Střídač s IR2153

Dnes vám předvedu velmi jednoduchý, ale zároveň kvalitní střídavý most neboli střídač. Střídač je obvod, který vytváří ze stejnosměrného napětí a proudu střídavý napětí a proud. Konstrukce je vhodná k vytvoření záložního zdroje z 12V= na 230V~. Obvod je rovněž vhodný pro začátečníky, v sobě neukrývá žádnou záludnost a funguje na první zapnutí.

!!! POZOR i když je napětí na výstupu transformátoru oddělené od země, při doteku obou konců zároveň je toto napětí stejně nebezpečné jako napětí v síti !!! ZA PŘÍPADNÉ ÚJMY NA ZDRAVÍ, MAJETKU NEBEREME ŽÁDNOU ZODPOVĚDNOST !!!

Schéma zapojení:

Nejlevnější a nejjednoduší sériově vyráběný měniče 12/230V mají amplitudu výstupního napětí pouze 230V, protože obvod je tvořený jednočinným obdélníkovým buzením. Tyto měniče jsou použitelné pouze pro spotřebiče, které nepotřebují nutně amplitudu 325V jako u opravdového síťového napětí. Jsou tedy vhodné pro odporové zátěže ( žárovka ) a pro pár typů spínaných zdrojů ( ne pro všechny ). Tyto měniče jsou absolutně nepoužitelné pro indukční ( motory ) a kapacitní zátěže.
Dražší a kvatnější měniče 12/230V využívají takzvanou modifikovanou sinusoidu. Modifikovaná sinusoida se sice moc sinusu nepodobá, ale důležité je, že má stejnou velikost amplitudy i efektivní napětí jako napětí sítě. To znamená, že mají amplitudu 325V a efektivní ( RMS ) hodnotu 230V AC. Tyto měniče již jsou použitelné pro drtivou většinu přístrojů. A však ne úplně pro všechny. Problém může nastat tam, kde je potřeba čistý sinusový průběh. Měniče jsou vhodné pro indukční i kapacitní zátěže.
A samozřejmně poslední skupinou jsou měniče se sinusovým výstupem, ty jsou nejdražší a zároveň nejsložitější. Ale o těch až později.

Tento měnič spadá do druhé skupiny, poskytuje tedy na výstupu modifikovanou sinusoidu. Konstrukce obsahuje dva obvody IR2153, který v sobě ukrývají budič polomostu, podpěťovou ochranu a oscilátor. Toto všechno se vejde do DIP8. Výstupní průběh je tedy tvořen dvěmi polomosty ( dohromady most ) posunutými od sebe o 25%, tím vzniká právě modifikovaný sinus. Na vstupu jsou dva velké kondenzátory, které vyrovnávají proudové nárazy.
Výstupní výkon celého měniče závisí na použitých tranzistorech ( Q1 – Q4 ), chladiči a výstupním transformátoru. Já použil tranzistory IRF1404, protože jsem je zrovna měl po ruce, můžete použít i nějaký jiný s podobnými parametry třeba IRFZ48, IRF3205 atd. Záleží na požadovaném výkonu. Tranzistor by měl mít minimální napětí mezi elektordami „D“ a „S“ 30V. U tranzistorů platí čím menší napětí Vds tím větší proud. Odpor v sepnutém stavu by měl být také co nejmenší. Chladič můsí být dimenzován na požadovaný výstupní výkon, aby nedošlo k přehřátí tranzistorů. Je vhodné doplnit aktivním chlazením ( ventilátor ). A nakonec transformátor, ten by měl být opět dimenzován na požadovaný výkon ( s malým transformátorem nedosáhnete velikánský výkony ). Transformátor by měl mít převod 230V/10V a připojuje se na výstupní svorky J3 a J4.
Trimrama R2 a R7 se ovlivňuje charakteristika výstupu. R2 ovlivňuje frekvenci na výstupu, měla by být přesně 50Hz, ale lze nastavil cca od 30Hz až po cca 80Hz, Silně nedoporučuji nastavovat frekvenci pod 50Hz !!! Zdůvodu přesycení výstupního transformátoru ( přesycený transformátor se chová jako zkrat –> výbuch tranzistorů a zničení napájecích akumulátorů ). Vhodné je nastavení frekvence na 60Hz ( Americká norma ), tato změna většině přístrojů nevadí a má za následek snížení klidové proudu měničem. Trimr R7 ovlivňuje výstupní střídu, tou lze velmi přesně nastavit výstupní napětí.

Měnič se napájí stejnosměrným napětím 12V ( 10 – 15 V) např. z baterií. Do přívodu je vhodné použít pojistku dimenzovanou podle výstupního výkonu. Konstrukce obsahuje podpěťovou ochranu, která vypne, když napájecí napětí spadne pod 9V a tím chraní akumulátor a napájený spotřebič. Tranzistory musí být izolovány od chladiče ! Ještě doporučuji pocínovat všechny silové cesty, jak je to na fotografiích.
Oživení měniče :
Oživení měniče provádějte následujícím způsobem : Nejdříve pečlivě zkontrolujte správnost zapojení. Pak připojte na svorky J1 a J2 stejnosměrné napětí 12V, na výstupsní svorky J3 a J4 připojte transformátor. Zapněte napájení. Voltmetrem a frekvencometrem na výstupu transformátoru nastavte frekvenci 50Hz ( nebo 60Hz ) a napětí 230V. To je vše, měnič je připraven k použití. Pokud by v zátěži padalo napětí zkuste zvýšit výstupní napětí, maximálně však cca 250V ! Pokud ani to nepomůže budete muset použít výkonější transformátor a případně tranzistory.

Osazovací plán:

Deska plošných spojů:

Osazovací plán i DPS jsou 1:1 300dpi (jak vytisknout DPS naleznete v záložce Rady, návody). Skutečná velikost DPS je 66 x 55 mm.

Seznam součástek:

D1-D2	1N4004
IC1,IC2	IR2153
C1,C2	4700uF/16V ele.
C3,C4	100n ker.
C5,C6	100uF/25V ele.
C7,C8	68n/100V svitkový !
R1,R3,R4,R5	20R
R2,R7	trimr 500k CA6V
R6	150k
J1-J4	konektor FASTON 6,3mm
Q1-Q4	tranzistor MOSFET podle výkonu např.: IRF1404, viz. text

Takto vypadá výstupní průběh na osciloskopu, jedná se opravdu o modifikovaný sinus.