Cum se construiește un circuit invertor de mare putere de 400 de wați

Interesat să vă fac invertor propriu de putere cu încărcător încorporat? În acest articol a fost furnizat un circuit invertor simplu de 400 de wați cu încărcător care poate fi construit și optimizat foarte ușor. Citiți discuția completă prin ilustrații îngrijite.

Introducere

Un mare invertor de putere de 400 de wați cu circuit de încărcare încorporat a fost explicat în detaliu în acest articol prin schemele de circuit. De asemenea, a fost discutat un calcul simplu pentru a evalua rezistențele de bază ale tranzistorului.

Am discutat despre construcția câtorva circuite invertor bune prin unele dintre articolele mele anterioare și sunt cu adevărat entuziasmat de răspunsul copleșitor pe care îl primesc de la cititori. Inspirat de cererea populară, am proiectat încă un circuit interesant, mai puternic, al unui invertor de putere cu încărcător încorporat.

Circuitul actual, deși similar în funcționare, este mai interesant și mai avansat datorită faptului că are un încărcător de baterie încorporat și că este prea complet automat.

După cum sugerează și numele, circuitul propus va produce o putere masivă de 400 wați (50 Hz) de la o baterie de camion de 24 volți, cu o eficiență de până la 78%.

Deoarece este complet automat, unitatea poate fi conectată permanent la rețeaua de curent alternativ. Atâta timp cât este disponibil CA de intrare, bateria invertorului este încărcată continuu, astfel încât să fie întotdeauna menținută într-o poziție de așteptare completată.

De îndată ce bateria se încarcă complet, un releu intern comută automat și trece bateria în modul invertor, iar sarcina de ieșire conectată este alimentată instantaneu prin invertor.

În momentul în care tensiunea bateriei scade sub nivelul presetat, releul comută și mută bateria în modul de încărcare și ciclul se repetă.

Fără a pierde timpul, să trecem imediat la procedura de construcție.

Lista pieselor pentru schema circuitului

Pentru construcția circuitului invertorului veți avea nevoie de următoarele piese:

Toate rezistențele sunt ¼ watt, CFR 5%, dacă nu se specifică altfel.

• R1 ---- R6 = De calculat - Citiți la sfârșitul articolului
• R7 = 100K (50Hz), 82K (60Hz)
• R8 = 4K7,
• R9 = 10K,
• P1 = 10K,
• C1 = 1000µ / 50V,
• C2 = 10µ / 50V,
• C3 = 103, CERAMICĂ,
• C4, C5 = 47µ / 50V,
• T1, 2, 5, 6 = BDY29,
• T3, 4 = TIP 127,
• T8 = BC547B
• D1 ----- D6 = 1N 5408,
• D7, D8 = 1N4007,
• RELAY = 24 VOLT, SPDT
• IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
• IC2 = 7812,
• TRANSFORMATOR INVERTER = 20 - 0 - 20 V, 20 AMP. IEȘIRE = 120V (60Hz) SAU 230V (50Hz),
• TRNASFORMER DE ÎNCĂRCARE = ​​0 - 24V, 5 AMP. INTRARE = ​​120V (60Hz) SAU 230V (50Hz) PRINCIPAL AC

Funcționarea circuitului

Știm deja că un invertor constă în esență dintr-un oscilator care acționează tranzistoarele de putere ulterioare care, la rândul său, comută secundarul unui transformator de putere alternativ de la zero la tensiunea maximă de alimentare, producând astfel un puternic CA intensificat la ieșirea primară a transformatorului .

În acest circuit IC 4093 formează componenta oscilantă principală. Una dintre porțile sale N1 este configurată ca oscilator, în timp ce celelalte trei porți N2, N3, N4 sunt toate conectate ca tampoane.

Ieșirile oscilante din buffere sunt alimentate la baza tranzistorilor amplificatorului de curent T3 și T4. Acestea sunt configurate intern ca perechi Darlington și cresc curentul la un nivel adecvat.

Acest curent este utilizat pentru a conduce etapa de ieșire formată din tranzistoarele de putere T1, 2, 5 și 6.

Acești tranzistori ca răspuns la tensiunea de bază alternativă sunt capabili să comute întreaga putere de alimentare în înfășurarea secundară a transformatorului pentru a genera un nivel echivalent de ieșire AC.

Circuitul încorporează, de asemenea, o secțiune separată de încărcător automat de baterii.

Cum se construiește?

Partea de construcție a acestui proiect este destul de simplă și poate fi finalizată prin următorii pași simpli:

Începeți construcția fabricând radiatoarele. Tăiați două bucăți de foi de aluminiu de 12 x 5 inci, având o grosime de ½ cm fiecare.

Îndoiți-le pentru a forma două canale compacte „C”. Găuriți cu precizie o pereche de găuri de dimensiuni TO-3 pe fiecare radiator pentru a se potrivi strâns cu tranzistoarele de putere T3 --- T6 peste chiuvete, folosind șuruburi, piulițe și șaibe arc.

Acum puteți continua construcția plăcii cu ajutorul schemei de circuit date. Introduceți toate componentele împreună cu releele, interconectați cablurile și lipiți-le împreună.

Păstrați tranzistoarele T1 și T2 puțin departe de celelalte componente, astfel încât să puteți găsi suficient spațiu pentru a monta tipul de radiatoare de tip TO-220 peste ele.

Apoi continuați să interconectați baza și emițătorul T3, 4, 5 și T6 la punctele corespunzătoare de pe placa de circuit. Conectați, de asemenea, colectorul acestor tranzistoare la înfășurarea secundară a transformatorului utilizând fire de cupru cu ecartament gros (15 SWG), conform schemei de circuite prezentate.

Strângeți și fixați întregul ansamblu în interiorul unui dulap metalic puternic bine ventilat. Asigurați armăturile absolut ferme folosind piulițe și șuruburi.

Finalizați unitatea montând comutatoarele externe, cablul de alimentare, prizele de ieșire, bornele bateriei, siguranța etc. peste dulap.

Aceasta încheie construcția acestui invertor de putere cu încărcător încorporat.

Cum se calculează rezistorul de bază al tranzistorului pentru invertoare

Valoarea rezistorului de bază pentru un anumit tranzistor va depinde în mare măsură de sarcina colectorului său și de tensiunea de bază. Următoarea expresie oferă o soluție simplă pentru a calcula cu precizie rezistența de bază a unui tranzistor.

R1 = (Ub - 0,6) * Hfe / ILOAD

Aici Ub = tensiunea sursei la R1,

Hfe = Câștig curent înainte (pentru TIP 127 este mai mult sau mai puțin 1000, pentru BDY29 este aproximativ 12)

ILOAD = Curent necesar pentru a activa pe deplin sarcina colectorului.

Deci, acum calcularea rezistenței de bază a diferiților tranzistori implicați în circuitul actual devine destul de ușoară. Cel mai bine se face cu următoarele puncte.

Începem mai întâi prin calcularea rezistențelor de bază pentru tranzistoarele BDY29.

Conform formulei, pentru aceasta va trebui să cunoaștem ILOAD, care aici se întâmplă să fie transformatorul secundar cu jumătate de înfășurare. Folosind un multimetru digital, măsurați rezistența acestei porțiuni a transformatorului.

Apoi, cu ajutorul legii lui Ohms, găsiți curentul (I) care va trece prin această înfășurare (aici U = 24 volți).

R = U / I sau I = U / R = 24 / R

• Împărțiți răspunsul cu două, deoarece curentul fiecărei jumătăți de înfășurare se împarte prin cele două BDY29 în paralel.
• După cum știm că tensiunea de alimentare primită de la colectorul TIP127 va fi de 24 de volți, obținem tensiunea sursei de bază pentru tranzistoarele BDY29.
• Folosind toate datele de mai sus, putem calcula acum foarte ușor valoarea rezistențelor de bază pentru tranzistoarele BDY29.
• Odată ce ați găsit valoarea rezistenței de bază a BDY29, aceasta va deveni evident sarcina colectorului pentru tranzistorul TIP 127.
• Apoi, ca mai sus, folosind legea lui Ohms, găsiți curentul care trece prin rezistorul de mai sus. Odată ce îl obțineți, puteți continua să găsiți valoarea rezistorului de bază pentru tranzistorul TIP 127 pur și simplu utilizând formula prezentată la începutul articolului.
• Formula simplă de calcul a tranzistorului explicată mai sus poate fi utilizată pentru a găsi valoarea rezistorului de bază al oricărui tranzistor implicat în orice circuit

Proiectarea unui invertor simplu de 400 W pe bază de Mosfet

Acum să studiem încă un alt design, care este probabil cel mai ușor circuit invertor echivalent cu undă sinusoidală de 400 de wați. Funcționează cu cel mai mic număr de componente și este capabil să producă rezultate optime. Circuitul a fost solicitat de unul dintre participanții activi la acest blog.

Circuitul nu este de fapt o undă sinusoidală în sens adevărat, totuși este versiunea digitală și este aproape la fel de eficient ca și omologul său sinusoidal.

Cum functioneaza

Din diagrama circuitului putem asista la numeroasele etape evidente ale topologiei invertorului. Porțile N1 și N2 formează treapta oscilatorului și sunt responsabile pentru generarea impulsurilor de bază de 50 sau 60 Hz, aici a fost dimensionată pentru a genera o ieșire de aproximativ 50 Hz.

Porțile provin de la IC 4049 care constă din 6 porți NU, două au fost utilizate în etapa oscilatorului, în timp ce restul de patru sunt configurate ca tampoane și invertoare (pentru răsturnarea impulsurilor de undă pătrată, N4, N5)

Până aici, etapele se comportă ca un invertor obișnuit de undă pătrată, dar introducerea etapei IC 555 transformă întreaga configurație într-un circuit invertor cu undă sinusoidală controlat digital.

Secțiunea IC 555 a fost conectată ca un VM stabil, potul de 100K este utilizat pentru optimizarea efectului PWM de la pinul 3 al IC.

Impulsurile negative de la IC 555 sunt utilizate aici doar pentru tăierea impulsurilor de undă pătrată la porțile MOSFET-urilor respective, prin diodele corespunzătoare.

MOSFET-urile utilizate pot fi de orice tip capabile să gestioneze 50V la 30 amperi.

Cele 24 de baterii trebuie fabricate din două baterii de 12V 40 AH în serie. Alimentarea IC-urilor trebuie asigurată de la oricare dintre baterii, deoarece IC-urile se vor deteriora la 24Volți.

Potul de 100K trebuie ajustat folosind un contor RMS pentru a face valoarea RMS la ieșire cât mai aproape de un semnal original de undă sinusoidală la tensiunea relevantă.

Circuitul a fost dezvoltat și proiectat exclusiv de mine.

Feedback de la domnul Rudi cu privire la problema formei de undă obținută din circuitul invertorului de peste 400 de wați

buna domnule,

Am nevoie de ajutorul dumneavoastră, domnule. Tocmai am terminat acest circuit. dar rezultatul nu este așa cum mă așteptam, vă rugăm să consultați imaginile mele de mai jos.

Aceasta este măsura valurilor din partea porții (de asemenea, de la modelele 555 și 4049 ic): arată foarte bine. frecvența și ciclul taxei aproape la valoarea dorită.

aceasta este măsura undei din partea de scurgere a MOSFET. totul este încurcat. frecvența și ciclul de funcționare sunt modificări.

aceasta este măsurată din ieșirea transformatorului meu (în scopul testării am folosit 2A 12v 0 12v - 220v CT).

cum să obțineți unda de ieșire a transformatorului la fel ca o poartă? Am acasă o reînnoire. Încerc să măsoară poarta, scurgerea și ieșirea transformatorului. forma de undă este aproape aceeași pe acele mici up-uri (undă sinusoidală modificată). cum pot obține acest rezultat în circuitul meu?

vă rog să vă ajutați, mulțumesc domnule.

Rezolvarea problemei formei de undă

Bună Rudi,

probabil că se întâmplă din cauza vârfurilor inductive ale transformatorului, vă rugăm să încercați următoarele:

mai întâi creșteți frecvența 555 un pic mai mult, astfel încât „stâlpii” din fiecare ciclu de undă pătrată să pară uniform și bine distribuiți .. poate fi un ciclu cu 4 stâlpi ar arăta mai bine și mai atabil decât modelul actual al formei de undă.

conectați un condensator mare, poate fi un 6800uF / 35V chiar peste bornele bateriei.

conectați diode zener de 12V peste poartă / sursă a fiecăruia dintre mosfete.

și conectați un condensator 0.22uF / 400V peste bobina de ieșire a transformatorului .... și verificați din nou răspunsul.