Как да изградим 400 ватова инверторна верига с висока мощност

Как да изградим 400 ватова инверторна верига с висока мощност

Интересувате се да направите своя собствен преобразувател на мощност с вградено зарядно устройство? В тази статия е представена проста инверторна верига от 400 вата със зарядно устройство, която може да бъде много лесно изградена и оптимизирана. Прочетете пълната дискусия чрез изискани илюстрации.



Въведение

Масивен инвертор с мощност 400 вата с вградена верига на зарядното устройство е подробно обяснен в тази статия чрез схеми на веригата. Обсъдено е и просто изчисление за оценка на резисторите на базата на транзистора.

Обсъждал съм изграждането на няколко добри схеми на инвертора чрез някои от предишните ми статии и съм наистина развълнуван от непреодолимия отговор, който получавам от читателите. Вдъхновен от популярното търсене, проектирах още една интересна, по-мощна схема на силов инвертор с вградено зарядно устройство.





Настоящата схема, макар и подобна в експлоатация, е по-интересна и усъвършенствана поради факта, че има вградено зарядно устройство за батерии и то твърде напълно автоматично.

Както подсказва името, предложената схема ще генерира масивни 400 вата (50 Hz) изходна мощност от 24-волтова акумулаторна батерия с ефективност до 78%.



Тъй като е напълно автоматично, устройството може да бъде постоянно свързано към променливотоковата мрежа. Докато входният променлив ток е наличен, инверторната батерия се зарежда непрекъснато, така че винаги да се поддържа в допълнено положение в режим на готовност.

Веднага след като батерията се зареди напълно, вътрешно реле се превключва автоматично и превключва батерията в режим на инвертор и свързаният изходен товар се захранва незабавно през инвертора.

В момента, в който напрежението на батерията падне под предварително зададеното ниво, релето превключва и превключва батерията в режим на зареждане и цикълът се повтаря.

Без да губим повече време, нека веднага да преминем към строителната процедура.

Списък на частите за електрическата схема

За конструкцията на инверторната верига ще са ви необходими следните части:

Всички резистори са ¼ вата, CFR 5%, освен ако не е посочено друго.

  • R1 ---- R6 = Да се ​​изчисли - Прочетете в края на статията
  • R7 = 100K (50Hz), 82K (60Hz)
  • R8 = 4K7,
  • R9 = 10K,
  • P1 = 10K,
  • C1 = 1000µ / 50V,
  • C2 = 10µ / 50V,
  • C3 = 103, КЕРАМИКА,
  • C4, C5 = 47µ / 50V,
  • T1, 2, 5, 6 = BDY29,
  • T3, 4 = TIP 127,
  • T8 = BC547B
  • D1 ----- D6 = 1N 5408,
  • D7, D8 = 1N4007,
  • РЕЛЕ = 24 VOLT, SPDT
  • IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
  • IC2 = 7812,
  • ИНВЕРТОРЕН ТРАНСФОРМАТОР = 20 - 0 - 20 V, 20 AMPS. ИЗХОД = 120V (60Hz) ИЛИ 230V (50Hz),
  • ЗАРЕДЕН TRNASFORMER = 0 - 24V, 5 AMPS. ВХОД = 120V (60Hz) ИЛИ 230V (50Hz) ОСНОВНИ AC

Функциониране на веригата

Вече знаем, че инверторът основно се състои от осцилатор, който задвижва последващите силови транзистори, които от своя страна превключват вторично на силовия трансформатор последователно от нула към максималното захранващо напрежение, като по този начин произвеждат мощен засилен променлив ток на първичния изход на трансформатора .

В тази схема IC 4093 образува основния трептящ компонент. Една от нейните порта N1 е конфигурирана като осцилатор, докато останалите три порта N2, N3, N4 са свързани като буфери.

Осцилиращите изходи от буферите се подават към основата на токовите усилвателни транзистори Т3 и Т4. Те са конфигурирани вътрешно като двойки на Дарлингтън и увеличават тока до подходящо ниво.

Този ток се използва за задвижване на изходния етап, съставен от силови транзистори T1, 2, 5 и 6.

Тези транзистори в отговор на променливото му базово напрежение са в състояние да превключат цялата захранваща мощност във вторичната намотка на трансформатора, за да генерират еквивалентно ниво на променлив ток.

Схемата включва и отделна секция за автоматично зарядно устройство за батерии.

Как да се изгради?

Строителната част на този проект е доста ясна и може да бъде завършена чрез следните лесни стъпки:

Започнете строителството, като изработите радиаторите. Нарежете две парчета алуминиеви листове с размери 12 на 5 инча, с дебелина от ½ cm всеки.

Огънете ги, за да оформите два компактни “С” канала. Пробийте точно чифт отвори с размер TO-3 на всеки радиатор, подходящи за силовите транзистори T3 --- T6 плътно върху радиаторите с помощта на винтове, гайки и пружинни шайби.

Сега можете да пристъпите към изграждането на платката с помощта на дадената електрическа схема. Поставете всички компоненти заедно с релетата, свържете техните проводници и ги запойте.

Дръжте транзисторите T1 и T2 малко далеч от останалите компоненти, така че да можете да намерите достатъчно място за монтиране на радиатори тип TO-220 над тях.

След това продължете да свързвате основата и излъчвателя на T3, 4, 5 и T6 към съответните точки на платката. Също така свържете колектора на тези транзистори към вторичната намотка на трансформатора, като използвате медни проводници с дебел габарит (15 SWG), както е показано на схемата.

Затегнете и фиксирайте целия възел в добре вентилиран здрав метален шкаф. Направете фитингите абсолютно здрави, като използвате гайки и болтове.

Завършете устройството, като монтирате външните превключватели, захранващия кабел, изходните контакти, клемите на батерията, предпазителя и др. Върху шкафа.

Това завършва конструкцията на този инвертор с вградено зарядно устройство.

Как да изчислим транзисторен основен резистор за инвертори

Стойността на базовия резистор за определен транзистор до голяма степен ще зависи от неговото натоварване на колектора и базовото напрежение. Следващият израз предоставя просто решение за точно изчисляване на базовия резистор на транзистор.

R1 = (Ub - 0.6) * Hfe / ILOAD

Тук Ub = напрежение на източника към R1,

Hfe = Усилване на текущия ток (за TIP 127 е горе-долу 1000, за BDY29 около 12)

ILOAD = Ток, необходим за пълно активиране на натоварването на колектора.

И така, изчисляването на базовия резистор на различните транзистори, участващи в настоящата схема, става доста лесно. Най-добре е да се направи със следните точки.

Започваме първо с изчисляване на базовите резистори за транзисторите BDY29.

Според формулата, за това ще трябва да знаем ILOAD, което тук се оказва вторичната намотка на трансформатора. С помощта на цифров мултицет измерете съпротивлението на тази част от трансформатора.

След това, с помощта на закона на Омс, намерете тока (I), който ще премине през тази намотка (тук U = 24 волта).

R = U / I или I = U / R = 24 / R

  • Разделете отговора с две, тъй като токът на всяка половин намотка се разделя паралелно на двете BDY29.
  • Тъй като знаем, че захранващото напрежение, получено от колектора на TIP127, ще бъде 24 волта, получаваме напрежението на базовия източник за транзистори BDY29.
  • Използвайки всички горепосочени данни, сега можем много лесно да изчислим стойността на базовите резистори за транзисторите BDY29.
  • След като намерите стойността на базовото съпротивление на BDY29, то очевидно ще се превърне в колекторно натоварване за транзистора TIP 127.
  • След това, както по-горе, използвайки закона на Ома, намерете тока, преминаващ през горния резистор. След като го получите, можете да продължите да намирате стойността на базовия резистор за транзистора TIP 127 просто като използвате формулата, представена в началото на статията.
  • Обяснената по-горе проста формула за изчисление на транзистора може да се използва за намиране на стойността на базовия резистор на всеки транзистор, участващ във всяка схема

Проектиране на прост инвертор с мощност 400 вата, базиран на Mosfet

Сега нека изучим още един дизайн, който е може би най-лесната 400-ватова синусоидална еквивалентна инверторна верига. Той работи с най-малък брой компоненти и е в състояние да постигне оптимални резултати. Веригата е поискана от един от активните участници в този блог.

Схемата всъщност не е синусоида в истинския смисъл, но е цифровата версия и е почти толкова ефективна, колкото синусоидалния си аналог.

Как работи

От схемата на веригата сме в състояние да станем свидетели на много очевидни етапи на инверторна топология. Портовете N1 и N2 образуват осцилаторния етап и са отговорни за генерирането на основните импулси от 50 или 60 Hz, тук той е проектиран да генерира около 50 Hz изход.

Портите са от IC 4049, който се състои от 6 НЕ порта, два са използвани в осцилаторния етап, докато останалите четири са конфигурирани като буфери и инвертори (за обръщане на импулсите с квадратна вълна, N4, N5)

До тук етапите се държат като обикновен инвертор с квадратна вълна, но въвеждането на етапа IC 555 трансформира цялата конфигурация в верига за инвертор на синусоида с цифрово управление.

Разделът IC 555 е свързан като нестабилен MV, 100K потът се използва за оптимизиране на PWM ефекта от щифт # 3 на IC.

Отрицателните импулси от IC 555 се използват тук само за подрязване на импулсите с квадратна вълна на портите на съответните MOSFET, чрез съответните диоди.

Използваните MOSFET транзистори могат да бъдат от всякакъв вид, способни да обработват 50V при 30 ампера.

24-те батерии трябва да бъдат направени от две последователно 12V 40 AH батерии. Захранването на интегралните схеми трябва да се осигурява от някоя от батериите, тъй като интегралните схеми ще се повредят при 24 волта.

Потът 100K трябва да се регулира с помощта на RMS метър, за да се направи RMS стойността на изхода възможно най-близо до оригиналния сигнал на синусоида при съответното напрежение.

Веригата е разработена и проектирана изключително от мен.

Обратна връзка от г-н Руди относно проблема с формата на вълната, получена от горната инверторна верига от 400 вата

здравей сър,

имам нужда от вашата помощ, сър. току-що завърших тази схема. но резултатът не е такъв, какъвто очаквах, моля, обърнете се към моите снимки по-долу.

Това е измерването на вълната от страната на портата (също от 555 и 4049 ic): изглежда добре. честота и работен цикъл почти при желание.

това е измерването на вълната от страна на изтичане на MOSFET. всичко е объркано. честотата и работният цикъл са промени.

това е измерването от изхода на моя трансформатор (за целите на теста използвах 2A 12v 0 12v - 220v CT).

как да получите трансформатор изходна вълна точно като порта един? имам прозорци у дома. Опитвам се да измервам изхода на портата, канализацията и трансформатора. формата на вълната е почти същата при тези малки възходи (модифицирана синусоида). как да постигна този резултат в моята схема?

моля любезно помогнете, благодаря сър.

Решаване на проблема с вълновата форма

Здравей Руди,

вероятно се случва поради индуктивни шипове на трансформатора, моля опитайте следното:

първо увеличете честотата 555 малко повече, така че 'стълбовете' във всеки цикъл на квадратни вълни да изглеждат еднакви и добре разпределени ... може би цикълът от 4 стълба би изглеждал по-добре и по-удобен от настоящия модел на форма на вълната.

свържете голям кондензатор, може да бъде 6800uF / 35V точно през клемите на батерията.

свържете 12V ценерови диоди през портата / източника на всеки от MOSFET-овете.

и свържете 0.22uF / 400V кондензатор през изходната намотка на трансформатора .... и проверете отново реакцията.




Предишен: Проучени са 4 прости вериги за непрекъсваемо захранване (UPS) Напред: Как да направим обикновена 200 VA, самоделна верига за инвертор на мощност - концепция с квадратна вълна