Недавно мой сосед проявил большой интерес к созданию маломощного инвертора с нуля. Этот портативный инверторный преобразователь преобразует напряжение низковольтного аккумулятора в сетевое переменное напряжение 230 В/50 Гц, которое можно использовать для питания маломощного оборудования. Поскольку несколько конструкций инверторов уже были опубликованы в Интернете, цель здесь состояла в том, чтобы сделать проект открытым для других и основанным на компонентах, имеющихся в продаже и знакомых всем новичкам и любителям. Ниже описана схема, в которой используются легкодоступные n-канальные MOSFET и недорогая КМОП микросхема, генерирующая прямоугольные импульсы. Поскольку прямоугольной импульсы генерируются одной микросхемой, схему можно легко модифицировать для 50 Гц или 60 Гц, 115 В или 230 В и широкого диапазона входных напряжений.
Рисунок 1. | Принципиальная схема портативного инверторного преобразователя. |
Основным элементом устройства, схема которого показана на Рисунке 1, является микросхема ждущего/автоколебательного мультивибратора CD4047 (IC1). Резистор R2 и конденсатор C3, подключенные к выводам 2 и 3, будут определять частоту выходных импульсов мультивибратора (здесь она составляет примерно 50 Гц). Микросхема имеет два противофазных выхода импульсов Q и /Q (выводы 10 и 11, соответственно). Выходные прямоугольные импульсы управляют силовым трансформатором TR1 через транзисторные каскады T1-T3-T5 и T2-T4-T6. В моем прототипе в качестве TR1 использовался 60-ваттный тороидальный трансформатор с номинальным напряжением вторичной обмотки 12 В с.к.з. и максимальным током 5 А (Рисунок 2). Я включал инвертор с 12-вольтовым герметичным щелочным аккумулятором емкостью около 7 А·ч, и успешно питал одну лампочку 230 В/40 Вт. КПД выглядит многообещающим, поскольку и MOSFET, и трансформатор скорее теплые, чем горячие.
Рисунок 2. | Силовой трансформатор TR1. |
Рисунок 3. | Радиаторы для транзисторов в корпусах TO-220. |
Поскольку в инверторе присутствует опасное для жизни сетевое напряжение, настоятельно рекомендуется поместить его в металлический корпус (с соответствующими вентиляционными отверстиями). Самый большой компонент – это тороидальный трансформатор, который должен быть надежно закреплен на шасси. MOSFET T5-T6 должны быть установлены на теплоотводы для корпусов TO-220, подобные изображенным на Рисунке 3. Предлагаемый портативный инвертор предназначен для питания некоторых маломощных устройств в тех случаях, когда сеть переменного тока недоступна, например, в туристических походах.
Рисунок 4. | Форма выходных импульсов микросхемы IC1. |