Инвертор для зарядного устройства своими руками

Инвертор из бесперебойника

Дата: 15.03.2016 // 0 Комментариев

В быту иногда возникает острая необходимость в бесперебойном питании различных устройств. Это могут быть аварийное освещение, инкубаторы, аквариумное оборудования или простой усилитель, с которым компания вырвалась на природу. Современные бюджетные компьютерные источники бесперебойного питания способны проработать не более получаса от автономного питания, а те которые могут и специально для этого предназначены, стоят совсем других денег. Автомобильные инверторы на выходе не всегда выдают частоту в 50 Гц. Если нужна автономность на несколько часов, тогда в голову сразу приходит мысль, можно ли запитать UPS от обыкновенного автомобильного аккумулятора. На этот вопрос мы и постараемся сегодня дать ответ, сделаем инвертор из ИБП своими руками.

Инвертор из бесперебойника

Для переделки в инвертор мы выбрали UPS Mustek Power Must 800 USB (номер платы 098-17615-00-S1), этот UPS как будто создан для того, что бы его переделали, тем более нагрузка в 500 Вт для бытовых целей не такая уж и малая.

Переделка ИБП под автомобильный аккумулятор будет разбита на несколько этапов:

• Отключение функции Green Power
• Установка активной системы охлаждения
• Реальные тесты

Green Power в UPS – некая хитрая фишка, которая не дает бесперебойнику достаточно долго работать от АКБ. В разных аппаратах проявляется и реализуется по-разному, в одних она отключает UPS, который работает без нагрузки через 5-10 мин, в других аппаратах Green Power не дает работать UPS более 25-30 мин в независимости от его нагрузки. Иногда эту функцию можно отключить с помощью специального резистора, но бывает, что процесс отключения зашит в микроконтроллер UPS, и тут уже ничем ему особо не поможешь.

Первым делом открываем корпус и для себя делаем фотографию его внутренностей, это нужно сделать для того, что бы в дальнейшем не возникало вопросов, что и куда подключать при обратной сборке.

Поле чего отключаем все провода и достаем плату управления, номер платы 098-17615-00-S1.

Если рассмотреть плату поближе можно увидеть, что на ней нанесены таблицы меняющие режимы работы бесперебойника.

Нас интересует резистор R15A, который отвечает за функцию Green Power. Аккуратно выпаиваем резистор с платы, а для любителей тишины еще можно произвести небольшие манипуляции с бузером. Если хочется полностью избавиться от писков, которые издает ИБП можно отпаять перемычку JP82 или выпаять сам бузер, а для тех, кто хочет приглушить звук достаточно впаять небольшой резистор на 100-300 Ом, вместо этой перемычки.

Следующим шагом станет установка 80мм вентилятора и небольшая доработка корпуса UPS.

Вентилятор отлично крепится к пластиковым перемычкам, которые уже есть внутри корпуса.

Как видим вентилятор размещается по центру корпуса, что дает возможность обдувать воздухом не только трансформатор, но и радиаторы транзисторов, расположенные в верхней части корпуса.

Можно придумать массу способов, как запитать вентилятор в UPS. Но мы выбрали самый простой и доступный для повторения. Питание вентилятора можно взять с платы лицевой панели, на которой размещена кнопка питания и светодиоды. Кнопку включения ставим на положение выкл. и тестером прозваниваем выводы разъема, находим, куда приходит плюс и минус от АКБ (у нас это вывод: вывод 7 — плюс, 5 – минус). Уже по дорожке или с помощью тестера отслеживаем плюс АКБ к кнопке питания и после кнопки (он возвращается через вывод 8 на плату). Значит, питание вентилятора можно взять с выводов: 5 – минус; 8 – плюс. При таком включении вентилятор у нас будет работать на полную мощность, когда кнопка питания будет включена, т.е. и при работе от сети (зарядке) и при работе от АКБ.

Дальнейшим этапом станет незначительная доработка корпуса. Первым делом делаем отверстия для притока свежего воздуха к вентилятору. Если портить лицевую панель жалко, можно наделать отверстий в днище, высота ножек позволит спокойно проходить небольшому потоку воздуха.

Также немного удивили декоративные пластиковые накладки, которые имеют перфорацию для вентиляции, но в самом корпусе в этих местах отверстий нет. Это все решается с помощью небольшого сверла и дрели.

Последним этапом перед сборкой станет фиксация трансформатора. При переноске UPS без штатного АКБ трансформатор буквально гуляет в своих посадочных местах, он с легкостью может из них выскочить и повредить основную плату.

Подключаем теперь провода с клеммами, вместо штатной батареи. Для дополнительной изоляции лучше надеть специальные силиконовые колпачки. Провод для подключения к UPS автомобильного аккумулятора нужно брать с сечением как можно больше, а сам провод должен быть максимально коротким.

И так, немного погоняем и протестируем наш инвертор из бесперебойника.

Как видим сделать инвертор из бесперебойника совсем не сложно, пришла пора реальных тестов. UPS на холостом ходу, ток потребления около 1 А.

Поставим на зарядку ноутбук, ток потребления поднялся до 5 А.

UPS нагружен лампочкой в 60 Вт, ток потребления почти 8 А.

К стати, ток зарядки не подымается выше 1 А, по мере заряда постепенно снижается.

Напряжение зарядки данного ИБП составляет 13,7 В.

Не трудно догадаться, что чем более емкая у Вас батарея, тем такой инвертор из бесперебойника проработает дольше, но и заряжаться от сети будет тоже весьма немалое время.

Данные фото и рекомендации даны для платы 098-17615-00-S1 от UPS Mustek Power Must 800 USB. При переделки других ИБП, вполне возможно данные рекомендации только частично останутся актуальными т.к. конструктив и схемы будут отличаться. Важно детально ознакомится с метками и таблицами, которые обозначены на плате, следовать рекомендациям производителя и не пытаться проводить эксперименты без знаний и навыков, т.к. можно вывести из строя не только сам UPS, но и аппаратуру, подключенную к нему. Главное помнить, что при работе UPS присутствует опасное для жизни напряжение.

Можно ли подключать автомобильный АКБ к UPS?

Мнения на этот счет двояки, но кардинально разные. Зачастую, по разным отзывам автомобильные аккумуляторы вполне справляются с данной задачей и работают стабильно. Основные проблема: газы, которые будут выделяться при зарядке АКБ и перегрев трансформатора, силовых ключей. От последней проблемы можно, хоть частично избавиться, используя дополнительные вентиляторы и т.п. А вот то от газов при зарядке никто никуда не денется. При зарядке выделяется не только взрывоопасный водород, но и другие газы, а это далеко не витамины. Если инвертор из бесперебойника используется в автомобиле, то и этот вопрос отпадает сам собой. Также важно помнить, что от сети зарядка АКБ происходит довольно небольшим током и процесс зарядки может растянуться на длительное время, от этого можно спокойно уйти если заряжать АКБ отдельно от UPS, например, для этих целей можно использовать самодельное зарядное устройство из блока питания компьютера. Использовать ли автомобильный АКБ в UPS решать нужно только Вам.

Источник

Как сделать простой инвертор 12-220 В мощностью 2500 Вт частотой 50 Гц

Инвертор предназначен для получения 220-вольтового переменного напряжения из невысокого постоянного. Подключается к любому 12-вольтовому источнику, в т.ч. к автомобильному аккумулятору через гнездо прикуривателя. Мощность нагрузки может достигать 2500 Вт и лимитируется преимущественно мощностью выходного трансформатора и нагрузочной способностью гнезда прикуривателя.

Электрическая схема инвертора

В качестве ключевого компонента устройства использован интегральный управляемый мультивибратор СD4047BD с элементами подстройки частоты следования генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В использован повышающий трансформатор, входы первичных обмоток которого подключены непосредственно к выводам D (стокам) силовых транзисторных сборок.

Силовые оконечные каскады А собраны на спаренных полевых транзисторах. Схема оконечного каскада показана далее.

200-омные резисторы в цепи затвора обеспечивают выравнивание токов по отдельным транзисторам.

Электронные компоненты, используемые в устройстве

Особенности сборки и настройки схемы инвертора

Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на печатной плате-«слепыше». Для установки микросхемы мультивибратора целесообразно применить 14 или 16 контактную монтажную колодку.

Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в одни или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае рядной установки его функции вполне может выполнять брусок длиной порядка 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, в котором сверлятся и нарезаются отверстия для крепления транзисторов «под винт».

Часть схемы собирается навесным монтажом.

Трансформатор взят от сломанного источника бесперебойного питания.

Припаиваем плату к транзисторам.

При настройке схемы переменным резистором частота генерации импульсов устанавливается на 50 Гц.

Наблюдается некоторое отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к. мультивибратор CD4047BD генерирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглаживаются трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.

Смотрите видео

Источник

Инвертор для зарядки аккумуляторов

Инвертор для зарядки аккумуляторов представляет собой двухтактный полумостовой импульсный источник питания с малым весом и небольшими габаритами. Зарядка выполняется при стабильном напряжении — это близко, по характеристике, к зарядке аккумуляторов в автомобилях.

Основные функциональные части схемы инвертора для зарядки аккумуляторов:
1.Входной помехоподавляющий фильтр.
2.Сетевой выпрямитель.
3.Сглаживающий фильтр высокого напряжения.
4.Ключевой двухтактный преобразователь с импульсным силовым трансформатором.
5.Цепь передачи и формирования сигнала обратной связи по напряжению.
6.Генератор импульсов прямоугольной формы.
7.Регулятор выходного тока.
8.Цепи контроля и индикации выходного напряжения

В схеме происходит тройное преобразование напряжения – переменное напряжение сети выпрямляется и сглаживается до постоянного тока, далее преобразуется в импульсы прямоугольной формы, частотой зависящей от задающего генератора на таймере DA1. Импульсы первичной цепи преобразования трансформируются трансформатором Т1 в низковольтную цепь — выпрямляются диодами VD6,VD7 — сглаживаются конденсатором С7 и используются для зарядки аккумулятора GB1.

Двухтактная схема инвертора позволяет применить полевые транзисторы VT1,VT2 пониженной, по сравнению с однотактной схемой, мощностью и напряжением.

Цепи обратной связи на оптопаре U1 и импульсный трансформатор Т1 гальванически разделяют высокое сетевое напряжение инвертора от низковольтных цепей нагрузки.

Низковольтный узел оснащён мощными лавинными диодами и индикацией низкого напряжения на светодиоде HL1.

Стабилизация выходного напряжения выполнена на оптопаре U1, а повышение температуры транзисторов от перегрева контролируется терморезистором RK1.

Основные технические характеристики:
Напряжение питания 185- 230 Вольт
Выходное напряжение 12-24 Вольт.
Выходной ток нагрузки 10 Ампер.
Частота преобразования 27кГц.

Входной помехоподавляющий фильтр состоит из двухобмоточного дросселя — Т2 и конденсаторов С9 С10, которые позволяют снизить помехи преобразования инвертора и устранить возможность проникновения импульсных помех из сети питания.

Сетевое напряжение после фильтра поступает на выпрямительный мост VD8 через предохранитель FU2 и выключатель сети SA1.

Сетевой выпрямитель дополнен сглаживающим фильтром из конденсаторов большой ёмкости С4,С5 — шунтированных резисторами R12,R13 для выравнивания напряжений. Терморезистор RK2 ограничивает ток заряда конденсаторов С4,С5 при подачи сетевого напряжения. Силовой трансформатор инвертора T1 одним выводом подключен к средней точке соединения конденсаторов С4С5, а вторым выводом к точке соединения истоков полевых транзисторовVT1VT2 ключевого преобразователя. Транзисторы зашунтированы от пробоя быстродействующими диодами VD4, VD5. Цепь из конденсатора C8 и резистора R15 снижает амплитуду выбросов высокого напряжения.
Цепи VD2R5 и VD3R6 ускоряют запирание транзисторов VT1,VT2 при переключениях.

Разделительный конденсатор C6 устраняет подмагничивание магнитопровода трансформатора Т1 инвертора при разбросе параметров конденсаторов С4,С5.
Генератор преобразования напряжения выполнен на аналоговом таймере DA1.
Микросхема DA1 содержит два операционных усилителя работающих в качестве компараторов, RC- триггер, выходной усилитель и ключевой транзистор для разряда внешнего времязарядного конденсатора C1.

Выводы 3 и 7 микросхемы DA1 работают в противофазе, при высоком уровне на выходе 3, на выходе 7 напряжение отсутствует. При нулевом уровне на выходе 3 DA1- выход 7 замкнут на минусовую шину. Выводы 2 и 6 — входа компараторов, переключают внутренний триггер в зависимости от уровня напряжения на конденсаторе С1, время заряда которого зависит от номиналов RC- цепи R1R2.

Повышенный уровень напряжения на выводе 3 DA1 открывает полевой транзистор обратной проводимости — VT1, конденсатор С6 заряжается с положительной шины питания в определённой полярности, ток зарядки проходя через первичную обмотку трансформатора Т1 трансформируется во вторичную цепь.

Полевой транзистор VT2 в это время заперт положительным напряжением смещения по цепи R1R3.
При переключении внутренних компараторов в микросхеме DA1 — по мере зарядки конденсатора С1, на выходе 3 DA1 установится нулевой уровень относительно средней точки конденсаторов С4С5.

Вывод 5DA1 позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3 напряжения питания, являющейся опорной для работы верхнего компаратора. Использование данного вывода позволяет менять этот уровень для получения модификаций схемы.

Конструктивное использование данного вывода в цепи отрицательной обратной связи — для стабилизации выходного напряжения.

Напряжение с аккумулятора GB1 через терморезистор RK1 поступает на установочный переменный резистор R14, которым регулируется ток светодиода оптопары U1. При повышении напряжения на зажимах аккумулятора яркость светодиода оптопары U1 возрастает, транзистор оптопары открывается и шунтирует вывод 5DA1 на нулевую шину питания. Частота генератора возрастает без изменения скважности импульсов. Длительность выходных импульсов сокращается, что приведёт к снижению тока заряда аккумулятора.

Питание микросхемы DA1 выполнено от высокого напряжения инвертора через ограничитель напряжения на резисторе R7 и стабилизировано диодом VD1. Минусовая шина взята от точки соединения стоков транзисторов.

Зарядная цепь выполнена на мощной паре лавинных диодов VD6VD7, полярность подключения аккумулятора индицируется светодиодом HL1.Ток заряда визуально устанавливается по амперметру PA1 регулятором тока – R14. Конденсатор C7 снижает уровень помех в низковольтных цепях.

Таймер DA1 с пониженным энергопотреблением серии 7555 заменим серией 555.
Сетевой диодный мост VD8 на напряжение не ниже 600 вольт и ток более трёх ампер, низковольтный выпрямитель VD4 на напряжение не ниже 50 Вольт и ток не менее 20 ампер.

Транзисторы подойдут на напряжение не ниже 200 Вольт и ток более трёх ампер.
Алюминиевые оксидные конденсаторы фирм «Nicon» или REC. Оптроны подойдут из серии LTV817, PC816.

Трансформатор T1 применён без перемотки от блока АТ/ТХ питания компьютера. Обмотка 1Т1 составляет 38 витков диаметром 0,8мм, вторичная обмотка имеет две обмотки по 7.5 витков каждая, сечением 4*0.31 мм — в жгуте.

Перед запуском схемы в цепь сетевого питания подключается лампочка 220 Вольт 100 ватт, или лучше с ЛАТРа подать пониженное напряжение с 36 вольт и далее медленно поднимать наблюдая за нагрузкой, вместо аккумулятора установить автомобильную лампочку на 12-24 Вольта 50 Ватт.

Напряжение заряда выставляется резистором R14, ток заряда — резистором R2. Ограничение тока заряда выполнено на предохранителе FU1. Полевые транзисторы установить на радиатор с прокладкой.

Источник