12 В→~220 В

ЮМОР ;o)^НОВОЕ | SOFT | ♥Электронный ФОТОАЛЬБОМ♥ | Карта ПОДГОРОДНОГО | ГОСТЕВАЯ КНИГА
< < < ГЛАВНАЯ
< < Вернуться в «1000 мелочей»
IR remote control

Преобразователь 12 В в 220 В.

Николай Яковлев, г. Москва

Эта статья продолжает знакомить читателей с новинками. Она адресована тем, кто имеет опыт сборки и применения преобразователей напряжения, а также тем, кто захочет повторить данное устройство и использовать его для получения переменного напряжения 220 В от стандартного автомобильного аккумулятора 12 В. В статье приведены технические характеристики преобразователя, подробно описана принципиальная схема, изложены особенности работы устройства, Вы найдете рисунок печатной платы, перечень компонентов и особенности настройки устройства.
Описываемое устройство позволяет получить переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц от источника постоянного напряжения 10,5...14 В. Форма генерируемых колебаний - прямоугольная. Предлагаемый преобразователь найдет применение в быту, на даче или в квартире при аварии электросети. В качестве источника питания преобразователя используется автомобильный аккумулятор. При пользовании бытовыми электроприборами мощностью до 100 Вт его энергии хватит на несколько часов. Преобразователь имеет защиту от перегрузки.

Технические характеристики

Рис. 1. Принципиальная схема. Покрупнее здесь.

Позиция	Наименование	Примечание	Кол.
DA1	КР1211ЕУ1		1
DA2	78L06	Интегральный стабилизатор	2
VT1,VT2	КТ3107А		1
VT3	КТ3102А		1
VT4,VT5	IRZ44	Полевой транзистор	2
VD1,VD2	КД522А		2
VD3	LED 5мм, G	Светодиод зеленый	1
VD4	LED 5мм, R	Светодиод красный	1
R1	1,1 МОм; 1,2МОм; 1,ЗМОм	Требуется подбор	3
R2,R4	3,9 кОм	Оранж., белый, красный	1
R3,R13	6.2 кОм	Голубой, красный, красный	1
R5	10 кОм	Коричн., черный, оранж.	1
R6	9,1 кОм	Белый, коричн., красный	1
R7	100 кОм	Коричн., чёрный, желтый	1
R8	2,2 кОм	Красный, красный, красный	1
R16	1,8 кОм	Коричн., серый, красный	2
R9,R10	0,1 Ом	5 Вт	2
R11	1,0 кОм	Коричн., чёрный, красный	1
R12,R17	620 Ом	Голубой, красный, коричн.	2
R14,R15	100 Ом	Коричн., черный, коричн.	2
R18	82 кОм 2 Вт	Серый, красный, оранж.	1
R19	1,2 кОм	Коричн., красный, красн.	1
C1	1000 пФ		1
C2,C3	0,1 мкФ		2
C4	1000 мкФ 16В		1
C5	10 мкФ 16В		1
С6,С7	0,047 мкФ		2
C8	10000 мкФ 16В		1
С9	0,047 мкФ 400В		1

Табл. 1. Перечень элементов.

Описание принципиальной схемы

Принципиальная схема преобразователя показана на рис.1. В качестве задающего генератора DA1 в данном преобразователе используется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Микросхема содержит внутренний тактовый генератор, частота генерации которого определяется постоянной времени цепи, подключаемой к выводу 7 микросхемы. На выводах 4 и 6 формируются выходные импульсы в соответствии с диаграммой, приведённой на рис.2. Из диаграммы видно, что частота выходных импульсов в К раз меньше частоты внутреннего тактового генератора. Значение К зависит от уровня напряжения на выводе 3: при высоком уровне К=18, а при низком - К=14. Из диаграммы также видно, что выходные сигналы имеют защитный интервал, равный одному периоду тактовой частоты, в течение которого оба выходных сигнала имеют низкий уровень напряжения. Для работы системы защиты используется вывод 1 микросхемы. При подаче на него высокого уровня напряжения работа микросхемы блокируется, и на выходах устанавливается низкий уровень напряжения. В рабочий режим микросхема переводится либо выключением и включением питания, либо кратковременной подачей низкого уровня напряжения на вывод 3 микросхемы. Выходные импульсы DA1 поочерёдно открывают полевые транзисторы VT4, VT5, которые создают в первичной обмотке трансформатора Т1 переменный электрический ток. При этом на выводах вторичной обмотки Т1 формируется выходное переменное напряжение. Питание микросхемы DA1 осуществляется от маломощного интегрального стабилизатора DA2. Наличие напряжения питания индицируется светодиодом VD3. Частота формируемого переменного напряжения определяется номиналами R1, С1. Датчиком перегрузки служат параллельно соединённые резисторы R9 и R10. Протекающий по ним ток создаёт падение напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2 через делитель R8, R11. При перегрузке транзистор VT2 открывается и через делитель R6, R5 на вывод 1 микросхемы поступает напряжение высокого уровня. Пороговая величина тока срабатывания защиты определяется номиналами-R8, R11 и для данной схемы составляет 10 А. При пониженном напряжении питания открывается транзистор VT1. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1 и резисторы R4, R5, создаёт на выводе 1 микросхемы DA1 напряжение высокого уровня. Пороговое напряжение перехода в режим защиты определяется номиналами R2, R3 и для данной схемы составляет 10 В. Диоды VD1, VD2, VD4, резисторы R13, R16, R17. транзистор VT3 и конденсатор С5 образуют узел индикации режима блокировки. При наличии колебаний на выходе микросхемы DA1 конденсатор С5 заряжается через диоды VD1, VD2 напряжением высокого уровня, транзистор VT3 открывается и шунтирует светодиод VD4. При отсутствии колебаний на выходе микросхемы DA1 транзистор VT3 закрыт и светодиод VD4 светится. Защитная блокировка снимается после отключения преобразователя и повторного включения спустя 10 - 15 секунд, необходимых для разряда конденсатора С8 через резистор R19. Защиту можно отключить замыканием вывода 10 платы на "минус" источника питания с помощью тумблера SW1.

Рис. 2.

Детали и конструкция

Перечень элементов преобразователя приведён в табл. 1. Топология и схема расположения радиоэлементов рекомендуемой печатной платы (М1:1) приведены соответственно на рис.3 и рис.4 Фотография устройства приведена в начале.
Транзисторы VT4, VT5 должны быть установлены на радиаторы площадью 30-50 кв. см. каждый. При этом необходимо обеспечить электрическую изоляцию между радиатором и корпусом транзистора. Рекомендуется использовать прокладки из слюды или керамики, а также диэлектрические шайбы под винты и теплопроводящую пасту. В качестве Т1 подойдёт понижающий трансформатор 2207(10,5+10,5)8 мощностью не менее 150 Вт. Рекомендуется использовать трансформатор ТП-190 после его несложной доработки. Доработка трансформатора заключается в том, чтобы, не прибегая к его разборке, отмотать 10 витков каждой секции вторичной обмотки. Для самостоятельного изготовления трансформатора можно рекомендовать сердечник ПЛМ27-40-58. Первичная обмотка должна содержать две секции по 32 витка провода диаметром 2 мм, а вторичная (повышающая) - 700 витков провода диаметром 0,6 мм. Соединения в цепях истоков транзисторов VT4, VT5 первичной обмотки трансформатора Т1, а также конденсатора С8 должны быть выполнены проводом сечением не менее 1,5 кв. мм. Провода, соединяющие преобразователь с источником питания, должны иметь сечение не менее 2,5 кв. мм. Резистор R19 устанавливается непосредственно на выводах конденсатора С8, а элементы R18, С9 устанавливаются на клеммах трансформатора Т1. В качестве выключателя SW1 рекомендуется использовать рубильник-автомат на ток 10-16 А. Элементы преобразователя, включая печатную плату, рекомендуется закрепить на металлическом шасси, которое следует соединить с "минусом" источника питания. Используемые в преобразователе полевые транзисторы имеют сопротивление открытого канала около 25 миллиом, они рассчитаны на довольно большой допустимый ток стока 40 А, поэтому мощность преобразователя может быть увеличена до 250 Вт путем изменения номиналов схемы блокировки и использования соответствующего трансформатора.

Рис. 3. Покрупнее здесь.


Рис. 4. Покрупнее здесь.

Настройка

Настройка сводится к подбору частотозадающего резистора R1. При отсутствии измерительных приборов частоту формируемого напряжения можно оценить с помощью простого устройства оценки частоты, схема которого приведена на рис.5. Разъём ХР1 подключается к выходу преобразователя, а разъём ХР2 - в электросеть 220 В 50 Гц. При этом частота мигания светодиода VD2 соответствует разности частот напряжений преобразователя и электросети. Подбирая резистор R1 (рис.1), следует добиться наиболее редких миганий светодиода.

Рис. 5. Покрупнее здесь.

Эта страничка была создана 27.09.2002