Sådan opbygges et 400 Watt inverter-kredsløb med høj effekt

Interesseret i at lave din egen strømomformer med indbygget oplader? Et simpelt 400 watt inverterkredsløb med oplader, der meget let kan bygges og optimeres, er leveret i denne artikel. Læs hele diskussionen gennem pæne illustrationer.

Introduktion

En massiv inverter på 400 watt med indbygget opladerkredsløb er grundigt forklaret i denne artikel gennem kredsløbsskemaer. En simpel beregning til evaluering af transistorbasismodstandene er også blevet diskuteret.

Jeg har diskuteret opførelsen af ​​nogle få gode inverter kredsløb gennem nogle af mine tidligere artikler og er virkelig begejstret for det overvældende svar, som jeg modtager fra læserne. Inspireret af den populære efterspørgsel har jeg designet endnu et interessant, mere kraftfuldt kredsløb til en strøminverter med indbygget oplader.

Det nuværende kredsløb, selvom det er ens i drift, er mere interessant og avanceret på grund af det faktum, at det har en indbygget batterioplader, og at det er for fuldautomatisk.

Som navnet antyder, vil det foreslåede kredsløb producere en massiv 400 watt (50 Hz) effekt fra et 24 volt truckbatteri med en effektivitet så høj som 78%.

Da den er fuldautomatisk, kan enheden være permanent forbundet med lysnettet. Så længe indgangsstrømmen er tilgængelig, oplades inverterbatteriet kontinuerligt, så det altid holdes i en påfyldt standby-position.

Så snart batteriet er fuldt opladet, skifter et internt relæ automatisk og skifter batteriet til invertertilstand, og den tilsluttede udgangsbelastning straks får strøm gennem inverteren.

I det øjeblik batterispændingen falder til under det forudindstillede niveau, skifter relæet og skifter batteriet til opladningstilstand, og cyklussen gentages.

Uden at spilde mere tid, lad os straks gå ind i byggeproceduren.

Deleliste til kredsløbsdiagrammet

Du skal bruge følgende dele til konstruktionen af ​​inverterkredsløbet:

Alle modstande er ¼ watt, CFR 5%, medmindre andet er angivet.

• R1 ---- R6 = Beregnes - Læs i slutningen af ​​artiklen
• R7 = 100K (50Hz), 82K (60Hz)
• R8 = 4K7,
• R9 = 10K,
• P1 = 10K,
• C1 = 1000 µ / 50V,
• C2 = 10 µ / 50V,
• C3 = 103, KERAMISK,
• C4, C5 = 47 µ / 50V,
• T1, 2, 5, 6 = BDY29,
• T3, 4 = TIP 127,
• T8 = BC547B
• D1 ----- D6 = 1N 5408,
• D7, D8 = 1N4007,
• RELÆ = 24 VOLT, SPDT
• IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
• IC2 = 7812,
• INVERTER TRANSFORMER = 20 - 0 - 20 V, 20 ampere. UDGANG = 120V (60Hz) ELLER 230V (50Hz),
• OPLADNINGSTRNASFORMER = 0 - 24V, 5 ampere. INPUT = 120V (60Hz) ELLER 230V (50Hz) MAINS AC

Kredsløb fungerer

Vi ved allerede, at en inverter dybest set består af en oscillator, der driver de efterfølgende effekttransistorer, som igen skifter sekundærsektionen til en effekttransformator skiftevis fra nul til den maksimale forsyningsspænding, hvorved der produceres en kraftig forstærket vekselstrøm ved transformatorens primære udgang. .

I dette kredsløb udgør IC 4093 den vigtigste oscillerende komponent. En af dens porte N1 er konfigureret som en oscillator, mens de andre tre porte N2, N3, N4 alle er forbundet som buffere.

De oscillerende udgange fra bufferne føres til basen af ​​de nuværende forstærkertransistorer T3 og T4. Disse er konfigureret internt som Darlington-par og øger strømmen til et passende niveau.

Denne strøm bruges til at drive udgangstrinnet, der består af effekttransistorer T1, 2, 5 og 6.

Disse transistorer som reaktion på dens skiftende basisspænding er i stand til at skifte hele strømforsyningen til transformatorens sekundære vikling for at generere et ækvivalent niveau af AC-output.

Kredsløbet indeholder også en separat automatisk batteriopladersektion.

Hvordan man bygger?

Konstruktionsdelen af ​​dette projekt er ret ligetil og kan afsluttes gennem følgende nemme trin:

Begynd konstruktionen ved at fremstille kølelegemerne. Skær to stykker af 12 x 5 tommer aluminiumsplader med en tykkelse på ½ cm hver.

Bøj dem til at danne to kompakte 'C' -kanaler. Bor nøjagtigt et par huller i TO-3-størrelse på hver køleplade, der passer til transistorer T3 --- T6 tæt over kølelegemerne ved hjælp af skruer, møtrikker og fjederskiver.

Nu kan du fortsætte med konstruktionen af ​​printkortet ved hjælp af det givne kredsløbsskema. Indsæt alle komponenter sammen med relæerne, forbind deres ledninger og lod dem sammen.

Hold transistorer T1 og T2 lidt væk fra de andre komponenter, så du kan finde tilstrækkelig plads til at montere TO-220-typen kølelegemer over dem.

Fortsæt derefter med at forbinde basen og emitteren på T3, 4, 5 og T6 til de relevante punkter på printkortet. Tilslut også samleren af ​​disse transistorer til transformatorens sekundære vikling ved hjælp af tykke kobbertråde (15 SWG) i henhold til det viste kredsløbsdiagram.

Klem og fastgør hele samlingen i et godt ventileret stærkt metallisk kabinet. Gør beslagene helt faste ved hjælp af møtrikker og bolte.

Afslut enheden ved at montere de eksterne kontakter, netledningen, udgangsstikkene, batteripolerne, sikringen osv. Over kabinettet.

Dette slutter konstruktionen af ​​denne inverter med indbygget oplader.

Sådan beregnes transistorbasismodstand til omformere

Værdien af ​​basismodstanden for en bestemt transistor vil i høj grad afhænge af dens kollektorbelastning og basisspændingen. Følgende udtryk giver en ligetil løsning til nøjagtig beregning af basismodstanden for en transistor.

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

Her er Ub = kildespænding til R1,

Hfe = Fremadgående forstærkning (for TIP 127 er det mere eller mindre 1000, for BDY29 er det omkring 12)

ILOAD = Strøm, der kræves for at aktivere samlerbelastningen fuldt ud.

Så nu bliver det ret nemt at beregne basismodstanden for de forskellige transistorer, der er involveret i det nuværende kredsløb. Det gøres bedst med følgende punkter.

Vi starter først med at beregne basismodstandene for BDY29-transistorer.

I henhold til formlen skal vi til dette kende ILOAD, som her tilfældigvis er transformator sekundær halv vikling. Brug et digitalt multimeter til at måle modstanden for denne del af transformeren.

Find derefter strømmen (I), der vil passere gennem denne vikling (her U = 24 volt) ved hjælp af Ohms lov.

R = U / I eller I = U / R = 24 / R

• Del svaret med to, fordi strømmen for hver halvvikling bliver delt gennem de to BDY29'er parallelt.
• Da vi ved, at forsyningsspændingen modtaget fra samleren af ​​TIP127 vil være 24 volt, får vi basisspændingen til BDY29-transistorer.
• Ved hjælp af alle ovenstående data kan vi nu meget let beregne værdien af ​​basismodstandene for transistorer BDY29.
• Når du først har fundet værdien af ​​basemodstanden for BDY29, bliver det selvfølgelig kollektorbelastningen for TIP 127-transistoren.
• Næste som ovenfor ved hjælp af Ohms lov, find strømmen, der passerer gennem ovenstående modstand. Når du først har fået det, kan du fortsætte med at finde værdien af ​​basismodstanden for TIP 127-transistoren ved blot at bruge formlen præsenteret i begyndelsen af ​​artiklen.
• Ovenstående forklarede enkle transistorberegningsformel kan bruges til at finde værdien af ​​basismodstanden for enhver transistor, der er involveret i ethvert kredsløb

Design af en simpel Mosfet-baseret 400 Watt inverter

Lad os nu undersøge endnu et design, der måske er det nemmeste inverter-kredsløb med 400 watt sinusbølge. Det fungerer med det laveste antal komponenter og er i stand til at producere optimale resultater. Kredsløbet blev anmodet om af en af ​​de aktive deltagere i denne blog.

Kredsløbet er faktisk ikke en sinusbølge i sand forstand, men det er den digitale version og er næsten lige så effektiv som dets sinusformede modstykke.

Hvordan det virker

Fra kredsløbsdiagrammet er vi i stand til at se de mange åbenlyse faser af en inverter-topologi. Portene N1 og N2 danner oscillatortrinet og er ansvarlige for at generere de grundlæggende 50 eller 60 Hz impulser, her er det blevet dimensioneret til at generere omkring 50 Hz output.

Portene er fra IC 4049, der består af 6 IKKE porte, to er blevet brugt i oscillatorfasen, mens de resterende fire er konfigureret som buffere og omformere (til at vende firkantbølgepulser, N4, N5)

Indtil her opfører trinene sig som en almindelig firkantbølgeomformer, men introduktionen af ​​IC 555-scenen omdanner hele konfigurationen til et digitalt styret sinusbølgeomformer-kredsløb.

IC 555 sektionen er koblet til som en ustabil MV, 100K potten bruges til at optimere PWM effekten fra pin nr. 3 på IC.

De negative gåimpulser fra IC 555 bruges kun her til at trimme firkantbølgepulserne ved portene til de respektive MOSFET'er via de tilsvarende dioder.

De anvendte MOSFET'er kan være af enhver type, der er i stand til at håndtere 50V ved 30 ampere.

De 24 batterier skal laves af to 12V 40 AH batterier i serie. Forsyningen til IC'erne skal leveres fra ethvert af batterierne, fordi IC'erne beskadiges ved 24 Volt.

100K-potten skal justeres ved hjælp af et RMS-meter for at gøre RMS-værdien ved udgangen så tæt som muligt på et originalt sinusbølgesignal ved den relevante spænding.

Kredsløbet er udelukkende udviklet og designet af mig.

Feedback fra Mr. Rudi vedrørende bølgeformsproblemet opnået fra ovenstående 400 watt inverter kredsløb

Hej hr,

Jeg har brug for din hjælp sir. Jeg er lige færdig med dette kredsløb. men resultatet er ikke som forventet, se mine billeder nedenfor.

Dette er bølgemålet fra portens side (også fra 555 og 4049 ic): det ser bare godt ud. freq og duty cycle næsten til ønsket værdi.

dette er bølgemålet fra mosfet afløbssiden. alt er rodet. freq og duty cycle er ændringer.

dette er jeg måler fra output fra min transformer (til testformål brugte jeg 2A 12v 0 12v - 220v CT).

hvordan man får transformatorens outputbølge ligesom en gate en? Jeg har en ups derhjemme. Jeg prøver at måle porten, drænet og transformer output. bølgeformen er næsten den samme på de små ups (modificeret sinusbølge). hvordan opnår jeg det resultat i mit kredsløb?

vær venlig at hjælpe, tak sir.

Løsning af bølgeformsproblemet

Hej Rudi,

det sker sandsynligvis på grund af transformatorinduktive pigge, prøv venligst følgende:

Forøg først 555-frekvensen lidt mere, så 'søjlerne' på tværs af hver firkantede bølgecyklus ser ensartede ud og godt fordelt. kan være en 4-søjlecyklus, der ser bedre ud og mere synlig end det nuværende bølgeformsmønster.

tilslut en stor kondensator, kan være en 6800uF / 35V lige over batteripolerne.

tilslut 12V zener-dioder over porten / kilden til hver af mosfeterne.

og tilslut en 0.22uF / 400V kondensator på tværs af transformatorens outputvikling .... og kontroller svaret igen.