Инверторам называют устройство, которое преобразует постоянный ток (DC) в другое значение переменного тока(AC). Инвертор только преобразует DC сигнал от батареи в AC сигнал для питания разнообразной техники, в то время как мощность системы зависит от используемого источника DC (батареи).

Типичный инвертор для дома должен использовать источник стабильного постоянного тока, способного обеспечить потребности системы.

Блок-диаграмма простого инвертора

Простой инвертор (12В -230В, 100Вт) на CD4047 и RF540

Постоянный ток от батареи преобразуется в переменный с помощью полевых генератора прямоугольных импульсов на базе микросхемы, затем сигнал усиливается с помощью транзисторов, переменный ток высокой частоты в некоторой частотой поступает на первичную обмотку силового трансформатора. Ну а дальше, всем хорошо знакомым методом индукции происходит трансформация и на вторичной обмотке трансформатора получаем напряжения уровня 220-230 вольт, которое пригодно для запитки многих сетевых нагрузок.

Форма выходного сигнала у такого инвертора — модифицированная синусоида, но не смотря на это инвертор может питать персональный компьютер, телевизор, проигрыватели DVD и многие другие нагрузки пассивного типа и нагрузки. которые в своей конструкции содержат импульсный или бестрансформаторный источник питания.

Простой инвертор (12В -230В, 100Вт) на CD4047 и RF540
Микросхема CD4047

CD4047 представлеяет собой мультивибратор низкой мощности (моностабильный / нестабильный) фирмы Texas Instruments. Нестабильный режим обеспечивается высоким уровнем сигнала на входе Astable. Моностабильный режим запускается передним фронтом импульса (от НИЗКИЙ к ВЫСОКИЙ) на триггерном входе.

В нестабильном режиме CD4047 может работать как с синхронизацией, так и в автоколебательном режиме с хорошо стабилизированной частотой прямоугольной формы (50% цикл). Эта микросхема часто применяется в схемах таймеров, для умножения или деления частоты и т.д.

IRF540

Простой инвертор (12В -230В, 100Вт) на CD4047 и RF540

IRF540 N-канальный полевой транзистор (MOFSET). Имеет большое входное сопротивление и малый рабочий ток затвора, что позволяет использовать его в качестве высокоскоростного переключателя без использования дополнительных драйверов, которые иногда нужны для управления затворами полевых транзисторов.

Транзисторы могут быть иные, но обязательно полевые, хотя схема работает и с биполярными, но мощность инвертора будет в разы ниже. В случае замены транзисторов (на иные полевые ключи) советуется использовать ключи с рабочим напряжением 100 и выше вольт, более низковольтные транзисторы могут выйти из строе из за высокого обратного напряжения от трансформатора.

Транзисторы нужно подобрать с током выше 50 Ампер, чем больше, тем лучше, но подберите транзисторы с малой емкостью затвора, поскольку с тяжелыми затворами могут возникнуть проблемы ибо нет отдельного драйвера для управления ключами.

Принципиальная схема

Простой инвертор (12В -230В, 100Вт) на CD4047 и RF540

Описание работы инвертора

CD4047 работает в нестабильном (автоколебательном) режиме. На выходах 10 и11 имеем импульсы прямоугольной формы (меандр) длительностью 0.01 сек со сдвигом фазы 180 градусов. Выходы 10 и11 соединены с затворами транзисторов через резисторы для предотвращения перегрузки выходов микросхемы.

Когда на выходе 10 имеем ВЫСОКИЙ уровень, 1-ый транзистор открывается и ток течет по верхнему плечу первичной обмотки трансформатора, что формирует на выходе положительную полуволну переменного тока. Аналогично, со 2-го транзистора получаем отрицательную полуволну переменного тока.

Повышающий трансформатор увеличивает напряжение, а диод Зенера является защитой от обратного тока.
Процесс переключения транзисторов сопровождается их нагревом, поэтому требуется установить их на радиаторы.
Этот инвертор имеет выходную мощность в 100Вт при преобразовании 12В в 230В.

Однако он выдает не синусоидальное напряжение, поэтому не рекомендуется питать через него телевизоры, радиоприемники и т.д. Но его можно использовать для питания осветительных приборов и зарядки мобильных телефонов.

Опубликовать в twitter.com