Zainteresowany, aby Twój własny falownik z wbudowaną ładowarką? W tym artykule przedstawiono prosty 400-watowy obwód falownika z ładowarką, który można bardzo łatwo zbudować i zoptymalizować. Przeczytaj całą dyskusję za pomocą zgrabnych ilustracji.

Wprowadzenie

Masywny falownik o mocy 400 W z wbudowanym obwodem ładowarki został dokładnie wyjaśniony w tym artykule za pomocą schematów obwodów. Omówiono również proste obliczenia do oceny rezystorów bazowych tranzystorów.

Omówiłem budowę kilku dobre obwody falownika przez niektóre z moich poprzednich artykułów i jestem naprawdę podekscytowany przytłaczającą reakcją, jaką otrzymuję od czytelników. Zainspirowany popularnym zapotrzebowaniem zaprojektowałem kolejny ciekawy, mocniejszy obwód falownika z wbudowaną ładowarką.

Obecny obwód, choć podobny w działaniu, jest ciekawszy i bardziej zaawansowany ze względu na to, że ma wbudowaną ładowarkę baterii i jest zbyt w pełni automatyczny.

Jak sugeruje nazwa, proponowany obwód będzie wytwarzał potężną 400 watów (50 Hz) mocy wyjściowej z 24-woltowego akumulatora do ciężarówek, przy sprawności sięgającej 78%.

Ponieważ jest w pełni automatyczny, urządzenie może być na stałe podłączone do sieci prądu przemiennego. Dopóki dostępny jest wejściowy prąd przemienny, akumulator falownika jest stale ładowany, dzięki czemu jest zawsze utrzymywany w stanie doładowania i gotowości.

Gdy tylko akumulator zostanie w pełni naładowany, wewnętrzny przekaźnik przełącza się automatycznie i przełącza akumulator w tryb falownika, a podłączone obciążenie wyjściowe jest natychmiast zasilane przez falownik.

W momencie, gdy napięcie akumulatora spadnie poniżej zadanego poziomu przekaźnik przełącza się i przełącza akumulator w tryb ładowania, a cykl się powtarza.

Bez marnowania czasu przejdźmy od razu do procedury budowy.

Lista części do schematu połączeń

Do budowy obwodu falownika potrzebne będą następujące części:

Wszystkie rezystory mają moc ¼ W, 5% CFR, chyba że określono inaczej.

R1 ---- R6 = Do obliczenia - Przeczytaj na końcu artykułu
R7 = 100 K (50 Hz), 82 K (60 Hz)
R8 = 4K7,
R9 = 10 tys.,
P1 = 10K,
C1 = 1000µ / 50V,
C2 = 10 µ / 50 V,
C3 = 103, CERAMIKA,
C4, C5 = 47µ / 50V,
T1, 2, 5, 6 = BDY29,
T3, 4 = WSKAZÓWKA 127,
T8 = BC547B
D1 ----- D6 = 1N 5408,
D7, D8 = 1N4007,
PRZEKAŹNIK = 24 V, SPDT
IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
IC2 = 7812,
TRANSFORMATOR INWERTERA = 20 - 0 - 20 V, 20 A. WYJŚCIE = 120 V (60 Hz) LUB 230 V (50 Hz),
TRNASFORMER ŁADOWANIA = 0 - 24 V, 5 A. WEJŚCIE = 120 V (60 Hz) LUB 230 V (50 Hz) SIECIOWY AC

Działanie obwodu

Wiemy już, że falownik składa się w zasadzie z oscylatora, który napędza kolejne tranzystory mocy, które z kolei przełączają wtórny transformator mocy na przemian od zera do maksymalnego napięcia zasilania, wytwarzając w ten sposób potężny, podwyższony prąd przemienny na pierwotnym wyjściu transformatora .

W tym obwodzie IC 4093 stanowi główną składową oscylacyjną. Jedna z bramek N1 jest skonfigurowana jako oscylator, podczas gdy pozostałe trzy bramki N2, N3, N4 są połączone jako bufory.

Oscylujące sygnały wyjściowe z buforów są podawane do bazy tranzystorów wzmacniacza prądowego T3 i T4. Są one wewnętrznie skonfigurowane jako pary Darlingtona i zwiększają prąd do odpowiedniego poziomu.

Prąd ten jest używany do sterowania stopniem wyjściowym złożonym z tranzystorów mocy T1, 2, 5 i 6.

Tranzystory te w odpowiedzi na jego przemienne napięcie bazowe są w stanie przełączyć całą moc zasilania do uzwojenia wtórnego transformatora, aby wygenerować równoważny poziom wyjściowego prądu przemiennego.

Obwód zawiera również oddzielną sekcję automatycznej ładowarki akumulatora.

Jak zbudować?

Część konstrukcyjna tego projektu jest dość prosta i można ją ukończyć w następujących prostych krokach:

Rozpocznij budowę od wykonania radiatorów. Wytnij dwa kawałki blachy aluminiowej o wymiarach 12 na 5 cali, każdy o grubości ½ cm.

Zegnij je, aby utworzyć dwa zwarte kanały „C”. Wywierć dokładnie parę otworów o rozmiarze TO-3 na każdym radiatorze i dopasuj tranzystory mocy T3 --- T6 ciasno do radiatorów za pomocą śrub, nakrętek i podkładek sprężystych.

Teraz możesz przystąpić do budowy płytki drukowanej za pomocą podanego schematu obwodu. Włóż wszystkie komponenty wraz z przekaźnikami, połącz ich przewody i zlutuj je razem.

Trzymaj tranzystory T1 i T2 w niewielkiej odległości od innych elementów, aby znaleźć wystarczająco dużo miejsca na zamontowanie nad nimi radiatorów typu TO-220.

Następnie połącz bazę i emiter T3, 4, 5 i T6 z odpowiednimi punktami na płytce drukowanej. Podłącz również kolektor tych tranzystorów do uzwojenia wtórnego transformatora za pomocą grubych drutów miedzianych (15 SWG) zgodnie z przedstawionym schematem połączeń.

“prostownik półfalowy vs prostownik pełnofalowy ”

Zacisnąć i zamocować cały zespół w dobrze wentylowanej, mocnej metalowej obudowie. Spraw, aby okucia były absolutnie sztywne, używając nakrętek i śrub.

Zakończyć urządzenie zakładając zewnętrzne przełączniki, przewód zasilający, gniazda wyjściowe, zaciski akumulatora, bezpiecznik itp. Nad szafką.

Na tym kończy się budowa tego falownika z wbudowaną ładowarką.

Jak obliczyć rezystor bazowy tranzystora dla falowników

Wartość rezystora bazowego dla konkretnego tranzystora będzie w dużej mierze zależeć od obciążenia kolektora i napięcia bazowego. Poniższe wyrażenie zapewnia proste rozwiązanie umożliwiające dokładne obliczenie rezystora podstawowego tranzystora.

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

Tutaj Ub = napięcie źródłowe do R1,

Hfe = wzmocnienie prądu przewodzenia (dla TIP 127 jest to mniej więcej 1000, dla BDY29 około 12)

ILOAD = prąd wymagany do pełnego aktywowania obciążenia kolektora.

Zatem obliczenie rezystora bazowego różnych tranzystorów biorących udział w obecnym obwodzie staje się całkiem łatwe. Najlepiej zrobić to z następującymi punktami.

Zaczynamy najpierw od obliczenia rezystorów bazowych dla tranzystorów BDY29.

Zgodnie ze wzorem, w tym celu będziemy musieli znać ILOAD, który tutaj jest wtórnym uzwojeniem wtórnym transformatora. Za pomocą multimetru cyfrowego zmierz rezystancję tej części transformatora.

Następnie za pomocą prawa Ohma znajdź prąd (I), który przejdzie przez to uzwojenie (tutaj U = 24 wolty).

R = U / I lub I = U / R = 24 / R

Podziel odpowiedź na dwa, ponieważ prąd każdego półuzwojenia jest dzielony równolegle przez dwa BDY29.
Skoro wiemy, że napięcie zasilania otrzymane z kolektora TIP127 wyniesie 24 wolty, otrzymujemy bazowe napięcie źródła dla tranzystorów BDY29.
Korzystając ze wszystkich powyższych danych możemy teraz bardzo łatwo obliczyć wartość rezystorów bazowych dla tranzystorów BDY29.
Gdy już znajdziesz wartość rezystancji bazowej BDY29, stanie się ona oczywiście obciążeniem kolektora dla tranzystora TIP 127.
Następnie, jak powyżej, korzystając z prawa Ohma, znajdź prąd przepływający przez powyższy rezystor. Gdy już go zdobędziesz, możesz przejść do znalezienia wartości rezystora bazowego dla tranzystora TIP 127, po prostu korzystając ze wzoru przedstawionego na początku artykułu.
Wyjaśniony powyżej prosty wzór obliczeniowy tranzystora może być użyty do znalezienia wartości rezystora bazowego dowolnego tranzystora zaangażowanego w dowolny obwód

Projektowanie prostego falownika 400 W opartego na Mosfecie

Przyjrzyjmy się teraz kolejnemu projektowi, który jest prawdopodobnie najłatwiejszym 400-watowym obwodem falownika odpowiadającym sinusowi. Działa z najmniejszą liczbą składników i jest w stanie zapewnić optymalne wyniki. Obwód został zamówiony przez jednego z aktywnych uczestników tego bloga.

Obwód w rzeczywistości nie jest sinusoidą, jednak jest to wersja cyfrowa i jest prawie tak samo wydajny, jak jego sinusoidalny odpowiednik.

Jak to działa

Na schemacie obwodu możemy zobaczyć wiele oczywistych etapów topologii falownika. Bramki N1 i N2 tworzą stopień oscylatora i są odpowiedzialne za generowanie podstawowych impulsów 50 lub 60 Hz, tutaj zostały zwymiarowane do generowania około 50 Hz na wyjściu.

Bramki pochodzą z IC 4049, który składa się z 6 bramek NOT, dwie zostały użyte w stopniu oscylatora, podczas gdy pozostałe cztery są skonfigurowane jako bufory i falowniki (do odwracania impulsów fali prostokątnej, N4, N5)

Do tej pory stopnie zachowują się jak zwykły falownik prostokątny, ale wprowadzenie stopnia IC 555 przekształca całą konfigurację w sterowany cyfrowo obwód falownika sinusoidalnego.

Sekcja IC 555 została okablowana jako astable MV, potencjometr 100K jest używany do optymalizacji efektu PWM z pinu # 3 układu scalonego.

Ujemne impulsy z układu IC 555 są wykorzystywane tutaj tylko do przycinania impulsów fali prostokątnej na bramkach odpowiednich tranzystorów MOSFET, za pośrednictwem odpowiednich diod.

Zastosowane tranzystory MOSFET mogą być dowolnego typu zdolne do obsługi 50 V przy 30 amperach.

24 akumulatory muszą być wykonane z dwóch akumulatorów 12 V 40 AH połączonych szeregowo. Zasilanie układów scalonych musi pochodzić z któregokolwiek z akumulatorów, ponieważ układy scalone ulegną uszkodzeniu przy napięciu 24 V.

Potencjometr 100K należy wyregulować za pomocą miernika RMS, aby wartość RMS na wyjściu była jak najbliższa oryginalnemu sygnałowi sinusoidalnemu przy odpowiednim napięciu.

Obwód został opracowany i zaprojektowany wyłącznie przeze mnie.

Informacja zwrotna od pana Rudiego dotycząca problemu z przebiegiem uzyskanym z powyższego obwodu falownika o mocy 400 W.

cześć panie

potrzebuję twojej pomocy, sir. właśnie skończyłem ten obwód. ale wynik nie jest taki, jakiego się spodziewałem, zapoznaj się z moimi zdjęciami poniżej.

To jest miara fali od strony bramki (również z 555 i 4049 ic): wygląda po prostu ładnie. freq i cykl pracy prawie na pożądanej wartości.

jest to miara fali od strony drenu mosfetu. wszystko się popsuło. freq i cykl pracy to zmiany.

to jest pomiar z wyjścia mojego transformatora (do celów testowych użyłem 2A 12v 0 12v - 220v CT).

jak uzyskać falę wyjściową transformatora, podobnie jak bramę? mam wzloty w domu. próbuję zmierzyć wyjście bramki, odpływu i transformatora. przebieg jest prawie taki sam na tych małych wzlotach (zmodyfikowana fala sinusoidalna). jak osiągnąć ten wynik w moim obwodzie?

uprzejmie proszę o pomoc, dzięki sir.

Rozwiązywanie problemu z przebiegiem

Cześć Rudi,

prawdopodobnie dzieje się tak z powodu impulsów indukcyjnych transformatora, spróbuj wykonać następujące czynności:

najpierw zwiększ częstotliwość 555 nieco bardziej, aby „filary” w każdym z cykli fali prostokątnej wyglądały na jednolite i dobrze rozłożone. może to być cykl 4-filarowy, który wyglądałby lepiej i bardziej realistycznie niż obecny wzór przebiegu.