7 circuitos inversores simples que você pode construir em casa

7 circuitos inversores simples que você pode construir em casa

Esses 7 circuitos de inversores podem parecer simples com seus projetos, mas são capazes de produzir uma saída de potência razoavelmente alta e uma eficiência de cerca de 75%. Aprenda a construir este mini inversor barato e pequeno poder Aparelhos 220V ou 120V tais furadeiras, lâmpadas LED, lâmpadas CFL, secador de cabelo, carregadores de celular, etc. através de uma bateria de 12V 7 Ah.

O que é um inversor simples

Um inversor que usa um número mínimo de componentes para converter 12 V DC para 230 V AC é chamado de inversor simples. Uma bateria de chumbo-ácido de 12 V é a forma mais padrão de bateria usada para operar esses inversores.

Vamos começar com o mais simples da lista, que utiliza alguns transistores 2N3055 e alguns resistores.



1) Circuito inversor simples usando transistores de acoplamento cruzado

O artigo trata do detalhes de construção de um mini inversor. Leia para saber como reavaliar o procedimento de construção de um inversor básico que pode fornecer uma saída de energia razoavelmente boa e ainda assim é muito acessível e elegante.

Pode haver um grande número de circuitos inversores disponíveis na Internet e em revistas eletrônicas. Mas esses circuitos são geralmente muito complicados e do tipo de inversores de ponta.

Assim, ficamos sem escolha, apenas nos perguntando como construir inversores de potência que podem ser não apenas fáceis de construir, mas também de baixo custo e altamente eficientes em seu funcionamento.

Diagrama do circuito do inversor de 12v a 230v

circuito inversor de acoplamento cruzado simples de 60 watts

Bem, sua busca por tal circuito termina aqui. O circuito de um inversor descrito aqui é talvez o menor em sua contagem de componentes, mas é poderoso o suficiente para atender à maioria de seus requisitos.

Procedimento de Construção

Para começar, primeiro certifique-se de ter dissipadores de calor adequados para os dois transistores 2N3055. Pode ser fabricado da seguinte maneira:

  • Corte duas folhas de alumínio de 6/4 polegadas cada.
dissipador de calor de alumínio
  • Dobre uma das extremidades da folha conforme mostrado no diagrama. Faça furos de tamanho apropriado nas curvas para que possa ser preso firmemente ao gabinete de metal.
  • Se você achar difícil fazer este dissipador de calor, pode simplesmente comprar na loja de eletrônicos local mostrada abaixo:
Dissipador de calor do transistor TO3
  • Faça também furos para encaixar os transistores de potência. Os orifícios têm 3 mm de diâmetro, tamanho do pacote do tipo TO-3.
  • Fixe os transistores firmemente nos dissipadores de calor com a ajuda de porcas e parafusos.
  • Conecte os resistores de forma cruzada diretamente aos cabos dos transistores de acordo com o diagrama do circuito.
  • Agora, junte o dissipador de calor, o transistor e o conjunto do resistor ao enrolamento secundário do transformador.
  • Fixe todo o conjunto do circuito junto com o transformador dentro de uma caixa de metal resistente e bem ventilada.
  • Encaixe os soquetes de saída e entrada, porta-fusíveis, etc. externamente ao gabinete e conecte-os apropriadamente ao conjunto do circuito.

Assim que a instalação do dissipador de calor acima estiver concluída, você simplesmente precisará interconectar alguns resistores de alta watt e o 2N3055 (no dissipador de calor) com o transformador selecionado, conforme mostrado no diagrama a seguir.

Layout de fiação completo

fiação simples do circuito do inversor com transformador, bateria de 12 V 7Ah e transistores

Depois que a fiação acima for concluída, é hora de conectá-la a uma bateria de 12V 7Ah, com uma lâmpada de 60 watts instalada no secundário do transformador. Quando ligado, o resultado seria uma iluminação instantânea da carga com um brilho surpreendente.

Aqui, o elemento-chave é o transformador, certifique-se de que o transformador seja genuinamente avaliado em 5 A, caso contrário, você pode encontrar a potência de saída muito menor do que o esperado.

Posso dizer isso por experiência própria, construí esta unidade duas vezes, uma quando estava na faculdade e a segunda vez recentemente, no ano de 2015. Embora eu tivesse mais experiência durante o recente empreendimento, não pude obter o poder incrível que tinha adquirido da minha unidade anterior. A razão era simples, o transformador anterior era um transformador robusto e customizado de 9-0-9V de 5 amperes, em comparação com o novo no qual usei provavelmente 5 amperes com classificação falsa, que na verdade tinha apenas 3 amperes com sua saída.

imagem do modelo funcional de protótipo para inversor simples 2N3055

Lista de Peças

Você precisará apenas dos seguintes componentes para a construção:

  • R1, R2 = 100 OHMS./ FERIDA DE ARAME DE 10 WATTS
  • R3, R4 = 15 OHMS / 10 WATTS ARAME FERIDO
  • T1, T2 = 2N3055 TRANSISTORES DE POTÊNCIA (MOTOROLA).
  • TRANSFORMER = 9- 0- 9 VOLTS / 8 AMPS ou 5 amperes.
  • BATERIA DO AUTOMÓVEL = 12 VOLTS / 10Ah
  • ALUMINIUM HEATSINK = CUT CONFORME O TAMANHO NECESSÁRIO.
  • GABINETE DE METAL VENTILADO = CONFORME O TAMANHO DE TODO O CONJUNTO

Prova de teste de vídeo

Como testar?

  • O teste deste mini inversor é feito no seguinte método:
  • Para fins de teste, conecte uma lâmpada incandescente de 60 watts ao soquete de saída do inversor.
  • Em seguida, conecte um totalmente carregado Bateria de automóvel 12 V aos seus terminais de abastecimento.
  • A lâmpada de 60 watts deve acender imediatamente, indicando que o inversor está funcionando corretamente.
  • Isso conclui a construção e o teste do circuito do inversor.
  • Espero que com as discussões acima você tenha entendido claramente como construir um inversor que não é apenas simples de construir, mas também muito acessível para cada um de vocês.
  • Pode ser usado para alimentar pequenos aparelhos elétricos como ferro de solda , Luzes CFL, pequenos ventiladores portáteis, etc. A potência de saída ficará em torno de 70 watts e depende da carga.
  • A eficiência deste inversor é de cerca de 75%. A unidade pode ser conectada à própria bateria do seu veículo quando estiver ao ar livre, de forma que o problema de carregar uma bateria extra seja eliminado.

Operação de Circuito

O funcionamento deste mini circuito inversor é bastante único e diferente dos inversores normais que envolvem estágio de oscilador discreto para alimentar os transistores.

No entanto, aqui as duas seções ou os dois braços do circuito operam de maneira regenerativa. É muito simples e pode ser compreendido através dos seguintes pontos:

As duas metades do circuito, não importa o quanto sejam combinadas, sempre consistirão em um ligeiro desequilíbrio nos parâmetros que as cercam, como os resistores, Hfe, voltas do enrolamento do transformador etc.

Devido a isso, ambas as metades não são capazes de conduzir juntas ao mesmo tempo.

Suponha que a metade superior dos transistores conduza primeiro, obviamente eles receberão sua tensão de polarização através do enrolamento da metade inferior do transformador via R2.

No entanto, no momento em que eles se saturam e conduzem totalmente, toda a tensão da bateria é puxada para o solo através de seus coletores.

Isso suga qualquer tensão de R2 para sua base e eles param de conduzir imediatamente.

Isso dá uma oportunidade para os transistores inferiores conduzirem e o ciclo se repetir.

Todo o circuito começa a oscilar.

Os resistores do Emissor de base são usados ​​para fixar um determinado limite para a quebra de sua condução, eles ajudam a fixar um nível de referência de polarização de base.

O circuito acima foi inspirado no seguinte design da Motorola:


ATUALIZAR: Você também pode tentar isto: Circuito Mini Inversor de 50 watts


Inversor Cross Coupled Simples aprovado pela Motorola

Saída de forma de onda melhor do que onda quadrada (razoavelmente adequado para todos os aparelhos eletrônicos))

Projeto de PCB para o circuito inversor 2N3055 simples explicado acima (layout do lado da trilha)

layout de PCB inversor simples

2) Usando IC 4047

Inversor de onda quadrada IC 4047 com peças

Como mostrado acima, um pequeno, mas útil, inversor pode ser construído usando apenas um único IC 4047 . O IC 4047 é um oscilador de IC único versátil, que produzirá períodos ON / OFF precisos em seus pinos de saída nº 10 e 11. A frequência aqui pode ser determinada calculando com precisão o resistor R1 e o capacitor C1. Esses componentes determinam a frequência de oscilação na saída do IC que, por sua vez, define a frequência de saída de 220 Vca deste circuito inversor. Pode ser definido em 50 Hz ou 60 Hz de acordo com a preferência individual.

A bateria, o mosfet e o transformador podem ser modificados ou atualizados de acordo com a especificação de potência de saída necessária do inversor.

Para calcular os valores RC e a frequência de saída, consulte o folha de dados do IC

Resultados do teste de vídeo

3) Usando IC 4049

Detalhes da pinagem IC 4049

Detalhes do pino IC 4049

circuito inversor simples usando IC 4049

Neste circuito inversor simples, usamos um único IC 4049 que inclui 6 NÃO portas ou 6 inversores dentro . No diagrama acima, N1 ---- N6 significa as 6 portas que são configuradas como oscilador e estágios de buffer. As portas NOT N1 e N2 são basicamente usadas para o estágio do oscilador, C e R podem ser selecionados e fixados para determinar a frequência de 50 Hz ou 60 Hz de acordo com as especificações do país

As portas restantes N3 a N6 são ajustadas e configuradas como buffers e inversores para que a saída final resulte na produção de pulsos de chaveamento alternados para os transistores de potência. A configuração também garante que nenhuma porta seja deixada sem uso e ociosa, o que pode exigir que suas entradas sejam terminadas separadamente em uma linha de alimentação.

O transformador e a bateria podem ser selecionados de acordo com o requisito de energia ou as especificações de potência da carga.

A saída será puramente uma saída de onda quadrada.

A fórmula para o cálculo da frequência é dada como:

f = 1 / 1,2 RC,

onde R estará em Ohms e F em Farads

4) Usando IC 4093

número da pinagem e detalhes de trabalho do IC 4093

Detalhes do pino IC 4093

Circuito inversor simples IC 4093

Muito semelhante ao inveter de porta NOT anterior, o inversor simples baseado em porta NAND mostrado acima pode ser construído usando um único 4093 IC. Os portões N1 a N4 significam o 4 portas dentro do IC 4093 .

N1, é conectado como um circuito oscilador, para gerar os pulsos de 50 ou 60Hz necessários. Estes são apropriadamente invertidos e protegidos usando as portas restantes N2, N3, N4 a fim de finalmente fornecer a frequência de comutação alternada entre as bases dos BJTs de energia, que por sua vez comutam o transformador de energia na taxa fornecida para gerar os 220 V ou 120 V necessários AC na saída.

Embora qualquer IC de porta NAND funcione aqui, o uso do IC 4093 é recomendado, uma vez que possui recurso de gatilho Schmidt, que garante um ligeiro atraso na comutação e ajuda a criar uma espécie de tempo morto nas saídas de comutação, garantindo que os dispositivos de alimentação sejam nunca LIGADO juntos, mesmo por uma fração de segundo.

5) Outro inversor de porta NAND simples usando MOSFETs

Outro projeto de circuito inversor simples, mas poderoso, é explicado nos parágrafos a seguir, que pode ser construído por qualquer entusiasta da eletrônica e usado para alimentar a maioria dos aparelhos elétricos domésticos (cargas resistivas e SMPS).

O uso de alguns mosfets influencia uma resposta poderosa do circuito envolvendo muito poucos componentes, no entanto, a configuração de onda quadrada limita a unidade de algumas aplicações úteis.

Introdução

O cálculo dos parâmetros do MOSFET pode parecer envolver algumas etapas difíceis, no entanto, seguir o design padrão, fazer com que esses dispositivos maravilhosos entrem em ação é definitivamente fácil.

Quando falamos sobre circuitos de inversores envolvendo saídas de potência, os MOSFETs tornam-se imperativamente parte do projeto e também o principal componente da configuração, especialmente nas extremidades de saída de acionamento do circuito.

Sendo os circuitos inversores os favoritos com esses dispositivos, estaríamos discutindo um tal projeto que incorpora MOSFETs para alimentar o estágio de saída do circuito.

Referindo-se ao diagrama, vemos um projeto de inversor muito básico envolvendo um estágio de oscilador de onda quadrada, um estágio de buffer e o estágio de saída de energia.

O uso de um único IC para gerar as ondas quadradas necessárias e para armazenar os pulsos torna o projeto fácil de fazer, especialmente para os novos entusiastas da eletrônica.

Usando portas NAND IC 4093 para o circuito do oscilador

O IC 4093 é um Schmidt Trigger IC de porta NAND quádrupla, um único NAND é conectado como um multivibrador astável para gerar os pulsos quadrados de base. O valor do resistor ou do capacitor pode ser ajustado para adquirir pulsos de 50 Hz ou 60 Hz. Para aplicações de 220 V, a opção 50 Hz precisa ser selecionada e 60 Hz para as versões de 120 V.

A saída do estágio do oscilador acima está ligada a mais alguns Portas NAND usadas como buffers , cujas saídas são, em última análise, encerradas com a porta dos respectivos MOSFETs.

As duas portas NAND são conectadas em série de forma que os dois mosfets recebam níveis lógicos opostos alternadamente do estágio do oscilador e alternem os MOSFETs para fazer as induções desejadas no enrolamento de entrada do transformador.

IC 4093 com circuito inversor mosfet

Mudança Mosfet

A comutação acima dos MOSFETs enche toda a corrente da bateria dentro dos enrolamentos relevantes do transformador, induzindo um aumento instantâneo da potência no enrolamento oposto do transformador, de onde a saída para a carga é, em última análise, derivada.

Os MOSFETs são capazes de lidar com mais de 25 Amps de corrente e o alcance é muito grande e, portanto, torna-se adequado para dirigir transformadores de especificações de potência diferentes.

É apenas uma questão de modificar o transformador e a bateria para fazer inversores de diferentes faixas com diferentes saídas de energia.

Lista de peças para o diagrama de circuito do inversor de 150 watts explicado acima:

  • R1 = 220K pot, precisa ser definido para adquirir a saída de frequência desejada.
  • R2, R3, R4, R5 = 1K,
  • T1, T2 = IRF540
  • N1 — N4 = IC 4093
  • C1 = 0,01uF,
  • C3 = 0,1uF

TR1 = enrolamento de entrada de 0-12 V, corrente = 15 Amp, tensão de saída de acordo com as especificações exigidas

A fórmula para o cálculo da frequência será idêntica à descrita acima para IC 4049.

f = 1 / 1,2RC. onde R = R1 definir o valor e C = C1

6) Usando IC 4060

Circuito inversor simples baseado em IC 4060

Se você tem um único 4060 IC em sua caixa de lixo eletrônico, junto com um transformador e alguns transistores de potência, provavelmente está tudo pronto para criar seu circuito inversor de potência simples usando esses componentes. O projeto básico do circuito inversor baseado em IC 4060 proposto pode ser visualizado no diagrama acima. O conceito é basicamente o mesmo, usamos o IC 4060 como um oscilador , e definir sua saída para criar pulsos ON OFF alternadamente através de um estágio de transistores BC547 do inversor.

Assim como IC 4047, o IC 4060 requer componentes externos de RC para configurar sua frequência de saída, no entanto, a saída do IC 4060 é terminada em 10 pinagens individuais em uma ordem específica em que a saída gera frequência a uma taxa duas vezes maior que a de seu pinagem anterior.

Embora você possa encontrar 10 saídas separadas com uma taxa de frequência de 2X entre as pinagens de saída do IC, selecionamos o pino nº 7, uma vez que oferece a taxa de frequência mais rápida entre o resto e, portanto, pode cumprir isso usando componentes padrão para a rede RC, que pode estar facilmente disponível para você, não importa em que parte do globo você esteja.

Para calcular os valores RC para R2 + P1 e C1 e a frequência, você pode usar a fórmula conforme descrito abaixo:

Ou outra maneira é por meio da seguinte fórmula:

f (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

Rt está em Ohms, Ct em Farads

Mais informações podem ser obtidas deste artigo

Aqui está outra ideia legal de inversor DIY que é extremamente confiável e usa peças comuns para realizar um design de inversor de alta potência e pode ser atualizado para qualquer nível de potência desejado.

Vamos aprender mais sobre este design simples

7) O inversor de 100 watts mais simples para os recém-chegados

O circuito de um inversor simples de 100 watts discutido neste artigo pode ser considerado o design de inversor mais eficiente, confiável, fácil de construir e poderoso. Ele irá converter qualquer 12V para 220V efetivamente usando componentes mínimos

Introdução

A ideia foi publicada há muitos anos em uma das revistas de eletrônica elecktor, apresento aqui para que todos vocês possam fazer e usar este circuito para suas aplicações pessoais. Vamos aprender mais.

O projeto de circuito inversor simples proposto de 100 watts foi publicado há muito tempo em uma das revistas de eletrônica da elektor e, de acordo com mim, este circuito é um dos melhores projetos de inversor que você pode obter.

Considero o melhor porque o design é bem balanceado, bem calculado, utiliza peças comuns e se feito tudo corretamente começaria a funcionar instantaneamente.

A eficiência deste projeto é em torno de 85%, o que é bom considerando o formato simples e os baixos custos envolvidos.

Usando um transistor astável como oscilador de 50 Hz

Basicamente, todo o projeto é construído em torno de um estágio multivibrador astável, consistindo de dois transistores de uso geral de baixa potência BC547 junto com as partes associadas consistindo de dois capacitores eletrolíticos e alguns resistores.

Esta etapa é responsável por gerar os pulsos básicos de 50 Hz necessários para o início das operações do inversor.

Os sinais acima estão em níveis de corrente baixos e, portanto, precisam ser elevados para algumas ordens superiores. Isso é feito pelos transistores de driver BD680, que são Darlington por natureza.

Esses transistores recebem os sinais de 50 Hz de baixa potência dos estágios do transistor BC547 e os elevam em níveis de corrente mais altos para que possam ser alimentados para os transistores de saída.

Os transistores de saída são um par de 2N3055 que recebem um acionamento de corrente amplificado em suas bases do estágio de acionamento acima.

2N3055 Transistores como estágio de potência

Os transistores 2N3055, portanto, também são acionados em alta saturação e altos níveis de corrente, que são bombeados alternadamente para os enrolamentos do transformador relevantes e convertidos nos 220 VCA volts necessários no secundário do transformador.

Circuito simples de 100 watts do inversor 2N3055

Lista de peças para o circuito inversor simples de 100 watts explicado acima

  • R1, R2 = 27K, 1/4 watt 5%
  • R3, R4, R5, R6 = 330 OHMS, 1/4 watt 5%
  • R7, R8 = 22 OHMS, 5 WATT TIPO DE FERIDA
  • C1, C2 = 470nF
  • T1, T2 = BC547,
  • T3, T4 = BD680, OU TIP127
  • T5, T6 = 2N3055,
  • D1, D2 = 1N5402
  • TRANSFORMER = 9-0-9V, 5 AMP
  • BATERIA = 12V, 26AH,

Dissipador de calor para o T3 / T4 e T5 / T6

Especificações:

  1. Saída de energia: 100 watts se transistores 2n3055 únicos forem usados ​​em cada canal.
  2. Frequência: 50 Hz, onda quadrada,
  3. Tensão de entrada: 12V @ 5 Amps para 100 Watts,
  4. Volts de saída: 220V ou 120V (com alguns ajustes)

A partir da discussão acima, você pode estar se sentindo completamente esclarecido sobre como construir esses 7 circuitos de inversor simples, configurando um determinado circuito oscilador básico com um estágio BJT e um transformador e incorporando peças muito comuns que podem já existir com você ou acessíveis resgatando uma velha placa de PC montada.

Como calcular os resistores e capacitores para frequências de 50 Hz ou 60 Hz

Neste circuito inversor baseado em transistor, o projeto do oscilador é construído usando um circuito astável transistorizado.

Basicamente, os resistores e capacitores associados às bases dos transistores determinam a frequência de saída. Embora estes sejam calculados corretamente para produzir frequência de aproximadamente 50 Hz, se você estiver mais interessado em ajustar a frequência de saída de acordo com sua preferência, você pode fazer isso facilmente calculando-os através deste Calculadora Multivibrador Transistor Astable.

Módulo Push-Pull Universal

Se você estiver interessado em obter um design mais compacto e eficiente usando uma configuração push pull simples de transformador de 2 fios, você pode tentar os seguintes conceitos

O primeiro abaixo usa o IC 4047, junto com alguns MOSFETs de canal p en canal n:

Se você deseja empregar algum outro estágio de oscilador de acordo com sua preferência, nesse caso você pode aplicar o seguinte desenho universal.

Isso permitirá que você integre qualquer estágio de oscilador desejado e obtenha a saída push pull de 220 V necessária.

Além disso, também possui um estágio de carregador de bateria com troca automática integrado.

Vantagens do inversor push-pull simples

As principais vantagens deste design de inversor push-pull universal são:

  • Utiliza um transformador de 2 fios, o que torna o projeto altamente eficiente, em termos de tamanho e potência.
  • Ele incorpora uma mudança com carregador de bateria, que carrega a bateria quando a rede está presente, e durante uma falha de rede muda para o modo inversor usando a mesma bateria para produzir os 220 V pretendidos da bateria.
  • Ele usa MOSFETs de canal p e canal N comuns sem nenhum circuito complexo.
  • É mais barato de construir e mais eficiente do que a contraparte da torneira central.
módulo de ponte completa simples com carregador de bateria e troca automática

MÓDULO MOSFET UNIVERSAL PUSH PULL QUE INTERFACE COM QUALQUER CIRCUITO OSCILADOR DESEJADO

Para os usuários avançados

O que foi explicado acima foram alguns projetos de circuito inversor simples, no entanto, se você acha que eles são bastante comuns para você, você sempre pode explorar projetos mais avançados que estão incluídos neste site. Aqui estão mais alguns links para sua referência:


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