3 parimat trafota inverterlülitust

Nagu nimigi ütleb, nimetatakse inverterite vooluahelat, mis muundab alalisvoolu sisendi vahelduvvooluks ilma induktiivpoolist või trafost sõltumata, trafoteta inverteriks.

Kuna induktoripõhist trafot ei kasutata, võrdub sisend DC tavaliselt inverteri väljundis tekitatud vahelduvvoolu tippväärtusega.

Postitus aitab meil mõista kolme muunduri ahelat, mis on loodud töötama trafot kasutamata ning kasutades täissilla IC-võrku ja SPWM-generaatorahelat.

Transformaatorita muundur IC 4047 abil

Alustame H-silla topoloogiast, mis on oma vormis ilmselt kõige lihtsam. Kuid tehniliselt pole see ideaalne ja seda ei soovitata, kuna see on loodud p / n-kanaliga mosfettide abil. P-kanaliga mosfette kasutatakse kõrgel küljel ja n-channel madalal küljel.

Kuna p-kanaliga mosfette kasutatakse kõrgel küljel, siis bootstrapping muutub tarbetuks ja see lihtsustab disaini palju. See tähendab ka seda, et see disain ei pea sõltuma spetsiaalsetest draiveri IC-dest.

Ehkki disain näeb välja lahe ja köitev, on sellel a vähe puudusi . Ja just seetõttu välditakse seda topoloogiat kutse- ja kaubandusüksustes.

See tähendab, et kui see on õigesti ehitatud, võib see sobida madalasageduslike rakenduste jaoks.

Siin on kogu vooluring, kasutades astable totemi pooluse sageduse generaatorit IC 4047

Osade nimekiri

Kõik takistid on 1/4 vatti 5%

• R1 = 56k
• C1 = 0,1 uF / PPC
• IC pin10 / 11 takisti = 330 oomi - 2nos
• MOSFET-väravatakistid = 100k - 2nos
• Opto-haakeseadised = 4N25 - 2 nos
• Ülemise P-kanali MOSFET-id = FQP4P40 - 2nos
• Madalamad N-kanaliga MOSFET-id = IRF740 = 2nos
• Zeneri dioodid = 12V, 1/2 vatti - 2 nos

Järgmine idee on ka h-silla vooluring, kuid see kasutab soovitatavaid n-kanalilisi mosfette. Ringrada soovis hr Ralph Wiechert

Peamised spetsifikatsioonid

Tervitused Missouri osariigi Saint Louisist.
Kas oleksite nõus tegema koostööd inverterprojekt ? Maksaksin teile disaini ja / või teie aja eest, kui soovite.

Mul on 2012 ja 2013 Prius ning mu emal 2007 Prius. Prius on ainulaadne selle poolest, et sellel on 200 VDC (nominaalne) kõrgepinge aku. Varem on Priuse omanikud kasutanud seda akupaketti koos riiulil olevate inverteritega, et väljastada oma emapinge ning töötada tööriistade ja seadmetega. (Siin USA-s, 60 Hz, 120 ja 240 VAC, nagu ma olen kindel, et teate). Probleem on selles, et invertereid enam ei tehta, kuid Prius on endiselt.

Siin on paar inverterit, mida varem selleks kasutati:

1) PWRI2000S240VDC (vt lisa) Ei ole enam toodetud!

2) Emerson Liebert Upstation S (see on tegelikult UPS, kuid eemaldate aku, mille nimiväärtus oli 192 VDC.) (Vaadake manust.) Enam ei toodeta!

Ideaalis soovin ma kujundada 3000-vatise pideva muunduri, puhta siinuslaine, väljund 60 Hz, 120 VAC (võimaluse korral 240 VAC jagatud faasiga) ja trafota. Võib-olla on tipp 4000–5000 vatti. Sisend: 180–240 VDC. Päris soovide nimekiri, ma tean.

Olen mehaanikainsener, kellel on teatud kogemus vooluringide loomisel, samuti Picaxe mikrokontrollerite programmeerimisel. Mul pole lihtsalt palju kogemusi vooluringide nullist kujundamisel. Olen valmis proovima ja ebaõnnestuma, kui vaja!

Kujundus

Selles blogis olen juba arutanud rohkem kui 100 inverteri kujundust ja kontseptsiooni , ülaltoodud taotlust saab hõlpsasti täita, muutes ühte minu olemasolevatest kujundustest ja proovides antud rakenduse jaoks proovida.

Trafoteta konstruktsiooni jaoks peab rakendamiseks olema kaasas paar põhilist asja: 1) Inverter peab olema täissilla muundur, kasutades täissilla draiverit, ja 2) sisestatud alalisvoolu toiteallikas peab olema võrdne nõutava väljundi tipppingega tasemel.

Kahte ülaltoodud tegurit sisaldades on järgmises skeemil näha 3000 vatti muunduri põhiprojekti. puhas siinuslaine väljundlaine tunnusjoon.

Inverterite funktsionaalsetest üksikasjadest saab aru järgmiste punktide abil:

Põhi- või standardne täissilla muunduri konfiguratsioon moodustab täissilla draiver IC IRS2453 ja sellega seotud mosfeti võrk.

Inverteri sageduse arvutamine

Selle etapi ülesanne on võnkuda ühendatud koormust mosfetide vahel etteantud sagedusega, mis on määratud Rt / Ct võrgu väärtustega.

Nende ajastuse RC komponentide väärtused saab määrata valemiga: f = 1 / 1,453 x Rt x Ct, kus Rt on oomides ja Ct Faradides. See peaks olema määratud 60Hz saavutamiseks, et täiendada määratud 120V väljundit, alternatiivina 220V tehniliste näitajate puhul võiks selle muuta 50Hz-le.

Seda võib saavutada ka mõne praktilise katse-eksituse meetodil, hinnates sagedusvahemikku digitaalse sagedusmõõturiga.

Puhta siinuslaine tulemuse saavutamiseks ühendatakse madalate külgedega väravad väravad nende vastavatest IC-kanalitest ja rakendatakse samamoodi BJT puhveretapi kaudu, mis on konfigureeritud töötama SPWM-i sisendi kaudu.

SPWM-i genereerimine

SPWM, mis tähistab siinuslaine impulsi laiuse modulatsiooni, on konfigureeritud opamp IC ümber ja ühe IC 555 PWM geneartor.

Kuigi IC 555 on konfigureeritud PWM-i, ei kasutata selle tihvti nr 3 PWM-i väljundit kunagi, pigem kasutatakse SPWM-ide nikerdamiseks kogu selle ajastuskondensaatori tekitatud kolmnurga laineid. Siin peaks üks kolmnurga laineproov olema sageduse poolest palju aeglasem ja sünkroniseeritud peamise IC sagedusega, samas kui teine ​​peab olema kiirem kolmnurga laine, mille sagedus määrab sisuliselt nende sammaste arvu, mis SPWM-il võivad olla.

Opamp on konfigureeritud nagu võrdlusmaterjal ja sellele antakse vajalike SPWM-ide töötlemiseks kolmnurga laine proovid. Üks aeglasema kolmnurga laine eraldatakse peamise IC IRS2453 Ct pinoutist

Töötlemise teeb opamp IC, võrreldes kahte kolmnurga lainet selle sisendnupul ja loodud SPWM rakendatakse BJT puhveretapi alustele.

BJT-de puhvrid lülituvad vastavalt SPWM-i impulssidele ja veenduge, et madalad külgmised mosfetid oleksid samuti sama mustriga lülitatud.

Ülaltoodud lülitamine võimaldab väljund-AC-l lülituda ka SPWM-mustriga vahelduvvoolu sageduse lainekuju mõlemas tsüklis.

Mosfetide valimine

Kuna on määratud 3kva trafota inverter, tuleb mosfetid selle koormuse käsitsemiseks asjakohaselt hinnata.

Diagrammil näidatud mosfeti number 2SK 4124 ei suuda tegelikult 3kva koormust vastu pidada, kuna need on ette nähtud maksimaalselt 2kva käitlemiseks.

Mõned võrgus tehtud uuringud võimaldavad meil leida mosfeti: IRFB4137PBF-ND mis näeb hea välja üle 3kva koormuste töötamiseks, tänu oma võimsale võimsusele 300 V / 38 amprit.

Kuna tegemist on trafota 3kva inverteriga, siis pole trafo valimise küsimus välistatud, kuid akud peavad olema asjakohase reitinguga, et toota mõõdukalt laetud vähemalt 160 V ja täielikult laetud umbes 190 V.

Automaatne pinge korrigeerimine.

Automaatne parandus on võimalik, kui ühendada väljundklemmide ja Ct pistikühenduse vahel tagasiside võrk, kuid see ei pruugi tegelikult olla vajalik, kuna IC 555 poteid saab tõhusalt kasutada väljundpinge RMS fikseerimiseks ja kui seade on võib eeldada, et väljundpinge on absoluutselt kindel ja konstantne olenemata koormuse tingimustest, kuid ainult seni, kuni koormus ei ületa inverteri maksimaalset võimsust.

2) trafoteta inverter koos akulaadija ja tagasiside juhtimisega

Allpool käsitletakse kompaktse trafota inverteri teist skeemi ilma mahukat rauatrafot lisamata. Raske rauastrafo asemel kasutab see ferriitsüdamikurada, nagu on näidatud järgmises artiklis. Skeem pole minu loodud, selle andis mulle üks selle ajaveebi innukatest lugejaist hr Ritesh.

Kujundus on täieõiguslik konfiguratsioon, mis sisaldab enamikku funktsioone, näiteks ferriittrafo mähise detailid , madalpinge indikaatori etapp, väljundpinge reguleerimise seade jne

Ülaltoodud kujunduse selgitust pole veel värskendatud, proovin seda varsti värskendada, vahepeal saate skeemi viidata ja oma kahtlused selgitada kommentaari kaudu, kui neid on.

200-vatine kompaktse trafo muunduri disain # 3

Allpool olev kolmas kujundus näitab 200-vatist inverterahelat ilma trafota (trafota), kasutades 310 V alalisvoolu sisendit. See on siinuslaine ühilduv disain.

Sissejuhatus

Inverterid, nagu me teame, on seadmed, mis muudavad madalpinge alalisvooluallika kõrgepinge vahelduvvoolu väljundiks.

Toodetud kõrgepinge vahelduvvoolu väljund on üldjuhul kohaliku võrgu pingetaseme järjekorras. Muundamine madalpingest kõrgepingeks nõuab aga alati kopsakate ja mahukate trafode kaasamist. Kas meil on võimalus neid vältida ja teha trafoteta inverterahel?

Jah, trafoteta inverterkonstruktsiooni rakendamiseks on üsna lihtne viis.

Põhimõtteliselt peab madalpingepatareid kasutav inverter suurendama neid ettenähtud kõrgema vahelduvvoolupingeni, mis omakorda muudab trafo lisamise hädavajalikuks.

See tähendab, et kui me saaksime sisendi madala pinge alalisvoolu lihtsalt asendada alalisvoolu tasemega, mis on võrdne kavandatud väljundi vahelduvvoolu tasemega, saaks trafo vajaduse lihtsalt kõrvaldada.

Elektriskeem sisaldab kõrgepinge alalisvoolu sisendit lihtsa mosfeti muunduri vooluahela käitamiseks ja näeme selgelt, et trafot pole kaasatud.

Ahela töö

Kõrgepinge alalisvool, mis võrdub nõutava väljundvooluga, tuletatakse 18 väikese 12-voldise patarei järjestikku paigutamise teel.

Värav N1 pärineb IC-st 4093, N1 on siin seadistatud ostsillaatoriks.

Kuna IC nõuab ranget tööpinge vahemikus 5 kuni 15 volti, võetakse vajalik sisend ühest 12-voldisest patareist ja rakendatakse vastavatele IC-kontaktide väljunditele.

Seega muutub kogu konfiguratsioon väga lihtsaks ja tõhusaks ning välistab täielikult mahuka ja raske trafo vajaduse.

Patareid on kõik 12-voldised, 4 AH-nimega, mis on üsna väikesed ja isegi kui need on ühendatud, ei kata liiga palju ruumi. Need võivad kompaktse üksuse moodustamiseks tihedalt virnastada.

Väljund on 110 V vahelduvvoolul 200 vatti juures.

Osade nimekiri

• Q1, Q2 = MPSA92
• Q3 = MJE350
• Q4, Q5 = MJE340
• Q6, Q7 = K1058,
• Q8, Q9 = J162
• NAND IC = 4093,
• D1 = 1N4148
• Aku = 12V / 4AH, 18 nos.

Üleminek Sinewave versioonile

Eespool käsitletud lihtsat 220 V trafota muunduri vooluahela saab täiendada puhtaks või tõeliseks siinuslaine muunduriks, asendades sisendostsillaatori siinusgeneraatori ahelaga, nagu allpool näidatud:

Siinuslaine ostsillaatori varuosade loendi leiate selles postituses

Trafoteta päikese inverter

Päike on peamine ja piiramatu tooraine allikas, mis on meie planeedil täiesti tasuta saadaval. See võimsus on põhimõtteliselt soojuse kujul, kuid inimesed on avastanud meetodeid selle tohutu allika valguse kasutamiseks ka elektrienergia tootmiseks.

Ülevaade

Tänapäeval on elektrist saanud kõigi linnade ja isegi maapiirkondade eluliin. Fossiilkütuse ammendumise tõttu tõotab päikesevalgus olla üks peamisi taastuvaid energiaallikaid, millele pääseb tasuta igal pool ja igal juhul sellel planeedil. Õppigem üht meetodit päikeseenergia muundamiseks elektriks oma isiklikuks kasuks.

Ühes oma eelmises postituses olen käsitlenud päikeseenergia muunduri ahelat, millel oli pigem lihtne lähenemine ja mis ühendas trafo abil tavalise inverteri topoloogia.

Trafod, nagu me kõik teame, on mahukad, rasked ja võivad mõne rakenduse jaoks muutuda üsna ebamugavaks.
Praeguses disainis olen proovinud trafo kasutamist kõrvaldada, lisades kõrgepinge mosfetid ja suurendades pinget päikesepaneelide järjestikuse ühendamise kaudu. Uurime kogu konfiguratsiooni järgmiste punktide abil:

Kuidas see töötab

Vaadates allpool näidatud päikeseenergia muundurita muunduri skeemi, näeme, et see koosneb põhimõtteliselt kolmest põhietapist, nimelt. ostsillaatori aste, mis koosneb mitmekülgsest IC 555-st, väljundtapp koosneb paarist kõrgepinge võimsusega mosfetist ja toiteetapist, mis kasutab päikesepaneelipanka, mida toidetakse punktides B1 ja B2.

Vooluringi skeem

Kuna IC ei saa töötada pingel üle 15 V, on see hästi kaitstud langetakisti ja zenerdioodi kaudu. Zeneri diood piirab päikesepaneeli kõrgepinget ühendatud 15 V zeneri pingel.

Kuid mosfette on lubatud kasutada kogu päikese väljundpingega, mis võib olla vahemikus 200 kuni 260 volti. Pilves tingimustes võib pinge langeda tunduvalt alla 170 V, seega võib väljundpinge reguleerimiseks sellistes olukordades kasutada väljundis tõenäoliselt pinge stabilisaatorit.

Mosfets on N- ja P-tüüpi, mis moodustavad paari tõukejõu rakendamiseks ja vajaliku vahelduvvoolu genereerimiseks.

Mosfetid pole skeemil täpsustatud, ideaaljuhul peavad nende nimiväärtus olema 450 V ja 5 amprit, võite kohata paljusid variante, kui natuke üle neti googeldada.

Kasutatavate päikesepaneelide avatud pinge pinge peaks olema täieliku päikesevalguse korral umbes 24 V ja hämaras perioodil umbes 17 V.

Kuidas ühendada päikesepaneele

Osade nimekiri

R1 = 6K8
R2 = 140K
C1 = 0,1 uF
Dioodid = on 1N4148
R3 = 10K, 10 vatti,
R4, R5 = 100 oomi, 1/4 vatti
B1 ja B2 = päikesepaneelilt
Z1 = 5,1 V 1 vatt

R1, R2, C1 arvutamiseks kasutage neid valemeid.

Uuendus:

Ülaltoodud 555 IC disain ei pruugi olla nii usaldusväärne ja tõhus, palju usaldusväärsemat disaini võib näha allpool a kujul täielik H-silla inverterahel . Võib eeldada, et see disain annab palju paremaid tulemusi kui ülaltoodud 555 IC vooluahel

Teine ülaltoodud vooluahela kasutamise eelis on see, et te ei vaja kahekordset päikesepaneelide paigutust, pigem piisab ülaltoodud vooluahela kasutamiseks 220 V väljundi saavutamiseks ühest seeriast ühendatud päikese toiteallikast.