Výkonový měnič 12/220 V

Jednoduchý měnič zatížitelný podle použitého transformátoru a umožňující (pro zvýšení účinnosti) změnu frekvence 50/60 Hz.

Vlastnosti:
Vstupní napětí 12V=
Výstup 230V/50/60Hz obdélníkový průběh.
Možnost změny frekvence z 50Hz na 60Hz.
Účinnost minimálně 80-85%.

Tento jednoduchý měnič může sloužit jako zdroj napětí 230V/50Hz pro spotřebiče do příkonu dle použitého transformátoru, což mohou být kompaktní zářivky, zářivky s předřadnou tlumivlou řady DZ i klasické, malé motorky, holící strojky, napájení televizorů a ostatní spotřební elektroniky, zálohování plynových kotlů při výpadku el. proudu a pod. Najde uplatnění nejen v domácnosti a na chatě, ala zejména v autopřívěsu, na lodi a všude kde není k dispozici rozvodná síť 230V. Zapojení je velmi jednoduché. Jako generátor obdélníkového průběhu 50Hz slouží monostabilní klopný obvod 4047 pracující v astabilním režimu. Na výstupech 10 a 11 jsou k dispozici výstupní impulsy v protifázi, jimiž jsou buzeny čtyři MOS spínače zapojené v můstku střídavě připojující vinutí 10V trafa k napájecímu napětí 12V. Je-li na výstupu 10 IO1 úroveň H, je sepnut tranzistor T3 vodivosti N, současně je na výstupu 11 úroveň L, při které je sepnut tranzistor T2 vodivosti P. Po překlopení úrovní na výstupech 10 a 11 se uvedené tranzistory rozepnou a sepnou se tranzistory T1, T4. Přítomnost vyrobeného napětí 230V signalizuje doutnavka. Přepínačem Př1 lze měnit frekvenci generátoru z 50Hz na 60 Hz. Pro napájení všech uvedených spotřebičů není nutné použít krystalový oscilátor 50Hz. S uvedenými hodnotami součástek RC oscilátoru na vývodech 1, 2 IO1 je přesnost a stabilita kmitočtu asi 2% což pro všechny uvedené aplikace dostačuje. Zvýšením kmitočtu na 60Hz lze dosáhnout podstatného snížení odebíraného proudu z akumulátoru bez připojené zátěže-až na polovinu. Při tomto kmitočtu se také dají částečně zvýšit otáčky malých asynchronních motorků. (Motorky bez uhlíků.) Při kmitočtu 60Hz je možno provozovat všechny výše uvedené spotřebiče a měnič dosahuje vyšší účinnosti. Kmitočet 60Hz se používá v USA, v Japonsku a mnoha dalších zemích.

Kontrukce-na plošném spoji nejprve osadit 2ks drátové propojky, první se nachází u POJ1, druhá nad IO2. Otvory pro vývody tranzistorů je třeba převrtat vrtáčkem A1mm, na pojistkové plíšky A1.2mm, čtyři otvory na uchycení tranzistorů  A3.2mm. Na tyto vyvrtané otvory se přiloží duralový L chladič a ze strany spojů se obkreslí otvory na uchycení tranzistorů. Tyto obkreslené otvory se též vyvrtají A3.2mm. U tranzistorů se ohnou vývody o 90°. Pod hlavičky šroubů se musí navléci plastové izolační podložky a přes slídové podložky, které je vhodné z obou stran potřít silikonovou vazelínou pro zlepšení tepelné vodivosti, se tranzistory přišroubují na chladič a desku dle obrázku. Silné části plošného spoje pocínovat, prochází zde proud i přes 4A. Integrovaný obvod je v patici. Vývody transformátoru se zapájí do desky kousky lanka. Na vývody 9-10 trafa použít vodič o A alespoň 1mm. Výkonnové parametry měniče je možno snadno zvýšit výměnou trafa za větší, které má převod 230V/10-12V. Bez problémů bylo zkoušeno trafo o výkonu 200W. Odvinutím sekundárního vinutí z 12V na 10V bylo dosaženo výkonu asi 160W. Ještě lepších parametrů, vyšší účinnosti a menšího odběru proudu naprázdno lze dosáhnout s toroidními transformátory. Při větších výkonech je nutno k L chladiči přišroubovat účinné chladící žebro, se 40W transformátorem obsaženým ve stavebnici má L chladič při plném výkonu teplotu asi 40C°. Měnič dává napětí naprázdno asi 260V, čehož není nutné se obávat. S připojenou zátěží se napětí sníží na optimální. I rozvodná síť má povolenou toleranci kolísání napětí +/-10%, což je od 207V do 253V. Měnič je vhodné kvůli bezpečnosti vmontovat do plastové skříňky. Je třeba si uvědomit, že na trafu, pojistce, doutnavce a výstupní svorce je nebezpečné napětí. I když toto napětí není proti zemi, za určitých okolností a nešikovném doteku dokáže dost nepříjemně „nafackovat“.

Dosažené parametry:

Trafo 40W obsažené ve stavebnici:
Napětí naprázdno                    260V
odběr proudu                           400mA
napětí na žárovce 25W            230V
odběr při zátěži 25W                2,5A
napětí na žárovce 40W            220V
odběr při zátěži 40W                3,8A

Jiné trafo o výkonu 100W/230V/10V
Napětí naprázdno                    270V
odběr proudu                           800mA
napětí na žárovce 40W            225V
odběr při zátěži 40W                3,6A
napětí na žárovce 60W            210V