Схема стабилизированного преобразователя напряжения 12 220 В

Раньше я уже писал о преобразователе напряжения. В данной статье вашему вниманию предлагается более улучшенный вариант схемы преобразователя. Основное её достоинство – это стабилизация выходного напряжения. Представьте ситуацию, после продолжительной работы уровень заряда аккумуляторной батареи снижается, большинство преобразователей напряжения 12 220 по линии 220 также начнут понижать напряжение, а это может крайне неблагоприятно сказаться на потребителе. Описываемая ниже схема преобразователя напряжения лишена этого недостатка, и нагрузка получает стабильное питание практически до полной разрядки автомобильного аккумулятора.

Преобразователь напряжения 12 220 – это устройство позволяющее из 12 В постоянного напряжения автомобильной аккумуляторной батареи получить переменное 220 В частотой 50 ГЦ. Такие приборы имеют достаточно большой спрос. Кто-то берет с собой в поездку автомобильный преобразователь напряжения, кто-то в поход, а кто-то использует преобразователь дома для питания телевизора в моменты отключения электроэнергии в сети.

 При разработке схемы встал вопрос, какой преобразователь напряжения взять за основу. Было решено применить схему мощного преобразователя, но с задающим генератором на микросхеме К561ТМ2. Такой генератор обладает нужной стабильностью частоты, что позволяет получить одинаковую амплитуду и длительность импульсов. Налаживания не требует в отличие от генератора на транзисторах. Также схема преобразователя была дополнена блоком стабилизации выходного напряжения.

Предлагаю взглянуть на схему преобразователя напряжения 12 220 В:

На элементах DD1.1, VD2, VD3, C1, C2, R1, R2 выполнен задающий генератор, а задает он собственно импульсы с четкой частотой следования 100 Гц. Далее импульсы поступают на вход D-триггера (11 вывод) DD1.2, который делит на два их частоту следования, и на выходе получаем два прямоугольных сигнала противоположных по фазе и с двойной скважностью. Эти сигналы являются управляющими двухтактного выходного каскада преобразователя напряжения. С прямого выхода (13 вывод) сигнал проходит компоненты C5, C7, R4 и поступает на базу транзистора VT2. Сигнал с инверсного выхода (12 вывод) делает путь через C6, C8, R5 и приходит на базу транзистора VT3. На конденсаторах C5, C7 и C6, C8 происходит утечка постоянной составляющей сигналов, для ее восстановления служат диоды VD6 и VD7.

Давайте теперь подробней рассмотрим схему двухтактного выходного каскада преобразователя напряжения. Он представляет собой два составных транзистора. Каждый такой транзистор собран по схеме Дарлингтона и содержит по три транзистора VT2, VT4, VT6 и VT3, VT5, VT7 соответственно. Чтобы избежать в выходном каскаде нестабильности теплового режима и уменьшить влияние разброса параметров транзисторов на его характеристики, в схему преобразователя введены резисторы R9 – R12. Для защиты транзисторов от выбросов напряжения самоиндукции применены диоды VD8 и VD9. Балансировка каскада осуществляется подстроечным резистором R6.

Взгляните еще раз на схему преобразователя напряжения 12 220 В, первичная обмотка трансформатора T1 подключена к коллекторам составных транзисторов. С вторичной обмотки получаем выходное переменное напряжение 220 В. Для того, чтобы форма выходного напряжения была близкой к синусоидальной необходимо сгладить ее прямоугольный профиль, эту роль выполняют конденсаторы С10, С11 и С12.

Нам осталось рассмотреть последний узел схемы преобразователя напряжения. Я упоминал о нем в начале статьи и выделил его как достоинство данной конструкции. Действительно, переоценить вносимую этим блоком функциональную составляющую сложно. Речь идет о блоке стабилизации выходного напряжения. Он состоит из элементов VT1, VD4, VD5, VD10, VD11, C9, R6, R7, R8. Алгоритм работы следующий. С диодов VD10 и VD11 выпрямленное выходное напряжение через делитель на резисторах R7, R8 проходит сглаживание на конденсаторе С9 и поступает на базу транзистора VT1. Напряжение на базе транзистора VT1, как видим, зависит от выходного напряжения. При увеличении выходного напряжения растет и напряжение на базе VT1. Растет оно до отметки 0,6 В, дальше происходит открытие транзистора и амплитуда импульсов на базах транзисторов VT2 и VT3 благодаря диодам VD4 и VD5 уменьшится, и дальнейшее увеличение выходного напряжения остановится.

Ну что ж со схемой преобразователя напряжения с питанием от автомобильной аккумуляторной батареи мы разобрались, предлагаю перейти к печатной плате.

Печатная плата автомобильного преобразователя напряжения 12 220 В, вид со стороны элементов:

А это вид печатной платы автомобильного преобразователя напряжения со стороны выводов:

Скачать печатную плату преобразователя в формате .lay можно по ссылке в конце статьи.

Детали. Транзистор VT1 можно брать с любым буквенным индексом из серий КТ315, КТ3102, КТ503. Транзисторы VT2 и VT3 – КТ315 с буквенным индексом Б, Г, Е или КТ342 с буквенным индексом А, Б, Г. VT4, VT5 – КТ815 или КТ817 без ограничений. В качестве выходных транзисторов VT6 и VT7 подойдут любые из серии КТ819. Обратите внимание VT6 и VT7 должны быть установлены на теплоотводе с площадью рассеивания не менее 200 см² на каждый транзистор. Диоды VD2 – VD7 любые из серий КД103, КД521, КД522. Под VD8, VD9 подойдут диоды КД208А или КД226А. Конденсаторы С1, С2, С4, С10, С11 керамические, но подойдут и пленочные, например К73-17. Конденсаторы С3, С5 – С9 – электролитические, с номинальным напряжением не ниже указанного на схеме. С12 пленочный неполярный на напряжение не ниже 630 В. Резистор R6 подстроечный, типа СП3-38а.

Под трансформатор Т1 подойдет с небольшими переделками ТП-100-7. Переделки касаются обмоток, а именно необходимо их все кроме сетевой удалить. Сетевая это обмотка II по схеме. Обмотку I нужно намотать проводом ПЭВ-2 1,6, а число витков подбирается экспериментальным путем, делается это следующим образом: при подключении к электросети обмотки II на половинах обмотки I должно быть напряжение в пределах 8,5 – 10,5 В.

Сетевая обмотка II, которую оставляем как есть, по умолчанию намотана проводом ПЭВ-1 0,55, и содержит 572 + 572 витка.

С деталями вроде бы разобрались, переходим к наладке преобразователя напряжения 12 220 В. Начинаем с отключения блока стабилизация, для этого отпаиваем один вывод резистора R7 или провод идущий к VD10, VD11 (смотрите рисунок с печатной платой преобразователя напряжения). Затем движок резистора R6 выставляем в среднее положение, к выходу подключаем вольтметр, настроенный на переменное напряжение и максимальный диапазон не ниже 400 В, подключаем питание к преобразователю напряжения от автомобильного аккумулятора. Вольтметр должен индицировать выходное напряжение в диапазоне 250 – 320 В.

Подключаем обратно блок стабилизации и подбираем сопротивление резистора R7 таким, чтобы выходное напряжение было 220 В. Теперь нужно настроить выходной каскад преобразователя напряжения. В разрыв каждого (кроме среднего) вывода первичной обмотки включаем лампу накаливания 12 В 10 Вт, подаем питание на преобразователь и, поочередно подключая вольтметр к каждой лампе, с помощью резистора R6 выставляем одинаковое напряжение на каждой лампе.

В заключении хотелось бы отметить, что данный преобразователь напряжения от автомобильной аккумуляторной батареи 12 В отлично себя зарекомендовал и уже несколько лет выручает в моменты отключения электроэнергии, а также в автомобильных походах когда есть необходимость в питании сетевых приборов.

Список файлов

invertor.lay

Печатная плата стабилизированного преобразователя напряжения

 Скачать

• Загрузок: 2066
• Размер: 78 Kb

Комментарии  

12

#11 Admin
29.04.2014 14:33

В авторском варианте 105х35мм

#12 Юрий
02.08.2014 03:29

7

2

Цитирую Серега:

Здравствуйте. Собрал схему, не работает стабилизация напряжения. Даже если замкнуть Э-К VT1 изменения нет. Выходное напряжение на холостом ходу около 310 Вольт, под нагрузкой (лампа 200 Ватт) подает до 220 Вольт, т.к. садится аккумулятор (старый). Да чуть не забыл транзисторы выходные КТ827А. Подскажите как сделать стабилизацию напряжения.

Вместо с7 и с8 впаяйте перемычки, и будет Вам счастье! Заработает!

#13 bluher2006
02.08.2014 12:15

3

4

Попробовал как советует Юрий: "Вместо с7 и с8 впаяйте перемычки, и будет Вам счастье! Заработает!". Впаял перемычки, выставил напряжение 220В на холостом ходу, но под нагрузкой, даже с лампой 100Вт напряжение падает до 178В. С отключенным резистором R7 напряжение с этой лампой становится 235В. И если смотреть осциллографом, то под нагрузкой, но с отключенным резистором R7 на выходе ровный меандр, а с подключенным верхние полки меандра - как синусоида т.е. колебательный процесс.

#14 Юрий
02.08.2014 12:35

4

2

Попробуйте заменить с5-с8 на 1мкф или может даже на 0,1 проверьте осциллографом,результат потом напишите! Каким проводом по диаметру у Вас намотана обмотка 1? Какой мощности трансформатор? Какие выходные транзисторы?

#15 Юрий
02.08.2014 14:23

4

2

bluher2006! Немножко я завел Вас в заблуждение! Уж извините!!!
Разобрал свой посмотрел у меня перемычки стоят в место конденсаторов С5 и С6. Работает стабильно, устройство у меня вмонтировано в автомобиль. Схемка немного измененная задающий у меня собран на к561лн2 дальше к561тм2 делитель, выходной каскад как на этой схеме. Трансформатор выполнен на кольце от стабилизатора времен СССР, по расчету железа 300ВТ, На выходе 6 шт 819г по 3 в плече. 200Вт дает легко! Было собрано много экземпляров.

#16 bluher2006
02.08.2014 21:29

3

5

Юрий! С конденсаторами меньшей емкости сразу падает выходное напряжение. Если ставить перемычки, то разницы нет вместо С5-С6,или С7-С8 проверял. С перемычками регулируется, но под нагрузкой снижается к 180В. Выходные транзисторы VT6-VT7 КТ827А. Трансформатор ТС180. Обмотка I намотана проводом ПЭЛ 1,8 в два провода. Лампу на 200Вт легко держит. транзисторы градусов 45-50 рука терпит. Запускал даже телевизор 3УСЦТ с диагональю 61см и с петлёй размагничивания, правда по звуку было слышно как-бы разгоняется при включении, наверное ограничивала ток выходная обмотка. Этот телевизор не мог включить ни один преобразователь заводского изготовления - уходили в защиту, а этот запускал и работал АБ 90Ah.

#17 Юрий
03.08.2014 09:59

8

2

bluher2006! после того как поставили перемычки Вы эту настройку делали В разрыв каждого (кроме среднего) вывода первичной обмотки включаем лампу накаливания 12 В 10 Вт, подаем питание на преобразователь и, поочередно подключая вольтметр к каждой лампе, с помощью резистора R6 выставляем одинаковое напряжение на каждой лампе.? Похоже что выходной каскад работает не в режиме! Один экземпляр я делал без r6 коллектор vt1 был припаян прям к диодам, но не могу вспомнить зачем я это делал но помню что выходное напряжение регулировалось от 30 до 300 вольт.

#18 Юрий М
25.02.2016 08:20

2

4

А если вместо каскада транзисторов в оба плеча поставить мощные полевые транзисторы?

#19 bluher2006
13.05.2016 20:37

4

4

Не пробовал ставить мощные полевые транзисторы т. к. не знаю как лучше рассчитать схему управления ими, т. е. схему заряда-разряда емкостей затворов.

#20 truck-23
23.11.2016 14:29

6

2

Вопрос к Юрию,вы говорите:
"На выходе 6 шт 819г по 3 в плече. 200Вт дает легко!"
Это вы вместо VT2,VT3,VT4,VT5 тоже 819г поставили?
Или вместо VT6 и VT7 какие то сборки из 819г,по три в каждой?
Если сборки,то как они выглядят?

12

Обновить список комментариев

Войдите чтобы комментировать