7 jednoduchých invertorových obvodů, které můžete sestavit doma

Těchto 7 invertorových obvodů může vypadat jednoduše se svými konstrukcemi, ale jsou schopny produkovat přiměřeně vysoký výkon a účinnost kolem 75%. Naučte se, jak postavit tento levný mini střídač a napájet malý 220V nebo 120V spotřebiče takové vrtačky, LED lampy, CFL lampy, vysoušeč vlasů, mobilní nabíječky atd. prostřednictvím baterie 12V 7 Ah.

Co je to jednoduchý střídač

Střídač, který používá minimální počet komponent pro převod 12 V DC na 230 V AC, se nazývá jednoduchý střídač. Olověný akumulátor 12 V je nejstandardnější formou akumulátoru, který se používá k provozu těchto střídačů.

Začněme nejjednodušší v seznamu, který využívá několik tranzistorů 2N3055 a některé rezistory.

1) Jednoduchý obvod měniče využívající křížově vázané tranzistory

Článek se zabývá konstrukční detaily mini střídače. Přečtěte si, abyste věděli, že měníte konstrukční postup základního střídače, který může poskytnout přiměřeně dobrý výkon, a přesto je velmi cenově dostupný a elegantní.

Na internetu a v elektronických časopisech může být k dispozici obrovské množství invertorových obvodů. Ale tyto obvody jsou často velmi komplikované a hi-endové typy střídačů.

Nezbývá nám tedy nic jiného, ​​než se jen divit, jak postavit výkonové měniče, které mohou být nejen snadno sestavitelné, ale také levné a vysoce efektivní při jejich práci.

Schéma zapojení měniče 12V až 230V

Vaše hledání takového okruhu zde končí. Obvod zde popsaného střídače je možná nejmenší, pokud jde o počet jeho komponent, ale je dostatečně výkonný, aby splnil většinu vašich požadavků.

Stavební postup

Nejprve se ujistěte, že máte pro dva tranzistory 2N3055 řádné chladiče. Lze jej vyrobit následujícím způsobem:

• Odřízněte dva hliníkové listy o rozměrech 6/4 palce.

• Ohněte jeden konec listu, jak je znázorněno na obrázku. Do ohybů vyvrtejte otvory odpovídající velikosti, aby bylo možné je pevně upnout na kovovou skříň.
• Pokud je pro vás tento chladič obtížný, můžete si jej jednoduše zakoupit v místním elektronickém obchodě uvedeném níže:

• Vyvrtejte také otvory pro montáž výkonových tranzistorů. Otvory mají průměr 3 mm, velikost balení typu TO-3.
• Připevněte tranzistory pevně k chladičům pomocí matic a šroubů.
• Připojte rezistory křížově vázaným způsobem přímo k vodičům tranzistorů podle schématu zapojení.
• Nyní připojte sestavu chladiče, tranzistoru a rezistoru k sekundárnímu vinutí transformátoru.
• Upevněte celou sestavu obvodu spolu s transformátorem do robustního, dobře větraného kovového krytu.
• Výstupní a vstupní zásuvky, držák pojistek atd. Namontujte externě na skříň a odpovídajícím způsobem je připojte k sestavě obvodu.

Jakmile výše uvedená instalace chladiče skončí, stačí propojit několik vysoce wattových rezistorů a 2N3055 (na chladiči) s vybraným transformátorem, jak je uvedeno v následujícím schématu.

Kompletní rozložení kabeláže

Po dokončení výše uvedeného zapojení je čas připojit se k baterii 12V 7Ah s 60 wattovou lampou připojenou k sekundárnímu transformátoru. Po zapnutí by výsledkem bylo okamžité osvětlení zátěže s úžasným jasem.

Zde je klíčovým prvkem transformátor, ujistěte se, že je transformátor skutečně dimenzován na 5 ampérů, jinak může být výstupní výkon mnohem menší, než očekáváte.

Z mé zkušenosti to mohu říci, postavil jsem tuto jednotku dvakrát, jednou, když jsem byl na vysoké škole, a podruhé nedávno v roce 2015. I když jsem byl během nedávného podniku zkušenější, nemohl jsem získat úžasnou sílu, kterou jsem měl získané z mé předchozí jednotky. Důvod byl jednoduchý, předchozí transformátor byl robustní na zakázku postavený 9-0-9V 5 amp transformátor, ve srovnání s novým, ve kterém jsem použil pravděpodobně falešně hodnocený 5 amp, který byl ve skutečnosti jen 3 amp s jeho výstupem.

Seznam dílů

Pro konstrukci budete potřebovat pouze několik následujících komponent:

• R1, R2 = 100 OHMS. / 10 Wattů Drátěné rány
• R3, R4 = 15 OHMS / 10 Wattů Drátěné rány
• T1, T2 = 2N3055 VÝKONOVÉ TRANSISTORY (MOTOROLA).
• TRANSFORMÁTOR = 9- 0-9 VOLTŮ / 8 A nebo 5 A.
• AUTOMOBILOVÁ BATERIE = 12 V / 10 Ah
• ALUMINIUM HEATSINK = ŘEZEJTE PODLE POŽADOVANÉ VELIKOSTI.
• VENTILOVANÁ KOVOVÁ SKŘÍŇ = VE VELIKOSTI CELÉHO MONTÁŽE

Video test důkaz

Jak to otestovat?

• Testování tohoto mini střídače se provádí následujícím způsobem:
• Pro účely testování připojte 60 wattovou žárovku k výstupní zásuvce střídače.
• Dále připojte plně nabitý 12 V automobilová baterie na jeho napájecí svorky.
• 60W žárovka by se měla okamžitě jasně rozsvítit, což znamená, že střídač funguje správně.
• Tím je ukončena konstrukce a testování obvodu střídače.
• Doufám, že z výše uvedených diskusí musíte jasně pochopit, jak postavit střídač, který je nejen jednoduchý na konstrukci, ale také velmi cenově dostupný pro každého z vás.
• Může být použit k napájení malých elektrických spotřebičů, jako je páječka , Světla CFL, malé přenosné ventilátory atd. Výstupní výkon bude ležet v blízkosti 70 wattů a závisí na zatížení.
• Účinnost tohoto střídače je kolem 75%. Jednotka může být připojena k samotné baterii vašeho vozidla, když je venku, aby byly odstraněny problémy s přepravou další baterie.

Obvodový provoz

Fungování tohoto mini invertorového obvodu je poměrně jedinečné a odlišné od běžných invertorů, které zahrnují diskrétní oscilátorový stupeň pro napájení tranzistorů.

Zde však tyto dvě sekce nebo dvě ramena obvodu pracují regenerativním způsobem. Je to velmi jednoduché a lze ho pochopit prostřednictvím následujících bodů:

Dvě poloviny obvodu, bez ohledu na to, jak moc jsou spárovány, budou vždy tvořit mírnou nerovnováhu v parametrech, které je obklopují, jako jsou rezistory, Hfe, vinutí transformátoru atd.

Z tohoto důvodu nejsou obě poloviny schopny chovat se společně v jednom okamžiku.

Předpokládejme, že horní polovina tranzistorů bude fungovat jako první, očividně budou dostávat své předpínací napětí skrz spodní polovinu vinutí transformátoru přes R2.

Avšak v okamžiku, kdy se plně nasytí a plně vodí, je celé napětí baterie taženo přes jejich kolektory na zem.

Tím odsaje veškeré napětí přes R2 do jejich základny a okamžitě přestanou vodit.

To dává příležitost dolním tranzistorům vést a cyklus se opakuje.

Celý obvod tak začne oscilovat.

Rezistory základního vysílače se používají k fixaci určité prahové hodnoty pro přerušení jejich vedení, pomáhají fixovat referenční úroveň předpětí základny.

Výše uvedený obvod byl inspirován následujícím designem společnosti Motorola:

AKTUALIZACE: Můžete také zkusit toto: 50 wattový mini invertorový obvod

Výstupní křivka lepší než čtvercová vlna (přiměřeně vhodná pro všechny elektronické přístroje))

Návrh desky plošných spojů pro výše vysvětlený jednoduchý invertorový obvod 2N3055 (rozložení na trati)

2) Použití IC 4047

Jak je uvedeno výše, jednoduché, ale užitečné málo střídač lze postavit pomocí jediného IC 4047 . IC 4047 je univerzální jediný oscilátor IC, který bude produkovat přesné doby zapnutí / vypnutí napříč svými výstupními piny č. 10 a 11. Frekvenci zde lze určit přesným výpočtem odporu R1 a kondenzátoru C1. Tyto komponenty určují oscilační frekvenci na výstupu IC, což zase nastavuje výstupní frekvenci 220V AC tohoto obvodu invertoru. Může být nastavena na 50 Hz nebo 60 Hz podle individuálních preferencí.

Baterie, MOSFET a transformátor lze upravit nebo upgradovat podle požadované specifikace výstupního výkonu střídače.

Pro výpočet RC hodnot a výstupní frekvence viz datový list IC

Výsledky video testu

3) Použití IC 4049

Podrobnosti o kolíku IC 4049

V tomto jednoduchém invertorovém obvodu používáme jeden IC 4049, který obsahuje 6 NENÍ brány nebo 6 střídačů uvnitř . Ve výše uvedeném diagramu N1 ---- N6 znamená 6 hradel, která jsou konfigurována jako oscilátor a vyrovnávací stupně. Brány NOT N1 a N2 se v zásadě používají pro stupeň oscilátoru, C a R lze zvolit a fixovat pro určení frekvence 50 Hz nebo 60 Hz podle specifikací země

Zbývající hradla N3 až N6 jsou upravena a konfigurována jako vyrovnávací paměti a invertory, takže výsledný výstup vede k produkci střídavých spínacích pulzů pro výkonové tranzistory. Konfigurace také zajišťuje, že žádná hradla nezůstanou nevyužita a nečinná, což může jinak vyžadovat, aby jejich vstupy byly zakončeny samostatně napříč napájecím vedením.

Transformátor a baterie mohou být vybrány podle požadavků na výkon nebo specifikace zátěžového příkonu.

Výstup bude čistě obdélníkový.

Vzorec pro výpočet frekvence je uveden jako:

f = 1 / 1,2RC,

kde R bude v Ohmech a F ve Faradech

4) Použití IC 4093

Podrobnosti o kolíku IC 4093

Docela podobný předchozímu invetoru NOT brány, jednoduchý invertor založený na bráně NAND zobrazený výše lze postavit pomocí jediného 4093 IC. Brány N1 až N4 znamenají 4 brány uvnitř IC 4093 .

N1, je zapojen jako obvod oscilátoru pro generování požadovaných pulzů 50 nebo 60 Hz. Ty jsou vhodně invertovány a ukládány do vyrovnávací paměti pomocí zbývajících hradel N2, N3, N4, aby konečně dodávaly střídavě spínací frekvenci přes základny výkonových BJT, které zase spínají výkonový transformátor dodávanou rychlostí pro generování požadovaných 220 V nebo 120 V AC na výstupu.

Ačkoli by zde fungoval jakýkoli IC brány NAND, doporučuje se použití IC 4093, protože je vybaven Schmidtovým spouštěcím zařízením, které zajišťuje mírné zpoždění při přepínání a pomáhá vytvářet jakýsi mrtvý čas napříč spínacími výstupy a ujistit se, že napájecí zařízení jsou nikdy se nezapínají společně ani na zlomek sekundy.

5) Další jednoduchý invertor brány NAND využívající MOSFETy

Další jednoduchý, ale výkonný design obvodu invertoru je vysvětlen v následujících odstavcích, který může sestavit každý elektronický nadšenec a použít jej k napájení většiny domácích elektrických spotřebičů (odporové a SMPS zátěže).

Použití několika mosfetů ovlivňuje silnou odezvu obvodu zahrnujícího velmi málo komponent, avšak konfigurace čtvercových vln omezuje jednotku z několika užitečných aplikací.

Úvod

Může se zdát, že výpočet parametrů MOSFET zahrnuje několik obtížných kroků, nicméně dodržení standardního návrhu je vynucení těchto úžasných zařízení do akce rozhodně snadné.

Když mluvíme o invertorových obvodech zahrnujících výkonové výstupy, MOSFETy se nevyhnutelně stávají součástí konstrukce a také hlavní součástí konfigurace, zejména na koncích hnacího výstupu obvodu.

Obvody invertorů, které jsou u těchto zařízení oblíbené, bychom diskutovali o jednom takovém návrhu zahrnujícím MOSFET pro napájení koncového stupně obvodu.

S odkazem na diagram vidíme velmi základní konstrukci invertoru zahrnující stupeň oscilátoru s obdélníkovými vlnami, stupeň vyrovnávací paměti a výkonový výstupní stupeň.

Použití jediného integrovaného obvodu pro generování požadovaných pravoúhlých vln a pro tlumení pulzů zejména usnadňuje provedení konstrukce, zejména pro nového elektronického nadšence.

Použití brány IC 4093 NAND pro obvod oscilátoru

IC 4093 je čtyřnásobná NAND brána Schmidt Trigger IC, jeden NAND je zapojen jako astabilní multivibrátor pro generování základních čtvercových pulzů. Hodnotu rezistoru nebo kondenzátoru lze upravit pro získání pulzu 50 Hz nebo 60 Hz. Pro aplikace s napětím 220 V je třeba zvolit možnost 50 Hz a 60 Hz pro verze 120 V.

Výstup z výše uvedeného stupně oscilátoru je spojen s několika dalšími Brány NAND používané jako nárazníky , jejichž výstupy jsou nakonec ukončeny bránou příslušných MOSFETů.

Dvě brány NAND jsou zapojeny do série tak, že dva mosfety přijímají střídavě opačné logické úrovně z oscilátorového stupně a střídavě přepínají MOSFETy pro vytváření požadovaných indukcí ve vstupním vinutí transformátoru.

Přepínání Mosfet

Výše uvedené přepínání MOSFETů plní celý proud baterie uvnitř příslušných vinutí transformátoru, což indukuje okamžité zvýšení výkonu na opačném vinutí transformátoru, kde je nakonec odvozen výstup do zátěže.

MOSFETy jsou schopné zvládnout více než 25 ampérů proudu a rozsah je docela obrovský, a proto se stává vhodným hnacím transformátorem různých výkonových specifikací.

Jde jen o úpravu transformátoru a baterie pro výrobu střídačů různých rozsahů s různými výkony.

Seznam dílů pro výše vysvětlené schéma zapojení střídače 150 W:

• R1 = 220K pot, je třeba nastavit pro získání požadovaného frekvenčního výstupu.
• R2, R3, R4, R5 = 1K,
• T1, T2 = IRF540
• N1 - N4 = IC 4093
• C1 = 0,01 uF,
• C3 = 0,1 uF

TR1 = 0-12V vstupní vinutí, proud = 15 Amp, výstupní napětí podle požadovaných specifikací

Vzorec pro výpočet frekvence bude stejný jako vzorec popsaný výše pro IC 4049.

f = 1 / 1,2RC. kde R = R1 nastavená hodnota a C = C1

6) Použití IC 4060

Pokud máte ve své elektronické nevyžádané schránce jeden integrovaný obvod 4060, spolu s transformátorem a několika výkonovými tranzistory, jste pravděpodobně připraveni vytvořit svůj jednoduchý obvod napájecího měniče pomocí těchto komponent. Základní návrh navrhovaného invertorového obvodu na bázi IC 4060 lze vizualizovat na výše uvedeném schématu. Koncept je v podstatě stejný, používáme IC 4060 jako oscilátor , a nastavte jeho výstup tak, aby střídavě vytvářel impulzy ZAPNUTÍ a VYPNUTÍ přes fázi tranzistorů invertoru BC547.

Stejně jako IC 4047 vyžaduje IC 4060 pro nastavení své výstupní frekvence externí RC komponenty, avšak výstup z IC 4060 je ukončen do 10 jednotlivých pinoutů v určitém pořadí, kde výstup generuje frekvenci dvojnásobnou rychlostí než jeho předchozí pinout.

I když na výstupních výstupech IC můžete najít 10 samostatných výstupů s rychlostí dvojnásobné frekvence, vybrali jsme pin # 7, protože poskytuje nejrychlejší frekvenci mezi ostatními, a proto to může splnit pomocí standardních komponent pro RC síť, které vám mohou být snadno dostupné bez ohledu na to, ve které části zeměkoule se nacházíte.

Pro výpočet RC hodnot pro R2 + P1 a C1 a frekvenci můžete použít vzorec popsaný níže:

Nebo jiným způsobem je následující vzorec:

f (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

Rt je v Ohmech, Ct ve Faradech

Více informací lze získat z tohoto článku

Tady je další skvělý nápad pro vlastní výrobu střídačů, který je extrémně spolehlivý a využívá běžné součásti k dosažení vysoce výkonného designu střídače a lze jej upgradovat na libovolnou požadovanou úroveň výkonu.

Pojďme se dozvědět více o tomto jednoduchém designu

7) Nejjednodušší 100 W invertor pro nováčky

Obvod jednoduchého 100 wattového měniče, o kterém pojednává tento článek, lze považovat za nejúčinnější, nejspolehlivější, snadno sestavitelný a výkonný design měniče. Efektivně převede jakékoli 12V na 220V s použitím minimálních komponent

Úvod

Myšlenka byla publikována před mnoha lety v jednom z časopisů s elektronikou elecktor, představuji ji zde, abyste mohli všichni vytvořit a použít tento obvod pro své osobní aplikace. Pojďme se dozvědět více.

Navrhovaný jednoduchý návrh obvodu střídače o výkonu 100 wattů byl publikován poměrně dávno v jednom z časopisů s elektronikou elektor a podle mě je tento obvod jedním z nejlepších návrhů střídačů, jaké můžete získat.

Považuji to za nejlepší, protože design je dobře vyvážený, dobře vypočítaný, využívá obyčejné části a pokud bude provedeno správně, vše začne fungovat okamžitě.

Účinnost tohoto designu se blíží 85%, což je vzhledem k jednoduchému formátu a nízkým nákladům dobré.

Použití tranzistoru Astable jako 50Hz oscilátoru

V podstatě je celá konstrukce postavena na úžasném multivibrátorovém stupni, který se skládá ze dvou nízkonapěťových tranzistorů pro všeobecné použití BC547 spolu s přidruženými částmi skládajícími se ze dvou elektrolytických kondenzátorů a některých rezistorů.

Tato fáze je zodpovědná za generování základních 50 Hz pulzů potřebných pro zahájení činnosti střídače.

Výše uvedené signály jsou na úrovních nízkého proudu, a proto je třeba je zvednout na vyšší řády. Toho se dosáhne budicími tranzistory BD680, které jsou od přírody Darlington.

Tyto tranzistory přijímají signály 50 Hz s nízkým výkonem z tranzistorových stupňů BC547 a zvedají je na vyšších úrovních proudu, aby mohly být napájeny do výstupních tranzistorů.

Výstupní tranzistory jsou dvojice 2N3055, které přijímají zesílený proudový pohon na své základny z výše uvedeného stupně budiče.

Tranzistory 2N3055 jako energetická fáze

Tranzistory 2N3055 jsou tedy také poháněny při vysoké saturaci a vysokých úrovních proudu, které se střídavě čerpají do příslušných vinutí transformátoru a převádějí se na požadované napětí 220 V AC na sekundární straně transformátoru.

Seznam dílů pro výše vysvětlený jednoduchý obvod střídače o výkonu 100 W.

• R1, R2 = 27K, 1/4 watt 5%
• R3, R4, R5, R6 = 330 OHMS, 1/4 watt 5%
• R7, R8 = 22 OHMS, 5 WATT DRÁTY RANY
• C1, C2 = 470nF
• T1, T2 = BC547,
• T3, T4 = BD680, NEBO TIP127
• T5, T6 = 2N3055,
• D1, D2 = 1N5402
• TRANSFORMÁTOR = 9-0-9V, 5 AMP
• BATERIE = 12V, 26AH,

Chladič pro T3 / T4 a T5 / T6

Specifikace:

1. Výstupní výkon: 100 W, pokud jsou na každém kanálu použity jednotlivé tranzistory 2n3055.
2. Frekvence: 50 Hz, čtvercová vlna,
3. Vstupní napětí: 12V @ 5 A pro 100 W,
4. Výstupní napětí: 220 V nebo 120 V (s některými úpravami)

Z výše uvedené diskuse se možná budete cítit důkladně osvíceni ohledně toho, jak sestavit těchto 7 jednoduchých obvodů měniče, konfigurací daného základního obvodu oscilátoru s fází BJT a transformátorem a začleněním velmi běžných částí, které již mohou existovat nebo jsou přístupné záchranou staré sestavené desky PC.

Jak vypočítat rezistory a kondenzátory pro kmitočty 50 Hz nebo 60 Hz

V tomto tranzistorovém invertorovém obvodu je konstrukce oscilátoru postavena pomocí tranzistorového astabilního obvodu.

Frekvenci výstupu v zásadě určují rezistory a kondenzátory spojené se základnami tranzistorů. Ačkoli jsou správně vypočítány tak, aby vytvářely přibližně 50 Hz frekvenci, pokud máte další zájem o vyladění výstupní frekvence podle vlastních preferencí, můžete tak snadno udělat jejich výpočtem prostřednictvím tohoto Transistor Astable Multivibrator Calculator.

Univerzální modul Push-Pull

Pokud máte zájem dosáhnout kompaktnějšího a efektivnějšího designu pomocí jednoduché konfigurace 2vodičového transformátoru push-pull, pak můžete vyzkoušet následující několik konceptů

První níže používá IC 4047 spolu s několika MOSFETy kanálu p a kanálu n:

Pokud chcete použít jiný stupeň oscilátoru podle svých preferencí, v takovém případě můžete použít následující univerzální design.

To vám umožní integrovat jakýkoli požadovaný stupeň oscilátoru a získat požadovaný výstup 220 V push-pull.

Navíc má také integrovaný automatický nabíjecí stupeň baterie.

Výhody jednoduchého střídače Push-Pull

Hlavní výhody tohoto univerzálního designu střídače push-pull jsou:

• Používá 2vodičový transformátor, díky němuž je design vysoce efektivní, pokud jde o velikost a výkon.
• Zahrnuje přepínání s nabíječkou baterií, která nabíjí baterii, když je k dispozici síť, a během výpadku sítě přepne do režimu střídače pomocí stejné baterie, aby z baterie vyprodukovala zamýšlených 220 V.
• Využívá běžné p-kanály a N-kanály MOSFET bez složitých obvodů.
• Je levnější stavět a efektivnější než protějšek ve středovém kohoutku.

UNIVERZÁLNÍ MOSFETOVÝ MODUL PUSH PULL, KTERÝ BUDE ROZHRANÍ S JAKÝKOLI ŽÁDANÝM OKRUHEM OSCILÁTORU

Pro pokročilé uživatele

Výše bylo vysvětleno několik přímých návrhů obvodů střídače, ale pokud si myslíte, že jsou pro vás docela běžné, můžete vždy prozkoumat pokročilejší návrhy, které jsou obsaženy na tomto webu. Zde je několik dalších odkazů pro vaši referenci:

Více invertorových projektů pro vás s plnou online nápovědou!

• 7 nejlépe upravených obvodů střídače
• 5 nejlepších obvodů střídače založených na IC 555
• Obvody střídače SG3525