда вы подключаете питание все напряжение идет через замкнутые контакты на реле. Реле срабатывает и контакты размыкаются. В результате питание реле отключается и оно приводит контакты обратно на замкнутые.

Читать еще:  Игольница – половинка яблока

В результате чего цикл повторяется. А так как параллельно реле подключен повышающий трансформатор, мощные импульсы постоянного включения-выключения подаются ему и преобразуются в переменный высоковольтный ток. Частота такого преобразователя колеблется в пределах 60-70 Гц.

Конечно, такой инвертор не долговечен – рано или поздно реле выйдет из строя, но не жалко – оно стоит копейки или вообще бесплатно, если взять старое. А выходное напряжение по роду тока и разбросу просто ужасно. Но этот простейший преобразователь может вас выручить в какой-нибудь серьезной ситуации.

Смотрите видео изготовления инвертора

Вам нужно всего два компонента, чтобы собрать простейший инвертор, преобразующий постоянный ток 12 В в 220 В переменного тока.
Абсолютно никаких дорогих или дефицитных элементов или деталей. Все можно собрать за 5 минут! Даже паять не надо! Скрутил проволокой и все.
Что понадобиться для инвертора?

  • Трансформатор от приемника, магнитофона, центра и т.п. Одна обмотка сетевая на 220 В, другая на 12 В.
  • Реле на 12 В. Такие много где используются.
  • Провода для подключения.
  • Нагрузка в виде лампочки.

Сборка инвертораВсе сводиться к тому, чтобы подключить реле и трансформатор следующим образом. Первым делом на сетевую обмотку трансформатора накидываем нагрузку в виде светодиодной лампочки – это будет выход инвертора.Затем низковольтную обмотку подключаем параллельно реле. Теперь один контакт идет на питание к аккумулятору, а второй подключаем к другому контакту аккумулятора, но только через замкнутый контакт реле. Плюс или минус значения не имеет.

Все! Ваш инвертер готов! Супер просто!

Подключаем к аккумулятору – он у нас в роли источника на 12 В и лампа на 220 В начинает светиться. При этом вы слышите писк реле.

Как же работает этот инвертер?Все очень просто: когда вы подключаете питание все напряжение идет через замкнутые контакты на реле. Реле срабатывает и контакты размыкаются. В результате питание реле отключается и оно приводит контакты обратно на замкнутые. В результате чего цикл повторяется. А так как параллельно реле подключен повышающий трансформатор, мощные импульсы постоянного включения-выключения подаются ему и преобразуются в переменный высоковольтный ток. Частота такого преобразователя колеблется в пределах 60-70 Гц.Конечно, такой инвертор не долговечен – рано или поздно реле выйдет из строя, но не жалко – оно стоит копейки или вообще бесплатно, если взять старое. А выходное напряжение по роду тока и разбросу просто ужасно. Но этот простейший преобразователь может вас выручить в какой-нибудь серьезной ситуации.Смотрите видео изготовления инвертора

Инверторы, позволяющие трансформировать постоянное напряжение, сегодня встречаются везде. Они «участвуют» в развитии солнечной энергетики; их применяют, например, автомобилисты для просмотра телевизора, работающего от 220 В.

Практически все схемы инверторов строятся с использованием транзисторов, симметричных или двойных обмоток. Причем транзисторы почти всегда полевые, из самых дорогих, «боящихся» статического электричества, лишних разрядов, коротких замыканий. Их ставят обязательно на радиатор или включают в схему вентилятор для их охлаждения.

Но можно, оказывается, обойтись и без них, получив в итоге прибор, характеристики которого не уступают тем, которые содержат такие детали. В классическом инверторе повышением напряжения занимается трансформатор, который работает только от переменного тока. Последний же получают за счет использования транзисторных генераторов и чаще всего низкой частоты.

Трансформировать же можно не только постоянный ток, но и прерывистый. Если к первичной обмотке трансформатора подать 12 В от аккумулятора и прерывать подачу вручную, то на выходе получают увеличенное напряжение. При этом оно будет тоже постоянным, по прерывистым.

Прерывание выполняет ту же функцию, что в инверторах транзисторы. Значит можно обойтись без них, только ручное прерывание нужно сделать автоматическим. Сделать это можно с помощью реле.

Они все содержат железный стержень, вокруг которого устроена обмотка. Торцы стержня имеют контакты, которые включаются/размыкаются при наличии/отсутствии напряжения.

На реакцию срабатывания реле влияет: величина тока, напряжения; сжатие пружины; размер зазора между контактами и сердечником; скорость, с которой происходит размагничивание сердечника; температура среды. Все это учитывают при разработке подходящего к новой схеме инвертора реле.

Оно для самодельного инвертора без транзисторов должно иметь пружину, которая разрывает цепь сразу же, как только на катушку реле перестает подаваться напряжение. Схема включает: 12-вольтный аккумулятор, подключенный к реле; она замыкается контактом, к которому прикреплена пружина. При прохождении напряжения катушка втягивает сердечник, который разрывает контакт и растягивает пружину, прерывая подачу напряжения.

Пружина сразу же возвращает контакт на место и замыкает цепь – напряжение опять подается на катушку. Дальше все повторяется.

Если в цепь реле добавить трансформатор, то из-за постоянного прерывания напряжения он начнет трансформировать его, превращая всю схему в инвертор напряжения.

Реализовать все можно, пользуясь:мультиметром (меряют напряжение); аккумулятором (12 В); паяльником; реле (12 В); трансформатором (с 12 на 220 В, 10Вт); лампой (220 В, 1Вт); головным телефоном (50 Ом). Из расходных материалов нужны: провода; четыре «крокодила»; припой; канифоль.

После соединения реле и аккумулятора сразу слышится работа реле. Подсоединяют по схеме трансформатор, замеряют напряжение на его выходе – оно высокое, способно заставить светиться лампу, которая работает от 220 В. При подключении вместо лампы головного телефона, то будет слышаться звук, подобный сирене.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector