Oblicz akumulator, transformator, falownik MOSFET

W tym poście dowiemy się, jak poprawnie obliczyć parametry falownika z powiązanymi etapami, takimi jak bateria i transformator, poprzez prawidłowe obliczenie dopasowania parametrów.

Wprowadzenie

Samodzielne wykonanie falownika może być z pewnością niezłą zabawą. Jednak jeśli wyniki nie są zadowalające, może całkowicie zepsuć cały cel projektu.

Instalowanie i konfigurowanie różnych parametrów falownika, takich jak bateria i transformator, z faktycznie zmontowanym obwodem wymaga szczególnej uwagi i uwagi, aby uzyskać optymalne wyniki montażu.

Artykuł omawia, jak obliczyć i dopasować baterię i transformator z odpowiednim obwodem, a także wyjaśnia możliwe usterki, które można napotkać, i odpowiednie procedury rozwiązywania problemów.

Artykuł objaśnia wielu nowicjuszy niektórymi ważnymi wskazówkami, które mogą być pomocne podczas konfigurowania obwodu falownika z akumulatorem i transformatorem, tak aby można było osiągnąć wydajne i optymalne wyniki.

Obliczanie specyfikacji transformatora i baterii

Podczas wykonanie falownika należy wziąć pod uwagę dwa obliczenia, a mianowicie. transformator i parametry baterii.

1) transformator musi mieć w przybliżeniu dwukrotność maksymalnego obciążenia, które ma być używane z falownikiem. Na przykład, jeśli planowane obciążenie wynosi 200 watów, to transformator musi mieć moc znamionową co najmniej 300 watów. Zapewni to płynną pracę falownika i mniejsze wytwarzanie ciepła z transformatora.

Plik napięcie znamionowe transformatora musi być nieco niższe niż napięcie akumulatora w falownikach prostokątnych.

Jednak w przypadku koncepcji obejmujących PWM lub SPWM powinno być równe średniemu napięciu przyłożonemu na bramkach tranzystorów MOSFET. Można to zmierzyć, mierząc średnie napięcie DC przyłożone do bramki tranzystorów MOSFET ze stopnia oscylatora. Załóżmy więc, że napięcie akumulatora wynosi 12 V, ale z powodu PWM średnie napięcie przełączania z oscylatora wynosi 7,5 V DC, co oznacza, że ​​transformator musi mieć napięcie 7,5-0-7,5 V, a nie 12-0-12 V.

2) A akumulator Ah musi być 10 razy większy niż maksymalny prąd znamionowy obciążenia. Na przykład, jeśli akumulator ma napięcie znamionowe 12 V, a obciążenie 200 watów, to podzielenie 200 przez 12 daje nam 16 amperów. Dlatego akumulator Ah musi być 10 razy większy od tego amperażu, czyli 160 Ah. Zapewni to działanie baterii ze zdrową szybkością rozładowania 0,1 C i zapewni podtrzymanie przez około 8 godzin.

Obliczanie oceny MOSFET

Obliczanie MOSFET dla falownika jest w rzeczywistości dość proste. Trzeba wziąć pod uwagę fakt, że tranzystory MOSFET to nic innego przełączniki elektroniczne i musi być oceniany tak, jak oceniamy nasze przełączniki mechaniczne. Oznacza to, że wartości znamionowe napięcia i prądu tranzystora MOSFET muszą być odpowiednio dobrane, aby nawet przy maksymalnym określonym obciążeniu praca tranzystora MOSFET znajdowała się na poziomie awarii.

Aby zapewnić powyższy stan, możesz zapoznać się z arkusz danych mosfet i sprawdź parametry Drain-Source Voltage i Continuous Drain Current urządzenia, tak aby obie te wartości znacznie przekraczały maksymalne wartości zużycia obciążenia lub zostały wybrane ze znacznymi marginesami.

Załóżmy, że jeśli obciążenie ma moc znamionową 200 watów, to dzieląc to przez napięcie akumulatora 12 V, otrzymamy 16 amperów. Dlatego MOSFET można wybrać z napięciem znamionowym w dowolnym miejscu od 24 V do 36 V jako jego napięcie dren-źródło ( Vdss ) i 24 A do 30 A jako ciągły prąd spustowy ( ID ).

Weź przykład tranzystora MOSFET na powyższym obrazku, tutaj maksymalne dopuszczalne napięcie Vdss określonego MOSFET-u wynosi 75 V, a maksymalny dopuszczalny prąd Id wynosi 209 A, przy pracy z odpowiednim radiatorem. Oznacza to, że ten MOSFET może być bezpiecznie używany we wszystkich zastosowaniach, w których moc obciążenia nie przekracza 14000 watów.

Dba to o tranzystory MOSFET i zapewnia doskonałą pracę urządzeń nawet w warunkach pełnego obciążenia, ale nie zapomnij zamontować ich na odpowiednio dobranych radiatorach.

Po zakupie wszystkich niezbędnych komponentów, jak wyjaśniono powyżej, ważne byłoby sprawdzenie ich zgodności ze sobą.

Miejmy nadzieję, że tylko akumulator, który jest jednym z najważniejszych elementów, nie będzie wymagał żadnego wcześniejszego sprawdzenia, ponieważ wydrukowana wartość znamionowa i stan naładowanego napięcia powinny być wystarczające, aby udowodnić jego niezawodność. Zakłada się tutaj, że stan baterii jest dobry i jest stosunkowo nowy i „zdrowy”.

Sprawdzanie transformatora

Transformator, który jest najważniejszym elementem falownika, z pewnością wymaga dokładnej oceny technicznej. Można to zrobić w następujący sposób:

Plik ocena transformatora najlepiej sprawdzić w odwrotnej kolejności, tj. podłączając jego uzwojenie wyższego napięcia do wejścia sieci AC i sprawdzając przeciwne uzwojenie dla określonych wyjść. Jeśli wartości znamionowe prądu sekcji niższego napięcia mieszczą się w maksymalnych granicach zwykłego multitestera (DMM), można to sprawdzić, włączając powyższy prąd zmienny i podłączając miernik (ustawiony na, powiedzmy, AC 20 A) do odpowiednie uzwojenie.

Przytrzymaj pręty miernika podłączone do zacisków uzwojenia przez kilka sekund, aby uzyskać odczyty bezpośrednio na mierniku. Jeśli odczyt pasuje do określonego prądu transformatora lub przynajmniej jest do niego zbliżony, oznacza to, że transformator jest w porządku.

Niższe odczyty oznaczałyby złe lub źle ocenione uzwojenie transformatora. Zmontowany obwód ogólnie należy sprawdzić pod kątem prawidłowych wyjść oscylacyjnych na bazach tranzystorów mocy lub MOSFET.

Można to zrobić podłączając obwód do akumulatora, ale bez wstępnego włączania transformatora. Sprawdzenie należy przeprowadzić za pomocą dobrego miernika częstotliwości lub, jeśli to możliwe, oscyloskopu. Jeśli nie ma przy sobie powyższych gadżetów, można przeprowadzić prymitywny test za pomocą zwykłych słuchawek.

Podłącz gniazdo słuchawkowe do podstaw odpowiednich tranzystorów mocy, aby w słuchawkach uzyskać mocny buczący dźwięk, potwierdzający dźwiękowe działanie stopni oscylatora.

Powyższe potwierdzenia powinny wystarczyć, aby zachęcić do wspólnej konfiguracji wszystkich sekcji. Podłącz transformator do odpowiedniego tranzystora lub zacisków urządzeń mocy, upewnij się, że urządzenia mocy są prawidłowo zintegrowane z stopień oscylatora .

Instalowanie ostatecznej konfiguracji falownika

Wreszcie akumulator można podłączyć do wejść zasilania w powyższej konfiguracji, ponownie nie zapomnij dołączyć odpowiednio znamionowego BEZPIECZNIKA połączonego szeregowo z dodatnim biegunem akumulatora. Wyjście transformatora można teraz podłączyć z określonym maksymalnym obciążeniem i włączyć zasilanie.

Jeśli wszystko jest prawidłowo podłączone, obciążenie powinno zacząć działać z pełną mocą, a jeśli nie, to coś jest nie tak ze stopniem obwodu. Ponieważ sekcja oscylatora została odpowiednio sprawdzona przed końcowymi instalacjami, z pewnością usterka może leżeć po stronie stopnia urządzenia mocy.

Jeśli usterka jest związana z wyjściami o niskiej mocy, rezystory bazowe mogą zostać dostrojone pod kątem możliwych usterek lub mogą zostać zredukowane poprzez dodanie rezystorów równoległych do istniejących rezystorów bazowych.

Wyniki można sprawdzić, jak omówiono powyżej, jeśli wyniki są pozytywne i jeśli stwierdzisz poprawę mocy wyjściowej, rezystory można dalej modyfikować zgodnie z potrzebami, aż do uzyskania oczekiwanej mocy wyjściowej.

Może to jednak prowadzić do dalszego nagrzewania się urządzeń i należy zachować należytą ostrożność, aby je kontrolować, włączając wentylatory chłodzące lub zwiększając wymiary radiatora.

Gdyby jednak usterce towarzyszyło przepalenie bezpiecznika oznaczałoby to definitywnie zwarcie gdzieś w fazie mocy.

Rozwiązywanie problemów z połączeniami falownika

Problem może również wskazywać na nieprawidłowo podłączone urządzenie zasilające, przepalenie urządzenia z powodu możliwego zwarcia między zaciskami wyjściowymi urządzenia zasilającego lub któregokolwiek z terminali, które muszą być idealnie oddalone od siebie.

Po wyjaśnieniu kilku z powyższych możliwości przy optymalnym skonfigurowaniu falownika, gruntowna znajomość elektroniki staje się absolutną koniecznością ze strony osoby zaangażowanej w budowę, bez której prowadzenie projektu może być w jakiś sposób zagrożone.