В тази публикация ние обсъждаме конструкцията на инверторна верига от 5000 вата, която включва трансформатор с феритна сърцевина и следователно е изключително компактна от конвенционалните аналози от желязо.

Блокова диаграма

Моля, обърнете внимание, че можете да конвертирате този инвертор с феритна сърцевина във всяка желана мощност, точно от 100 вата на 5 ква или според вашите предпочитания.

Разбирането на горната блок-схема е съвсем просто:

Входният DC, който може да бъде чрез 12V, 24V или 48V батерия или слънчев панел, се прилага към инвертор на базата на ферит, който го преобразува във високочестотен 220V AC изход, при около 50 kHz.

Но тъй като честотата 50 kHz може да не е подходяща за нашите домакински уреди, трябва да преобразуваме този високочестотен променлив ток в необходимите 50 Hz / 220V или 120V AC / 60Hz.

Това се реализира чрез H-мостов инверторен етап, който преобразува тази висока честота в изходна мощност в желаното 220V AC.

За това обаче H-мостовият етап ще се нуждае от пикова стойност на 220V RMS, което е около 310V DC.

Това се постига с помощта на мостова изправителна степен, която преобразува високочестотната 220V в 310 V DC.

И накрая, това напрежение на шината от 310 V DC се преобразува обратно в 220 V 50 Hz с помощта на H-моста.

Можем да видим и 50 Hz осцилаторен етап, захранван от същия източник на постоянен ток. Този осцилатор всъщност не е задължителен и може да е необходим за вериги H-мост, които нямат собствен осцилатор. Например, ако използваме H-мост, базиран на транзистор, тогава може да се наложи този етап на осцилатора, за да управляваме съответно високите и ниските странични MOSFET-ове.

АКТУАЛИЗАЦИЯ: Може да искате да преминете директно към новия актуализиран ' ОПРОСТЕН ДИЗАЙН ', в долната част на тази статия, която обяснява едноетапна техника за получаване на безтрансформаторна изходна 5-синусоидална вълна, вместо да преминава през сложен двуетапен процес, както е обсъдено в концепциите по-долу:

Прост дизайн на инвертор от феритен кот

Преди да научим версията 5kva, ето един по-опростен дизайн на веригата за новодошлите. Тази схема не използва никакви специализирани интегрални схеми за драйвери, а по-скоро работи само с n-канални MOSFETS и a етап на зареждане.

Пълната електрическа схема може да се види по-долу:

400V, 10 amp MOSFET IRF740 Спецификации

В горната проста 12V до 220V AC феритна инверторна верига можем да видим готов модул от 12V до 310V DC преобразувател, който се използва. Това означава, че не е необходимо да правите сложен трансформатор на базата на феритна сърцевина. За новите потребители този дизайн може да бъде много полезен, тъй като те могат бързо да построят този инвертор, без да зависят от сложни изчисления, и феритни ядра.

5 kva Предварителни условия за проектиране

Първо трябва да намерите 60V DC захранване за захранване на предложената 5kVA инверторна верига. Намерението е да се проектира превключващ инвертор, който да преобразува постояннотоковото напрежение от 60V в по-високо 310V при понижен ток.

Топологията, следвана в този сценарий, е топологията push-pull, която използва трансформатор в съотношение 5:18. За регулиране на напрежението, което може да ви е необходимо, и текущата граница - всички те се захранват от източник на входно напрежение. Също така със същата скорост, инверторът ускорява разрешения ток.

Когато става въпрос за входен източник от 20А, е възможно да се получат 2 - 5А. Въпреки това, пиковото изходно напрежение на този инвертор 5kva е около 310V.

Феритни трансформатори и спецификации на Mosfet

По отношение на архитектурата, трансформаторът Tr1 има 5 + 5 първични завоя и 18 за вторични. За превключване е възможно да използвате 4 + 4 MOSFET (тип IXFH50N20 (50A, 200V, 45mR, Cg = 4400pF). Можете също така да използвате MOSFET на всяко напрежение с Uds 200V (150V) заедно с най-малко проводимо съпротивление. използваното съпротивление на портата и неговата ефективност по скорост и капацитет трябва да са отлични.

Феритовият участък Tr1 е изграден около 15x15 mm феритен c. Индукторът L1 е проектиран с помощта на пет железни пръстена на прах, които могат да бъдат навити като жици. За сърцевината на индуктора и други свързани части винаги можете да го вземете от стари инвертори (56v / 5V) и в рамките на техните снуберни етапи.

Използване на Full Bridge IC

За интегрална схема IC IR2153 може да бъде разположен. Изходите на интегралните схеми могат да се видят буферирани с BJT етапи. Освен това, поради големия капацитет на портата е важно да се използват буфери под формата на допълнителни двойки усилватели на мощност, няколко транзистора BD139 и BD140 NPN / PNP вършат добре работата.

Алтернативният IC може да бъде SG3525

Можете също така да опитате да използвате други схеми за управление като SG3525 . Също така можете да промените напрежението на входа и да работите в пряка връзка с мрежата за целите на тестването.

Топологията, използвана в тази схема, има възможност за галванична изолация, а работната честота е около 40 kHz. В случай, че сте планирали да използвате инвертора за малка операция, не охлаждате, но за по-продължителна работа не забравяйте да добавите охлаждащ агент с помощта на вентилатори или големи радиатори. По-голямата част от мощността се губи на изходните диоди и напрежението на Шотки намалява около 0.5V.

Входните 60V могат да бъдат получени чрез поставяне на 5 броя от 12V батерии последователно, номиналната стойност на Ah на всяка батерия трябва да бъде оценена на 100 Ah.

ИНФОРМАЦИОНЕН ЛИСТ IR2153

Моля, не използвайте BD139 / BD140, вместо това използвайте BC547 / BC557, за горния етап на драйвера.

Високочестотен 330V етап

220V, получени на изхода на TR1 в горната инверторна верига от 5 kva, все още не могат да бъдат използвани за работа с нормални уреди, тъй като съдържанието на променлив ток ще бъде в трептене на входната честота 40 kHz. За преобразуване на горните 220 kHz 220V AC в 220V 50 Hz или 120V 60Hz AC, ще са необходими допълнителни етапи, както е посочено по-долу:

Първо 220V 40kHz ще трябва да бъдат коригирани / филтрирани чрез мостов токоизправител, съставен от диоди за бързо възстановяване с номинална мощност около 25 ампера 300V и 10uF / 400V кондензатори.

Преобразуване на 330 V DC в 50 Hz 220 V AC

На следващо място, това коригирано напрежение, което сега би монтирало до около 310V, ще трябва да се импулсира при необходимите 50 или 60 Hz през друга верига на пълен мостов инвертор, както е показано по-долу:

Клемите с надпис „load“ вече могат да се използват директно като краен изход за работа с желания товар.

Тук MOSFET може да бъде IRF840 или друг еквивалентен тип.

Как да навием феритния трансформатор TR1

Трансформаторът TR1 е основното устройство, което е отговорно за увеличаване на напрежението до 220V при 5kva, като се основава на феритна сърцевина и е изградено върху няколко феритни EE ядра, както е описано по-долу:

Тъй като включената мощност е огромна при около 5kvs, Е ядрата трябва да бъдат страхотни по размер, може да се опита феритно E-ядро от тип E80.

Не забравяйте, че може да се наложи да включите повече от 1 Е сърцевина, може да са 2 или 3 Е-ядра заедно, поставени една до друга за постигане на масивната мощност от 5KVA от сглобката.

Използвайте най-големия, който може да е на разположение и паралелно навийте 5 + 5 оборота, като използвате 10 числа от 20 SWG супер емайлирани медни проводници.

След 5 завъртания, спрете първичната намотка, изолирайте слоя с изолационна лента и започнете вторичната 18 навивки над тези 5 първични навивки. Използвайте 5 нишки от 25 SWG супер емайлирана мед паралелно за навиване на вторичните завои.

След като завършат 18-те завъртания, завършете ги през изходните изводи на калерчето, изолирайте с лента и навийте останалите 5 първични завъртания, за да завършите феритна сърцевина TR1 конструкция . Не забравяйте да се присъедините към края на първите 5 завъртания със началото на първата 5-оборотна първична намотка.

“как да свържете esc към двигателя ”

Метод за сглобяване на E-Core

Следващата диаграма дава представа за това как повече от 1 E-сърцевина може да се използва за изпълнение на обсъждания по-горе дизайн на трансформатор на феритен инвертор 5 KVA:

E80 Феритна сърцевина

Отзиви от г-н Шервин Баптиста

Уважаеми всички,

В горния проект за трансформатора не използвах дистанционни елементи между основните части, веригата работеше добре с trafo cool, докато работеше. Винаги съм предпочитал EI ядро.

Винаги пренавивах трафовете според изчислените ми данни и след това ги използвах.

Още повече, че трафото е EI ядро, разделянето на феритните парчета е доста лесно, отколкото премахването на EE ядро.

Също така се опитах да отворя EE ядрото trafos, но уви в крайна сметка разбих ядрото, докато го отделях.

Никога не можах да отворя EE ядро, без да я счупя.

Според моите открития, няколко неща бих казал в заключение:

--- Тези захранвания с незатворени ядра trafos работеха най-добре. (описвам трафото от стар захранващ блок за компютър atx, тъй като използвах само тези. Захранванията на компютъра не се провалят толкова лесно, освен ако не е издухван кондензатор или нещо друго.) ---

--- Онези консумативи, които имаха трафос с тънки дистанционни елементи, често бяха обезцветени и се провалиха рано. (Това научих от опит, тъй като до момента купих много захранвания втора ръка, само за да ги проуча) ---

--- Много по-евтините захранвания с марки като CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a всички

Такива типове феритни трафоси са имали по-дебели хартиени парчета между ядрата и всички са се провалили зле !!! ---

Във FINAL ядрото EI35 работеше най-добре (без да запазва въздушна междина) в горния проект.

Подробности за подготовката на веригата за инвертор на феритна сърцевина 5kva:

Етап 1:

Използване на 5 запечатани оловно-киселинни батерии от 12v 10Ah
Общо напрежение = 60v Действително напрежение
= 66v пълно зареждане (13,2v всеки бат) напрежение
= 69v Напрежение на нивото на зареждане.

Стъпка 2:

След изчисляване на напрежението на батерията имаме 66 волта при 10 ампера при пълно зареждане.

След това идва захранващото захранване към ic2153.
2153 има максимум 15.6v ZENER скоба между Vcc и Gnd.
Затова използваме известния LM317, за да доставим 13v регулирана мощност на ic.

Стъпка 3:

Регулаторът lm317 има следните пакети

LM317LZ --- 1,2-37v 100ma до-92
LM317T --- 1.2-37v 1.5amp до-218
LM317AHV --- 1,2-57v 1,5amp до-220

Използваме lm317ahv, в който „A“ е суфиксният код, а „HV“ е високоволтовият пакет,

тъй като горният регулатор ic може да поддържа входно напрежение до 60v и изходно напрежение 57 волта.

Стъпка 4:

Не можем да доставим 66v директно на пакета lm317ahv, тъй като входът му е максимум 60v.
Така че ние използваме DIODES, за да понижим напрежението на батерията до безопасно напрежение за захранване на регулатора.
Трябва да спадем около 10v безопасно от максималния вход на регулатора, който е 60v.
Следователно, 60v-10v = 50v
Сега максималният безопасен вход на регулатора от диодите трябва да бъде 50 волта.

Стъпка 5:

Използваме обикновения диод 1n4007, за да намалим напрежението на батерията до 50v,
Тъй като е силициев диод, спадът на напрежението на всеки е около 0,7 волта.
Сега изчисляваме необходимия брой диоди, от които се нуждаем, което би увеличило напрежението на батерията до 50 волта.
напрежение на батерията = 66v
calc.max входно напрежение към чипа на регулатора = 50v
И така, 66-50 = 16v
Сега, 0,7 *? = 16v
Разделяме 16 на 0,7, което е 22,8, т.е. 23.
Така че трябва да включим около 23 диода, тъй като общият спад от тях възлиза на 16.1v
Сега изчисленото безопасно входно напрежение към регулатора е 66v - 16.1v, което е 49.9v appxm. 50v

Стъпка 6:

Ние доставяме 50v към чипа на регулатора и настройваме изхода на 13v.
За повече защита използваме феритни перли, за да премахнем нежелания шум на изходното напрежение.
Регулаторът трябва да бъде монтиран на радиатор с подходящ размер, за да се поддържа хладен.
Танталовият кондензатор, свързан към 2153, е важен кондензатор, който гарантира, че ic получава гладко DC от регулатора.
Стойността му може безопасно да бъде намалена от 47uf на 1uf 25v.

Стъпка 7:

Останалата част от веригата получава 66 волта, а точките за носене на висок ток във веригата трябва да бъдат свързани с тежки проводници.
За трансформатора неговият първичен трябва да бъде 5 + 5 оборота и вторичен 20 оборота.
Честотата на 2153 трябва да бъде зададена на 60KHz.

Стъпка 8:

Високочестотната верига за променлив ток към ниска честота, използваща чипа irs2453d, трябва да бъде свързана по подходящ начин, както е показано на диаграмата.

Накрая завършен .

Създаване на PWM версия

Следващата публикация обсъжда друга версия на синусоидална инверторна верига 5kva PWM, използваща компактен феритен трансформатор. Идеята е поискана от г-н Javeed.

Технически спецификации

Уважаеми господине, бихте ли модифицирали продукцията му с ШИМ източник и улеснявате да използвате такъв евтин и икономичен дизайн за нуждаещи се по света хора като нас? Надявам се, че ще разгледате молбата ми. Благодаря ви. Вашият нежен читател.

Дизайнът

В по-ранната публикация въведох инверторна верига на базата на феритна сърцевина 5kva, но тъй като това е инвертор с квадратна вълна, той не може да се използва с различното електронно оборудване и следователно приложението му може да бъде ограничено само до резистивните натоварвания.

Същият дизайн обаче може да бъде преобразуван в PWM еквивалентен синусоидален инвертор чрез инжектиране на PWM захранване в ниските странични MOSFET, както е показано на следната диаграма:

SD щифтът на IC IRS2153 е показан по погрешка, свързан с Ct, моля, не забравяйте да го свържете със земната линия.

Предложение: IRS2153 етап може лесно да бъде заменен с IC 4047 етап , в случай че IRS2153 изглежда трудно да се получи.

Както можем да видим в горната PWM базирана 5kva инверторна схема, дизайнът е точно подобен на нашата по-ранна оригинална 5kva инверторна верига, с изключение на посочения етап на подаване на PWM буфер с ниските странични MOSFET-та на етапа на H-Bridge драйвер.

Вмъкването на PWM захранване може да бъде получено чрез всеки стандарт ШИМ генераторна схема, използваща IC 555 или чрез използване транзисторизиран нестабилен мултивибратор.

За по-точна ШИМ репликация може да се избере и PWM генератор на осцилатор Bubba за източник на ШИМ с показания по-горе дизайн на синусоидален инвертор 5kva.

Процедурите за изграждане на горния дизайн не се различават от оригиналния дизайн, като единствената разлика е интегрирането на буферните етапи BC547 / BC557 BJT с ниските странични MOSFET-ове на пълния мостов IC етап и PWM захранването в него.

Друг компактен дизайн

Малката проверка доказва, че всъщност горният етап не трябва да е толкова сложен.

310V DC генераторна верига може да бъде изградена с помощта на всяка друга алтернативна осцилаторна схема. Примерен дизайн е показан по-долу, където половин мост IC IR2155 се използва като осцилатор по начин на издърпване.

Отново няма специфичен дизайн, който може да е необходим за етапа на генератора 310V, можете да опитате всяка друга алтернатива според вашите предпочитания, някои често срещани примери са, IC 4047, IC 555, TL494, LM567 и т.н.

Подробности за индуктора за горния феритен трансформатор 310V до 220V

феритна намотка на индуктор за 330V DC от 12V батерия

Опростен дизайн

В горните проекти досега обсъдихме един доста сложен без трансформатор инвертор, който включваше две сложни стъпки за получаване на крайния изход на мрежата от променлив ток. В тези стъпки DC батерията първо трябва да се трансформира в 310 V DC чрез инвертор с феритна сърцевина, а след това 310 VDC трябва да се върне обратно към 220 V RMS чрез 50 Hz пълна мостова мрежа.

Както предлага един от запалените читатели в раздела за коментари (г-н Ankur), процесът в две стъпки е прекалено голям и просто не се изисква. Вместо това самата секция на феритовото ядро може да бъде модифицирана по подходящ начин, за да се получат необходимите 220 V AC синусоида, а пълната мостова MOSFET секция може да бъде премахната.

Следващото изображение показва проста настройка за изпълнение на описаната по-горе техника:

ЗАБЕЛЕЖКА: Трансформаторът е феритен трансформатор, който трябва да бъде подходящо изчислете д

В горния дизайн дясната страна IC 555 е свързана, за да генерира 50 Hz основни трептящи сигнали за превключване на MOSFET. Можем също така да видим операционен усилвател, в който този сигнал се извлича от мрежата за синхронизация на ICs RC под формата на 50 Hz триъгълни вълни и се подава към един от входовете му за сравняване на сигнала с бързи триъгълни вълнови сигнали от друга IC 555 нестабилна верига. Този бърз триъгълник вълни може да има честота от 50 kHz до 100 kHz.

Операционният усилвател сравнява двата сигнала, за да генерира синусоидално еквивалентна модулирана SPWM честота. Този модулиран SPWM се подава към базите на BJT на драйвера за превключване на MOSFET с 50 kHz SPWM, модулиран на 50 Hz.

На свой ред MOSFEts превключват прикрепения феритен ядрен трансформатор със същата модулирана SPWM честота, за да генерират предвидения чист изход на синусоида във вторичния на трансформатора.

Поради високочестотното превключване тази синусоида може да е пълна с нежелани хармоници, която се филтрира и изглажда през кондензатор 3 uF / 400 V, за да се получи разумно чист изход на синусоида AC с желаната мощност, в зависимост от трансформатора и характеристики на батерията.

Дясната страна IC 555, която генерира носещи сигнали от 50 Hz, може да бъде заменена от всяка друга благоприятна IC генератор като IC 4047 и т.н.

Дизайн на инвертора с феритна сърцевина, използваща транзисторна стабилна схема

Следващата концепция показва как може да се изгради обикновен феритен инвертор с помощта на няколко обикновени транзисторни базирани вериги и феритен трансформатор.

Тази идея беше поискана от няколко посветени последователи на този блог, а именно г-н Рашид, г-н, Сандип, а също и от още няколко читатели.

Концепция на веригата

Първоначално не можах да разбера теорията зад тези компактни инвертори, които напълно елиминираха обемните железни трансформатори.

След известно обмисляне обаче изглежда успях да открия много простия принцип, свързан с функционирането на такива инвертори.

Напоследък китайските инвертори от компактен тип станаха доста известни само заради компактните си и елегантни размери, които ги правят изключително леки и същевременно изключително ефективни със своите характеристики на изходна мощност.

Първоначално мислех, че концепцията е неосъществима, тъй като според мен използването на малки феритни трансформатори за нискочестотни инверторни приложения изглеждаше крайно невъзможно.

Инверторите за битови нужди изискват 50/60 Hz и за внедряване на феритен трансформатор ще са ни необходими много високи честоти, така че идеята изглеждаше много сложна.

След малко размисъл бях изумен и щастлив да открия проста идея за изпълнение на дизайна. Всичко е свързано с преобразуване на напрежението на батерията в 220 или 120 мрежово напрежение при много висока честота и превключване на изхода на 50/60 HZ с помощта на push-pull етап на MOSFET.

Как работи

Разглеждайки фигурата, можем просто да станем свидетели и да разберем цялата идея. Тук напрежението на батерията първо се преобразува във високочестотни PWM импулси.

Тези импулси се изхвърлят в усилващ феритен трансформатор с необходимия подходящ рейтинг. Импулсите се прилагат с помощта на MOSFET, така че токът на батерията да може да се използва оптимално.

Феритният трансформатор увеличава напрежението до 220V на изхода си. Въпреки това, тъй като това напрежение има честота около 60 до 100kHz, не може да се използва директно за работа с битовите уреди и следователно се нуждае от допълнителна обработка.

В следващата стъпка това напрежение се коригира, филтрира и преобразува в 220V DC. Този постоянен ток с високо напрежение накрая се превключва на честота 50 Hz, за да може да се използва за работа с домакинските уреди.

Моля, обърнете внимание, че макар веригата да е проектирана изключително от мен, тя не е тествана практически, направете я на свой собствен риск и ако имате достатъчно доверие в дадените обяснения.

Електрическа схема

Списък на частите за 12V DC до 220V AC компактна феритна инверторна верига.

R3 --- R6 = 470 ома
R9, R10 = 10K,
R1, R2, C1, C2 = изчислете, за да генерирате 100kHz честота.
R7, R8 = 27K
C3, C4 = 0.47uF
T1 ---- T4 = BC547,
T5 = всеки N-канален MOSFET 30V 20Amp,
T6, T7 = всеки, 400V, 3 amp MOSFET.
Диоди = бързо възстановяване, високоскоростен тип.
TR1 = първичен, 13V, 10amp, вторичен = 250-0-250, 3amp. E-core феритен трансформатор .... помолете експерт за навиване и проектиране на трансформатори за помощ.

По-добра версия на горния дизайн е показана по-долу. Изходният етап тук е оптимизиран за по-добра реакция и повече мощност.