Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Jak poprawnie zbudować inwerter z 12V na prąd zmienny 230V?

W niniejszym artykule odpowiemy czytelnikowi jakie czynniki wziąć pod uwagę budując inwerter 12V na prąd zmienny 230V nadający się do urządzeń takich jak piec centralnego ogrzewania, lodówka czy zamrażarka.
Article Image
(...) potrzebuję wykonać inwerter z 12V na zmienny 230V (...) do pieca c.o. i do zamrażarki (...) lodówki (...) moc (...) 300W (...) zrobiłem inwerter z dwoma tranzystorami ze strony (...) potem jeszcze dwa inne (...) dlaczego nie działają?? (...) czy Redakcja może omówić (...) [temat] i przedstawić tani i sprawdzony schemat inwertera (...) odpowiedni dla mnie (...)

Autor pytania wykorzystał schematy, pochodzące w sumie ze strony www.homemade-circuits.com. Należy przestrzec wszystkich chętnych przed schematami z tej strony. W większości są bezwartościowe. Natomiast wymagania na inwerter zaspokajające potrzeby Autora pytania są bardzo wysokie. Po pierwsze najprawdopodobniej potrzebny mu jest inwerter dający na wyjściu czysty sygnał sinusoidalny.

Otóż prawie wszystkie sterowniki pieców (kotłów) centralnego ogrzewania powinny być zasilane przebiegiem sinusoidalnym, a nie wszystkie inwertery taki przebieg wytwarzają. Po drugie potrzebna chwilowa moc inwertera to co najmniej 1000W, a to z uwagi na fakt, że silniki w piecu c.o. oraz w sprężarkach zamrażarki i lodówki w chwili startu pobierają prąd kilka razy większy od nominalnego. Przy współpracy z inwerterem o zbyt małej mocy silniki nie ruszą, bo inwerter potraktuje to jako przeciążenie (zwarcie) i się wyłączy.

Rys.A Wykresy przedstawiające przebiegi wytwarzane przez trzy rodzaje inwerterów

Różnej konstrukcji i różnej produkcji piece oraz lodówki i zamrażarki mają odmienne właściwości, więc nie sposób podać recepty. Szczegółów nie można znaleźć w Internecie. Samodzielne eksperymenty można polecić tylko bardziej zaawansowanym elektronikom, posiadającym doświadczenie i sprzęt potrzebne do eksperymentów. Mniej zaawansowanym trzeba polecić kupno odpowiedniego fabrycznego inwertera. W Internecie jest niewiele sensownych materiałów na temat doboru inwerterów. Sporo informacji mogą mieć firmy produkujące inwertery (nie importerzy, tylko producenci) i przede wszystkim u nich należałoby szukać wskazówek.

Mniej zaawansowani na pewno napotkają problemy, a niewykluczone, że podczas testów uszkodzą piec c.o., zamrażarkę lub lodówkę! Wykonanie sensownego inwertera dającego prawdziwą sinusoidę nie jest bowiem łatwe i na pewno nie będzie tanie. Trzeba bowiem wiedzieć, że inwertery DC/AC, zamieniające prąd stały na przebieg zmienny, można podzielić na trzy grupy.

  1. Najprostsze i najtańsze, wytwarzające przebieg prostokątny zamiast sinusoidy.
  2. Niewiele lepsze, dające na wyjściu tak zwaną zmodyfikowaną sinusoidę, która z sinusoidą ma bardzo mało wspólnego.
  3. Dające na wyjściu prawdziwy przebieg sinusoidalny, ale najdroższe i najbardziej skomplikowane technicznie.

Rysunek A pokazuje wytwarzane przez nie przebiegi. Najprościej można zbudować inwerter należący do pierwszej grupy i to próbował zrobić Autor pytania. W Internecie jest mnóstwo schematów prostych inwerterów (simple inverter). Rysunek B pochodzi ze starej noty aplikacyjnej renomowanej firmy (Motorola). Problem jednak w tym, że parametry, w tym sprawność i jakże ważna częstotliwość przebiegu, będą silnie zależeć od właściwości rdzenia transformatora, bo jest to generator Royera z nasycanym rdzeniem (omawiany w cyklu o przetwornicach).

Rys.B Schemat inwertera ze starej noty aplikacyjnej Motoroli

Na rysunku C mamy schemat prymitywnego inwertera z multiwibratorem na dwóch tranzystorach. Tu poważnym problemem może być jednoczesne przewodzenie obu kluczy.

W układzie z rysunku D pracuje układ scalony CMOS 4047, który za pomocą dwóch przeciwstawnych sygnałów ze swoich obu wyjść steruje dwoma kluczami, dzięki którym na wyjściu powstaje przebieg prostokątny. Nie widać tu niestety żadnych elementów zabezpieczających, sygnalizacyjnych czy filtrujących.

Rys.C Schemat prymitywnego inwertera z multiwibratorem na dwóch tranzystorach
Rys.D Schemat invertera z układem scalonym CMOS 4047

Nieco bardziej godny zaufania wydaje się podobny, pochodzący ze strony, schemat z rysunku E, ale i tu dziwi brak kondensatora filtrującego zasilanie układu scalonego. Znacznie sensowniej wygląda schemat z rysunku F, pochodzący ze strony. Ten układ ma dodatkowe zabezpieczenia.

Rys.E Schemat inwertera bez kondensatora filtrującego zasilanie układu scalonego
Rys.F Schemat inwertera z dodatkowymi zabezpieczeniami

Jednak wszystkie przedstawione przykłady to generatory przebiegów prostokątnych, które najprawdopodobniej nie nadadzą się dla pieca c.o., zamrażarki i lodówki, podobnie jak inne, nieco bardziej skomplikowane dające „zmodyfikowaną sinusoidę”. Zawartość dużej liczby wyższych harmonicznych jest niekorzystna dla silnika. Jednym z poważnych problemów okazuje się też brak stabilizacji napięcia i zależność napięcia wyjściowego od obciążenia, co przy małym obciążeniu może doprowadzić do uszkodzeń.

Natomiast realizacja inwertera wytwarzającego prawdziwą sinusoidę jest trudna i kosztowna z kilku względów. Dużo taniej taki inwerter kupić, niż samodzielnie wykonać.

Firma:
Tematyka materiału: inwerter 12V/230V
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich maj 2020
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"