Портативный инверторный преобразователь

Texas Instruments CD4047

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.

Держим старые цены на MEAN WELL весь июль!

Принципиальная схема портативного инверторного преобразователя.
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.

Силовой трансформатор TR1.
Рисунок 2. Силовой трансформатор TR1.
 
Радиаторы для транзисторов в корпусах TO-220.
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.

Форма выходных импульсов микросхемы IC1.
Рисунок 4. Форма выходных импульсов микросхемы IC1.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD4047B
  2. Datasheet ON Semiconductor BD139
  3. Datasheet Vishay BS170
  4. Datasheet Infineon IRFZ44N

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Portable Power Inverter Circuit

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

47 предложений от 28 поставщиков
4000 CMOS, 4047, DIP14, 18V; Logic IC Function:Monostable/Astable Multivibrator; Logic IC Family:4000 CMOS; Logic IC Base Number:4047; Time, Rise:20ns; Time, Fall:20ns;...
T-electron
Россия и страны СНГ
CD4047BM96
Texas Instruments
8 ₽
ЭИК
Россия
CD4047BPWR
Texas Instruments
от 9 ₽
DM Electronics
Россия
CD4047BE
Texas Instruments
1 648 ₽
ТаймЧипс
Россия
CD4047BNSE4
Texas Instruments
по запросу
Запись онлайн-семинара Создание малошумящих импульсных источников питания. Практические рекомендации от Analog Devices
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя