Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный инвертор 12 в 220 схема


Схема простого самодельного инвертора (преобразователя) напряжения 12В

В настоящее время интернет пестрит всевозможными схемами инверторов 12-220 Вольт, которые построены на микросхемах серии TL и полевых транзисторах и нет ни одной схемы максимально простой, на отечественной элементной базе. Я решил заполнить этот пробел.

Предлагаю для повторения очень простую и надежную схему инвертора (преобразователя) напряжения из 12В в 220 Вольт, для энергосберегающей лампы. Схема до безобразия проста и вместе с тем очень надежна, запускается без каких либо проблем сразу, содержит всего два транзистора и три детальки в обвязке - проще не бывает.

Рис. 1. Принципиальная схема простого инвертора напряжения 12В - 220В на двух транзисторах.

В качестве трансформатора использовал ферритовые чашки с такимим размерами: диаметр - 35 мм, высота - 20мм. Намотка данного трансформатора не имеет никаких особенностей. Фото феррита, катушки и собранного трансформатора для инвертора напряжения прикладываю ниже.

Рис. 2. Ферритовые чашки для изготовления трансформатора к инвертору напряжения.

Сперва мотается первичная обмотка, она содержит 14 витков провода диаметром 0,5 мм, после намотки ее нужно обернуть изолентой в один слой. Вторичная обмотка трансформатора мотается проводом диаметром 0.2мм и содержит 220 витков, поверх ее также обматываем изолентой в один слой. Все, трансформатор готов, осталось только собрать половинки и посадить на болтик.

Рис. 3. Каркас трансформатора с намотанными катушками индуктивности.

Рис. 4. Готовый трансформатор для схемы простого инвертора напряжения 12В - 220В.

Методом проб и ошибок подобрал для схемы транзисторы, ориентируясь на минимальный ток потребления схемы. Получилась пара КТ814 и КТ940, затем были подобраны сопротивления и емкость. В результате моих опытов получилась вот такая схема с указанными номиналами, она приведена выше.

Данная конструкция простого инвертора напряжения отлично подходит для питания энергосберегающей лампы мощностью в 8,9,11 Ватт. Лампы мощностью в 20 ватт не хотят работать, скорее всего вторичка слабовата - переделывать я не стал. Лампа мощностью в 9 ватт светит так же ярко как и при питании напрямую от сети переменного тока 220В. Потребляемый ток схемы преобразователя напряжения колеблется в пределах 0.5 - 0.54 Ампера.

Рис. 5. Внешний вид готового устройства в сборе.

Рис. 6. Размеры конструкции в сравнении.

Если использовать вместо транзистора КТ940 транзистор КТ817 и аналогичные то ток, потребляемый схемой инвертора напряжения и лампой, возрастает до величины 0,86 Ампера. Данная конструкция простого инвертора напряжения доступна к изготовлению всем радиолюбителям и начинающим. Преимущества данной конструкции очевидны: простота изготовления и надежность в работе.

Нужно отметить что очень много радиолюбителей проживает в сельской местности и не имеют возможности приобрести импортные детали, к тому же хоть и недорого но стоят денег те же полевые транзисторы, которые при ошибке тут же могут сгореть или выйти из строя, не говоря уже о микросхемах.

Рис. 7. Подключение инвертора напряжения к батарее и энергосберегающей лампе.

Рис. 8. Самодельный инвертор напряжения в работе - ярко горит энергосберегающая лампа.

А чаще всего у сельского радиолюбителя запасы радиодеталей ограничены старым советским телевизором. Вот так и появился простой инвертор напряжения, собранный из деталей, полученых из советского хлама. Имея в распоряжении аккумулятор емкостью в 7 Ампер-Часов нетрудно подсчитать на сколько времени его хватит - проверял лично.

От гелевого китайского аккумулятора эмкостью в 7 Ампер-Часов лампа горит на полной яркости в течении 6 часов, и горит практически до полного разряда аккумуляторной батареи (падение напряжения до 5.5 вольт). Схема надежно запускается и при питании от 9 Вольт. Применение в быту данной конструкции каждый найдет сам для себя.

Автор статьи и конструкции: Сэм ( dimka.kyznecov[собачка]rambler.ru ).

7 простых инверторных схем, которые вы можете построить дома

Эти 7 инверторных схем могут показаться простыми с их конструкцией, но способны обеспечить достаточно высокую выходную мощность и КПД около 75%. Узнайте, как собрать этот дешевый мини-инвертор и запитать небольшие приборы на 220 или 120 В, такие как сверлильные станки, светодиодные лампы, лампы CFL, фен, мобильные зарядные устройства и т. Д., От аккумулятора 12 В 7 Ач.

Что такое простой инвертор

Инвертор, который использует минимальное количество компонентов для преобразования 12 В постоянного тока в 230 В переменного тока, называется простым инвертором.Свинцово-кислотная батарея на 12 В является наиболее стандартной формой батареи, которая используется для работы таких инверторов.

Начнем с самого простого из списка, в котором используется пара транзисторов 2N3055 и несколько резисторов.

1) Схема простого инвертора на транзисторах с перекрестной связью

В статье рассмотрены детали конструкции мини-инвертора. Прочтите, чтобы узнать о процедуре построения базового инвертора, который может обеспечивать достаточно хорошую выходную мощность, но при этом очень доступный и элегантный.

В Интернете и электронных журналах может быть огромное количество инверторных схем. Но эти схемы зачастую представляют собой очень сложные и высокотехнологичные инверторы.

Таким образом, у нас не остается выбора, кроме как задаваться вопросом, как построить силовые инверторы, которые могут быть не только простыми в сборке, но также дешевыми и высокоэффективными в работе.

Схема инвертора от 12 В до 230 В

На этом ваши поиски такой схемы заканчиваются. Описанная здесь схема инвертора, пожалуй, самая маленькая по количеству компонентов, но при этом достаточно мощная, чтобы удовлетворить большинство ваших требований.

Порядок сборки

Для начала убедитесь, что для двух транзисторов 2N3055 установлены подходящие радиаторы. Его можно изготовить следующим образом:

  • Вырежьте два листа алюминия по 6/4 дюйма каждый.
  • Согните один конец листа, как показано на схеме. Просверлите отверстия подходящего размера на изгибах, чтобы его можно было надежно закрепить на металлическом шкафу.
  • Если вам сложно изготовить этот радиатор, вы можете просто приобрести его в местном магазине электроники, показанном ниже:
  • Также просверлите отверстия для установки силовых транзисторов.Отверстия диаметром 3мм, типоразмер ТО-3.
  • Плотно закрепите транзисторы на радиаторах с помощью гаек и болтов.
  • Подключите резисторы перекрестной связью непосредственно к выводам транзисторов в соответствии с принципиальной схемой.
  • Теперь присоедините радиатор, транзистор, резистор в сборе ко вторичной обмотке трансформатора.
  • Закрепите всю схему вместе с трансформатором внутри прочного, хорошо вентилируемого металлического корпуса.
  • Смонтируйте выходные и входные гнезда, держатель предохранителя и т. Д. Снаружи шкафа и подсоедините их соответствующим образом к схемному узлу.

После завершения вышеуказанной установки радиатора вам просто нужно соединить несколько резисторов высокой мощности и 2N3055 (на радиаторе) с выбранным трансформатором, как показано на следующей схеме.

Полная схема электропроводки

После того, как вышеуказанная проводка будет завершена, пора подключить ее к батарее 12 В 7 Ач с лампой 60 Вт, прикрепленной к вторичной обмотке трансформатора.При включении в результате будет мгновенное освещение груза с поразительной яркостью.

Здесь ключевым элементом является трансформатор, убедитесь, что трансформатор действительно рассчитан на 5 ампер, иначе вы можете обнаружить, что выходная мощность намного меньше ожидаемой.

Я могу сказать это по своему опыту, я построил это устройство дважды, один раз, когда я учился в колледже, и второй раз недавно, в 2015 году. Хотя я был более опытным во время недавнего предприятия, я не смог получить потрясающую мощность, которая Приобрел от своего предыдущего агрегата.Причина была проста: предыдущий трансформатор представлял собой надежный, изготовленный по индивидуальному заказу трансформатор на 5 ампер 9-0-9 В, по сравнению с новым, в котором я, вероятно, использовал ложно рассчитанный 5 ампер, что на самом деле было всего 3 ампер на его выходе.

Перечень деталей

Для конструкции вам потребуются только следующие компоненты:

  • R1, R2 = 100 Ом. / 10 Вт намотка провода
  • R3, R4 = 15 Ом / 10 Вт намотка провода
  • T1 , Т2 = 2Н3055 СИЛОВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (МОТОРОЛА).
  • ТРАНСФОРМАТОР = 9-0-9 Вольт /8 Ампер или 5 ампер.
  • АВТОМОБИЛЬНАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ = 12 В / 10 Ач
  • АЛЮМИНИЕВЫЙ РАДИАТОР = ОТРЕЗАТЬ ПО ТРЕБУЕМОМУ РАЗМЕРУ
  • ВЕНТИЛИРУЕМЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШКАФ = СООТВЕТСТВИЕ РАЗМЕРАМ ВСЕГО УЗЛА

Видео-тестовая проба

Как это проверить?

  • Тестирование этого мини-инвертора выполняется следующим методом:
  • Для тестирования подключите лампу накаливания мощностью 60 Вт к выходному разъему инвертора.
  • Затем подключите полностью заряженный автомобильный аккумулятор 12 В к его клеммам питания.
  • Лампа мощностью 60 Вт должна сразу же ярко загореться, указывая на то, что инвертор работает нормально.
  • На этом конструирование и тестирование схемы инвертора завершается.
  • Я надеюсь, что из приведенных выше обсуждений вы, должно быть, ясно поняли, как построить инвертор, который не только прост в сборке, но и очень доступен для каждого из вас.
  • Может использоваться для питания небольших электроприборов, таких как паяльник, лампы КЛЛ, небольшие портативные вентиляторы и т. Д.Выходная мощность будет около 70 Вт и зависит от нагрузки.
  • КПД этого инвертора составляет около 75%. Устройство может быть подключено к аккумуляторной батарее вашего автомобиля, когда вы находитесь на улице, так что проблема с переносом дополнительной батареи устранена.

Работа схемы

Работа этой схемы мини-инвертора довольно уникальна и отличается от обычных инверторов, в которых для питания транзисторов используется каскад дискретного генератора.

Однако здесь две секции или два плеча схемы работают в регенеративном режиме.Это очень просто и может быть понято по следующим пунктам:

Две половины схемы, независимо от того, насколько они согласованы, всегда будут иметь небольшой дисбаланс в параметрах, окружающих их, таких как резисторы, Hfe, витки обмотки трансформатора и т. Д.

Из-за этого обе половины не могут проводить вместе одновременно.

Предположим, что первыми проводят ток верхние полупроводниковые транзисторы, очевидно, они будут получать свое напряжение смещения через нижнюю половину обмотки трансформатора через R2.

Однако в тот момент, когда они насыщаются и проводят полную проводку, все напряжение батареи передается через их коллекторы на землю.

Отсасывает любое напряжение через R2 к их базе, и они немедленно прекращают проводить.

Это дает возможность нижним транзисторам проводить, и цикл повторяется.

Таким образом, вся цепь начинает колебаться.

Базовые эмиттерные резисторы используются для определения определенного порога разрыва их проводимости, они помогают установить базовый опорный уровень смещения.

Вышеупомянутая схема была вдохновлена ​​следующим дизайном Motorola:


ОБНОВЛЕНИЕ: Вы также можете попробовать это: Схема мини-инвертора 50 Вт


Форма выходного сигнала лучше, чем прямоугольная (разумно подходит для все электронные устройства))

Конструкция печатной платы для описанной выше простой схемы инвертора 2N3055 (компоновка со стороны направляющей)

2) Использование IC 4047

.

Самодельный инвертор мощностью 2000 Вт со схемой

Несколько дней назад компания GoHz сделала дома инвертор на 24 В и 2000 Вт, поделившись некоторыми конструктивными схемами и принципиальными схемами.


Тестирование инвертора мощности. Снимок сделан в коротком замыкании.


Форма выходного сигнала. Точность SPWM EG8010 не была достаточно высокой, поэтому выходной сигнал инвертора не был достаточно хорошим, как чистый синусоидальный сигнал. Время мертвой зоны было немного большим (1 мкс), при этом точка перехода через ноль выглядела не очень хорошо, чтобы обеспечить безопасность лампы, GoHz не настраивал ее.


Это был тест при полной нагрузке инвертора мощности, двух водонагревателей, около 2000 Вт, вода полностью кипела. Максимальная подключенная нагрузка составляла 3000 Вт в течение примерно 10 секунд, из-за ограничения источника питания постоянного тока (параллельное подключение большой батареи постоянного тока и двух небольших батарей), GoHz не продолжил тестирование. Отрегулируйте потенциометр ограничения мощности инвертора, ограничьте максимальную мощность на уровне 2500 Вт (чуть больше 2500 Вт), инвертор мощности работает менее двух секунд, прежде чем выключить выход.Также устанавливается защита от короткого замыкания примерно на две секунды для отключения выхода. По причине программирования EG8010, инвертор продолжит работу через несколько секунд, если питание не будет отключено. Этот силовой инвертор имеет хорошую пусковую способность, он занимает всего около 1 секунды для двух параллельных солнечных ламп мощностью 1000 Вт. Этот инвертор рассчитан на мощность около 2200 Вт, заголовок этой статьи - 2000 Вт, потому что максимальный выходной ток источника постоянного тока составляет 100 А, поэтому GoHz протестировал его на 2000 Вт, в течение более 12 часов тестирования он может хорошо работать при 2000 Вт, при реальной нагрузке в 2500 Вт проблем не возникнет.


Это форма сигнала уровня D на передней трубке, когда инвертор мощности работал при полной нагрузке 2000 Вт.


Расширение формы волны D уровня форвакуумной трубки при полной нагрузке инвертора 2000 Вт.


Это силовой инвертор в тесте энергопотребления без нагрузки.
Это видно из двух мультиметров, потребляемая мощность без нагрузки составляет 24,6 * 0,27 = 6,642 Вт, потребление без нагрузки относительно низкое, его можно использовать для фотоэлектрических, автомобильных аккумуляторов и других новых энергетических систем.


Передний тороидальный трансформатор. Сложены два ферритовых кольца 65 * 35 * 25 мм, первичный 3T + 3T с 16 проводами 1 мм, вторичный был использован очень тонкой многожильной проволокой с запутанной намоткой 42T, вспомогательное питание 3T.


Используя 4 пары резисторов ixfh80n10, 80A, 100V, 12,5 миллиом. Выпрямители - это 4 комплекта MUR1560, два больших электролитических конденсатора 450V470uF, 4 японских химических конденсатора 35V1000uF для входа 24V DC.


Задняя силовая трубка - 4 шт. FQA28N50, выходной дроссель - 52 мм с 1.5-миллиметровая эмалированная проволока 120T, индуктивность 1 мГн, конденсаторы - 2 комплекта предохранительных конденсаторов по 4,7 мкФ. Два высокочастотных плеча FQL40N50 и два низкочастотных плеча FQA50N50.


Тест на короткое замыкание. Этот силовой инвертор чувствителен к защите от короткого замыкания, после более чем 100 испытаний короткого замыкания (питание при коротком замыкании, короткое замыкание без нагрузки, короткое замыкание при полной нагрузке, короткое замыкание при нагрузке), силовой инвертор все еще работает нормально. Выходные клеммы инвертора и пинцета были покрыты шрамами.

Вот секция схемы, познакомьтесь с основами этого силового инвертора, сделайте инвертор своими руками.


Передняя плата Плата питания постоянного и постоянного тока, обычная двухтактная. (Загрузите файл PDF)


Схема драйвера прямой передачи постоянного тока. Имеет защиту от понижения и перенапряжения, защиту от перегрузки по току, защита от перегрузки по току осуществляется путем падения пробирки. Схема обычная SG3525 + LM393. (Загрузите файл в формате PDF)


Схема DC-AC в обратном направлении, также используется обычная схема, нет ничего нового, уникальной является дополнительная цепь обнаружения высокого напряжения, что означает, что когда напряжение постоянного тока выше 240 В постоянного тока, вспомогательное питание включается, и начинает работать обратная схема.При отладке добавьте функцию отключения схемы привода SPWM при падении вспомогательного питания, чтобы предотвратить инциденты с бомбардировкой инвертора, когда вспомогательный источник питания падает, но напряжение постоянного тока все еще высокое, добавив эту функцию, мы можем отключить питание инвертор в коротком замыкании. (Загрузите файл PDF)


Схема платы драйвера SPWM, EG8010 + IR2110, для обнаружения падения напряжения для защиты от короткого замыкания. (Скачать файл PDF)

Документ по теме: Руководство по покупке автомобильного инвертора

Покупка синусоидального инвертора на ГГц.com, инвертор 300 Вт, инвертор 500 Вт, инвертор 1000 Вт ...

,

3 Лучшие схемы бестрансформаторного инвертора

Как следует из названия, схема инвертора, которая преобразует входной постоянный ток в переменный, независимо от катушки индуктивности или трансформатора, называется бестрансформаторным инвертором.

Поскольку трансформатор на основе катушки индуктивности не используется, входной постоянный ток обычно равен пиковому значению переменного тока, генерируемого на выходе инвертора.

Этот пост помогает нам понять 3 схемы инвертора, предназначенные для работы без использования трансформатора, с использованием полной мостовой ИС и схемы генератора SPWM.

Бестрансформаторный инвертор с использованием IC 4047

Начнем с топологии H-Bridge, которая, вероятно, является самой простой по своей форме. Однако технически он не идеален и не рекомендуется, так как он разработан с использованием p / n-канальных МОП-транзисторов. МОП-транзисторы с P-каналом используются в качестве МОП-транзисторов с высокой стороны, а n-канальные - с нижней стороны.

Так как МОП-транзисторы с p-каналом используются на стороне высокого уровня, в начальной загрузке нет необходимости, и это значительно упрощает конструкцию. Это также означает, что эта конструкция не обязательно зависит от специальных микросхем драйверов.

Хотя дизайн выглядит круто и соблазнительно, у него есть несколько основных недостатков. Именно поэтому этой топологии избегают в профессиональных и коммерческих подразделениях.

Тем не менее, если он построен правильно, может служить цели для низкочастотных приложений.

Вот полная схема, использующая IC 4047 в качестве генератора частоты нестабильного тотемного полюса

Список деталей

Все резисторы 1/4 Вт 5%

  • R1 = 56 кОм
  • C1 = 0.1 мкФ / PPC
  • IC pin10 / 11 резистор = 330 Ом - 2 шт.
  • MOSFET резисторы затвора = 100 кОм - 2 шт.
  • Оптопары = 4N25 - 2 шт.
  • MOSFET с верхним каналом = FQP4P40 - 2 шт. Канальные МОП-транзисторы = IRF740 = 2 шт.
  • Стабилитроны = 12 В, 1/2 Вт - 2 шт.

Следующая идея также представляет собой схему с h-мостом, но в ней используются рекомендуемые n-канальные МОП-транзисторы. Схема была запрошена г-ном Ральфом Вихертом

Основные характеристики

Привет из Сент-Луиса, штат Миссури.
Хотели бы вы сотрудничать в проекте инвертора? Я заплачу вам за дизайн и / или ваше время, если хотите.

У меня Prius 2012 и 2013 годов, а у мамы Prius 2007 года выпуска. Prius уникален тем, что он имеет высоковольтную аккумуляторную батарею 200 В постоянного тока (номинальное). Владельцы Prius в прошлом подключались к этой аккумуляторной батарее со стандартными инверторами для вывода собственного напряжения и запуска инструментов и приборов. (Здесь, в США, 60 Гц, 120 и 240 В переменного тока, как я уверен, вы знаете).Проблема в том, что эти инверторы больше не производятся, но Prius все еще существует.

Вот пара инверторов, которые использовались в прошлом для этой цели:

1) PWRI2000S240VDC (см. Приложение) Больше не производится!

2) Emerson Liebert Upstation S (на самом деле это ИБП, но вы снимаете аккумуляторную батарею, номинальное напряжение 192 В постоянного тока) (см. Приложение). Больше не производится!

В идеале, я хочу разработать инвертор непрерывного действия мощностью 3000 Вт, чистый синусоидальный сигнал, выход 60 Гц, 120 В переменного тока (с разделенной фазой 240 В переменного тока, если возможно) и без трансформатора.Возможно пиковая мощность 4000-5000 Вт. Вход: 180-240 В постоянного тока. Я знаю, что это список желаний.

Я инженер-механик, имею некоторый опыт построения схем, а также программирования микроконтроллеров Picaxe. У меня просто нет большого опыта в разработке схем с нуля. Я готов попробовать и потерпеть неудачу, если понадобится!

Дизайн

В этом блоге я уже обсуждал более 100 конструкций и концепций инверторов, вышеуказанный запрос можно легко выполнить, изменив один из моих существующих проектов и попробовав его для данного приложения.

Для любой бестрансформаторной конструкции должна быть пара основных вещей, включенных в реализацию: 1) инвертор должен быть полным мостовым инвертором, использующим полный мостовой драйвер, и 2) подаваемый входной источник постоянного тока должен быть равен требуемому выходу пиковый уровень напряжения.

С учетом вышеупомянутых двух факторов, базовая конструкция инвертора мощностью 3000 Вт может быть представлена ​​на следующей диаграмме, которая имеет характеристику чистой синусоидальной формы выходного сигнала .

Функциональные детали инвертора можно понять с помощью следующих пунктов:

Базовая или стандартная конфигурация полного моста инвертора формируется IC IRS2453 полного моста и связанной с ней сетью mosfet.

Расчет частоты инвертора

Функция этого каскада состоит в колебании подключенной нагрузки между МОП-транзисторами с заданной частотой, определяемой значениями сети Rt / Ct.

Значения этих синхронизирующих компонентов RC могут быть установлены по формуле: f = 1 / 1.453 x Rt x Ct, где Rt выражается в Омах, а Ct - в Фарадах. Он должен быть настроен на достижение 60 Гц для дополнения указанного выхода 120 В, в качестве альтернативы для спецификаций 220 В это может быть изменено на 50 Гц.

Этого также можно достичь с помощью практических проб и ошибок, оценив диапазон частот с помощью цифрового частотомера.

Для достижения чистого синусоидального сигнала затворы МОП-транзисторов нижнего уровня отсоединены от соответствующих каналов ИС и применяются через каскад буфера BJT, сконфигурированный для работы через вход SPWM.

Генерация SPWM

SPWM, обозначающая широтно-синусоидальную модуляцию импульса, сконфигурирована вокруг ИС операционного усилителя и одного генератора ШИМ IC 555.

Хотя IC 555 сконфигурирован как ШИМ, выход ШИМ с его контакта № 3 никогда не используется, скорее треугольные волны, генерируемые на его временном конденсаторе, используются для вырезания SPWM. Здесь одна из выборок треугольной волны должна быть намного медленнее по частоте и синхронизирована с частотой основной ИС, в то время как другая должна быть более быстрой треугольной волной, частота которой по существу определяет количество столбов, которые может иметь SPWM.

Операционный усилитель сконфигурирован как компаратор и питается выборками треугольной волны для обработки требуемых SPWM.Одна треугольная волна, которая является более медленной, извлекается из распиновки Ct основной микросхемы IRS2453

. Обработка выполняется микросхемой операционного усилителя путем сравнения двух треугольных волн на ее входных выводах, и сгенерированный SPWM применяется к базам буферный каскад BJT.

Буферы BJT переключаются в соответствии с импульсами SPWM и гарантируют, что МОП-транзисторы нижнего уровня также переключаются по той же схеме.

Вышеупомянутое переключение позволяет выходному переменному току также переключаться с шаблоном SPWM для обоих периодов частотной формы сигнала переменного тока.

Выбор МОП-транзисторов

Поскольку указан бестрансформаторный инвертор мощностью 3 кВА, МОП-транзисторы должны иметь соответствующие характеристики для работы с этой нагрузкой.

МОП-транзистор 2SK 4124, указанный на схеме, на самом деле не сможет выдержать нагрузку 3 кВА, поскольку они рассчитаны на максимальную нагрузку 2 кВА.

Некоторые исследования в сети позволяют нам найти МОП-транзистор: IRFB4137PBF-ND , который хорошо подходит для работы с нагрузкой более 3 кВА из-за его большой номинальной мощности 300 В / 38 ампер.

Поскольку это бестрансформаторный инвертор на 3 кВА, вопрос о выборе трансформатора отпадает, однако батареи должны иметь соответствующий номинал, чтобы вырабатывать минимум 160 В при умеренном заряде и около 190 В при полной зарядке.

Автоматическая коррекция напряжения.

Автоматическая коррекция может быть достигнута путем подключения цепи обратной связи между выходными клеммами и распиновкой Ct, но на самом деле это может не потребоваться, поскольку потенциометры IC 555 могут эффективно использоваться для фиксации RMS выходного напряжения, а затем можно ожидать, что выходное напряжение будет абсолютно фиксированным и постоянным независимо от условий нагрузки, но только до тех пор, пока нагрузка не превышает максимальную мощность инвертора.

2) Бестрансформаторный инвертор с зарядным устройством батареи и управлением с обратной связью

Вторая принципиальная схема компактного трансформаторного инвертора без включения громоздкого железного трансформатора обсуждается ниже. Вместо тяжелого железного трансформатора в нем используется индуктор с ферритовым сердечником, как показано в следующей статье. Схема разработана не мной, она была предоставлена ​​мне одним из заядлых читателей этого блога г-ном Ритешем.

Конструкция представляет собой полноценную конфигурацию, включающую большинство функций, таких как детали обмотки ферритового трансформатора, ступень индикатора низкого напряжения, средство регулирования выходного напряжения и т. Д.

Объяснение вышеупомянутого дизайна еще не обновлено, я постараюсь обновить его в ближайшее время, а пока вы можете обратиться к диаграмме и прояснить свои сомнения с помощью комментариев, если таковые имеются.

Компактный бестрансформаторный инвертор мощностью 200 Вт # 3

Третий вариант ниже показывает схему инвертора мощностью 200 Вт без трансформатора (бестрансформаторный) с использованием входа 310 В постоянного тока. Это конструкция, совместимая с синусоидальной волной.

Введение

Инверторы, как мы знаем, представляют собой устройства, которые преобразуют или, скорее, инвертируют источник постоянного тока низкого напряжения в выход переменного тока высокого напряжения.

Вырабатываемое высоковольтное выходное напряжение переменного тока обычно соответствует уровню напряжения местной сети. Однако процесс перехода с низкого напряжения на высокое неизменно требует использования массивных и громоздких трансформаторов. Есть ли у нас возможность избежать этого и создать бестрансформаторную схему инвертора?

Да, существует довольно простой способ реализации конструкции бестрансформаторного инвертора.

В основном инверторы, использующие батареи низкого напряжения постоянного тока, требуют повышения их до предполагаемого более высокого напряжения переменного тока, что, в свою очередь, требует включения трансформатора.

Это означает, что если бы мы могли просто заменить входной постоянный ток низкого напряжения на уровень постоянного тока, равный предполагаемому уровню выходного переменного тока, необходимость в трансформаторе могла бы быть просто устранена.

Принципиальная схема включает в себя высоковольтный вход постоянного тока для работы простой схемы инвертора mosfet, и мы можем ясно видеть, что здесь нет трансформатора.

Работа схемы

Постоянный ток высокого напряжения, равный требуемому выходному переменному току, полученный путем последовательного подключения 18 небольших 12-вольтных батарей.

Строб N1 от IC 4093, N1 настроен здесь как генератор.

Поскольку для ИС требуется строгое рабочее напряжение от 5 до 15 В, необходимый вход берется от одной из 12-вольтных батарей и подается на соответствующие выводы ИС.

Таким образом, вся конфигурация становится очень простой и эффективной и полностью устраняет необходимость в громоздком и тяжелом трансформаторе.

Все батареи рассчитаны на 12 В, 4 Ач, они довольно малы и даже при соединении вместе не занимают слишком много места.Их можно плотно сложить друг на друга, образуя компактный блок.

На выходе будет 110 В переменного тока при 200 Вт.

Список деталей
  • Q1, Q2 = MPSA92
  • Q3 = MJE350
  • Q4, Q5 = MJE340
  • Q6, Q7 = K1058,
  • Q8, Q9 = J162
  • NAND IC = 4093,
  • D = 1N4148
  • Аккумулятор = 12 В / 4 Ач, 18 шт.

Обновление до синусоидальной версии

Вышеупомянутая простая схема бестрансформаторного инвертора 220 В может быть модернизирована до синусоидального инвертора, просто заменив входной генератор схемой генератора синусоидальной волны, как показано ниже:

.

3 схемы синусоидального инвертора SG3525 высокой мощности

В сообщении объясняются 3 мощных, но простых схемы синусоидального инвертора 12 В с использованием одной микросхемы SG 3525. Первая схема оснащена функцией обнаружения и отключения низкого заряда батареи, а также автоматическим выходом функция регулирования напряжения.

Эта схема была запрошена одним из заинтересованных читателей этого блога. Давайте узнаем больше о запросе и работе схемы.

Дизайн № 1: Базовый модифицированный синус

В одном из предыдущих постов я обсуждал работу выводов IC 3525, используя данные, я разработал следующую схему, которая, хотя и является довольно стандартной в своей конфигурации, включает в себя разряженную батарею. функция отключения, а также автоматическое усиление регулирования мощности.

Следующее объяснение проведет нас через различные этапы схемы, давайте изучим их:

Как видно из данной диаграммы, ICSG3525 настроен в своем стандартном режиме генератора / генератора ШИМ, в котором определяется частота колебаний. на C1, R2 и P1.

P1 можно настроить для получения точных частот в соответствии с требуемыми спецификациями приложения.

Диапазон P1 составляет от 100 Гц до 500 кГц, здесь нас интересует значение 100 Гц, которое в конечном итоге обеспечивает 50 Гц на двух выходах на контакте № 11 и контакте № 14.

Два вышеуказанных выхода поочередно колеблются в двухтактном режиме (тотемный полюс), приводя подключенные МОП-транзисторы в состояние насыщения с фиксированной частотой - 50 Гц.

МОП-транзисторы в ответ «толкают и подтягивают напряжение / ток батареи через две обмотки трансформатора, который, в свою очередь, генерирует необходимый сетевой переменный ток на выходной обмотке трансформатора.

Пиковое напряжение, генерируемое на выходе, будет составлять где-то около 300 Вольт, которое необходимо отрегулировать до 220 В RMS, используя измеритель RMS хорошего качества и отрегулировав P2.

P2 фактически регулирует ширину импульсов на выводе №11 / №14, что помогает обеспечить требуемое среднеквадратичное значение на выходе.

Эта функция обеспечивает изменение синусоидальной формы сигнала с ШИМ-управлением на выходе.

Функция автоматического регулирования выходного напряжения

Поскольку микросхема упрощает вывод выводов управления ШИМ, это расположение выводов можно использовать для включения автоматического регулирования вывода системы.

Контакт # 2 - это вход считывания внутреннего встроенного операционного усилителя ошибки, обычно напряжение на этом контакте (не inv.) не должен превышать отметку 5,1 В по умолчанию, потому что контакт № 1 inv имеет внутреннее значение 5,1 В.

Пока вывод № 2 находится в пределах указанного предела напряжения, функция коррекции ШИМ остается неактивной, однако в момент, когда напряжение на выводе № 2 имеет тенденцию повышаться выше 5,1 В, выходные импульсы впоследствии сужаются в попытке исправить и соответственно сбалансируйте выходное напряжение.

Здесь используется небольшой измерительный трансформатор TR2 для получения выборочного напряжения на выходе, это напряжение соответствующим образом выпрямляется и подается на контакт № 2 микросхемы IC1.

P3 настроен таким образом, что подаваемое напряжение остается значительно ниже предела 5,1 В, когда выходное напряжение RMS составляет около 220 В. Это устанавливает функцию автоматического регулирования контура.

Теперь, если по какой-либо причине выходное напряжение стремится превысить установленное значение, активируется функция коррекции ШИМ, и напряжение снижается.

В идеале P3 должен быть установлен так, чтобы среднеквадратичное выходное напряжение было фиксированным на уровне 250 В.

Таким образом, если указанное выше напряжение упадет ниже 250 В, коррекция PWM попытается подтянуть его вверх, и наоборот, это поможет получить двухстороннее регулирование выхода,

Тщательное исследование покажет, что включение R3 , R4, P2 не имеют смысла, их можно удалить из схемы.P3 может использоваться исключительно для получения на выходе заданного ШИМ-управления.

Функция отключения при низком заряде батареи

Другая удобная функция этой схемы - возможность отключения при низком заряде батареи.

Опять же, это введение становится возможным благодаря встроенной функции отключения IC SG3525.

Контакт № 10 ИС будет реагировать на положительный сигнал и отключит выход до тех пор, пока сигнал не будет заблокирован.

Операционный усилитель 741 здесь работает как детектор низкого напряжения.

P5 следует установить так, чтобы на выходе 741 оставался низкий логический уровень, пока напряжение батареи выше порогового значения низкого напряжения, это может быть 11,5 В. 11 В или 10,5 по выбору пользователя, в идеале не должно быть меньше 11 В.

Как только это установлено, если напряжение батареи имеет тенденцию опускаться ниже отметки низкого напряжения, выход IC мгновенно становится высоким, активируя функцию отключения IC1, предотвращая любую дальнейшую потерю напряжения батареи.

Резисторы обратной связи R9 и P4 обеспечивают фиксацию положения, даже если напряжение батареи имеет тенденцию подниматься до некоторых более высоких уровней после активации операции отключения.

Список деталей

Все резисторы имеют MFR 1/4 Вт и 1%. если не указано иное.

  • R1, R7 = 22 Ом
  • R2, R4, R8, R10 = 1K
  • R3 = 4K7
  • R5, R6 = 100 Ом
  • R9 = 100K
  • C1 = 0,1 мкФ / 50 В MKT
  • C2 , C3, C4, C5 = 100 нФ
  • C6, C7 = 4,7 мкФ / 25 В
  • P1 = 330K предустановка
  • P2 --- P5 = 10K предустановок
  • T1, T2 = IRF540N
  • D1 ---- D6 = 1N4007
  • IC1 = SG 3525
  • IC2 = LM741
  • TR1 = 8-0-8В..... ток в соответствии с требованиями
  • TR2 = 0-9 В / 100 мА Батарея = 12 В / 25 до 100 Ач

Стадия операционного усилителя с низким зарядом батареи на показанной выше схеме может быть изменена для лучшего отклика, как показано ниже схема:

Здесь мы можем видеть, что pin3 из ОУ теперь имеет свою собственную опорную сеть с помощью D6 и R11, и не зависит от опорного напряжения от IC 3525 pin16.

Вывод 6 операционного усилителя использует стабилитрон для предотвращения любых утечек, которые могут нарушить контакт 10 SG3525 во время его нормальной работы.

R11 = 10K
D6, D7 = стабилитроны, 3,3 В, 1/2 Вт

Другая конструкция с автоматической коррекцией обратной связи по выходу

Схема # 2:

В приведенном выше разделе мы изучили базовую версию IC SG3525 разработан для получения модифицированной синусоидальной волны при использовании в топологии инвертора, и эта базовая конструкция не может быть улучшена для получения чистой синусоидальной волны в ее типичном формате.

Хотя модифицированный выходной сигнал прямоугольной или синусоидальной формы может соответствовать своим среднеквадратичным характеристикам и в разумных пределах подходит для питания большинства электронного оборудования, он никогда не может сравниться по качеству с чистым синусоидальным выходом инвертора.

Здесь мы собираемся изучить простой метод, который можно использовать для улучшения любой стандартной схемы инвертора SG3525 до аналоговой синусоиды.

Для предлагаемого усовершенствования базовый инвертор SG3525 может быть любой стандартной конструкции инвертора SG3525, сконфигурированной для создания модифицированного выходного сигнала ШИМ. Этот раздел не имеет решающего значения, и можно выбрать любой предпочтительный вариант (вы можете найти много в Интернете с небольшими отличиями).

Я обсуждал исчерпывающую статью о том, как преобразовать прямоугольный инвертор в синусоидальный инвертор в одном из моих предыдущих постов, здесь мы применяем тот же принцип для обновления.

Как происходит преобразование прямоугольной волны в синусоидальную

Вам может быть интересно узнать, что именно происходит в процессе преобразования, которое преобразует выходной сигнал в чистую синусоиду, подходящую для всех чувствительных электронных нагрузок.

Это в основном достигается за счет оптимизации прямоугольных импульсов с резким ростом и спадом в плавно нарастающие и падающие волны. Это выполняется путем измельчения или разбивки выходящих прямоугольных волн на множество однородных частей.

В фактической синусоиде форма волны создается посредством экспоненциального нарастания и спада, где синусоидальная волна постепенно поднимается и опускается в течение своих циклов.

В предлагаемой идее форма волны не представлена ​​экспоненциально, а прямоугольные волны нарезаются на части, которые в конечном итоге принимают форму синусоиды после некоторой фильтрации.

«Прерывание» осуществляется путем подачи рассчитанной ШИМ на вентили полевого транзистора через каскад буфера BJT.

Типовая схема преобразования сигнала SG3525 в сигнал чисто синусоидальной формы показана ниже. Эта конструкция на самом деле является универсальной, которая может быть реализована для модернизации всех прямоугольных инверторов до синусоидальных.

Предупреждение. Если вы используете SPWM в качестве входа, замените нижний BC547 на BC557. Излучатели будут подключаться к буферному каскаду, коллектор к земле, базы к входу SPWM.

Как может быть на приведенной выше диаграмме, два нижних транзистора BC547 запускаются подачей или входом ШИМ, что заставляет их переключаться в соответствии с рабочими циклами включения / выключения ШИМ.

Это, в свою очередь, быстро переключает импульсы 50 Гц BC547 / BC557, поступающие с выходных контактов SG3525.

Вышеупомянутая операция в конечном итоге вынуждает МОП-транзисторы также включать и выключать несколько раз для каждого из циклов 50/60 Гц и, следовательно, генерировать аналогичную форму сигнала на выходе подключенного трансформатора.

Желательно, чтобы входная частота ШИМ была в 4 раза больше базовой частоты 50 или 60 Гц. так что каждые циклы 50/60 Гц разбиваются на 4 или 5 частей, но не более этого, что в противном случае могло бы вызвать нежелательные гармоники и нагрев mosfet.

Схема ШИМ

Входной сигнал ШИМ для описанной выше конструкции может быть получен с использованием любой стандартной нестабильной конструкции IC 555, как показано ниже: основание транзисторов BC547 в первой конструкции, так что выходной сигнал схемы инвертора SG3525 принимает среднеквадратичное значение, близкое к среднеквадратичному значению синусоидального сигнала сети.

Использование SPWM

Хотя описанная выше концепция значительно улучшила бы выходной сигнал с измененной прямоугольной формой сигнала типичной схемы инвертора SG3525, еще лучшим подходом могло бы быть использование схемы генератора SPWM.


В этой концепции «прерывание» каждого из прямоугольных импульсов реализуется посредством пропорционально изменяющихся рабочих циклов ШИМ, а не фиксированного рабочего цикла.

Я уже обсуждал, как сгенерировать SPWM с помощью операционного усилителя, та же теория может быть использована для питания каскада драйвера любого инвертора прямоугольной формы.

Простую схему для генерации SPWM можно увидеть ниже:

Использование IC 741 для обработки SPWM

В этой конструкции мы видим стандартный операционный усилитель IC 741, входные выводы которого сконфигурированы с парой источников треугольных волн, один из которых быстрее по частоте, чем другой.

Треугольные волны могут быть изготовлены из стандартной схемы на основе IC 556, подключенной как нестабильный и уплотнительный, как показано ниже:

ЧАСТОТА БЫСТРЫХ ТРЕУГОЛЬНЫХ ВОЛН ДОЛЖНА БЫТЬ ОКОЛО 400 Гц, МОЖНО УСТАНОВИТЬ, НАСТРОЙКА 50 k ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ НАСТРОЙКА ИЛИ ЗНАЧЕНИЕ КОНДЕНСАТОРА 1 нФ ЧАСТОТА МЕДЛЕННЫХ ТРЕУГОЛЬНЫХ ВОЛН ДОЛЖНА БЫТЬ РАВНА ДОЛЖНОЙ ВЫХОДНОЙ ЧАСТОТЕ ИНВЕРТОРА. ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ 50 ИЛИ 60 Гц, И РАВНО ЧАСТОТЕ ПИН # 4 SG3525

. Как видно на двух изображениях выше, быстрые треугольные волны получаются от обычной нестабильной микросхемы IC 555.

Однако медленные треугольные волны получаются через IC 555, подключенную как «прямоугольный сигнал к генератору треугольных волн».

Прямоугольные или прямоугольные волны получаются от контакта № 4 SG3525. Это важно, поскольку он идеально синхронизирует выход операционного усилителя 741 с частотой 50 Гц схемы SG3525. Это, в свою очередь, создает наборы SPWM с правильными размерами для двух каналов MOSFET.

Когда этот оптимизированный ШИМ подается на первую схему, на выходе трансформатора создается еще более улучшенная и мягкая синусоида, имеющая свойства, очень идентичные стандартной синусоидальной форме сигнала сети переменного тока.

Однако даже для SPWM значение RMS необходимо будет правильно установить изначально, чтобы обеспечить правильное выходное напряжение на выходе трансформатора.

После реализации можно ожидать выхода реального синусоидального эквивалента от любого инвертора SG3525 или от любой модели прямоугольного инвертора.

Если у вас есть дополнительные сомнения относительно схемы синусоидального инвертора SG3525, вы можете свободно выразить их в своих комментариях.

ОБНОВЛЕНИЕ

Базовый пример конструкции каскада генератора SG3525 можно увидеть ниже, эта конструкция может быть интегрирована с описанным выше синусоидальным БПТ / МОП-транзистором ШИМ для получения требуемой расширенной версии конструкции SG3525:

Полная принципиальная схема и макет печатной платы для предлагаемой схемы синусоидального инвертора SG3525.

Предоставлено: Ainsworth Lynch

Конструкция № 3: Схема инвертора 3 кВА с использованием микросхемы SG3525

В предыдущих параграфах мы всесторонне обсуждали, как теперь можно преобразовать конструкцию SG3525 в эффективную синусоидальную конструкцию. Давайте обсудим, как можно построить простую схему инвертора 2 кВА с использованием микросхемы SG3525, которую можно легко модернизировать до синусоидальной волны 10 кВА, увеличив характеристики батареи, МОП-транзистора и трансформатора.

Базовая схема соответствует проекту, представленному г-ном Анасом Ахмадом.

Объяснение предлагаемой схемы инвертора SG3525 2 кВА можно понять из следующего обсуждения:

привет, swagatam, я построил следующую модифицированную синусоидальную волну инвертора 3 кВА 24 В (я использовал 20 МОП-транзисторов с резистором, прикрепленным к каждому, кроме того, я использовал центр Ответвительный трансформатор, и я использовал SG3525 для генератора) .. теперь я хочу преобразовать его в чистую синусоидальную волну, пожалуйста, как я могу это сделать?

Базовая схема

Мой ответ:

Привет Анас,

сначала попробуйте базовую настройку, как описано в этой статье об инверторе SG3525, если все пойдет хорошо, после этого вы можете попробовать подключить несколько МОП-транзисторов параллельно.....

инвертор, показанный на приведенной выше диаграмме, представляет собой базовую конструкцию прямоугольной формы, чтобы преобразовать его в синусоидальную волну, вы должны выполнить шаги, описанные ниже. 555 IC PWM должен быть подключен, как показано на следующей схеме:

Что касается подключения параллельных МОП-транзисторов

Хорошо, у меня есть 20 МОП-транзисторов (10 на проводе А, 10 на проводе В), поэтому я должен подключить 2 БПТ к каждому МОП-транзистору, это 40 BJT, и аналогично я должен подключить только 2 BJT, выходящие из PWM, параллельно с 40 BJT? Извините, я новичок, просто пытаюсь ответить.

Ответ:
Нет, каждый эмиттерный переход соответствующей пары BJT будет содержать 10 MOSFET ... поэтому вам понадобится всего 4 BJT ....

Использование BJT в качестве буферов

1. Хорошо, если i Может быть, вы правы, поскольку вы сказали 4 BJT, 2 на отведении A, 2 на отведении B, ТОГДА еще 2 BJT с выхода PWM, верно?
2. Я использую 24-вольтовую батарею. Надеюсь, что никаких изменений в клемме коллектора BJT батареи не будет?
3. Мне нужно использовать переменный резистор от генератора для управления входным напряжением на МОП-транзистор, но я не знаю, как я буду поступать с напряжением, которое будет идти на базу BJT в этом случае, что я буду делать так что я хочу в конечном итоге взорвать BJT?

Да, NPN / PNP BJT для буферного каскада и два NPN с драйвером PWM.
24 В не повредит буферы BJT, но обязательно используйте 7812 для понижения его до 12 В для каскадов SG3525 и IC 555.

Вы можете использовать потенциометр IC 555 для регулировки выходного напряжения от трафарета и установить его на 220 В. помните, что ваш трансформатор должен иметь номинальное напряжение ниже, чем напряжение батареи, чтобы получить оптимальное напряжение на выходе. если ваша батарея на 24 В, вы можете использовать схему 18-0-18 В.

Список деталей

IC SG3525 Схема
все резисторы 1/4 Вт 5% CFR, если не указано иное
10K - 6nos
150K - 1no
470 Ом - 1no
preset 22K - 1no
preset 47K - 1no
Конденсаторы
0.1 мкФ Керамика - 1no
IC = SG3525
Mosfet / BJT Stage
Все МОП-транзисторы - IRF540 или любые эквивалентные резисторы затвора - 10 Ом 1/4 Вт (рекомендуется)
Все NPN BJT = BC547
Все PNP BJT = BC557
Все базовые резисторы 10 кОм - 4 нОс
IC 555 ШИМ каскад
1 кОм = 1 нО 100 кОм - 1 нo
1 н4148 диод = 2 нОС
Конденсаторы 0,1 мкФ керамические - 1 н.
10 нФ керамические - 1 н. Трансформатор 24V 100AH ​​согласно спецификации.

Более простая альтернатива

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Смотрите также