Convertiți amplificatorul audio în invertor Sinewave pur

Dacă nu sunteți prea dornici să înțelegeți aspectele tehnice profunde ale unui invertor de putere cu undă sinusoidală adevărată, totuși doriți să îl construiți în câteva ore, atunci acest articol vă va ajuta să îl realizați utilizând un amplificator de putere audio și câteva motoare de curent continuu. Iată cum vom converti amplificatoare audio în invertoare de undă sinusoidală pură

Vom lua în considerare 3 proiecte separate de invertoare cu undă sinusoidală, folosind amplificatoare audio dimensionate corespunzător și circuite digitale de generare a undelor sinusoidale

Design # 1

Să începem prin a înțelege cum pot fi utilizate câteva motoare de curent continuu mici pentru generare semnale de undă sinusoidală pură și apoi continuați cu detaliile cuplării motoarelor cu un amplificator de putere gata pregătit pentru obținerea puterii de curent alternativ dorite a ieșirii cu undă sinusoidală. Articolul explică o idee inovatoare de configurare a câtorva unități gata pregătite, cum ar fi un amplificator de putere, câteva motoare de curent continuu și o baterie într-un invertor de putere cu undă sinusoidală.

Există oameni a căror viață depinde de puterea accesată de invertoare și pentru ei aceste gadget-uri sunt cu adevărat neprețuite și cruciale. Există, de asemenea, persoane care intenționează să dețină invertoare, dar sunt prea puțin informate cu privire la specificațiile lor tehnice etc. și, prin urmare, sunt reticente în a le aduce acasă.

Un alt factor al invertoarelor este că acestea pot fi extrem de scumpe, în special cele care pot fi operate universal cu toate tipurile de aparate electrice sau pur și simplu adevăratele invertoare cu undă sinusoidală. Am discutat deja multe diagrame de circuit invertor aici, de la cea mai obișnuită idee de tip hobby la foarte sofisticată undă sinusoidală modificată și adevărat tipuri de invertoare cu undă sinusoidală . Cu toate acestea, aceste modele sunt prea tehnice și cu siguranță nu sunt destinate profanilor.

Ideile explicate nu sunt simple și necesită o expertiză prealabilă în domeniul electronicii pentru a le înțelege și, de asemenea, o cunoaștere aprofundată cu privire la electronica practică pentru a le construi. Deci, înseamnă că un laic nu ar putea înțelege aceste magnifice case de putere? Și înseamnă că un profan nu are dreptul să se bucure de beneficiile unui invertor de casă cu undă sinusoidală, care poate fi nu numai distractiv de construit, ci și foarte ieftin și fiabil în comparație cu omologii comerciali?

Următoarea secțiune va arăta în mod clar cum a invertor de undă sinusoidală adevărat sofisticat poate fi construit de practic oricine are abilități și cunoștințe tehnice obișnuite.

Ideea explicată mai jos nu este o unitate bazată pe circuite care necesită asamblare utilizând PCB-uri, componente electronice etc. mai degrabă aici cumpărăm unități gata preparate precum amplificatoare, motoare, baterii, transformatoare etc. și le integrăm pe toate pentru construirea piesei finale. Să învățăm cum se poate face într-o oră.

AVERTISMENT: CONCEPTUL ESTE ASUMAT NUMAI DE AUTOR ȘI NU A FOST NICIODATĂ VERIFICAT SAU VERIFICAT PRACTIC, ÎL CONSTRUIȚI PE RISCUL DUMNEAVOASTRĂ ȘI DACĂ AȚI CREDINȚĂ SUFICIENTĂ CU FASABILITATEA CONȚINUTULUI EXPLICAT.

Principiul de lucru de bază al invertoarelor

Conceptul: invertoarele, după cum știm cu toții, nu sunt altceva decât amplificatoare de tensiune sau pas cu pas. Cea mai cunoscută metodă de creștere a tensiunilor este prin transformatoare în cazul în care înfășurarea izolată este utilizată pentru a realiza multiplicări eșalonante ale nivelului de tensiune. Practic procesul are loc prin inducții magnetice pentru transformarea fluxurilor de curent mare la ieșiri de înaltă tensiune.

Pentru a respecta procesul de mai sus, este necesară o intrare de curent alternativ ridicată care poate fi introdusă în înfășurarea relevantă a transformatorului pentru a obține puterea de curent alternativ dorită de 230 sau 120 volți.

Cu toate acestea, întrucât întregul scop este de a converti o sursă de curent continuu la niveluri de rețea, trebuie mai întâi să convertim DC de nivel scăzut la intrarea de curent alternativ. În invertoarele cu undă pătrată, acest lucru se realizează cu ușurință utilizând circuite astabile obișnuite, dar o ieșire cu undă pătrată este ceea ce nu căutăm absolut, deci cum „fabricăm” de fapt o intrare de undă sinusoidală adevărată sau pură pentru prototipul nostru.

Folosirea motoarelor de curent continuu pentru generarea semnalului sinusoidal în locul circuitelor PWM

Desigur, o putem face folosind circuite opamp complexe, cum ar fi a Circuit „bubba” , dar din moment ce aici nu vrem să implicăm o mare parte din electronică, o soluție mai simplă ar fi utilizarea unui mic motor DC în acest scop. Un motor, așa cum știm cu toții, poate fi rotit prin aplicarea de energie, rotațiile sunt cauzate de interacțiunea constantă de răsucire a magnetului permanent și efectul electromagnetic indus.

Dacă inversăm procesul, adică dacă rotim un motor prin aplicarea forței mecanice externe, putem induce o cantitate echitabilă de potențial variabil între terminalele sale de înfășurare și tensiunea recepționată va avea o formă de undă sinusoidală. Forma de undă va fi perfect naturală și o adevărată undă sinusoidală.

Dacă această intrare de undă sinusoidală este amplificată la nivelurile dorite, atunci poate misiunea noastră poate fi realizată pur și simplu. În loc să mă angajez în circuite complexe MOSFET destinate aplicațiilor invertorului, am considerat că este o idee mai bună să alimentez intrarea sinusoidală de mai sus unui amplificator audio de mare putere achiziționat gata fabricat de pe piață.

Un astfel de model de amplificator de probă este prezentat aici. Ieșirile care sunt destinate să fie conectate la difuzoare trebuie să fie îmbinate cu transformatoarele noastre de putere.

Dacă amplificatorul este stereo atunci putem folosi o pereche de transformatoare și putem termina ieșirile de curent alternativ ale transformatoarelor pentru a separa prizele de curent alternativ, astfel încât să poată fi conectate la ele diferite aparate.

Motorul care produce de fapt undele sinusoidale este acționat de un alt motor atașat cu mecanism de scripete / curea. Motorul de acționare este acționat cu bateria disponibilă.

Piese necesare

Veți avea nevoie de următoarele părți și unități pentru realizarea acestui adevărat invertor cu undă sinusoidală:

Un amplificator audio de mare putere gata făcut

Transformator - Evaluarea trebuie să se potrivească cu puterea amplificatorului. Dacă amplificatorul poate livra 500 de wați la 50 volți, înseamnă că înfășurarea de intrare a transformatorului trebuie să fie evaluată la 50 volți și 10 amperi.

Alternativ, transformatorul de alimentare al amplificatorului de putere poate fi îndepărtat și utilizat în acest scop.

Motoare - RPM-ul trebuie să fie peste 3000 și trebuie ajustat la exact 3000 RPM, astfel încât să poată fi obținută o frecvență de 50 z de la acesta.

Dulap adecvat pentru găzduirea întregului ansamblu.

Piuliță, șuruburi, șaibe, fire, baterie etc.

Structura cablajului pentru invertorul Sinewave propus folosind un amplificator audio

Cum se asamblează amplificatorul audio cu intrarea bateriei și a sinusului

Este destul de simplu și totul despre integrarea unităților achiziționate conform diagramei date. Întregul sistem împreună cu amplificatorul, transformatorul și motoarele pot fi adăpostite într-un dulap metalic mai mare și fixate corespunzător.

Motoarele trebuie să fie strânse strâns cu baza dulapului invertorului pentru a evita vibrațiile și zgomotul. Dulapul trebuie să includă, de asemenea, toate terminalele specificate împreună cu unitatea, fixate extern pentru conexiunea bateriei și prizele de curent alternativ.

Printr-un concept simplu, ideea construirii unui invertor cu undă sinusoidală pură a fost explicată în articol. Citiți mai departe pentru a afla toate detaliile construcției.

Design # 2: Utilizarea unui modul de amplificare de 100 de wați

Este de înțeles că invertoarele cu undă sinusoidală nu sunt ușor de construit, din multe motive diferite. Dar este probabil cel mai tipic după circuit și, de asemenea, destul de dificil de găsit. Pentru cei care caută cu disperare un astfel de circuit, poate acest articol vă poate ajuta.

După o mulțime de gândiri, probabil că am conceput un concept mai ușor (deși nu destul de eficient) al unui circuit invertor cu undă sinusoidală pură. Deoarece circuitul nu a fost testat de mine, așa că nu voi putea spune prea multe despre specificațiile exacte ale circuitului și aș dori să lăsăm la latitudinea cititorilor să decidă fezabilitatea circuitului actual.

Ideea m-a izbit în timp ce citeam descrierea circuitului unui Amplificator audio MOSFET . Știm cu toții că atunci când un semnal audio este alimentat la intrarea unui amplificator, acesta produce o putere de ieșire amplificată având exact aceleași proprietăți ca intrarea.

Asta implică pur și simplu, în locul unui semnal audio, dacă un semnal de curent alternativ pur se spune dintr-un circuit pod Wien este aplicat la intrarea unui amplificator de putere și a unui transformator invertor conectat la ieșirea sa (unde în mod normal ar fi conectat un difuzor), produce cu siguranță o replică amplificată a intrării. Și înfășurarea secundară a transformatorului invertor conectat ar produce cu siguranță o energie alternativă sinusoidală (presupunerea mea).

Singura mare problemă este pierderea unei cantități semnificative de energie a bateriei sub formă de căldură prin intermediul dispozitivelor de alimentare, reducând eficiența generală a invertorului.

Să mergem mai departe și să vedem cum funcționează diferitele etape ale circuitului propus.

Circuitul oscilatorului

Circuitul simplu al generatorului de unde sinusoidale prezentat alături poate fi utilizat pentru a produce unde sinusoidale necesare la intrarea amplificatorului de putere, să studiem cu privire la funcționarea acestuia prin următorii pași:

Amplificatorul op A1 este în principiu conectat ca un multivibrator de calitate,

Rezistorul R1 și condensatorul C1 definesc frecvența oscilației astabilului.

Unda pătrată de la A1 este alimentată către A2, care este configurat ca un filtru trece jos cu doi poli și este utilizat pentru a filtra armonicele de la A1.

Ieșirea de la A2 va fi aproape o undă sinusoidală pură, vârful va depinde în mod evident de tensiunea de alimentare și de tipul opampului utilizat.

Frecvența circuitului actual a fost fixată la aproximativ 50 Hz. Dacă sunt selectate valorile părților indicate în paranteză, frecvența va fi în jur de 60 Hz.

Lista de componente

Toate rezistențele au 1/8 wați, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

C1, C2 = 1 uF, TANT.

C3 = 2µF, TANT (DOUĂ 1µF ÎN PARALEL)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22µF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (National Semiconductor),

CHAPATĂ PENTRU IC2 AȘA CUM SE AFIȘĂ ÎN IMAGINE,

TRANSFORMATOR = 0 - 24 V / 8 AMP. IEȘIRE - 120/230 V c.a.

PCB = SCOP GENERAL

Circuitul amplificatorului de curent

În vederea menținerii specificațiilor de proiectare foarte simple și a numărului de componente cât mai mic posibil, un amplificator cu un singur chip a fost cerința de bază. Un amplificator destul de puternic care utilizează IC LM3886 (National Semiconductor) a fost în cele din urmă selectat de mine în acest scop. Caracteristicile principale ale acestui cip amplificator de putere sunt următoarele:

Cu adevărat versatil și un IC de înaltă performanță în comparație cu celelalte tipuri de dispozitive hibride și discrete.

Total protejat intern de temperaturile de vârf instantanee,

Are o zonă de operare protejată dinamic,

Dispozitivul de ieșire este perfect protejat împotriva unui scurtcircuit cu pământul sau alimentarea pozitivă printr-o rețea de circuite interne de limitare a curentului.

Ieșirea este, de asemenea, protejată împotriva ieșirilor peste tensiuni datorate tranzitorilor de sarcină inductivi,

Poate fi acționat cu tensiuni de până la 20 de volți până la 94 de volți uimitoare.

Specificațiile sale tehnice sunt următoarele:

Sensibilitatea la intrare este de 1 Vrms

Puterea de ieșire va fi în apropierea a 100 de wați dacă rezistența primară a transformatorului este de aproximativ 4 Ohmi.

Lățimea de bandă de putere este de 10 Hz până la 100 KHz.

Sugestii de construcție

Circuitul constă în esență din doar două circuite integrate ca principale componente active și o mână de alte componente pasive, astfel încât procedura de construcție ar trebui să fie foarte ușoară. Întregul ansamblu poate fi realizat pur și simplu pe o bucată de tablă de uz general (aproximativ 4 x 4 inci).

IC2 trebuie poziționat la marginea PCB-ului pentru a facilita montarea ușoară a radiatorului. Prezentul utilizează două baterii mari de 24 de volți pentru camioane. Conectați-le așa cum se arată în diagramă.

Pentru încărcarea bateriilor este necesar un încărcător separat.

Proiectare # 3: 500 W invertor de sinusoidal pur

Postul explică modul în care se poate face un invertor cu undă sinusoidală pură de 500 wați folosind un amplificator audio de 500 wați pentru a obține rezultate rezonabile.

Circuitul utilizează practic o topologie push pull prin câteva baterii de 24V. Utilizarea a două baterii de 24V permite încorporarea bateriilor AH mai mici, cu o eficiență și o putere mai mari.

Bateriile de 12V pot fi, de asemenea, încercate, cu toate acestea puterea ar fi redusă la jumătate.

Deoarece se utilizează o sursă dublă, transformatorul conectat nu trebuie să fie de tip central, ci mai degrabă un transformator obișnuit cu două fire devine adecvat aici.

Câteva modele prezentate mai jos sunt tot ceea ce ar fi necesar pentru implementarea acestui circuit simplu invertor cu undă sinusoidală pură.

Generatorul de unde sinusoidale

Primul circuit este generatorul de undă sinusoidală de bază care devine intrarea de alimentare a amplificatorului de undă sinusoidală principală sau etapa de ieșire.

Generatorul de undă sinusoidală produce o ieșire de undă sinusoidală pură cu componentele prezentate la aproximativ 50Hz, pentru alte frecvențe rezistorul de 2,5K poate fi modificat și testat într-un simulator pentru fixarea rezultatelor dorite.

Circuitul generatorului sinusoidal ar trebui să fie alimentat cu +/- 12V și nu direct de la alimentarea cu baterie de 24V, deoarece ar putea deteriora IC-ul permanent.

Opampurile utilizate în acest generator de sinusuri sunt de la IC TL072

Utilizarea unui circuit de amplificare a puterii ca invertor

Următoarea diagramă prezintă stadiul de ieșire al circuitului invertor de undă sinusoidală pură propus, care este de fapt un amplificator de putere de 500 wați. După cum se poate vedea, designul nu este deloc complicat.

Toate componentele implicate sunt standard și ușor disponibile.

Mosfetele sunt IRF540n și IRF9540n care se completează reciproc pentru a produce efectul de push pull necesar peste transformatorul atașat.

Cu un transformator 0-24V / 25amp și câteva baterii de 24V, circuitul ar putea genera până la 600 de wați de ieșire cu undă sinusoidală pură la tensiunea relevantă.

Ieșirea peste opampul din partea dreaptă a generatorului de sinusuri trebuie conectată la intrarea celui de-al doilea circuit pentru inițializarea operațiilor propuse.

Detalii despre cablarea bateriei pentru circuitul invertorului de undă sinusoidală simplă de mai sus