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

Простейший инвертор из моторчика без транзисторов своими руками

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.

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.

Читать еще:  Перенос рисунка с компьютера на металл

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.

Читать еще:  Декор для дома – балерина из салфетки

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.

Читать еще:  Готовим простое натуральное мороженное

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):

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.

Как сделать самодельный инвертор своими руками

В статье вы узнаете как сделать самодельный инвертор, подробно разберем принцип работы данного инвертора, как собрать и протестировать инвертор.

Принцип работы инвертора

Инвертор можно рассматривать как грубую форму ИБП (источник бесперебойного питания). Очевидно, что основное использование инвертора предназначено только для питания обычных электроприборов, таких как фонари и вентиляторы, при сбое питания.

Как следует из названия, основная функция инвертора — инвертировать входное постоянное напряжение (12 В постоянного тока) в гораздо большую величину переменного напряжения (обычно 110 В или 220 В переменного тока).

Прежде чем научиться создавать инвертор, давайте сначала разберемся со следующими основными элементами инвертора и его принципом работы:

Осциллятор : генератор преобразует входной постоянный ток от свинцово-кислотной батареи в колебательный ток или прямоугольную волну, которая подается на вторичную обмотку силового трансформатора. В этой схеме IC 4049 была использована для секции генератора.

Трансформатор : здесь прикладываемое колебательное напряжение повышается в соответствии с соотношением обмоток трансформатора и переменного тока, значительно превышающего входной источник постоянного тока, который становится доступным на первичной обмотке или на выходе инвертора.

Зарядное устройство: во время резервного питания, когда батарея разряжается до значительного уровня, секция зарядного устройства используется для зарядки батареи после восстановления сети переменного тока.

Как построить инвертор

Чтобы четко понять, как построить инвертор, давайте рассмотрим следующие простые детали конструкции:

  • Согласно схеме цепи сначала завершите сборку секции генератора, состоящей из меньших частей и IC. Лучше всего это сделать путем соединения самих компонентов и пайки соединений.
  • Затем установите силовые транзисторы в алюминиевые радиаторы с соответствующим отверстием. Они изготавливаются путем разрезания алюминиевого листа на заданные размеры и сгибания их по краям, чтобы его можно было зажать.

  • Не устанавливайте транзисторы непосредственно на радиаторы. Используйте комплект для изоляции слюды, чтобы избежать прямого контакта и короткого замыкания транзисторов между собой и землей.
  • Прикрепите радиатор в сборе к основанию хорошо проветриваемого, прочного, толстого металлического корпуса.
  • Также закрепите силовой трансформатор рядом с радиаторами, используя гайки и болты.
  • Теперь подключите соответствующие точки собранной монтажной платы к силовым транзисторам на радиаторах.
  • Наконец подключите выходы силового транзистора к вторичной обмотке силового трансформатора.
  • Завершите конструкцию, установив и подключив внешние электрические приборы, такие как предохранители, розетки, выключатели, сетевой шнур и входы аккумулятора.
  • Дополнительная отдельная цепь электропитания, использующая 12 В / 3 А трансформатор может быть добавлена внутрь при необходимости зарядки батареи (см. схему).

Описание цепи

Чтобы лучше понять, как построить инвертор, важно узнать, как работает схема, выполнив следующие шаги:

  • Затворы N1 и N2 IC 4049 сконфигурированы как генератор. Он выполняет основную функцию подачи прямоугольных импульсов в секцию инвертора.
  • Затворы N3 — N6 используются в качестве буферов, поэтому схема не зависит от нагрузки.
  • Переменное напряжение от буферной ступени подается на базу усилителей тока транзисторов Т1 и Т2. Эти транзисторы проводят в соответствии с приложенным переменным напряжением и усиливают его до базы выходных транзисторов Т3 и Т4.
  • Эти выходные силовые транзисторы колеблются в полном разгаре, обеспечивая подачу полного напряжения батареи в каждую половину вторичной обмотки попеременно.
  • Это вторичное напряжение индуцируется в первичной обмотке трансформатора и усиливается до 230 В (переменный ток). Это напряжение используется для питания выходной нагрузки.

Процедура тестирования

Вы также можете понять, как построить инвертор, сконцентрировавшись на следующей процедуре тестирования, приведенной в пошаговом порядке ниже:

  • Начните процедуру тестирования, подключив лампу мощностью 100 Вт к выходному разъему инвертора.
  • Вставьте предохранитель на 15 А / 12 В в держатель предохранителя.
  • Наконец, подключите автомобильный аккумулятор 12 В к входам аккумулятора инвертора.
  • Если все соединения выполнены правильно, лампочка 100 Вт должна немедленно загореться.
  • Держите инвертор включенным в течение часа и дайте батарее разрядиться через лампочку.
  • Затем переведите данный тумблер в режим зарядки, проверьте показания счетчика.
  • Измеритель должен указывать зарядный ток батареи.
  • Через некоторое время показания счетчика должны постепенно снижаться до нуля, подтверждая, что батарея полностью заряжена и готова к следующему циклу.
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector