Преобразователь =12V / ~220V, 50Гц

Проблема питания потребителей, рассчитанных на работу от электросети -220V в автомобиле поднималась неоднократно. Здесь приводится краткое описание одного из таких устройств, вырабатывающего нестабильное переменное напряжение 220V при питании от источника постоянного тока напряжением 12V (автомобильный аккумулятор).

 Максимальная мощность нагрузки 30W. при такой нагрузке выходное напряжение снижается до 200V. На холостом ходу - 240V. Одно из достоинств данного преобразователя в том. что он вырабатывает переменное напряжение частотой 50 Hz. что может быть очень важным для многих потребителей. Преобразователь можно успешно использовать для питания электробритвы, ЛДС, маломощного кипятильника, паяльника.

Рис.1

Принципиальная схема показана на рисунке 1. На интегральном таймере D1 сделан генератор импульсов, частоту которых можно установить подстроечным резистором R1 (перед первым включением нужно проследить, чтобы он был в среднем положении). Импульсы с выхода D1 проходят на D-триггер D2.1. который создает на своих противоположных выходах противофазные импульсы частотой в два раза ниже частоты входной (поступающей на вывод 3 D2.1). Входы R и S не используются, поэтому выводы 4 и 6 соединены с общим минусом.
На втором триггере микросхемы D2 (D2.2) собран квазисенсорный выключатель, переводящий схему в энергосберигающий режим, когда выходное напряжение не нужно. Управление двумя кнопками S1 и S2, а так же конденсатором СЗ, который предварительно устанавливает схему в выключенное состояние. Кнопки S1 и S2 без фиксации. Для включения нужно нажать S2. При этом на выходе D2.2 появляется логическая единица. которая открывает элементы D3.1 и D3.3, и через них импульсы проходят на инверторы -буферы на D3.2 и D3.4 и далее на транзисторы VT1 и VT2. Транзисторы MJ3001 - это транзисторы Дарлингтона, то есть, в каждом из них не один, а два транзистора, включенных по составной схеме. Коэффициент передачи такого транзистора многократно выше, а входное сопротивление ниже. Это позволяет базовые цепи данных транзисторов вполне приемлемо согласовать с выходами логических инверторов КМОП.
В коллекторных цепях транзисторов включены две половины низковольтной обмотки трансформатотора Т1. Еще один положительный момент, - используется готовый тороидальный силовой трансформатор мощностью 40W, с вторичной обмоткой на 18V с отводом от середины, который включен наоборот (как повышающий). В принципе, здесь можно использовать любой силовой трансформатор с аналогичными параметрами, но, например, более распространенный, на Ш-образном сердечнике. Возможно применение и миниатюрного военного трансформатора на 400 Hz, но нужно будет соответственно повысить частоту генератора на D1, и выходное теперь напряжение будет частотой 400 Hz. что может вызвать затруднения с питанием некоторых потребителей, предназначенных для работы именно на 50 Hz. Впрочем, если речь идет о кипятильнике и паяльнике - проблем не будет.
Чтобы выключить, нужно нажать S1, при этом на выходе D2.2 будет логический ноль. Элементы D3.1 и D3.3 заблокируются и на выходах D3.2 и D3.4 будут логические нули. Оба транзистора будут закрыты, и ток через низковольтную обмотку трансформатора будет равен нулю.
Светодиод HL1 служит индикатором наличия питающего напряжения. Индикатором выходного напряжения служит «неонка» Н1. Это «неонка» от старого прибора, питавшегося от сети, марка её мне не известна, ясно только что на 220V. R6 - варистор на 250V, он служит для защиты от высоковольтных выбросов, если такие возникнут.
На базы транзисторов поступают прямоугольные импульсы, они конечно сглаживаются на индуктивности обмоток трансформатора, но форма выходного напряжения все равно далека от синусоидальной. Поэтому прибор нежелательно использовать для питания аппаратов, критичных к форме питающего переменного напряжения. А так же, необходимо учитывать и нестабильность выходного напряжения, сильно зависящего от нагрузки.
Налаживание заключается только в установке частоты выходного напряжения (50 Hz) подстройкой R1 (на выводе 3 D2 будет частота 100 Hz).
Транзисторы необходимо поставить на радиаторы.

Юнусов А Л.