Электрический Щелкунчик 12V DC – Самодельный

Сверхпростой преобразователь 12-220 Вольт 50Гц 300Ватт

В последнее время очень часто наблюдаю, что все больше и больше людей увлекаются сборкой самодельных инверторов. Поскольку заинтересованы начинающие радиолюбители, я решил вспомнить о схеме, которую опубликовал на нашем сайте год назад. Сегодня я решил переделать схему увеличивая выходную мощность и детально пояснить процесс сборки.

Скажу сразу – это самый простой преобразователь 12-220 с учетом выходной мощности схемы. В качестве задающего генератора задействован старый и добрый мультивибратор. Разумеется, такое решение многим уступает современным высокоточным генераторам на микросхемах, но давайте не забудем, что я стремился максимально упростить схему так, чтобы в итоге получился инвертор, который будет доступен широкой публике. Мультивибратор – не есть плохо, он работает более надежно, чем некоторые микросхемы, не так критичен к входным напряжениям, работает при суровых погодных условиях (вспомним TL494, которую нужно подогревать, при минусовых температурах).

Трансформатор использован готовый, от UPS, габариты сердечника позволяют снять 300 ватт выходной мощности. Трансформатор имеет две первичные обмотки на 7 Вольт (каждое плечо) и сетевую обмотку на 220 Вольт. По идее, подойдут любые трансформаторы от бесперебойников.

Диаметр провода первичной обмотки где-то 2,5мм, как раз то, что нужно.

Основные характеристики схемы

Номинал входного напряжения – 3,5-18 Вольт
Выходное напряжение 220Вольт +/-10%
Частота на выходе – 57 Гц
Форма выходных импульсов – Прямоугольная
Максимальная мощность – 250-300 Ватт.

Недостатки

Долго думал какие у схемы недостатки, на счет КПД, оно на 5-10% ниже аналогичных промышленных устройств.
Схема не имеет никаких защит на входе и на выходе, при КЗ и перегрузке полевые ключи будут перегреваться до тех пор, пока не выйдут из строя.
Из за формы импульсов, трансформатор издает некий шум, но это вполне нормально для таких схем.

Достоинства

Простота, доступность, затраты, 50 Гц на выходе, компактные размеры платы, легкий ремонт, возможность работы в суровых погодных условиях, широкий допуск используемых компонентов – все эти достоинства делают схему универсальной и доступной для самостоятельного повторения.

Китайский инвертор на 250-300 ватт, можно купить где-то за 30-40$, на этот инвертор я потратил 5$ – купил только полевые транзисторы, все остальное найдется на чердаке думаю у каждого.

Элементная база

В обвязке минимальное количество компонентов. Транзисторы IRFZ44 можно с успехом заменить на IRFZ40/46/48 или на более мощные – IRF3205/IRL3705, они не критичны.

Транзисторы мультивибратора TIP41 (КТ819) можно заменить на КТ805, КТ815, КТ817 и т.п.

С успехом подключал к этому инвертору телевизор, пылесос и другие бытовые устройства, работает неплохо, если устройство имеет встроенный импульсный БП, то вы не заметите разницы в работе от сети и от преобразователя, в случае запитки дрели – запускается с неким звуком, но работает довольно хорошо.

Плата была нарисована вручную обыкновенным маникюром

В итоге инвертор понравился на столько, что решил поместить в корпус от компьютерного блока питания.
Реализована также функция REM, для включения схемы нужно всего лишь подключить провод REM на плюсовую шину, тогда поступит питание на генератор и схема начнет работать.

С такой схемы вполне реально снять и большую мощность (500-600 Ватт, может и больше), в дальнейшем попробую увеличить мощность, так, что следующая статья не за горами, до новых встреч.

Самодельный преобразователь напряжения с 12 на 220В своими руками

Преобразователь напряжения очень полезный и иногда незаменимый прибор. Если вы часто выезжаете на природу или рыбалку с ночёвкой, то свет вам просто необходим, решить эту проблему поможет преобразователь напряжения с 12 на 220В, с его помощью можно подключить и освещение и другие приборы. Конечно можно его просто купить, но куда приятней собрать своими руками!

Недавно у меня появилась идея самостоятельно разработать и собрать компактный и очень экономичный коммутационный инвертор от 12 до 220 В для питания светодиодной лампы 220 В с минимальным количеством радиокомпонентов, способных работать до 14 часов от небольшой 7 А h 12В аккумулятор и имеющий защиту от полной разрядки аккумулятора. После долгих бессонных ночей мне все же удалось создать инвертор, который потребляет всего 0,5 А / ч и способен питать сверхъяркую светодиодную лампу 220 В.

На этом рисунке изображена схема импульсного однотактного преобразователя напряжения с 12 на 220В. Генератор импульсов собран на широко используемой микросхеме NE555 или советском аналоге KR1006VI1.

Стабилизатор напряжения L7809CV поддерживает постоянное напряжение на 9В микросхеме, и, следовательно, разряд батареи не влияет на рабочую частоту микросхемы. Благодаря тщательно подобранному сопротивлению резисторов R2 и R3 микросхема выдает идеально прямоугольные импульсы, режим работы микросхемы составляет 50%, рабочая частота составляет 11,6 кГц. Когда генератор работает в этом режиме, транзистор T2 MJE13009 практически не нагревается; достаточно разместить его на маленьком радиаторе размером 30х50х10 мм.

Защита от разрядки аккумулятора собрана на транзисторе T1 BD139, подстроечном резисторе P1, резисторе R1 и реле Rel1 SRD-12VDC-SL-C. Как работает защита? Включив переключатель S1, нажмите кнопку S2. Через резистор R1 и подстроечный P1 питание подается на базу транзистора T1 и реле Rel1, контакты реле блокируются. Подстроечный резистор P1 ограничивает ток, протекающий через транзистор T1. Как только напряжение батареи падает до 10 В, ток на базе транзистора Т1 уменьшается, и транзистор замыкается, контакты реле Rel1 размыкаются, и инвертор выключается.

Настройка защиты заключается в правильной установке тока удержания реле. Подключите инвертор к регулируемому источнику питания с фиксированным напряжением 12 В. Понизив напряжение питания до 9,5 – 10 В резистором подстройки P1, выберите момент срабатывания защиты от разрядки аккумулятора.

На рисунке ниже, изображена печатная плата импульсного преобразователя напряжения с 12 на 220В. Размер платы 52х24 мм. Скачайте плату в формате lay, распечатайте и перенесите на текстолит с помощью лазерно утюжной технологии. Ничего зеркалить не нужно, все нарисовано как, надо.

А, теперь я расскажу о самой важной и трудоемкой в изготовлении для начинающих радиолюбителей детали, импульсном трансформаторе, который вам, дорогие друзья, придется наматывать самостоятельно. На самом деле ничего сложного в этом деле нет, стоит только начать, а дальше все пойдет, как по маслу.

И так . Вам понадобится импульсный трансформатор от блока питания компьютера или от импортного цветного телевизора. Размер каждой половины “W” -образной магнитопровода 35х21х11мм, размер собранного магнитопровода 35х42х11мм. У вас есть трансформатор, но перед перемоткой, прочитайте здесь о том, как разобрать импульсный трансформатор от блока питания компьютера или импортированного цветного телевизора.

Для намотки импульсного трансформатора я использую самодельный станок, его можно заводить вручную, но это занимает очень много времени. Мы наматываем обмотки в одном направлении, поворачиваемся к повороту, концы обмоток тщательно полируются лезвием строительного ножа.

Каждый слой провода во избежание пробоя изолируем тремя слоями канцелярского скотча. Сначала наматывается выходная обмотка, содержащая 220 витков медного провода в лаковой изоляции d = 0,5 мм. Вторая обмотка – обмотка коллектора, содержащая 50 витков медной проволоки в лаковой изоляции d = 0,5 мм. Да, да, это именно первые 220 витков, вторые 50 витков. Как показала практика и многочисленные эксперименты с количеством витков и последовательностью обмоток, это лучший вариант и, соответственно, максимальная мощность импульсного преобразователя напряжения.

Да, еще одна важная деталь для несимметричного инвертора, которым является это устройство, – это необходимость установить немагнитный зазор между двумя частями ферритовой магнитной цепи 1,2 мм. Заметка! На этом рисунке показаны две разные магнитные цепи с немагнитным зазором и без него.

Почему они такие разные?
Это потому, что слева есть магнитная цепь от трансформатора от блока питания импортированного цветного телевизора, построенного по однотактной схеме, а справа – от магнитной цепи от трансформатора блока питания компьютера, построенного с использованием двухтактная схема. Поэтому, если у вас есть трансформатор от импортного цветного телевизора с немагнитным зазором 1,2 мм, смело промазывайте половинки магнитопровода клеем и соберите трансформатор.

Причем, тут нужно повозиться с трансформатором от блока питания компьютера. Необходимо вырезать два круга из толстого картона и приклеить ферритовый магнитопровод к центральному пальцу, зазор между половинками должен составлять 1,2 мм.

Какие лампы можно подключать к инвертору?
Преобразователь импульсного напряжения предназначен для питания одной светодиодной лампы Feron 230 В 7 Вт E14 6400K, он также отлично работает с другими лампами, такими как Saffit 230 В 7 Вт E14 6400K, Onlight 230 В 7 Вт E14 6400K и аналогичными лампами с потребляемой мощностью не более 7 Вт. Помимо лампочек навигатора, эти лампы во время эксперимента отказывались работать на частоте 11,6 кГц, похоже, у них есть защита. Я не рекламирую производителей светодиодных ламп, а просто пишу о результатах своего эксперимента.

Категорически запрещено подключать к инвертору другие бытовые приборы, телевизоры, компьютеры, пылесосы, так как из-за высокой частоты генератора они могут выйти из строя!

Сколько потребляет этот чудо инвертор?
Из-за очень низкого энергопотребления всего 0,5 А / ч, инвертор может работать от батареи 12 В 7 А / ч до 14 часов. Автомобильная аккумуляторная батарея 12 В емкостью 60 А / ч будет работать около 120 часов непрерывной работы преобразователя напряжения. Если после сборки инвертор потребляет более или менее 0,5 А / ч, то необходимо выбрать сопротивление резистора R2.

Рабочая частота импульсного инвертора 11,6 кГц, duty 50%, в таком режиме микросхема NE555 генерирует идеально прямоугольные импульсы.

Все детали инвертора легко помещаются в небольшой пластиковой распределительной коробке размером 75х75х45 мм.

Яркости лампы достаточно, для комфортного чтения интересной книги.

Импульсный преобразователь незаменимый помощник для автомобилистов. Заменить колесо, выполнить мелкий ремонт двигателя, все это легко сделать ночью или в гараже без электричества.

Список радиодеталей необходимых для сборки импульсного инвертора

• Микросхема NE555 или КР1006ВИ1
• Стабилизатор напряжения L7809CV
• Резисторы R1 10К, R2 1K, R3 5.1K, R4 100R, P1 10K
• Конденсатор C1 10nf, C2 1mf
• Транзисторы T1 BD139, T2 MJE13009, КТ819
• Реле Rel1 SRD-12VDS-SL-C
• Трансформатор Tr1 от импортного цветного телевизора или компьютерного блока питания с ферритовым магнитопроводом 35х42х11мм
• Медный провод в лаковой изоляции d=0.5 мм
• Светодиодная лампа Feron 230V 7W E14 6400K, Saffit 230V 7W E14 6400K, Онлайт 230V 7W E14 6400K и другие, кроме лампочек фирмы Navigator
• Провод медный, многожильный, в двойной изоляции 2х0.5 мм
• Патрон E14
• Выключатель S1
• Кнопка с нормально разомкнутыми контактами S2
• Кусок текстолита 52х24 мм
• Коробка пластиковая распределительная 75х75х45 мм
• Радиатор для транзистора Т2 30х50х10 мм
• Провода соединительные
• Комплект прямых рук для сборки

Спасибо что заглянули, подпишитесь на канал и поставьте лайк!

Предлагаю посмотреть видео о том, как работает этот преобразователь напряжения.

Электрический Щелкунчик 12V DC – Самодельный

Питание на испытаниях 13в давал. Ток ХХ примерно 900мА. С нагрузкой в виде асинхронного двигателя мощностью 30 ватт ток около 6А. Сначала не мог додуматься, почему схема на ХХ жрала 5А (при подключении вообще до 10А). Оказалось, что советский электролит совсем высох и емкости почти не было, позже заменил на другой и схема преобразователя завелась, как часы. На фото Котэ наблюдает за интересным электромоторчиком:

Транзисторы использовал (название не помню) на 40А и 50В. Драйвер и ШИМ-контроллер – микросхема SG3824, схема включения из даташита. Единственная доработка – это в цепи защиты по току (1-я нога, инверсный вход компаратора) поставил диодный мост и с обмотки транса на 12В подавал напряжение (в UPC устроенно немного по другому) и положительное напряжение подавалась на ту же ногу. Получается одновременно и стабилизация выходного, которое стоило бы подстроить и тем не менее лампочка на 100в не сгорела, а вот двигатель нагрелся – обмотки даже вонять стали. Если изменять сопротивление резистора на 7-й ноге, часта генератора изменяется и меняет обороты, но в узких переделах, ибо рассчитан асинхронный двигатель на 50Гц (там как раз больше всего отдача по мощности), а напряжение при первом пуске было 260В, что тоже нормально.

По поводу печатных плат – сделал по-простому: зажал текстолит и тупо отрезал от всей платы ножницами сам генератор, а затем ещё кусочек платы, для того, чтобы прикрутить радиаторы транзисторов. Теперь мне осталось найти только нормальный конденсатор в питание устройства и крышку преобразователя можно наглухо закрутить.

Еще думал по поводу токовой защиты. При определенном токе нагрузки поставить индикатор в виде красного светодиода, а также для индикации питания (зеленый). Можете посмотреть небольшое видео, наглядно демонстрирующее работу преобразователя напряжения:

Собрал корпус окончательно. На испытаниях ради интереса подключил лампочку на 100в, и о – чудо: стрелка амперметра застыла на отметке 10А, а это значит, что потерь практически нет! Полевые испытания показали, что преобразователь тянет спокойно нагрузку в 250 ватт, работая от акумулятора автомобиля. Внешний вид собранного девайса в корпусе:

И самое главное, что меня радует – это холодные радиаторы транзисторов, даже когда выпрямительные диоды (д242) у зарядника уже начинают закипать!

Также к корпусу привинтил отличную ручку, снятую с радиостанции РСВ-2, и теперь преобразователь 12-220В окончательно закончен. Автор конструкции: bvz

Как сделать высокочастотный индукционный нагреватель своими руками – схема простого индуктивного горна для нагрева металла электричеством

Сейчас мы узнаем как сделать своими руками индукционный нагреватель, который можно использовать для разных проектов или просто для удовольствия. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий или медь. Вы можете использовать её для пайки, плавления и ковки металлов. Вы можете использовать самодельный индуктивный нагреватель и для литья.

Мое учебное пособие охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых из важнейших компонентов.

Инструкция большая, в ней мы рассмотрим основные шаги, дающие вам представление о том, что входит в такой проект, и о том, как его спроектировать, чтобы ничего не взорвалось.

Для печи я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр. Кстати, в тестах с жидким азотом он неплохо себя показал против брендовых термометров.

Шаг 1: Компоненты

Основные компоненты высокочастотного индукционного нагревателя для нагрева металла электричеством — инвертор, драйвер, соединительный трансформатор и колебательный контур RLC. Вы увидите схему чуть позже. Начнем с инвертора. Это — электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток на переменный. Для мощного модуля он должен работать стабильно. Сверху находится защита, которая используется, чтобы защитить привод логического элемента МОП-транзистора от любого случайного перепада напряжения. Случайные перепады вызывают шум, который приводит к переключению на высокие частоты. Это приводит к перегреву и отказу МОП-транзистора.

Линии с большой силой тока находятся внизу печатной платы. Много слоев меди используются, чтобы позволить им пропускать более 50А тока. Нам не нужен перегрев. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с обеих сторон. Это необходимо, чтобы рассеивать тепло, вырабатываемое МОП-транзисторами.

Изначально я использовал вентиляторы, но чтобы справиться с этой мощностью, я установил небольшие водяные насосы, благодаря которым вода циркулирует через алюминиевые теплоотводы. Пока вода чистая, трубки не проводят ток. У меня также установлены тонкие слюдяные пластины под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через стоки.

Шаг 2: Схема инвертора

Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.

Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев. Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.

Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.

Шаг 3: Драйвер

Эта схема действительно большая. Вообще, вы можете прочитать про простой маломощный инвертор. Если вам нужна большая мощность, вам нужен соответствующий драйвер. Этот драйвер будет останавливаться на резонансной частоте самостоятельно. После того, как ваш металл расплавится, он останется заблокированным на правильной частоте без необходимости какой-либо регулировки.

Если вы когда-либо строили простой индукционный нагреватель с чипом PLL, вы, вероятно, помните процесс настройки частоты, чтобы металл нагревался. Вы наблюдали за движением волны на осциллографе и корректировали частоту синхронизации, чтобы поддерживать эту идеальную точку. Больше не придется этого делать.

В этой схеме используется микропроцессор Arduino для отслеживания разности фаз между напряжением инвертора и емкостью конденсатора. Используя эту фазу, он вычисляет правильную частоту с использованием алгоритма «C».

Я проведу вас по цепи:

Сигнал емкости конденсатора находится слева от LM6172. Это высокоскоростной инвертор, который преобразует сигнал в красивую, чистую квадратную волну. Затем этот сигнал изолируется с помощью оптического изолятора FOD3180. Эти изоляторы являются ключевыми!

Далее сигнал поступает в PLL через вход PCAin. Он сравнивается с сигналом на PCBin, который управляет инвертором через VCOout. Ардуино тщательно контролирует тактовую частоту PLL, используя 1024-битный импульсно-модулированный сигнал. Двухступенчатый RC-фильтр преобразует сигнал PWM в простое аналоговое напряжение, которое входит в VCOin.

Как Ардуино знает, что делать? Магия? Догадки? Нет. Он получает информацию о разности фаз PCA и PCB от PC1out. R10 и R11 ограничивают напряжение в пределах 5 напряжений для Ардуино, а двухступенчатый RC-фильтр очищает сигнал от любого шума. Нам нужны сильные и чистые сигналы, потому что мы не хотим платить больше денег за дорогие мосфеты после того, как они взорвутся от шумных входов.

Шаг 4: Передохнём

Это был большой массив информации. Вы можете спросить себя, нужна ли вам такая причудливая схема? Зависит от вас. Если вы хотите автонастройку, тогда ответ будет «да». Если вы хотите настраивать частоту вручную, тогда ответ будет отрицательным. Вы можете создать очень простой драйвер всего лишь с таймером NE555 и использовать осциллограф. Можно немного усовершенствовать его, добавив PLL (петля фаза-ноль)

Тем не менее, давайте продолжим.

Шаг 5: LC-контур

К этой части есть несколько подходов. Если вам нужен мощный нагреватель, вам понадобится конденсаторный массив для управления током и напряжением.

Во-первых, вам нужно определить, какую рабочую частоту вы будете использовать. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект (меньшее проникновение) и хороши для небольших объектов. Более низкие частоты лучше для больших объектов и имеют большее проникновение. Более высокие частоты имеют большие потери при переключении, но через бак пройдет меньше тока. Я выбрал частоту около 70 кГц и дошел до 66 кГц.

Мой конденсаторный массив имеет ёмкость 4,4 мкФ и может выдерживать более 300А. Моя катушка около 1мкГн. Также я использую импульсные пленочные конденсаторы. Они представляют собой осевой провод из самовосстанавливающегося металлизированного полипропилена и имеют высокое напряжение, высокий ток и высокую частоту (0.22 мкФ, 3000В). Номер модели 224PPA302KS.

Я использовал две медные шины, в которых просверлил соответствующие отверстия с каждой стороны. Паяльником я припаял конденсаторы к этим отверстиям. Затем я прикрепил медные трубки с каждой стороны для водного охлаждения.

Не берите дешевые конденсаторы. Они будут ломаться, и вы заплатите больше денег, чем если бы вы сразу купили хорошие.

Шаг 6: Сборка трансформатора

Если вы внимательно читали статью, вы зададите вопрос: а как управлять LC-контуром? Я уже рассказывал об инверторе и контуре, не упоминая, как они связаны.

Соединение осуществляется через соединительный трансформатор. Мой от Magnetics, Inc. Номер детали — ZP48613TC. Adams Magnetics также является хорошим выбором при выборе ферритовых тороидов.

Тот, что слева, имеет провод 2мм. Это хорошо, если ваш входной ток ниже 20А. Провод перегреется и сгорит, если ток больше. Для высокой мощности вам нужно купить или сделать литцендрат. Я сделал сам, сплетя 64 нити из проволоки 0.5мм. Такой провод без проблем может выдержать ток 50А.

Инвертор, который я показал вам ранее, принимает высоковольтный постоянный ток и изменяет его на переменные высокие или низкие значения. Эта переменная квадратная волна проходит черезч соединительный трансформатор через переключатели мосфета и конденсаторы связи постоянного тока на инверторе.

Медная трубка из емкостного конденсатора проходит через нее, что делает ее одновитковой вторичной обмоткой трансформатора. Это, в свою очередь, позволяет сбрасываемому напряжению проходить через конденсатор емкости и рабочую катушку (контур LC).

Шаг 7: Делаем рабочую катушку

Один из вопросов, который мне часто задавали: «Как ты делаешь такую изогнутую катушку?» Ответ — песок. Песок будет препятствовать разрушению трубки во время процесса изгиба.

Возьмите медную трубку от холодильника 9мм и заполните ее чистым песком. Перед тем, как сделать это, закройте один конец какой-нибудь лентой, а также закройте другой после заполнения песком. Вкопайте трубу соответствующего диаметра в землю. Отмерьте длину трубки для вашей катушки и начните медленно наматывать её на трубу. Как только вы сделаете один виток, остальные будет сделать несложно. Продолжайте наматывать трубку, пока не получите количество желаемых витков (обычно 4-6). Второй конец нужно выровнять с первым. Это упростит подключение к конденсатору.

Теперь снимите колпачки и возьмите воздушный компрессор, чтобы выдуть песок. Желательно делать это на улице.

Обратите внимание, что медная трубка также служит для водного охлаждения. Эта вода циркулирует через емкостный конденсатор и через рабочую катушку. Рабочая катушка генерирует много тепла от тока. Даже если вы используете керамическую изоляцию внутри катушки (чтобы удерживать тепло), вы по-прежнему будете иметь чрезвычайно высокие температуры в рабочем пространстве, нагревающие катушку. Я начну работу с большим ведром ледяной воды и через некоторое время она станет горячей. Советую заготовить очень много льда.

Шаг 8: Обзор проекта

Выше представлен обзор проекта на 3 кВт. Он имеет простой PLL-драйвер, инвертор, соединительный трансформатор и бак.

Видео демонстрирует 12кВт индукционный горн в работе. Основное различие заключается в том, что он имеет управляемый микропроцессором драйвер, более крупные МОП-транзисторы и теплоотводы. Блок 3кВт работает от 120В переменного тока; блок 12 кВт использует 240В.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.