Diagrama esquemático de un convertidor de tensión 12-220V. Alto voltaje y más. Detección de fallo del inversor
Propongo un circuito convertidor (inversor) de tensión 12/220V (potencia hasta 500 Watt), alimentado por una batería de 12V, que puede ser útil en un coche y en casa para iluminación, para alimentar un televisor, un pequeño frigorífico, etc. El circuito se ensambla en dos microcircuitos de la serie 155 y seis transistores. La etapa de salida utiliza transistores de efecto de campo que tienen una resistencia de estado de encendido muy baja, lo que aumenta la eficiencia del convertidor y elimina la necesidad de instalarlos en radiadores que son demasiado grandes.
Averigüemos cómo funciona el circuito: (ver diagrama y diagrama). El chip D1 contiene un generador de impulsos rectangular, cuya frecuencia de repetición es de aproximadamente 200 Hz - diagrama "A". Desde el pin 8 del microcircuito, los pulsos se envían a los divisores de frecuencia ensamblados en los elementos D2.1 - D2.2 del microcircuito D2. Como resultado, en el pin 6 del chip D2, la frecuencia de repetición del pulso se vuelve la mitad - 100 Hz - diagrama "B", y en el pin 8 los pulsos se vuelven iguales a la frecuencia de 50 Hz - diagrama "C". Los pulsos no reversibles de 50 Hz se eliminan del pin 9 - diagrama "D". Se ensambla un circuito lógico "OR" sobre los diodos VD1-VD2. Como resultado, los pulsos tomados de los pines de los microcircuitos D1 pin 8, D2 pin 6 forman un pulso correspondiente al diagrama "E" en los cátodos de los diodos. La cascada de los transistores V1 y V2 sirve para aumentar la amplitud de los pulsos necesarios para abrir completamente los transistores de efecto de campo. Los transistores V3 y V4 conectados a las salidas 8 y 9 del microcircuito D2 se abren alternativamente, bloqueando así un transistor de efecto de campo V5 u otro V6. Como resultado, los pulsos de control se forman de tal manera que hay una pausa entre ellos, lo que elimina la posibilidad de que fluya corriente a través de los transistores de salida y aumenta significativamente la eficiencia. Los diagramas "F" y "G" muestran los pulsos de control generados para los transistores V5 y V6.
Un convertidor correctamente ensamblado comienza a funcionar inmediatamente después de que se aplica energía. Al configurar, debe conectar un medidor de frecuencia a la salida del dispositivo y configurar la frecuencia en 50-60 Hz seleccionando la resistencia R1 y, si es necesario, el condensador C1.
Acerca de los detalles
Los transistores KT315 con cualquier índice de letras, KT209 se pueden reemplazar por KT361 con cualquier índice de letras. Reemplazaremos el estabilizador de voltaje KA7805 por el KR142EN5A doméstico. Cualquier resistencia con una potencia de 0,125...0,25 W. Casi cualquier diodo de baja frecuencia, por ejemplo KD105, IN4002. Condensador C1 tipo K73-11, K10-17V con baja pérdida de capacidad durante el calentamiento. El transformador fue tomado de un viejo televisor de tubo en blanco y negro, por ejemplo: “Spring”, “Record”. El devanado de 220 voltios permanece y los devanados restantes se eliminan. Sobre este devanado se enrollan dos devanados con alambre PEL de 2,1 mm. Para una mejor simetría, se deben enrollar simultáneamente en dos cables. Al conectar los devanados, tenga en cuenta la fase. Los transistores de efecto de campo se fijan mediante espaciadores de mica a un radiador de aluminio común con una superficie de al menos 600 cm cuadrados.
Lista de radioelementos
| Designación | Tipo | Denominación | Cantidad | Nota | Comercio | mi bloc de notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Regulador lineal | UA7805 | 1 | KR142EN5A | al bloc de notas | ||
| D1 | Válvula | K155LA3 | 1 | al bloc de notas | ||
| D2 | gatillo D | K155TM2 | 1 | al bloc de notas | ||
| V1, V3, V4 | transistores bipolares | KT315B | 3 | al bloc de notas | ||
| V2 | transistores bipolares | KT209A | 1 | KT361 | al bloc de notas | |
| V5, V6 | Transistor MOSFET | IRLR2905 | 2 | A través de espaciadores de mica | al bloc de notas | |
| VD1, VD2 | Diodo | KD522A | 2 | KD105, 1N4002, etc. | al bloc de notas | |
| C1 | Condensador | 2,2 µF | 1 | K73-11, K10-17V | al bloc de notas | |
| C2 | 470 µF | 1 | al bloc de notas | |||
| C3 | Capacitor electrolítico | 2200 µF | 1 | al bloc de notas | ||
| R1 | Resistor | 680 ohmios | 1 | al bloc de notas | ||
| R2 | Resistor | 7,5 kOhmios | 1 | al bloc de notas | ||
| R3, R5-R8 | Resistor |
Hay situaciones completamente diferentes en las que el propietario necesita crear un nuevo convertidor de voltaje en casa. El objetivo principal de este dispositivo es proporcionar un valor de tensión de red de 220 V a partir de los valores originales de 12 W. El inversor de 12 a 220 lo fabrican a mano la mayoría de aficionados, ya que un inversor de buena calidad es bastante caro. Antes de ensamblar el dispositivo, debe comprender el principio de su funcionamiento para tener una idea del mecanismo de su funcionamiento.
¿En qué zonas se utiliza un inversor de voltaje de 12-220 V?
Con un uso estable de la batería, su nivel de carga disminuye gradualmente. El convertidor estabiliza el voltaje si no hay electricidad.
Un inversor de 12-220 V, fabricado con sus propias manos, le permitirá mejorar las estructuras de ingeniería en cualquier habitación. El valor de potencia de los dispositivos que convierten corriente se selecciona de acuerdo con los valores totales de las cargas utilizadas. Los procesos de consumo de energía pueden ser reactivos o activos. Las cargas reactivas no consumen completamente la cantidad de energía recibida, provocando que el valor de la potencia aparente sea mayor que su valor activo.
Los inversores de onda sinusoidal pura se utilizan para conectar un elemento cuya potencia total es de 3 kW. Se garantizan importantes ahorros de combustible mediante el uso de convertidores de voltaje y minicentrales eléctricas.
Los siguientes consumidores están conectados al diseño del inversor:
- Sistema de alarmas;
- caldera;
- aparatos de bombeo;
- sistema informático.
Ventaja de utilizar convertidores de voltaje.
Debido al hecho de que los inversores tienen una serie de características positivas, son muy valorados cuando se utilizan para diversos tipos de equipos eléctricos. Los dispositivos funcionan de forma silenciosa y no contaminan el medio ambiente con todo tipo de emisiones. El costo de mantenimiento de dichos dispositivos es mínimo: no es necesario verificar la presión en el motor. Los inversores tienen un desgaste mecánico bastante insignificante, lo que permite que sean utilizados por varios consumidores. Los inversores de 12-220 V funcionan con potencias mayores KR121 EU y tienen una mayor eficiencia.
En el proceso de montaje de inversores con dispositivos maestros como multivibradores, la ventaja de los convertidores es que el dispositivo es accesible y sencillo. El tamaño de los productos es compacto, su reparación no es difícil y pueden funcionar incluso a bajas temperaturas.
Esquema y principio de funcionamiento del inversor 12 220.
La mayor parte de los componentes de radio que utilizan inversores utilizan altas frecuencias en su funcionamiento. Un inversor de impulsos sustituye por completo al circuito clásico que utiliza transformadores. El microcircuito K561TM2 está formado por dos disparadores D, que tienen una entrada R y S. Dicho microcircuito se crea teniendo en cuenta el uso de tecnologías CMOS encerrándolo en una carcasa de plástico.
Los generadores maestros inversores se montan teniendo en cuenta el K561TM2, utilizando el dispositivo DD1 para su funcionamiento. El disparador DD1.2 está montado en el divisor de frecuencia. Las etapas de amplificación reciben la señal de los microcircuitos.
Para su funcionamiento, se seleccionan transistores KT827. Si faltan, entonces bastará con un transistor como el KT819 GM o un semiconductor de efecto de campo, el IRFZ44.
Los generadores sinusoidales para un inversor de 12-220 V funcionan a altas frecuencias. Para formar un circuito con un tamaño de 50 Hz, utilice un devanado secundario con una conexión en paralelo de condensadores y cargas. Al conectar cualquier dispositivo, los inversores crean un voltaje de conversión de 220 V.
El circuito tiene un inconveniente importante: la forma imperfecta de los parámetros de salida.
Hablando de cómo funciona el inversor 12 220, cabe señalar que el chip K561TM2 está duplicado por el K564TM2. Puede aumentar la potencia del convertidor seleccionando un transistor más intenso. Es importante tener en cuenta qué condensadores están instalados en las salidas. Tienen un voltaje de 250 V.
Convertidor con las últimas piezas.
Un inversor casero puede funcionar en modo estable si el transistor en las salidas funciona desde una fuente amplificada con el generador principal. Para ello, se permite utilizar elementos de la serie KT819GM instalados en radiadores dimensionales.
Al crear convertidores, se utiliza un esquema simplificado. A medida que avanza el proceso, debes encargarte de adquirir los materiales necesarios:
- microcircuitos KR121EU1;
- transistores IRL2505;
- soldador;
- estaño.
Los microcircuitos KR12116U1 tienen una propiedad notable: contienen un par de canales para regular el interruptor y le permiten hacer de manera muy simple un convertidor de voltaje simple. Los microcircuitos en el rango de temperatura de +25 a +30°C producen un valor de voltaje máximo dentro del rango de 3 y 9 V.
La frecuencia de los osciladores maestros está determinada por el parámetro del elemento en los circuitos. El transistor IRL2505 se instala cuando se utiliza en las salidas. Debe recibir una señal con el nivel adecuado, por lo que se ajusta el transistor de salida.
Los niveles bajos formados no permiten que el transistor pase de modos cerrados a ningún otro estado. Como resultado, se elimina por completo la aparición de flujos de corriente instantáneos durante la apertura simultánea de las teclas. Si se observa que niveles altos llegan a la primera salida, esto ayuda a desactivar la generación de pulsos. El circuito determina la conexión del cable común al pin 1.
Para instalar cascadas push-pull se utilizan transformadores T1 y dos transistores: VT1 y VT2. En canales abiertos se puede ver un valor de resistencia de 0,008 Ohm. Es insignificante y, por lo tanto, el valor de potencia del transistor es pequeño, incluso si pasa una gran corriente. Los transformadores de salida con una potencia de 100 W permiten que el IRL2505 aplique una corriente de 104 A, y los transformadores de pulso son de 360 A.
Las principales características de los inversores incluyen la posibilidad de utilizar cualquier transformador que tenga dos devanados de 12 V en sus salidas.
Si la potencia de salida es de aproximadamente 200 W, en tales casos el transistor no está instalado en el radiador. Es importante tener en cuenta que el valor de la corriente eléctrica con una potencia de 400 W alcanza unos 40 A.
¿Cómo funciona un inversor para lámparas fluorescentes?
Para hacer un convertidor que ilumine una habitación de cualquier tamaño o un automóvil, basta con utilizar un diagrama de montaje con sus propias manos. Los convertidores de impulsos VOLTSL son convertidores push-pull. Se montan en fuentes de alimentación TL 494 (KS 1114EU4). Los microcircuitos están controlados por las partes de potencia de la fuente de alimentación y constan de:
- generador de voltaje;
- fuente estabilizadora de voltaje;
- dos transistores en las fuentes de salida de corriente eléctrica, cuya capacitancia es de 0,7 mm y 0,1 V.
Para completar la instalación, es necesario prever la compra de diodos rectificadores y un transformador de la fuente de alimentación. Debe abordarse la cuestión del rebobinado de los transformadores. Al realizar este trabajo usted mismo, debe calcular hasta 100 kHz. Cada resistencia se compra teniendo en cuenta los circuitos R1 y R2, creando el paso de un pulso de corriente en la salida. La frecuencia de funcionamiento se forma al crear el circuito C1 y R3. Se montan diodos HR307, pero si no están disponibles, utilice HER304. Los diodos KD213 han demostrado su eficacia. La selección de condensadores se realiza con diferentes capacidades. Los chips soldados se colocan en paneles. Los circuitos pueden funcionar durante cuatro horas: el diseño de los transistores no se sobrecalienta y no es necesario sintonizarlos.
Los transformadores están sujetos a devanado independiente. Por lo tanto, es necesario abastecerse de antemano de anillos de ferrita con un diámetro de 30 mm. La base utiliza una relación de vueltas de 1:120, mientras que 1:1 es el devanado primario y 20 son 200 vueltas con un devanado secundario.
Inicialmente, el devanado secundario se enrolla con un cable con una sección transversal de 0,4 mm. En la siguiente etapa, se crea un recubrimiento primario, que consta de 2 mitades de diez vueltas en cada una de ellas. Para crear un medio devanado se utiliza alambre blando trenzado con un diámetro de 0,8 mm. Para rehacer el transformador, es posible utilizar un dispositivo para una lámpara de 12 voltios que ilumina el techo. Se retira el devanado secundario y se crea el semidevanado enrollando las cubiertas cuando el cable está doblado por la mitad. Después de eso, se corta el punto de conexión y cada extremo de los cables se suelda entre sí, formando así el centro del devanado.
Para un funcionamiento ininterrumpido, es necesario utilizar potentes conductores metálicos o transistores de efecto de campo IRFL44N LRF46N. Para los convertidores, se instalan los diodos HER307 y KD213. Como condensadores se utilizan fuentes de alimentación de computadora con un diámetro de 18 mm.
Durante el funcionamiento prolongado, los transistores se calientan y los radiadores no se instalan. Si está previsto su uso, las bridas de la carcasa del transistor no deben envolverse a través de resistencias. Debe utilizar una arandela y un espaciador de materiales aislantes de las fuentes de alimentación de PC.
Los inversores están protegidos de forma fiable contra sobrecargas si se instalan un fusible y un diodo en las salidas. Es importante que se sigan estrictamente las normas de seguridad: es decir, se deben evitar los altos voltajes. Las cargas en los condensadores se pueden almacenar durante 24 horas. La descarga se realiza mediante lámparas incandescentes de 220 V.
Se puede hacer un inversor de 12V 220 con sus propias manos de acuerdo con un diagrama simple. Dicho dispositivo se considera un dispositivo bastante conveniente que le permite recibir un voltaje de 220 V. Cualquier dispositivo fabricado en casa, en algunas situaciones, no es en absoluto inferior a los productos fabricados en fábrica y, en algunos casos, incluso los supera.
Vídeo “Creación de un convertidor para lámparas fluorescentes”
Todo el mundo está acostumbrado a que los aparatos eléctricos funcionen con 220V. Pero, ¿qué pasa si vas de excursión o de viaje largo y quieres llevar contigo prácticos electrodomésticos? No podrán funcionar directamente con la batería del coche; simplemente no tienen suficiente energía. Aquí es donde los convertidores de tensión de 12 a 220 V pueden acudir al rescate.
¿Qué es un convertidor y su esencia?
Gracias al progreso tecnológico, estos dispositivos se han vuelto mucho más pequeños y convenientes. Son fáciles de transportar y no ocupan mucho espacio. Los convertidores son capaces de elevar el voltaje de la batería a 220V. Incluso funcionan desde el encendedor. Con la ayuda de estos inversores, puede instalar fácilmente iluminación en una tienda de campaña, así como alimentar su tableta, computadora portátil y teléfono desde ellos.
Los controladores PWM han hecho que estos dispositivos sean más avanzados. La eficiencia aumentó notablemente y la forma de la corriente se volvió similar a una onda sinusoidal pura. Pero esto sólo ocurre en dispositivos caros. Se hizo posible aumentar la potencia a varios kW.
La duración del funcionamiento depende de la potencia y capacidad de las baterías. Por eso, a la hora de salir de viaje, es mejor limitarse a aparatos eléctricos de bajo consumo energético.
Hoy en día es posible comprar varios tipos de convertidores de corriente que pueden producir energía desde varios cientos de vatios hasta varios kW. Pero para viajes turísticos vale la pena adquirir un inversor de baja potencia.
El único obstáculo para su plena aplicación es la modificación de la forma actual. De una sinusoide ordinaria, pasa a una forma casi rectangular. No todos los electrodomésticos son capaces de funcionar con él.
Hay 3 tipos de diseño de convertidor:
- Automotor;
- Compacto;
- Estacionario.
Vale la pena señalar que al aumentar la carga, la eficiencia del convertidor disminuye. Los inversores estacionarios pueden producir una onda sinusoidal. Son convenientes de usar para aumentar el voltaje de los generadores eólicos y los paneles solares.
Características del convertidor
Antes de comprar, necesita saber cómo elegir un convertidor de voltaje. Lo primero a lo que debes prestar atención son sus características. A menudo, los vendedores dan información incorrecta sobre el rendimiento del inversor. Indique su potencia máxima, a la que el dispositivo puede funcionar durante varios minutos, después de lo cual se apaga por sobrecalentamiento. Así se anuncian los convertidores más asequibles.
Los potentes convertidores CC-CA aumentan el voltaje de 12 V a 220 V, la forma y frecuencia de la corriente son iguales a los indicadores habituales de una red doméstica. Por tanto, todos los dispositivos y herramientas son capaces de trabajar desde él.
Todos los convertidores actuales tienen los siguientes parámetros:
- Potencia operativa;
- Tipo de refrigeración;
- Consumo de energía durante el funcionamiento inactivo;
- Consumo máximo de corriente de entrada;
- Mecanismos de protección contra cortocircuitos y sobrecalentamiento;
- Forma de corriente de salida;
- Nivel de voltaje para el suministro de energía.
La alta eficiencia de los inversores modernos se debe a los controladores de impulsos utilizados en su diseño. Casi el 95% de la energía se destina a la carga útil. El resto se disipa en el aparato y lo calienta.
En los convertidores más simples y accesibles, la sinusoide actual cambia. Se vuelve rectangular y, en dispositivos costosos y potentes, la forma actual sigue siendo la misma sinusoide suave que en un tomacorriente estándar.
A veces, la potencia de los convertidores de voltaje puede no ser suficiente para hacer funcionar las herramientas de construcción. Por ejemplo, si un taladro consume 750 W, no funcionará con un inversor de 1000 W. Para solucionar este problema se venden arrancadores suaves.
Los convertidores de tipo estacionario se utilizan para el trabajo a domicilio. Se trata de dispositivos potentes capaces de entregar varios miles de vatios. En las empresas se utilizan convertidores más serios; su potencia asciende a decenas de miles de vatios.
Para los automóviles se utilizan inversores de baja potencia de varios cientos de vatios. Porque la batería no es capaz de funcionar durante mucho tiempo bajo cargas pesadas.
No se recomienda utilizar el convertidor a cargas máximas. Su vida útil disminuirá rápidamente. Los dispositivos caros tienen una reserva de energía, y en los más asequibles esta cifra es ligeramente menor de lo indicado en la carcasa.
Necesitas comprar un dispositivo que sea un 20% más potente que el consumo esperado. También debe interesarse el tipo de potencia indicada en la carcasa. Ella puede ser:
- nominal;
- de larga duración;
- Corto plazo.
Tipo de enfriamiento
El aluminio es un metal con alta conductividad térmica y los convertidores (especialmente los potentes) pueden sobrecalentarse cuando funcionan con cargas pesadas. Por lo tanto, las cajas están hechas de este metal.
Para un sistema de refrigeración activo, se monta un ventilador en la carcasa. Se enciende cuando el sensor de temperatura detecta un aumento de temperatura. En los inversores de coche, los ventiladores pueden obstruirse con polvo, lo que provoca una mala ventilación del aire y un sobrecalentamiento.
La carcasa puede tener elementos de refrigeración pasivos. Parecen aletas de aluminio que ayudan a disipar el calor.
Convertidor casero
Los radioaficionados tienen la oportunidad de hacer un inversor simple utilizando el circuito. El resultado es un dispositivo compacto capaz de alimentar varios dispositivos de bolsillo.
Sólo hay cuatro transistores en el circuito. Cualquiera que sepa utilizar un soldador puede montarlo. El dispositivo resultante es cómodo de usar en un automóvil. Es capaz de proporcionar un enchufe a bordo completo de 220 V.
Fotos de convertidores del 12 al 220
Un convertidor de 12 voltios a 220 voltios con una potencia de salida máxima de 500 W se ensambla en 2 microcircuitos domésticos (K155LA3 y K155TM2) y 6 transistores y varios componentes de radio. Para aumentar la eficiencia y evitar un calentamiento intenso, en la etapa de salida del dispositivo se utilizan transistores de efecto de campo IRLR2905 muy potentes con resistencia mínima. Es posible reemplazarlo con IRF2804, pero la potencia del convertidor disminuirá ligeramente.
Utilizando los elementos DD1.1 - DD1.3, C1, R1 se monta un generador maestro de pulsos rectangulares con una frecuencia aproximada de 200 Hz según circuito estándar. Desde la salida del generador, los pulsos van a un divisor de frecuencia que consta de los elementos DD2.1 - DD2.2. Como resultado, en la salida del divisor (pin 6 del elemento DD2.1), la frecuencia de repetición del pulso se reduce a 100 hercios, y en la salida 8 de DD2.2. La frecuencia de la señal es de 50 hercios.
La señal rectangular del pin 8 del chip DD1 y del pin 6 del chip DD2 se suministra a los diodos VD1 y VD2, respectivamente. Para que los transistores de efecto de campo se abran por completo es necesario aumentar la amplitud de la señal que proviene del diodo VD1 y VD2, para ello se utilizan los transistores VT1 y VT2; Con la ayuda de los transistores VT3 y VT4 (actúan como controlador), se controlan los transistores de potencia de salida. Si no se cometieron errores durante el montaje del inversor, este comienza a funcionar inmediatamente después del encendido. Es posible que sea necesario seleccionar la resistencia de la resistencia R1 para que la salida sea exactamente de 50 hercios.
Convertidor de voltaje (inversor) 12 / 220 50 Hz 500 W Circuito de bricolaje
Transistores de silicio VT1, VT3 y VT4 - KT315 con cualquier letra. El transistor VT2 se puede reemplazar con KT361. El estabilizador DA1 es un análogo doméstico del KR142EN5A. Todas las resistencias del circuito tienen una potencia de 0,25 W. Cualquier diodo KD105, 1N4002. Condensador C1 con capacitancia estable - tipo K10-17. Como transformador TP1, es posible utilizar un transformador de potencia de un antiguo televisor soviético. Se deben eliminar todos los devanados, dejando solo el devanado de la red. Encima del devanado de la red, enrolle dos devanados simultáneamente con un cable PEL de 2,2 mm. Los transistores de potencia de efecto de campo deben instalarse en un radiador con aletas de aluminio con una superficie total de 750 cm2.Se recomienda que el convertidor (inversor) se encienda por primera vez a través de una lámpara incandescente doméstica de 220 voltios y una potencia de 100 - 150 vatios, conectada en serie a uno de los cables de alimentación, esto lo protegerá de daños a la radio. componentes en caso de error.
Cuando trabaje con convertidores elevadores o inversores, siga las reglas de seguridad eléctrica ya que el trabajo se realiza con un voltaje peligroso para el cuerpo. Durante el proceso de puesta en servicio y montaje, el devanado secundario de salida debe aislarse con batistas de tubos de caucho para evitar contactos accidentales.
