Problem - Inwerter

Chcesz zmienić niskie napięcie stałe na wysokie napięcie przemienne.

Rozwiązanie

Skorzystaj z inwertera. Jest to urządzenie wykorzystujące oscylator do sterowania transformatorem i generowania w ten sposób wysokiego napięcia przemiennego przy użyciu niskiego napięcia stałego.

Wysokie napięcie przemienne

Inwerter generuje wysokie napięcie przemienne. Jest ono wystarczająco wysokie, żeby przy odpowiednio dużym prądzie zatrzymać Twoje serce. Nie próbuj zatem samodzielnie budować inwertera, chyba że masz całkowitą pewność, że jesteś w stanie wykonać
go w sposób bezpieczny. W teorii generowanie napięcia 220 V z niskonapięciowego źródła napięcia (na przykład samochodowego akumulatora 12 V) jest bardzo proste, ale jeżeli nie ma potrzeby tworzenia specjalnego układu, to zwykle znacznie taniej i bezpieczniej jest kupić gotowy układ.

Opis - Inwerter

Jeżeli bardzo chcesz zbudować własny inwerter, to na rysunku 7.13 znajdziesz typowy schemat używany w takich przypadkach.

Rysunek 7.13. Schemat inwertera

Tutaj jako oscylator wykorzystany został układ czasowy CD4047. Spełnia on te same zadania, co  znacznie słynniejszy 555, ale ma tę zaletę, że udostępnia nam zarówno normalne, jak i odwrócone wyjście. Tych dwóch wyjść używamy do sterowania tranzystorami mocy w układzie Darlingtona i przez nie zasilamy dwie połówki pierwotnego uzwojenia transformatora.

Uzwojenia, które normalnie tworzyłyby wtórną stronę tranzystora, są tutaj sterowane za pomocą tranzystorów, natomiast wyjście transformatora tworzą cewki, które normalnie są podłączone do zasilającego napięcia przemiennego. Żeby taki układ wygenerował przemienne napięcie wyjściowe o wartości 220 V przy zasilaniu go napięciem stałym o wartości 12 V, potrzebny jest transformator o uzwojeniu wtórnym 12-0-12 V  i uzwojeniu pierwotnym 220 V.

Zasilanie układu scalonego CD4047 jest podawane przez rezystor o wartości 100 Ω (R5) oraz kondensator 100 μF (C3, zajrzyj też do przepisu 15.1). W ten sposób redukuje się poziom szumów napięcia zasilającego układ scalony.

Na rysunku 7.14 można zobaczyć inwerter zbudowany na płytce prototypowej. Taki układ sprawdzi się jako prototyp, ale w praktycznych rozwiązaniach lepiej byłoby umieścić całość na płytce drukowanej, a tranzystory mocy przymocować do sporego radiatora. Niezłym pomysłem byłoby też umieszczenie bezpiecznika na linii zasilającej 12 V, tak żeby ograniczyć prąd do wartości odpowiednich dla tranzystorów. Bez tego mogą one się przegrzać i ulec zniszczeniu.

Rysunek 7.14. Inwerter zbudowany na płytce prototypowej

Użyłem tutaj dostępnego mi transformatora toroidalnego, ale zamiast niego można użyć dowolnego innego transformatora.

Elektronika z wykorzystaniem Arduino i Rapsberry Pi. Receptury, Autor: Simon Monk, Wydawnictwo: Helion