Konverter lydforstærker til ren Sinewave-inverter

Hvis du ikke er for ivrig efter at forstå de dybe tekniske aspekter af en ægte sinusbølgeeffektinverter, men alligevel vil bygge den inden for et par timer, så hjælper denne artikel dig med at opnå det ved hjælp af en lydforstærker og nogle jævnstrømsmotorer. Her skal vi konvertere lydforstærkere til rene sinusbølgeomformere

Vi vil overveje 3 separate ægte sinusbølge-inverterdesign ved hjælp af passende dimensionerede lydforstærkere og digitale sinusbølgegenerator kredsløb

Design nr. 1

Lad os begynde med at forstå, hvordan et par små jævnstrømsmotorer kan bruges til at generere rene sinusbølgesignaler og fortsæt derefter med detaljerne i kobling af motorerne med en færdiglavet effektforstærker til opnåelse af den ønskede vekselstrømsnets ægte sinusbølgeeffekt. Artiklen forklarer en innovativ idé om at konfigurere et par færdige enheder som en effektforstærker, et par jævnstrømsmotorer og et batteri til en sinusbølgeomformer.

Der er folk, hvis liv afhænger af strømmen fra omformere, og for dem er disse gadgets virkelig uvurderlige og afgørende. Der er også enkeltpersoner, der har til hensigt at eje invertere, men som er for dårligt informerede om deres tekniske specifikationer osv., Og som derfor er tilbageholdende med at bringe dem hjem.

En anden faktor med invertere er, at de kan være uhyre dyre, især dem, der kan betjenes universelt med alle typer elektriske apparater eller simpelthen de ægte sinusbølger. Jeg har allerede diskuteret mange inverter kredsløbsdiagrammer her lige fra mest almindelige hobby type idé til den meget sofistikerede modificerede sinusbølge og den sande sinusbølgeomformertyper . Disse designs er dog alt for tekniske og bestemt ikke beregnet til lægmanden.

De forklarede ideer er ikke enkle og kræver forudgående ekspertise inden for elektronik for at forstå dem, og også en grundig viden om praktisk elektronik til at bygge dem. Så betyder det, at en lægmand ikke kunne forstå disse storslåede krafthuse? Og betyder det, at en lægmand ikke har ret til at nyde fordelene ved en hjemmelavet sinusbølgeomformer, som ikke kun kan være sjovt at bygge, men også meget billig og pålidelig sammenlignet med de kommercielle kolleger.

Det følgende afsnit viser tydeligt, hvordan en sofistikeret ægte sinusbølgeomformer kan bygges af stort set alle, der har almindelige tekniske færdigheder og viden.

Ideen forklaret nedenfor er ikke en kredsløbsbaseret enhed, der har brug for samling ved hjælp af printkort, elektroniske komponenter osv. I stedet køber vi færdige enheder som forstærkere, motorer, batterier, transformere osv. Og integrerer alle disse til at konstruere det endelige stykke. Lad os lære, hvordan det kan gøres inden for en time.

ADVARSEL: KONCEPTET ANTALES KUN FORFATTEREN OG ER ALDRIG BLEVET KONTROLLERET ELLER VERIFICERET PRAKTISK, BYG DET PÅ DIN EGNE RISIKO, OG HVIS DU HAR TILFØJELIG TRO PÅ MULIGHEDEN I DET FORKLAREDE INDHOLD.

Grundlæggende arbejdsprincip for omformere

Konceptet: Omformere, som vi alle ved, er intet andet end spændingsforstærkere eller steppere. Den bedst kendte metode til at styrke spændinger er igennem transformere hvor isoleret vikling bruges til at opnå svimlende spændingsniveaumultiplikationer. Grundlæggende foregår processen gennem magnetiske induktioner til transformation af høje strømstrømme til højspændingsudgange.

For at overholde ovenstående proces kræves en høj vekselstrømsindgang, som kan stoppes i transformatorens relevante vikling for at få den ønskede 230 eller 120 volt vekselstrøm.

Men da hele formålet er at konvertere en jævnstrømskilde til strømniveau, er vi først nødt til at konvertere jævnstrømsniveauet til det lave jævnstrømsindgang. I firkantbølge-omformere opnås dette let ved at bruge almindelige astable kredsløb, men en firkantbølgeoutput er det, vi absolut ikke leder efter, så hvordan 'fremstiller' vi en ægte eller ren sinusbølgeindgang til vores prototype.

Brug af jævnstrømsmotorer til generering af sinussignal i stedet for PWM-kredsløb

Naturligvis kan vi gøre det ved hjælp af komplekse opamp-kredsløb som en “Bubba” kredsløb , men da vi her ikke ønsker at involvere meget af elektronik, ville en enklere løsning være at bruge en lille jævnstrømsmotor til formålet. En motor, som vi alle ved, kan drejes ved at anvende strøm til den, drejningerne er forårsaget af konstant vridningsinteraktion mellem den permanente magnet og den inducerede elektromagnetiske effekt.

Hvis vi vender processen, dvs. hvis vi roterer en motor ved at anvende ekstern mekanisk kraft, kan vi inducere en hel del varierende potentiale over dens viklingsklemmer, og den modtagne spænding vil have en sinusformet bølgeform. Bølgeformen vil være helt naturlig og en ægte sinusbølge.

Hvis denne sinusbølgeindgang forstærkes til de ønskede niveauer, kan vores mission måske simpelthen udføres. I stedet for at gå i gang med komplekse mosfet-kredsløb beregnet til inverter-applikationer, troede jeg, det var en bedre idé at føre ovennævnte sinusindgang til en højeffekt-lydforstærker, der blev købt klar lavet fra markedet.

En sådan prøveforstærkermodel er vist her. De udgange, der skal forbindes til højttalere, skal forbindes med vores strømtransformatorer.

Hvis forstærkeren er en stereo, kan vi bruge et par transformere og afslutte transformatorernes AC-udgange for at adskille AC-stikkene, så forskellige apparater kan tilsluttes dem.

Motoren, som faktisk fremstiller sinusbølger, drives af en anden motor, der er fastgjort med remskive / bælte-mekanisme. Den drivende motor drives med den tilgængelige batteristrøm.

Nødvendige dele

Du vil kræve følgende dele og enheder til fremstilling af denne ægte sinusbølgeomformer:

En klar lavet lydeffektforstærker

Transformer - Rating skal matche med forstærkerens effekt. Hvis forstærkeren kan levere 500 watt ved 50 volt, betyder det, at transformatorens inputvikling skal have en nominel effekt på 50 volt og 10 ampere.

Alternativt kan effektforstærkerens strømforsyningstransformator fjernes og bruges til formålet.

Motorer - RPM skal være over 3000 og skal justeres til nøjagtigt 3000 RPM, så en 50 z frekvens kan opnås ud fra den.

Egnet skab til plads til hele forsamlingen.

Møtrik, bolte, skiver, ledninger, batteri osv.

Ledningslayout til den foreslåede Sinewave-inverter ved hjælp af en lydforstærker

Sådan samles lydforstærkeren med batteri og sinusindgang

Det er ret simpelt og alt om at integrere de anskaffede enheder i henhold til det givne diagram. Hele systemet sammen med forstærkeren, transformeren og motorerne kan være anbragt i et større metalkabinet og fastgjort korrekt.

Motorerne skal især være fastspændt med bunden af ​​inverterskabet for at undgå vibrationer og støj. Skabet skal også indeholde alle de terminaler, der er specificeret med enheden, fastgjort eksternt til batteriforbindelsen og AC-stikkene.

Gennem et simpelt koncept er ideen om at opbygge en ren sinusbølgeomformer blevet forklaret i artiklen. Læs videre for at kende hele konstruktionsdetaljerne.

Design nr. 2: Brug af et 100 watt forstærkermodul

Det er forståeligt, at sinusbølgeformere ikke er lette at bygge på grund af mange forskellige årsager. Men det er sandsynligvis den mest sorterede efter kredsløb og også ret vanskelig at finde. For folk, der desperat leder efter et sådant kredsløb, kan denne artikel måske hjælpe.

Efter en masse tanker synes jeg sandsynligvis at have designet et lettere (men ikke helt effektivt) koncept med et rent sinusbølgeomformer-kredsløb. Da kredsløbet ikke er testet af mig, vil det ikke være i stand til at fortælle meget om de nøjagtige specifikationer for kredsløbet og vil gerne lade det være op til læserne at beslutte gennemførligheden af ​​det nuværende kredsløb.

Ideen slog mig, mens jeg læste kredsløbsbeskrivelsen af ​​en MOSFET lydforstærker . Vi ved alle, at når der tilføres et lydsignal ved indgangen på en forstærker, producerer det en forstærket udgangseffekt, der har nøjagtigt de samme egenskaber som indgangen.

Det indebærer ganske enkelt, i stedet for et lydsignal, hvis et rent vekselstrømsignal fra et Wien-brokredsløb påføres indgangen til en effektforstærker og en invertertransformator forbundet til dens udgang (hvor normalt en højttaler ville være tilsluttet), ville det helt sikkert producere en forstærket replika af input. Og den sekundære vikling af den tilsluttede invertertransformator ville helt sikkert producere en sinusbølge vekselstrøm (min antagelse).

Det eneste store problem er tabet af en betydelig mængde batteristrøm i form af varme gennem kraftenhederne, hvilket reducerer inverterens samlede effektivitet.

Lad os gå videre og se, hvordan de forskellige faser i det foreslåede kredsløb fungerer.

Oscillatorkredsløbet

Det enkle sinusbølgegenerator kredsløb vist ved siden af ​​kan bruges til at producere de krævede sinusbølger ved effektforstærkerens indgang, lad os undersøge dens funktion gennem følgende trin:

Op amp A1 er dybest set kablet som en astable multivibrator,

Modstand R1 og kondensatoren C1 definerer frekvensen for svingning af den astable.

Firkantbølgen fra A1 fødes til A2, som er konfigureret som et dobbeltpolet lavpasfilter og bruges til at filtrere de harmoniske fra A1.

Outputtet fra A2 vil være næsten en ren sinusbølge, toppen afhænger naturligvis af forsyningsspændingen og af typen af ​​opamp, der bruges.

Frekvensen af ​​det nuværende kredsløb er blevet fastlagt til ca. 50 Hz. Hvis værdierne for dele vist i parentes er valgt, vil frekvensen være omkring 60 Hz.

Liste over dele

Alle modstande er 1/8 watt, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

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

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

C1, C2 = 1 µF, TANT.

C3 = 2 µF, TANT (TO 1 µF I PARALLEL)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100 µ / 50v,

C8 = 22 uF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (National Semiconductor),

HEATSINK FOR IC2 SOM VIST I BILLEDET,

TRANSFORMER = 0 - 24 V / 8 AMPS. UDGANG - 120/230 V AC

PCB = GENERELT FORMÅL

Den aktuelle forstærkerkreds

Med henblik på at holde designspecifikationerne meget enkle, og komponenten tæller så minimalt som muligt, var en enkelt chipforstærker det grundlæggende krav. En rimelig kraftig forstærker ved hjælp af IC LM3886 (National Semiconductor) blev i sidste ende valgt af mig til formålet. De fremtrædende træk ved denne effektforstærkerchip er som følger:

Virkelig alsidig og en højtydende IC sammenlignet med andre typer hybrid- og diskrete enheder.

Helt internt beskyttet mod øjeblikkelige spids temperaturer,

Har et dynamisk beskyttet sikkert driftsområde,

Udgangssættet er perfekt afskærmet mod kortslutning med jorden eller den positive forsyning gennem et internt strømbegrænsende kredsløbsnetværk.

Outputtet er også beskyttet mod output over spændinger på grund af induktive belastningstransienter,

Kan betjenes med spændinger så lave som 20 volt op til svimlende 94 volt.

Dens tekniske specifikationer er som følger:

Indgangsfølsomhed er 1 Vrms

Udgangseffekt vil være i nærheden af ​​100 watt, hvis transformatorens primære modstand er omkring 4 ohm.

Effektbåndbredde er en massiv 10 Hz til 100 KHz.

Tip til byggeri

Kredsløbet består grundlæggende af kun to IC'er som de vigtigste aktive komponenter og en håndfuld andre passive komponenter, så byggeproceduren skal være meget let. Hele samlingen kan simpelthen udføres over et stykke universalbræt (ca. 4 x 4 inches).

IC2 skal placeres ved kanten af ​​printkortet for at gøre det lettere at montere kølelegemet. I øjeblikket anvendes to store 24 volt lastbilbatterier. Forbind dem som vist i diagrammet.

Der kræves en separat batterioplader for at oplade batterierne.

Design nr. 3: 500 W ren sinusbølgeomformer

Indlægget forklarer, hvordan man laver en 500 watt ren ren sinusbølgeomformer ved hjælp af en 500 watts lydforstærker for at få rimeligt fremragende resultater.

Kredsløbet bruger dybest set en push pull-topologi gennem et par 24V batterier. Brug af to 24V batterier gør det muligt at inkorporere lavere AH-batterier med højere effektivitet og wattforbrug.

12V batterier kan også afprøves, men effekten vil reduceres til halvdelen.

Da der anvendes en dobbelt forsyning, behøver den tilsluttede transformator ikke at være en centertappet type, snarere bliver en to-leder almindelig transformer egnet her.

De to nedenstående design er alt, hvad der er nødvendigt for at implementere dette enkle, rene sinusbølgeomformerkredsløb.

Sine wave Generator

Det første kredsløb er den grundlæggende sinusbølgenerator, der bliver tilførselsindgangen til hovedsinusforstærkeren eller udgangstrinnet.

Sinusbølgeneratoren producerer en ren sinusbølgeoutput med de viste komponenter ved ca. 50Hz, for andre frekvenser kan 2,5K-modstanden ændres og testes i en simulator for at fastsætte de ønskede resultater.

Sinusgenerator kredsløbet skal forsynes med +/- 12V og ikke direkte fra 24V batteriforsyningen, da det kan beskadige IC permanent.

Opamperne, der bruges i denne sinusgenerator, er fra IC TL072

Brug af et effektforstærkerkredsløb som en inverter

Det næste diagram viser udgangstrinnet for det foreslåede enkle rene sinusbølgeomformerkredsløb, som faktisk er et 500 watt effektforstærkerdesign. Som det kan ses, er designet slet ikke kompliceret.

Alle de involverede komponenter er standard og let tilgængelige.

Mosfeterne er IRF540n og IRF9540n, som supplerer hinanden for at producere den krævede push pull-effekt over den tilsluttede transformer.

Med en 0-24V / 25amp transformer og et par 24V batterier ville kredsløbet kunne generere så højt som 600 watt ren sinusbølgeoutput ved den relevante spænding.

Udgangen over sinusgeneratorens højre side opamp skal forbindes på tværs af indgangen til det andet kredsløb til initialisering af de foreslåede operationer.

Oplysninger om ledningsføring af batterier til ovenstående Simple Sine Wave Inverter Circuit