これらの7つのインバーター回路は、その設計では単純に見えるかもしれませんが、適度に高い出力と約75％の効率を生成することができます。この安価なミニインバーターを構築し、電力を小さくする方法を学ぶ 220Vまたは120Vアプライアンスこのようなドリルマシン、LEDランプ、CFLランプ、ヘアドライヤー、モバイル充電器など、12V 7Ahバッテリーを使用します。

シンプルインバータとは

12 VDCを230V ACに変換するために最小数のコンポーネントを使用するインバーターは、単純インバーターと呼ばれます。 12 V鉛蓄電池は、このようなインバーターの操作に使用される最も標準的な形式のバッテリーです。

いくつかの2N3055トランジスタといくつかの抵抗を利用するリストの中で最も単純なものから始めましょう。

1）交差結合トランジスタを使用した単純なインバータ回路

記事は構造の詳細ミニインバータの。適度に良好な出力を提供でき、しかも非常に手頃な価格で洗練された基本的なインバーターの構築手順のグレードアップについて知るために読んでください。

インターネットや電子雑誌で利用できるインバータ回路は膨大な数になる可能性があります。しかし、これらの回路はしばしば非常に複雑でハイエンドタイプのインバーターです。

したがって、私たちは選択の余地がなく、簡単に構築できるだけでなく、低コストで高効率の作業が可能なパワーインバーターをどのように構築するのか疑問に思っています。

12v〜230vインバータ回路図

さて、そのような回路の検索はここで終わります。ここで説明するインバーターの回路は、コンポーネント数が少ない限り、おそらく最小ですが、ほとんどの要件を満たすのに十分強力です。

建設手順

まず、2つの2N3055トランジスタ用の適切なヒートシンクがあることを確認してください。次の方法で製造できます。

それぞれ6/4インチのアルミニウムを2枚切ります。

図に示すように、シートの一方の端を曲げます。金属製のキャビネットにしっかりと固定できるように、適切なサイズの穴をベンドに開けます。
このヒートシンクを作成するのが難しい場合は、以下に示す最寄りの電気店から購入できます。

また、パワートランジスタを取り付けるための穴を開けます。穴は直径3mm、TO-3タイプのパッケージサイズです。
ナットとボルトを使用して、トランジスタをヒートシンクにしっかりと固定します。
回路図に従って、抵抗を交差結合してトランジスタのリード線に直接接続します。
次に、ヒートシンク、トランジスタ、抵抗アセンブリをトランスの2次巻線に結合します。
回路アセンブリ全体を変圧器と一緒に、頑丈で換気の良い金属製の筐体内に固定します。
出力および入力ソケット、ヒューズホルダーなどをキャビネットの外部に取り付け、回路アセンブリに適切に接続します。

上記のヒートシンクの取り付けが完了したら、次の図に示すように、いくつかの高ワット抵抗と2N3055（ヒートシンク上）を選択した変圧器と相互接続する必要があります。

完全な配線レイアウト

トランス、12Vバッテリー7Ah、トランジスターを備えたシンプルなインバーター回路配線

上記の配線が完了したら、変圧器の2次側に60ワットのランプを取り付けた12V7Ahバッテリーに接続します。オンにすると、驚くほどの明るさで負荷が瞬時に照らされます。

ここで重要な要素は変圧器です。変圧器の定格が実際に5アンペアであることを確認してください。そうしないと、出力電力が予想よりも大幅に低くなる可能性があります。

これは私の経験からわかります。このユニットを2回作成しました。1回目は大学時代、2回目は最近2015年に作成しました。最近のベンチャーでは経験が豊富でしたが、持っていた素晴らしいパワーを得ることができませんでした。前のユニットから取得しました。理由は単純で、以前の変圧器は堅牢な特注の9-0-9V 5アンペアの変圧器でしたが、新しい変圧器ではおそらく誤った定格の5アンペアを使用していましたが、実際には出力が3アンペアしかありませんでした。

パーツリスト

構築には、次のいくつかのコンポーネントが必要になります。

R1、R2 = 100オーム/ 10ワットのワイヤーワインド
R3、R4 = 15オーム/ 10ワットのワイヤーワインド
T1、T2 = 2N3055パワートランジスタ（モトローラ）。
トランスフォーマー= 9- 0-9ボルト / 8アンペアまたは5アンペア。
自動車用バッテリー= 12ボルト/ 10Ah
アルミニウムヒートシンク=必要なサイズに従ってカットします。
換気された金属製キャビネット=アセンブリ全体のサイズに応じて

ビデオテストプルーフ

それをテストする方法は？

このミニインバーターのテストは、次の方法で行われます。
テストの目的で、60ワットの白熱電球をインバーターの出力ソケットに接続します。
次に、完全に充電されたものを接続します 12V自動車用バッテリーその供給端子に。
60ワットの電球がすぐに明るく点灯し、インバーターが正常に機能していることを示します。
これで、インバータ回路の構築とテストは終了です。
上記の議論から、構築が簡単であるだけでなく、各自にとって非常に手頃な価格のインバーターを構築する方法を明確に理解している必要があります。
それはのような小さな電化製品に電力を供給するために使用することができますはんだごて、CFLライト、小型ポータブルファンなど。出力電力は70ワット付近にあり、負荷に依存します。
このインバーターの効率は約75％です。ユニットは屋外で車両のバッテリー自体に接続できるため、余分なバッテリーを持ち運ぶ手間が省けます。

回路動作

このミニインバータ回路の機能はかなり独特で、トランジスタに電力を供給するためのディスクリート発振器ステージを含む通常のインバータとは異なります。

ただし、ここでは、回路の2つのセクションまたは2つのアームが回生方式で動作します。その非常に単純で、次の点から理解できます。

回路の2つの半分は、それらがどれだけ一致していても、抵抗、Hfe、変圧器の巻線ターンなど、それらを取り巻くパラメータのわずかな不均衡で常に構成されます。

このため、両方の半分が同時に実行することはできません。

上半分のトランジスタが最初に導通すると仮定すると、明らかに、R2を介してトランスの下半分の巻線を介してバイアス電圧を取得します。

ただし、それらが飽和して完全に導通すると、バッテリー電圧全体がコレクターを介してアースに引き込まれます。

これにより、R2を介してベースに電圧が吸い込まれ、すぐに導通が停止します。

これにより、下側のトランジスタが導通し、サイクルが繰り返されます。

したがって、回路全体が発振を開始します。

ベースエミッタ抵抗は、導通が切断される特定のしきい値を固定するために使用され、ベースバイアス基準レベルを固定するのに役立ちます。

上記の回路は、モトローラによる次の設計から着想を得ています。

更新：これも試してみてください： 50ワットミニインバータ回路

方形波よりも優れた出力波形（すべての電子機器に適度に適しています））

上記で説明した単純な2N3055インバータ回路のPCB設計（トラック側のレイアウト）

2）IC4047を使用する

上に示したように、シンプルでありながら便利な小さなインバータは1つのIC4047を使用して構築できます。 IC 4047は多用途のシングルIC発振器であり、出力ピン＃10とピン＃11の間に正確なオン/オフ期間を生成します。ここでの周波数は、抵抗R1とコンデンサC1を正確に計算することで決定できます。これらのコンポーネントは、ICの出力での発振周波数を決定し、ICはこのインバータ回路の出力220VAC周波数を設定します。個人の好みに応じて50Hzまたは60Hzに設定できます。

バッテリー、MOSFET、および変圧器は、インバーターの必要な出力電力仕様に従って変更またはアップグレードできます。

RC値と出力周波数の計算については、 ICのデータシート

ビデオテスト結果

3）IC4049の使用

IC4049ピンの詳細

この単純なインバータ回路では、6個を含む単一のIC4049を使用します。内部にゲートや6つのインバーターはありません。上の図では、N1 ---- N6は、オシレータおよびバッファステージとして構成されている6つのゲートを示しています。 NOTゲートN1とN2は基本的に発振器ステージに使用され、CとRは国の仕様に従って、50Hzまたは60Hzの周波数を決定するために選択および固定できます。

残りのゲートN3からN6は、最終的な出力がパワートランジスタの交互のスイッチングパルスを生成するように調整され、バッファとインバータとして構成されます。また、この構成により、ゲートが未使用でアイドル状態のままになることがなくなります。そうしないと、供給ライン全体で入力を個別に終端する必要があります。

変圧器とバッテリーは、電力要件または負荷ワット数の仕様に従って選択できます。

出力は純粋に方形波出力になります。

頻度の計算式は次のようになります。

f = 1 /1.2RC、

ここで、Rはオーム、Fはファラッドになります。

4）IC4093を使用する

IC4093ピンの詳細

以前のNOTゲートインベッターと非常によく似ていますが、上記のNANDゲートベースの単純なインバーターは、単一の4093ICを使用して構築できます。ゲートN1からN4は、 IC4093内の4つのゲート。

N1は、必要な50または60Hzパルスを生成するための発振回路として配線されています。これらは適切に反転され、残りのゲートN2、N3、N4を使用してバッファリングされ、最終的に電力BJTのベース間で交互にスイッチングする周波数を供給します。出力のAC。

ここではどのNANDゲートICでも機能しますが、IC 4093の使用をお勧めします。これは、シュミットトリガー機能を備えているため、スイッチングのわずかな遅延を保証し、スイッチング出力間に一種のデッドタイムを作成するのに役立ちます。ほんの一瞬でも一緒にスイッチを入れることはありません。

5）MOSFETを使用した別のシンプルなNANDゲートインバーター

もう1つのシンプルで強力なインバータ回路設計については、次の段落で説明します。これは、電子愛好家なら誰でも構築でき、ほとんどの家庭用電化製品（抵抗性およびSMPS負荷）に電力を供給するために使用できます。

いくつかのMOSFETの使用は、非常に少数のコンポーネントを含む回路からの強力な応答に影響を与えますが、方形波構成は、ユニットをかなりの数の有用なアプリケーションから制限します。

前書き

MOSFETパラメータの計算にはいくつかの難しい手順が含まれているように見えるかもしれませんが、標準設計に従うことで、これらのすばらしいデバイスを実行に移すのは間違いなく簡単です。

電力出力を含むインバータ回路について話すとき、MOSFETは必然的に設計の一部になり、特に回路の駆動出力端で構成の主要コンポーネントにもなります。

これらのデバイスで人気のあるインバータ回路については、回路の出力段に電力を供給するためのMOSFETを組み込んだそのような設計の1つについて説明します。

この図を参照すると、方形波発振器段、バッファ段、および電力出力段を含む非常に基本的なインバータ設計がわかります。

必要な方形波を生成し、パルスをバッファリングするために単一のICを使用すると、特に新しい電子愛好家にとって、設計が容易になります。

発振器回路にIC4093NANDゲートを使用

IC 4093はクアッドNANDゲートシュミットトリガーICであり、単一のNANDがベーススクエアパルスを生成するための非安定マルチバイブレーターとして配線されています。抵抗またはコンデンサの値は、50Hzまたは60Hzのパルスを取得するように調整できます。 220 Vアプリケーションの場合、50 Hzオプションを選択する必要があり、120Vバージョンの場合は60Hzを選択する必要があります。

“ツェナーダイオードの絶縁破壊電圧 ”

上記のオシレーターステージからの出力は、さらにいくつかのステージと結びついています。バッファとして使用されるNANDゲート、その出力は最終的にそれぞれのMOSFETのゲートで終端されます。

2つのNANDゲートは直列に接続されているため、2つのMOSFETは発振器段から交互に反対の論理レベルを受け取り、MOSFETを交互に切り替えて、トランスの入力巻線に目的の誘導を行います。

MOSFETスイッチング

上記のMOSFETのスイッチングにより、バッテリ電流全体がトランスの関連する巻線内に詰め込まれ、負荷への出力が最終的に得られるトランスの反対側の巻線で電力が瞬時にステップアップします。

MOSFETは25アンペアを超える電流を処理でき、その範囲は非常に広いため、さまざまな電力仕様の適切な駆動トランスになります。

さまざまな出力でさまざまな範囲のインバーターを作成するために、変圧器とバッテリーを変更するだけです。

上記で説明した150ワットのインバータ回路図のパーツリスト：

R1 = 220Kポット、目的の周波数出力を取得するために設定する必要があります。
R2、R3、R4、R5 = 1K、
T1、T2 = IRF540
N1〜N4 = IC 4093
C1 = 0.01uF、
C3 = 0.1uF

TR1 = 0-12V入力巻線、電流= 15アンペア、必要な仕様に従った出力電圧

周波数の計算式は、IC4049について前述したものと同じになります。

f = 1 / 1.2RC。ここで、R = R1の設定値、C = C1

6）IC4060の使用

電子ジャンクボックスに単一の4060ICがあり、トランスといくつかのパワートランジスタがある場合は、これらのコンポーネントを使用して単純なパワーインバータ回路を作成する準備が整っているはずです。提案されたIC4060ベースのインバータ回路の基本設計は上の図で視覚化することができます。コンセプトは基本的に同じです、私たちは使用します発振器としてのIC4060 、およびその出力を設定して、インバータBC547トランジスタステージを介して交互にオンオフパルスを切り替えるようにします。

IC 4047と同様に、IC 4060は出力周波数を設定するために外部RCコンポーネントを必要としますが、IC 4060からの出力は、特定の順序で10個の個別のピン配列に終端され、出力はその2倍のレートで周波数を生成します。先行するピン配置。

IC出力ピン配列全体で2倍の周波数レートの10個の個別の出力が見つかる場合がありますが、ピン＃7を選択しました。これは、残りの中で最も速い周波数レートを提供し、RCネットワークの標準コンポーネントを使用してこれを満たすことができるためです。これは、地球のどの部分にいても簡単に利用できる可能性があります。

R2 + P1とC1のRC値と周波数を計算するには、次の式を使用できます。

または、別の方法は次の式を使用することです。

f（osc）= 1 / 2.3 x Rt x Ct

Rtはオーム、Ctはファラッド

詳細情報を入手できますこの記事から

これは、非常に信頼性が高く、通常の部品を使用して高出力インバーターの設計を実現し、任意の出力レベルにアップグレードできる、さらに別のクールなDIYインバーターのアイデアです。

このシンプルなデザインについてもっと学びましょう

7）新参者のための最も単純な100ワットのインバーター

この記事で説明する単純な100ワットのインバーターの回路は、最も効率的で、信頼性が高く、構築が簡単で、強力なインバーター設計と見なすことができます。最小限のコンポーネントを使用して、12Vを220Vに効果的に変換します

前書き

このアイデアは、何年も前にエレクターエレクトロニクス誌の1つに掲載されました。ここでは、この回路を作成して個人的なアプリケーションに使用できるように紹介します。もっと学びましょう。

提案された単純な100ワットのインバーター回路設計は、かなり昔にelektor electronics誌の1つに掲載されました。私によれば、この回路は入手できる最高のインバーター設計の1つです。

デザインのバランスが良く、計算もよく、普通のパーツを使っていて、正しくやればすぐに動き出すので、最高だと思います。

この設計の効率は85％近くであり、単純なフォーマットと関連する低コストを考慮すると良好です。

50Hz発振器として非安定トランジスタを使用

基本的に、設計全体は、2つの低電力汎用トランジスタBC547と、2つの電解コンデンサといくつかの抵抗で構成される関連部品で構成される非安定マルチバイブレータステージを中心に構築されています。

このステージは、インバーター操作の開始に必要な基本的な50Hzパルスを生成する役割を果たします。

上記の信号は低電流レベルであるため、いくつかの高次に持ち上げる必要があります。これは、本質的にダーリントンであるドライバトランジスタBD680によって行われます。

これらのトランジスタは、BC547トランジスタステージから低電力の50 Hz信号を受信し、それらをより高い電流レベルで持ち上げて、出力トランジスタに供給できるようにします。

出力トランジスタは2N3055のペアであり、上記のドライバステージからベースで増幅された電流ドライブを受け取ります。

パワーステージとしての2N3055トランジスタ

したがって、2N3055トランジスタは、高飽和および高電流レベルで駆動され、関連するトランス巻線に交互にポンプで送られ、トランスの2次側で必要な220VACボルトに変換されます。

上記で説明した簡単な100ワットインバータ回路の部品リスト

R1、R2 = 27K、1/4ワット5％
R3、R4、R5、R6 = 330オーム、1/4ワット5％
R7、R8 = 22オーム、5ワットのワイヤー巻線タイプ
C1、C2 = 470nF
T1、T2 = BC547、
T3、T4 = BD680、またはTIP127
T5、T6 = 2N3055、
D1、D2 = 1N5402
トランス= 9-0-9V、5 AMP
バッテリー= 12V、26AH、

T3 / T4、およびT5 / T6用のヒートシンク

仕様：

電力出力：各チャネルで単一の2n3055トランジスタが使用されている場合は100ワット。
周波数：50 Hz、方形波、
入力電圧：100ワットで12V @ 5アンペア、
出力ボルト：220Vまたは120V（いくつかの調整あり）

上記の議論から、BJTステージとトランスを備えた特定の基本的な発振回路を構成し、すでに存在するかアクセス可能なごく普通の部品を組み込むことによって、これらの7つの単純なインバータ回路を構築する方法について完全に啓発されていると感じるかもしれません。古い組み立てられたPCボードを回収することによって。

50Hzまたは60Hzの周波数の抵抗とコンデンサを計算する方法

このトランジスタベースのインバータ回路では、発振器の設計はトランジスタ化された非安定回路を使用して構築されています。

基本的に、トランジスタのベースに関連付けられた抵抗とコンデンサが出力の周波数を決定します。これらは約50Hzの周波数を生成するように正しく計算されますが、自分の好みに応じて出力周波数を微調整することにさらに興味がある場合は、これを使用して計算することで簡単に行うことができます。 トランジスタ非安定マルチバイブレータ計算機。

ユニバーサルプッシュプルモジュール

単純な2線式変圧器のプッシュプル構成を使用して、よりコンパクトで効率的な設計を実現したい場合は、次の2つの概念を試すことができます。

以下の最初のものは、いくつかのpチャネルおよびnチャネルMOSFETとともにIC4047を使用しています。

好みに応じて他のオシレーターステージを使用したい場合は、次のユニバーサルデザインを適用できます。

これにより、任意のオシレータステージを統合し、必要な220Vプッシュプル出力を得ることができます。

さらに、統合された自動切り替えバッテリー充電器ステージも備えています。

シンプルなプッシュプルインバーターの利点

このユニバーサルプッシュプルインバータ設計の主な利点は次のとおりです。

2線式トランスを使用しているため、サイズと出力の点で非常に効率的な設計になっています。
バッテリー充電器との切り替えが組み込まれており、メインが存在するときにバッテリーを充電し、メインの障害時に同じバッテリーを使用してインバーターモードに切り替えて、バッテリーから目的の220Vを生成します。
複雑な回路を使用せずに、通常のpチャネルおよびNチャネルMOSFETを使用します。
センタータップの対応物よりも構築が安価で効率的です。