Меню

Как из 12 вольт сделать 220 своими руками схема



Как своими руками получить из 220 — 12 вольт без трансформатора

Очень часто пользователей световых электроприборов и СБТ интересует: «Как без трансформатора из 220 вольт получить 12в или другое низкое напряжение?». Обычно этим вопросом задаются владельцы электронной техники и аппаратуры, работающей от источников питания на понижающем сетевом трансформаторе. Это тем более актуально, поскольку весогабаритные показатели блока питания (БП) нередко превосходят аналогичные параметры запитываемого гаджета или стационарного устройства.

1.Основные способы понижения

Например, «ходовой» трансформатор частоты 50 Гц с относительно небольшой мощностью 200 Вт, выполненный на трансформаторном железе, весит более 1 килограмма и стоит от 9–18 $. Это не только делает блок питания громоздким, но и значительно удорожает стоимость девайса.

На трансформаторах реализована классическая схема понижения и последующего преобразования переменного напряжения (АС) в постоянное (DС) по цепи «трансформатор → выпрямитель → стабилизатор».

Существует более сложная схема построения «выпрямитель → импульсный генератор → трансформатор → выпрямитель → стабилизатор» импульсного блока питания, обладающая меньшими габаритами.

Преимуществом приведенных схем является гальваническая развязка. При замыкании цепи нагрузки на «ноль» она предотвращает выход из строя аппаратуры и снижает опасность поражения человека электрическим током.

Однако самыми миниатюрными источниками питания 12 В являются бестрансформаторные блоки питания, в которых производится:

1. С помощью балластного конденсатора понижение напряжения.

2. При помощи балластного резистора гасится избыточное напряжение.

3. Нерегулируемым автотрансформатором снимается требуемое напряжение и сглаживается дросселем.

1.1 Балластный конденсатор

Сегодня весьма популярным среди радиолюбителей средством снижения напряжения стала установка гасящего конденсатора. Этот универсальный способ повсеместно используется для питания светодиодных ламп и в зарядных устройствах маломощных аккумуляторных батарей. Установка радиоэлемента в разрыв сети питания диодного моста позволяет получить требуемый ток в электрической цепи без рассеивания значительной мощности на тепло.

Схема простого конденсаторного (бестрансформаторного) блока питания с минимальным количеством радиоэлементов и напряжением 12 В мощностью 0,18 Вт выглядит следующим образом:

В качестве Р1 используется любое устройство, рассчитанное на постоянное напряжение 12 В с рабочим амперажом ≤ 0,15А. Конденсатор С1 – балластный, зашунтирован резистором R1. Он предназначен для предотвращения поражения электрическим током от накопленного на пластинах конденсатора С1 заряда. Со своим большим сопротивлением в сотни кОм резистор R1 не влияет на прохождение тока через емкость во время рабочей сессии. Однако после завершения работы блока питания в течение времени , измеряемого несколькими секундами, через резистор проходит ток разряда обкладок конденсатора. Электролитический конденсатор С2, включенный параллельно нагрузке после диодного моста, сглаживает пульсации выпрямленного тока.

Заметно снизит зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки БП симбиоз выпрямителя и параметрического стабилизатора с регулирующим элементом. Осуществляется такая доработка впаиванием параллельно P1 стабилитрона на 12 вольт.

1.2 При помощи резистора

Способ подходит для запитки слаботочной нагрузки, например, светодиода или маломощного LED-светильника. Основной недостаток резистивной схемы – низкий КПД по причине рассеивания большого количества активной мощности, затрачиваемой на нагрев резистора. В самом простом варианте БП представляет собой делитель напряжения на резисторах, установленный после диодного выпрямителя, с нижнего плеча которого снимается напряжение. Стабилизация осуществляется посредством изменения сопротивления одного из плеч делителя: номиналы резисторов подбираются таким образом, чтобы понизить выходное напряжение до приемлемых значений.

1.3 Автотрансформатор или дроссель с подобной логикой намотки

В автотрансформаторе отсутствует вторичная обмотка: выходное напряжение снимается с одной единственной обмотки на тороидальном магнитопроводе, которая одновременно используется для подачи сетевого напряжения 220 В, 50 Гц. Принцип действия аналогичен ЛАТР, только снимаемое с витков напряжение имеет определенную фиксированную величину. Поэтому замена силового трансформатора на автотрансформатор повышает КПД блока питания, заметно снижает размеры и вес девайса (при прочих равных условиях весогабаритные характеристики трансформатора в 1,5 раза больше заменяющего изделия).

Схема автотрансформатора с фиксированным напряжением U2.

Однако нерегулируемый автотрансформатор имеет существенный недостаток: он не защищает от бросков напряжения и наведенных в сети импульсов. Низкочастотные (НЧ) и высокочастотные (ВЧ) пульсации, сетевые помехи и паразитные гармоники значительно снизятся, если в выходную цепь установить дроссель. В тандеме с автотрансформатором используют дроссель с высокой индуктивностью ≤ 0,5–1,0 ГН, устанавливаемый последовательно с нагрузкой.

Индуктивный элемент накапливает в магнитном поле катушки энергию питающей сети, а затем отдает в нагрузку. Дроссель в электрической цепи противодействует изменению тока в электрической цепи. При резком падении катушка поддерживает протекающий ток, а при резком повышении ограничивает, не давая быстро возрасти. Компактные дроссели переменного тока применяются в бустерах энергосберегающих ламп и LED-драйверах, питающих светодиодные светильники.

2. Технические требования к конденсатору

Для бестрансформаторного БП подойдет конденсатор, рассчитанный на амплитудное (или большее) значение переменного напряжения. Если действующее значение напряжения равно 220 В, то амплитудное рассчитывается по формуле 220 * = 311 В (номинальное 400 В). Конденсаторы лучше выбрать плёночные, оптимально подходят емкостные элементы серии К73-17.

Читайте также:  Как сделать беседку из бревен своими руками

3. Бестрансформаторное электропитание: возможные схематические решения

1. Можно своими руками собрать простой драйвер (источник стабилизированного тока) на недорогой (0,3 $) микросхеме линейного стабилизатора LM317АMDT. На вход преобразователя DС-AC подается напряжение сети 220 В, 50 Гц. Стабилизированное напряжение 12 В получается на ИМС с минимальным набором элементов в обвязке (в самом простом варианте используется только R1 и R2). Подбирая номинал резисторов, можно регулировать ток в нагрузке, при суммарном токе светодиодов до 0,3 А микросхема отлично работает без радиатора. Ниже приведена типовая схема устройства на микросхеме LM317:

2. Самым бюджетным вариантом, безусловно, считается использование зарядного устройства (ЗУ) от сотового телефона. Плата зарядника имеет совсем небольшие габариты и подойдет для питания 12 В гаджета с мощностью ≤ P ном. блока питания. Необходимо только заменить в ней однополупериодный выпрямитель на выпрямитель с удвоенным напряжением (добавляется по одному диоду и конденсатору). После модернизации получаем искомые 12 вольт с током 0.5А и полноценной развязкой от сети. В качестве альтернативы, не требующей вмешательства в конструкцию, можно к выходу ЗУ через переходник подключается повышающий DС-DС преобразователь напряжения (например, 2-х амперный, размером 30мм х 17мм х 14мм, стоимостью 1$) с USB-разъемом. Требуется только выставить подстроечным резистором требуемое напряжение 12 В и подключить преобразователь к гаджету или стационарному электроприемному устройству.

4. Для чего может использоваться напряжение 12 или 24 вольт в быту

В бытовых условиях зачастую используются источники электропитания низкого напряжения. От напряжения 12 или 24В постоянного тока DС запитываются переносные/стационарные электротехнические и электронные устройства, а также некоторые осветительные приборы:

· аккумуляторные электродрели, шуруповерты и электропилы;

· стационарные насосы для полива огородов;

· аудио-видеотехника и радиоэлектронная аппаратура;

· системы видеонаблюдения и сигнализации;

· батареечные радиоприемники и плееры;

· ноутбуки (нетбуки) и планшеты;

· галогенные и LED-лампы, светодиодные ленты;

· портативные ультрафиолетовые облучатели и портативное медицинское оборудование;

· паяльные станции и электропаяльники;

· зарядные устройства мобильных телефонов и повербанков;

· слаботочные сети электропитания в местах с повышенной влажностью и системы ландшафтного освещения;

· детские игрушки, елочные гирлянды, помпы аквариумов;

· различные самодельные радиоэлектронные устройства, в том числе на популярной платформе Arduino.

Большинство устройств работает от батареек и Li-ion аккумуляторов, но использование товарных позиций не всегда оправдано с точки зрения эксплуатационных затрат. Заряжать аккумуляторные батареи можно 300–1500 раз, но гальванические элементы с большой энергоемкостью и низким током саморазряда стоят дорого. Заметно дешевле обойдется приобретение батареек, особенно солевых и щелочных, но такие элементы придётся часто менять. Тем более, что для обеспечения подающего напряжения 12 В понадобится 8 последовательно соединенных пальчиковых батареек (типа АА или ААА) или 1,5-вольтовых «таблеток» в корпусе типа 27А.

Поэтому в местах с доступом к бытовой сети 220 В 50 Гц для питания электроприемников с амперажом больше 0,1 А рациональнее использовать блок питания.

Источник

Преобразователь с 12В на 220В своими руками: пошаговое описание как сделать инвертор правильно (схемы, 95 фото + видео)

В местах далёких от цивилизации и её благ нередко хочется иметь доступ к хоть какой ни будь розетке. Если ночью требуется осветить местность, то для этого хорошо подойдут светодиодные лампы, но вот розетку для их подключения посреди леса будет найти весьма не просто.

Или например если внезапно отключили электричество на даче, поставить на огонь кипятиться электрочайник, увы не лучший вариант.

Выкрутиться из подобной ситуации помогут весьма распространённые в последнее время преобразователи.

Многие видели в машине у друзей или на фото, преобразователи с 12 на 220 вольт. Этот спасительный прибор помогает справиться с возникшими трудностями и улучшить качество отдыха на природе.

Краткое содержимое статьи:

Какие бывают преобразователи

В современно мире существует множество видов преобразователей тока, как небольших для минимальных потребностей, так и крупных способных обеспечить энергией несколько электроприборов.

Для самых простых нужд можно использовать преобразователи работающие от прикуривателя в автомобиле. Работу холодильника они конечно обеспечить не смогут, но вот радио или зарядку телефона, планшета, ноутбука вполне осилят.

Благодаря ШИМ контролерам преобразователи заметно шагнули вперёд. Вырос коэффициент полезного действия, а форма тока приблизилась к привычным для приборов форме чистого синуса. А максимальная мощность выросла до нескольких кило ватт.

Конечно всё это касается лишь дорогих и массивных преобразователей. Но и более простые, тоже не стояли на месте и улучшали свои характеристики.

Время работы будет ограниченно мощностью и ёмкостью аккумулятора. И если вы на долго отправляетесь в путешествие, то не следует слишком сильно нагружать аккумулятор и ограничивать себя в потреблении электроэнергии.

Для отдыха не природе лучше всего подойдёт компактный маломощный преобразователь. Его вполне хватит для бытовых нужд в походе.

Читайте также:  Как сделать своими руками божьих коровок из камне

Но не стоит забывать, что простые инверторы выдают не чистый синус тока, а практически прямоугольный, что ведёт за собой ограничения.

Не каждый бытовой прибор сможет работать с такой формой тока и может вовсе прийти в негодность. Поэтому следует внимательно подходить к выбору приборов для поездок на природу.

Существует три вида преобразователей напряжения с 12 на 220 В:

  • Автомобильный;
  • Компактный;
  • Стационарный тип.

Также нельзя забывать, что чем выше нагрузка на преобразователь, тем ниже его КПД. И если в этом нет необходимости, нагружать его следует минимально, чтобы не расходовать драгоценную энергию впустую.

Характеристики преобразователей

Прежде чем идти в магазин за преобразователем необходимо определиться с моделью. Для этого следует хорошо понимать под какие задачи он приобретается. И после этого изучив характеристики можно определиться с выбором.

В рекламе часто говорят об их чудесной максимальной мощности, но забывают рассказать, что работать в таком режиме преобразователь сможет лишь 5-10 минут, после чего перегреется и уйдёт в защитный режим остывать.

Давайте подробно разберёмся с возможными характеристиками и их влиянием.

Рабочая мощность

Пожалуй самый важный аспект при выборе. Стоит внимательно обдумать для чего вам преобразователь, какие приборы он будет питать.

Покупать прибор мощностью в 5 кВт для зарядки телефона будет просто не рационально. А преобразователь работающий от прикуривателя, попросту не справится с «тяжёлой» электротехникой.

Может показаться не столь значительным параметром, но в боевых условиях именно от него будет зависеть комфорт. Показатель КПД говорит о том, сколько энергии будет утеряно.

Если при зарядке смартфона этот показатель не окажет сильного влияния, то при подключении бытовых приборов потерять 1 кВт энергии из 5 будет очень не приятно.

Также КПД это прямой показатель возможных перегревов преобразователя, ведь именно в тепло будет переходить потерянная энергия.

Тип охлаждения

Тут есть два варианта активный и пассивный тип охлаждения. Если это маломощный преобразователь, то естественного отвода тепла вполне хватит. Но более серьёзные требуют хорошего охлаждения. Будет неприятно если через каждые 10 минут работы, преобразователь будет отключаться чтобы остыть.

Начинка

Тут всё просто чем дороже преобразователь, тем лучше его начинка. Различные уровни защиты, качество деталей. Всё это влияет на качество и долговечность прибора.

Источник

Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт

Подавляющая часть населения пользуется аппаратами, подключаемыми к сети переменного тока 220 В. Для их работы при перебоях в электроснабжении можно использовать преобразователи с 12 на 220 вольт. Это устройство представляет собой генератор переменного тока, работающий от автомобильных или других аккумуляторов.

Когда необходим преобразователь напряжения

Включить любой электронный прибор можно с помощью даже одного аккумулятора достаточной мощности. К нему нужно лишь подключить преобразователь напряжения (ПН). Это устройство обеспечит квартиру или дом электричеством на несколько часов.

В каких случаях применяют преобразователь:

  • для выполнения работ в местах, где нет электроэнергии (например, в полевых условиях) – устройство преобразовывает постоянное напряжение 12 вольт аккумуляторной батареи в переменное 220 В с нужными характеристиками;
  • при охране объектов, чтобы здание, стоянка или офис не остались без защиты из-за скачков напряжения;
  • в случае длительных командировок или путешествий – например, для кочевников, дальнобойщиков и автотуристов.

В производственных и домашних условиях часто применяют инверторы. Это преобразователи, которые после появления тока в сети автоматически переключается в другой режим и начинают зарядку аккумуляторов.

Виды преобразователей

Преобразователи подразделяют на виды по разным характеристикам – например, по форме сигнала:

  1. С правильной синусоидой. Такие устройства работают четко и без отклонений. Их эксплуатационные параметры поддерживаются с большой точностью. К ним можно подключать любые электроприборы, которые рассчитаны на 220 V.
  2. С модифицированной – неправильной формой сигнала, которая имеет небольшие отклонения от точной синусоиды. Величина выходного напряжения этих моделей немного отличается от стандартных 220 вольт, но это не оказывает какого-либо влияния на работу большинства электроприборов, кроме сложной медицинской и измерительной техники.

Также их разделяют по мощности:

  1. Аппараты менее 100 W. Они способны работать даже от прикуривателя автомобиля, но не могут выдержать высокую нагрузку. Их используют для питания различных маломощных бытовых приборов (электробритва, планшет) или зарядных устройств.
  2. Модели до 1,5 kW широко используют для подачи постоянного питания на различные приборы, которые работают от сети 220 V. В их комплекте имеются вспомогательные аксессуары (переходники, кабели и пр.) для подключения инвертора к автомобильному аккумулятору.
  3. Аппараты более 1,5 kW обеспечивают питание агрегатов повышенной мощности (утюга, электрического котла, микроволновой печи и других подобных устройств).

По конструктивным особенностям преобразователи бывают:

Основные характеристики преобразователей

Система, состоящая из инвертора и аккумуляторных батарей, является бесперебойной. При отключении электричества приборы будут получать энергию через преобразователь.

Все устройства подобного типа имеют следующие характеристики:

  1. Номинальную мощность (ватт).
  2. Выходная форма сигнала.
  3. Рабочий КПД (%).
  4. Вид охлаждения – активный (воздушное или водяное), пассивный (радиатор).
  5. Потребление тока (ампер).
  6. Тип защиты от КЗ (механический, электронный).
  7. Минимальный и номинальный допустимые уровни переменного напряжения на выходе преобразователя и постоянного на его входе.
Читайте также:  Как сделать гусеницу своими руками из бросового материала

При покупке стоит обратить внимание лишь на две основные величины:

  • мощность инвертора;
  • форму выходного сигнала.

Выбор преобразующего устройства должен выполняться с учетом подключаемой нагрузки. Ряд приборов в момент запуска потребляют мощность, многократно превышающую номинальную величину. К ним относятся некоторые модели насосов, кондиционеры, холодильники. Эта особенность должна учитываться при приобретении устройства.

Лучше выбирать дорогие аппараты. В них все параметры строго выдержаны. У бюджетных моделей форма сигнала далека от синусоиды, а численное значение мощности, указанной на корпусе или в паспорте, может оказаться завышенным.

Основные производители

Основных производителей преобразователей несколько:

  1. Siemens.
  2. АВВ.
  3. Control Techniques.
  4. Schneider Electric.
  5. Toshiba.

Из других брендов, зарекомендовавших себя, выделяют:

  1. Titan. У компании из Тайваня много дистрибьюторов на специализированных рынках, а техника соответствует стандартам ISO 9001, UL, TUV и имеет необходимые сертификаты. Продукция отличается надежной системой охлаждения.
  2. Energenie – филиал голландской компании Gembird. Аппараты разрабатываются с условием экономии электроэнергии. Отличаются надежностью, доступностью по цене и хорошими характеристиками.
  3. Luxeon. Компания заботится о дизайне и привлекательности устройств. Производитель использует новаторские идеи из разных стран. Для выпуска продукции задействованы заводы, оборудованные новыми технологическими линиями.
  4. Powercom. Фирма является лидером на Тайване в этой отрасли. Их техника отличается от продукции других компаний низкой ценой и наличием в аппаратуре различных функций.

Простейший преобразователь своими руками

Самостоятельное изготовление аналоговых и цифровых преобразователей выгодно по следующим причинам:

  1. Низкая себестоимость. Детали для самодельных устройств находят в старой радиотехнике.
  2. Разнообразие. Существует много вариантов, которые можно изготовить своими руками.

Самодельные инверторы строят по стандартной схеме. В основе аппарата лежит задающий генератор. К нему напрямую или через согласующий трансформатор подключена одна или несколько пар транзисторов. Под действием импульсов они начинают поочередно переключаться. Сигналы попадают на повышающий трансформатор и достигают потенциала 220 вольт.

Необходимые материалы

В схемах простых преобразователей чаще всего применяют:

  • биполярные транзисторы – КТ 805/819/817/815;
  • составные – КТ 825/827;
  • полевые – IRF3808/3205, IRL2505, IRFZ40.

Их можно заменить на подобные по характеристикам. Большинство домашних мастеров выпаивает детали для них из старых усилителей, магнитофонов, принтеров и другой аппаратуры.

Задающий генератор большинства схем представляет RC- (резистор+конденсатор) или LC-фильтр (контур+конденсатор). В более сложных аппаратах применены микросхемы. Это позволяет получить стабильный сигнал.

Некоторые используют для построения инвертора микросхему КР1211ЕУ1. В ней уже встроено два канала для управления мощными транзисторными ключами.

В соответствии с выбранной схемой и дизайном понадобятся:

  • конденсаторы и резисторы;
  • трансформаторы и контура (готовые или самодельные);
  • листы металла, пластика;
  • толстые провода (не менее 3 мм²);
  • крепежные детали.

Этапы работы

Перед началом построения преобразователя составляют план. Представляют или записывают ступени изготовления:

  1. Поиск. Найти схему и детали.
  2. Подготовить инструмент.
  3. Монтаж. Навесной или на плате (придется делать самостоятельно или заказывать).
  4. Намотка трансформатора, если нет готового.
  5. Сборка из листов винтов или болтов коробки для корпуса прибора.
  6. Подсоединение проводников для подключения к аккумуляторам и аппаратуре.

Схема на транзисторах

Для большинства конструкций применяют генератор, вырабатывающий частоту 50-56 Гц. Эту величину не рекомендуется превышать.

Она зависит от характеристик применяемых деталей:

  • транзисторов;
  • RC- или LC-фильтра;
  • согласующего трансформатора, если он предусмотрен;
  • микросхемы.

Генератор вырабатывает переменное напряжение и управляет силовыми ключами (переключает их) из пар полевых транзисторов. Они подключены к специальному повышающему трансформатору. При подаче на устройство 12 В, начнут раскачиваться транзисторы. На выходах появится переменная составляющая, которая будет увеличена трансформатором до 220-260 В.

Мощность устройства зависит от количества транзисторов. Не рекомендуется добиваться получить на выходе 300 ватт, имея только одну пару. Для нормальной работы понадобятся радиаторы и охлаждение. Лучше применить минимум 4 транзистора.

Трансформатор берут готовый. Например, из старого UPS (бесперебойного блока питания) компьютера. Если такого нет в наличии – покупают или достают из старой аппаратуры трансформатор подходящей мощности и мотают сами. В интернете есть онлайн-калькуляторы для расчета.

Подобный инвертор не требует наладки и сразу же начинает работать. Без нагрузки ток холостого хода не превышает 300 мА. Транзисторы рекомендуется установить через слюдяные (или другие) прокладки на радиаторы. Если устройство выполняют на печатной плате, то дорожки необходимо сделать толстыми.

Обзор хорошего инвертора с 12 вольт на 220 вольт мощностью 2000 ватт. Если вы давно выбираете инвертор, то рекомендуем присмотреться вот к этой модели POWER INVERTER 2000w.

Источник