Convertidor/inversor de 12 V CC a 12 V CA (50 Hz) para cargas bajas (< 1 A)

Estoy construyendo un sistema de sonido móvil alimentado por una batería de automóvil. Tengo una mesa de mezclas pequeña que funciona con 12 V, pero necesita alimentación de CA (50 Hz) y no funciona con CC (lo intenté, con resultados muy extraños).

Actualmente estoy usando un inversor de 12V a 230V y la fuente de alimentación provista para convertirlo nuevamente a corriente alterna de 12V. Esto parece un desperdicio y no quiero introducir otro nivel de voltaje en mi diseño solo para alimentar la mesa de mezclas.

¿Cómo se podría construir un circuito simple que haga esto? Tengo conocimientos básicos de electrónica (soldadura, saber sobre resistencia, voltaje, corriente) pero nunca construí una placa de circuito. Preferiría evitar abrir el dispositivo, excepto que es muy fácil hacer las modificaciones.

La mesa de mezclas es una mezcladora de DJ USB Renkforce MX260. El manual se puede encontrar aquí.

placa de circuito desde arriba

entrada de alimentación

parte de entrada de energía de la placa de circuito

parte posterior de la placa de circuito

¡Suena como un buen proyecto de aprendizaje y no involucra el aislamiento de la red! Básicamente, lo que necesita es algo así como un convertidor elevador para llegar a aproximadamente +17 V o incluso mejor, +17 y -17 V para obtener el voltaje máximo correcto para una onda sinusoidal, seguido de un inversor. Un puente H de clase D y una fuente de 50 Hz también serían una buena solución. A menos que esté dispuesto a abrir y modificar su sistema de sonido existente, momento en el que no necesitará ningún aire acondicionado. ¿Dónde está tu umbral/punto de dolor?
¿Marca y modelo del sistema de sonido móvil?
Para aclarar: me gustaría modificar el cable de conexión, entonces pondría toda la electrónica en una caja aparte que transformaría los 12V DC a AC. Creo que abrir el sistema de sonido estaría fuera de mi zona de confort.
Si un dispositivo recibe 12 V CA que luego rectifica a CC, termina con el voltaje de pico a pico de esa entrada de CA (raíz cuadrada (2) * 12 V = 17 V), no el voltaje RMS (12 V) . Si desea sustituir una fuente de CC por una fuente de CA, 12 V CC pueden ser insuficientes para alimentar el dispositivo. Intente alimentarlo con 17 V CC.
¿Cómo podría aumentar la potencia a 17 V CC? Preferiría permanecer dentro de las especificaciones de la fuente de alimentación para el dispositivo, tengo miedo de que alimentarlo con 17 voltios pueda arruinarlo.
Me pregunto cuánto le importa al mezclador si esta CA es de onda sinusoidal o si funcionará una onda cuadrada.
La EMI sería peor con la corriente de sobretensión de onda cuadrada
La fuente de CA debe estar aislada de la conexión a tierra de audio para evitar interferencias. Indique las especificaciones del bloque de CA como 24Vac 10VA 50/60Hz
¡Indique las especificaciones de SALIDA del bloque de CA!
Detalle con el lado del componente cerca del enchufe de CA para ver los componentes.
Es una fuente de alimentación diferencial, un cable de CA va a tierra (debe verificar eso con un multímetro) y el otro es el cable vivo donde debe suministrar 12VAC referenciado a tierra. Entonces necesitas ese cable a GND de la batería y que el otro haga un 12vAC. ¿Cualquiera?

Respuestas (5)

La solución que ya tienes es la mejor compensación en las condiciones dadas y déjame explicarte:

Es una mala idea tener una fuente de alimentación conmutada cerca de un dispositivo de audio. Son ruidosos.

Pero una fuente de alimentación conmutada casera es peor. No obtendrá el EMI de bajo nivel que se puede alcanzar (e imponer por las regulaciones) en un producto comercial.

Al mismo tiempo, supongo que formará la misma batería a la que suministrará otros dispositivos. Lo más probable es que la señal a tierra esté conectada a tierra de 12 V.

Pero sin mirar dentro de la caja del mezclador, no sabe cómo se relaciona la entrada de alimentación de CA con la tierra de la señal, por lo que su suministro de CA debe estar aislado de la batería de 12 V/tierra de la señal; de lo contrario, podría cortocircuitar o sobrecargar algunos circuitos internos dentro del mezclador. Solo piense lo que sucede si tiene un rectificador de media onda adentro y conecta la tierra al cable "caliente".

Una solución analógica pura como un generador de 50 Hz seguido de un amplificador y luego un transformador de 50 Hz para elevar el voltaje de 12 V pico a pico (configuración de puente) a 17 V pico a pico tiene una eficiencia muy baja y requiere un 12 V difícil de encontrar a 17 V 1A transformador.

Modificar un inversor de 230 VCA a 12 VCA es casi imposible y ciertamente alterará el cumplimiento de EMI.

Lo que puede hacer es encontrar el inversor más pequeño, el más pequeño que pude encontrar fue de 50 W para que no tenga problemas de enfriamiento y usarlo con un transformador de 12 V que ya hizo.

Es la mejor opción por el tamaño, el ruido, el tiempo empleado y el costo.

Lo siguiente mejor es desarmar el mezclador y ver el esquema de la fuente de alimentación interna, esto puede ahorrar algo de dinero y espacio con soluciones mucho más simples.

Bien. Creo que me quedaré con mi solución de 12 V CC -> 230 V CA -> 12 V CA. Todo lo demás parece muy complicado. No pensé que convertir DC a AC sería tan difícil...
@PaulWeber Gracias, estaba buscando un módulo listo para usar de +12 V a -12 V desde el cual, con un amplificador, generar una señal de casi 12 VCA, pero hay pocas opciones y son costosas dada la clasificación de 1A.

12V CA tiene un pico de 17V, a ambos lados del neutro. Eso es 34V pico a pico. Irónicamente, la forma más sencilla de obtener una onda sinusoidal es utilizar un amplificador de potencia de audio. Introduzca una señal de onda sinusoidal de 50 Hz y ajuste el control de volumen hasta que lea el voltaje de salida requerido. Es posible que la fuente de alimentación para el amplificador de potencia deba ser de +-19 V (es decir, 38 V). Esto puede ser difícil de hacer con un controlador de impulso estándar ya que está cerca del límite superior de la mayoría de los suministros de impulso. Además, la línea neutral se desplazará hacia arriba desde 0 VCC, y es el neutral el que estará a 0 VCC desde la salida de su sistema de sonido. Esto será incómodo.

Probablemente sea mejor abrirlo y verificar el voltaje real después del rectificador, y suministrarlo desde su batería a través de un convertidor elevador (si es necesario) y un diodo con la clasificación adecuada. (El uso de un diodo separado salvará los diodos rectificadores, ya que probablemente estén clasificados para una corriente más baja). También puede verificar el voltaje máximo en la ruta de la señal y el margen requerido para las partes en la caja mezcladora. Puede ser que no se necesite un convertidor elevador, si todas las señales están por debajo de 9V.

agregado

Un poco más de luz para las fotos hubiera sido mejor. Pero, el 7912 es visible. Entonces, esta es una fuente de alimentación diferencial y requiere -12V. Así que supongo que no tienes suerte. ¿Qué dicen los otros circuitos integrados? Potencialmente, es posible usar dos baterías de 12 V para alimentar esta cosa, pero es posible que se necesiten diodos de caída extra baja para proteger los reguladores de voltaje. No es trivial en la cantidad de espacio en la caja.

No pensé que sería tan difícil obtener una fuente de alimentación de CA de 50 Hz de 12 V CC. Una onda cuadrada podría estar bien, no estoy seguro de lo que obtengo actualmente de mi inversor de 230 V. ¿Alguna idea de cómo verificar eso?
Necesita un multímetro y sondas de buena calidad, y utilícelos con cuidado. Supongo que el voltaje estará entre 180 y 230. Los inversores generalmente son ondas sinusoidales escalonadas. Necesita un osciloscopio y sondas adecuadas para verificar eso. La mejor opción es abrir el mezclador. No debería ser difícil de averiguar o modificar. En cualquier caso, necesitará un multímetro para averiguar cualquier cosa, por lo que probablemente sea mejor obtenerlo primero.

Le recomiendo que lo alimente con una batería LiPo estilo portátil de 19 V CC y luego use un cargador ruidoso entre usos. Esto se puede conectar externamente y adaptar a un enchufe similar de 24 Vac. La polaridad no importa, pero por convención, centro positivo ya que está flotando. La CA se convierte a 12 V * 140 ~ 150 %, por lo que 12 V CC no es suficiente. (17 a 19V es ideal.)

Si se necesita el cargador en funcionamiento, una buena conexión a tierra reducirá el ruido de fuga, aunque este instrumento tiene excelentes estranguladores CM, mejores que su computadora portátil promedio.

Es mucho más probable que los 12 VCA se conviertan en + Y - 17 VCC, luego se alimente a través de los reguladores 7812 y 7912 para alimentar los amplificadores operacionales utilizados en el mezclador. Entonces, un módulo convertidor CC-CC con una entrada de 12 V y una salida de +/- 15 V conectada a las entradas de estos reguladores debería resolver el problema. El consumo de corriente más alto provendrá de los LED de visualización de nivel y la elegante PCB digital SMD en la parte superior izquierda (el ICS del amplificador operacional solo consumirá 5-10 mA cada uno), por lo que una clasificación de 300 mA debería ser suficiente. La PCB parece tener solo 2 diodos como duplicador de voltaje de media onda. Con un rectificador de media onda, la corriente de salida de CC es igual a 0,28 veces la corriente de entrada de CA, por lo que esto explica la clasificación de 1 amperio.

Puede que esté malinterpretando su pregunta, pero en el manual de referencia de su mezclador, el voltaje indicado es de 110-240 V CA a 50/60 Hz. Así que no estoy seguro de que realmente necesites 12Vac o de dónde los obtienes.

De todos modos, digamos que todavía necesita 12 Vac. Como ha dicho que no tiene mucha experiencia con la electrónica, creo que la mejor manera de hacerlo es acercarse lo más posible a una solución independiente.

Por ejemplo, dijiste que intentaste alimentar 12Vdc al mezclador y no funcionó. Como se menciona en los comentarios, es posible que 12 V CC no sean suficientes, ya que el voltaje máximo real de la onda sinusoidal es de aproximadamente 17-18 voltios. Además, en realidad ya no tiene 12 V CC después de la etapa del rectificador; habrá 2 caídas de voltaje de diodo (para un rectificador de onda completa), por lo que en realidad puede estar alimentando a los reguladores de CC después de eso, más como un rango de 10 V-11 V.

Una cosa para probar podría ser un convertidor elevador después de los 12 V CC para que obtenga 17 V CC-18 V CC (es posible que deba ser más alto para tener en cuenta las caídas de voltaje del diodo mencionadas anteriormente).

Este es un convertidor de impulso que puede funcionar es el MAX618, haga clic aquí . Puede tomar un voltaje de 3 V a 28 V y puede generar hasta 28 V (ajustable con resistencias). También cumple con los requisitos de corriente (<1A); hay algunas tablas en la hoja de datos que muestran la corriente de salida típica que puede tener para un voltaje de entrada (para 12 V de entrada y 18 V de salida, puede tener una carga tirando de ~ 850 mA).

Dijiste que cuando intentaste alimentar CC, obtuviste resultados 'extraños', tal vez tuvo que ver con el voltaje más bajo (12 VCC). Solo pensé en dar una idea.

Tratar de encontrar un circuito para convertir 12Vdc a 12Vac es mucho más complejo, en mi opinión, y dijiste que tienes conocimientos básicos de electrónica.

Buena suerte.