Автомобільний інвертор 12 220v своїми руками
Інвертор (перетворювач) використовують для підключення до бортової мережі автомобіля різних пристроїв, що працюють від напруги 220 вольт, наприклад, потужного підсилювача або ноутбука. Перетворювачі, які продають в магазинах, не завжди можуть видати необхідну потужність, тому багато водіїв, котрі розуміються на електроніці, роблять автомобільний інвертор 12 220v своїми руками. Пристрої, які роблять своїми руками, краще підходять для харчування конкретних пристроїв, а також обходяться дешевше, ніж серйозні агрегати, що продаються в магазинах.
Як працює інвертор
Основа автомобільного інвертора - генератор з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Цей пристрій працює від акумулятора 12 вольт і видає прямокутні імпульси (меандр) із змінною шпаруватістю (співвідношенням часу наявності / відсутності напруги). Коли шпаруватість дорівнює одиниці, інвертор забезпечує максимальний струм. Чим менше шпаруватість, тим відповідно, менше струм. При цьому напруга на виході завжди відповідає значенню 220 вольт.
Коли інвертор працює без навантаження, шпаруватість сигналів ШІМ-генератора мінімальна, а напруга на виході складає 220в. Підключення навантаження призводить до збільшення струму і падіння напруги на виході пристрою нижче 220v. Система зворотного зв'язку порівнює вихідну напругу з заданим стандартом, після чого подає на генератор сигнал, що збільшує шпаруватість імпульсів. Завдяки цьому зростає вихідна потужність, піднімається напруга. При відключенні навантаження вихідна напруга піднімається вище 220 вольт, після чого система зворотного зв'язку знижує шпаруватість імпульсів до тих пір, поки напруга не прийде в норму. Зміна шпаруватості і вихідного струму призводить до збільшення навантаження на акумулятор, тому його напруга нерідко опускається нижче 12 вольт. У цьому випадку схема зі зворотним зв'язком ще більше збільшує шпаруватість, аж до одиниці.
Нерідко перетворювач, зроблений своїми руками, в якому не передбачена зворотний зв'язок, реагує на підключення до розрядженому акумулятору зниженням вихідної напруги. Тому вони не дуже підходять для живлення підсилювача або ноутбука, але цілком зможуть забезпечити функціонування пристроїв з реактивним навантаженням - ручний електроінструмент, лампи, кип'ятильники.
Якщо перетворювач необхідний для живлення підсилювача, приймача, телевізора або ноутбука, то без зворотного зв'язку не обійтися. Деяке ускладнення схеми компенсується тим, що зворотний зв'язок дозволяє компенсувати варіації напруги, завдяки чому забезпечить нормальну роботу підсилювача або інших пристроїв.
вибір схеми
В інтернеті викладено величезну кількість схем пристроїв, що перетворюють енергію автомобільного акумулятора (12 вольт) в змінну напругу 220 вольт і придатних для виготовлення своїми руками. Тому вибирати схему необхідно, орієнтуючись на доступ до елементної бази і досвід роботи з такими пристроями. Якщо неподалік від вас є магазин радіодеталей, то ви можете дізнатися у них, які контролери та силові транзистори найбільш доступні і вже під них підібрати найбільш підходящу схему. Також можна скористатися тими деталями, які є в будь-якому блоці живлення комп'ютера. Звідти ви зможете взяти:
- контролер (ШІМ-генератор);
- ферритові кільце для трансформатора;
- силові транзистори;
- конденсатори;
- резистори;
- фільтруючі дроселі.
Якщо ви не впевнені в тому, що зможете своїми руками зробити складний пристрій зі зворотним зв'язком, збирайте інвертор 12 → 220 вольт на основі мультивібратора на 50 герц. Трансформатор для нього можна зняти зі старого транзисторного телевізора або джерела безперебійного живлення (UPS). Такий інвертор займає набагато більше місця, ніж комунікаційні пристрої, проте він простіше в налаштуванні, та й деталі для нього знайти легше.
Підключення та експлуатація інвертора
Автомобільний інвертор з 12 в 220 вольт потужністю більше 120 ват споживає струм понад 10 ампер, тому його небажано підключати до штатного прикурювача або замку запалювання. Це особливо актуально для сучасних автомобілів. Адже сильніший струм призведе до перегорання запобіжника, а установка замість нього «жучка» може закінчитися пожежею проводки. Тому інвертор потужністю понад 120 ват необхідно підключати до акумулятора через запобіжник і вимикач з реле. Для цього доведеться своїми руками прокласти окремий провід і встановити десь розетку на 220 вольт. Її можна поставити як під передньою панеллю з боку пасажира, так і в багажнику. Адже дуже незручно кожен раз відкривати капот, підключати інвертор до акумулятора і тягнути дріт в салон машини. Простіше натиснути на кнопку, яка включає реле і перетворювач з 12 на 220 вольт почне працювати.
паразитні гармоніки
Будь-інвертор, що працює від акумулятора 12 вольт, крім напруги з частотою 50 герц, виробляє і величезна кількість гармонік, велика частина яких кратні частоті роботи ШІМ-генератора. Ці гармоніки з'являються через вплив меандру на коливальний контур, утворений трансформатором і конденсатором. Якщо рівень гармонік високий, то вони будуть впливати на роботу підсилювача, CD-програвача або з паралельним підключених до бортової мережі автомобіля (12 вольт) наповнюючи їх сигнал шумами, тріском, гарчанням і іншими сторонніми звуками. Однак гармоніки ніяк не позначаться на роботі ноутбука, лампи або ручного електричного інструменту.
Щоб знизити вплив паразитних гармонік, перетворювач інвертора 12 - 220 вольт закривають тонким бляшаним екраном і своїми руками підключають до мінусової клеми акумулятора. Також можна боротися з гармоніками збільшенням частоти ШІМ-генератора, до того ж підключивши своїми руками додаткові дроселі в ланцюзі вхідного і вихідного напруги. Велика індуктивність не заважає проходженню постійного струму. Однак для змінного струму діє інше правило - чим вище частота або індуктивність, тим вище реактивний опір. З огляду на, що частота паразитних гармонік набагато вище частоти роботи генератора, правильно підібраний дросель в десятки разів знижує їх інтенсивність.