Selles postituses käsitleme 5000-vatise inverterahela ehitamist, mis sisaldab ferriitsüdamiku trafot ja on seetõttu tohutult kompaktne kui tavalised rauast südamikuga analoogid.

Blokeeri skeem

Pange tähele, et saate selle ferriitsüdamikuga muunduri teisendada soovitud võimsuseks, 100 vattilt 5 kva-le või vastavalt teie enda eelistustele.

Ülaltoodud plokkskeemi mõistmine on üsna lihtne:

Sisend DC, mis võib olla 12V, 24V või 48V aku või päikesepaneeli kaudu, rakendatakse ferriidipõhisele muundurile, mis muundab selle kõrgsageduslikuks 220 V vahelduvvoolu väljundiks umbes 50 kHz juures.

Kuid kuna 50 kHz sagedus ei pruugi meie kodutehnika jaoks sobida, peame selle kõrgsagedusliku vahelduvvoolu teisendama vajalikuks 50 Hz / 220 V või 120 V AC / 60Hz.

See viiakse läbi H-silla muunduri astme kaudu, mis muudab selle kõrge sageduse väljundiks soovitud 220 V vahelduvvooluks.

Kuid selleks vajaks H-silla etapp 220V RMS tippväärtust, mis on umbes 310V DC.

See saavutatakse silla alaldi astme abil, mis muudab kõrgsageduse 220 V 310 V alalisvooluks.

Lõpuks teisendatakse see 310 V alalisvoolu siinipinge H-silla abil tagasi 220 V 50 Hz-ks.

Näeme ka 50 Hz ostsillaatori astet, mida toidab sama alalisvooluallikas. See ostsillaator on tegelikult valikuline ja seda võib vaja minna H-silla ahelate puhul, millel pole oma ostsillaatorit. Näiteks kui kasutame transistoripõhist H-silda, siis võib vaja minna seda ostsillaatori astet kõrgete ja madalate külgmiste mosfettide käitamiseks.

UUENDAMINE: Võite minna otse uuele uuele versioonile Lihtsustatud disain ', mis asub selle artikli allosas ja selgitab üheastmelist tehnikat trafoteta 5 kva siinuslaine väljundi saamiseks selle asemel, et läbida keerukas kaheastmeline protsess, nagu arutatakse allpool toodud mõistetes:

Lihtne Ferrite Cote Inverter disain

Enne 5kva versiooni õppimist on siin uustulnukate jaoks lihtsam vooluringi disain. See vooluring ei kasuta ühtegi spetsiaalset draiveri IC-d, pigem töötab see ainult n-kanaliliste MOSFETS-iga ja a bootstrapping etapp.

Kogu elektriskeemi on näha allpool:

400 V, 10 amprine MOSFET IRF740 spetsifikatsioonid

Ülaltoodud lihtsas 12V kuni 220V vahelduvvoolu ferriitmuunduri ahelas näeme, et kasutatakse 12V kuni 310V alalisvoolu muunduri moodulit. See tähendab, et te ei pea tegema keerulist ferriitsüdamikupõhist trafot. Uutele kasutajatele võib see disain olla väga kasulik, kuna nad saavad selle inverteri kiiresti ehitada, sõltumata keerukatest arvutustest ja ferriitsüdamiku valikud.

5 kva disaini eeldused

Kõigepealt peate leidma 60V DC toiteallika pakutava 5kVA inverterahela toitmiseks. Eesmärgiks on kujundada lülitusmuundur, mis muudab alalisvoolu korral 60 V alalispinge suuremaks 310 V-ks.

Selles stsenaariumis järgitav topoloogia on tõukejõu topoloogia, mis kasutab trafot suhtega 5:18. Vajaliku pinge reguleerimiseks ja voolupiiranguks - neid kõiki toidab sisendpinge allikas. Ka sama kiirusega kiirendab inverter lubatud voolu.

Kui tegemist on sisendallikaga 20A, on võimalik saada 2–5A. Selle 5kva inverteri tippväljundpinge on aga umbes 310V.

Ferriittrafo ja Mosfeti spetsifikatsioonid

Arhitektuuri osas on trafol Tr1 5 + 5 esmast pööret ja 18 sekundaarset. Ümberlülitamiseks on võimalik kasutada 4 + 4 MOSFET-i (IXFH50N20 tüüp (50A, 200V, 45mR, Cg = 4400pF). Võite kasutada ka mis tahes pinge MOSFET-i Uds 200V (150V) ja vähimat juhtivat takistust. kasutatud väravatakistus ning selle kiiruse ja läbilaskevõime tõhusus peavad olema suurepärased.

Tr1 ferriidilõik on ehitatud umbes 15x15 mm ferriidist c. L1 induktor on loodud viie rauapulbrirõnga abil, mis võivad olla juhtmetena keritud. Induktori südamiku ja muude seonduvate osade jaoks saate selle alati hankida vanadelt inverteritelt (56v / 5V) ja nende sisetappidel.

Full Bridge IC kasutamine

Integreeritud vooluringi jaoks saab kasutada IC IR2153. IC-de väljundeid võis näha puhverdatuna koos BJT etappidega. Pealegi on kaasatud suure värava mahtuvuse tõttu oluline puhvreid kasutada võimendit täiendavate paaridena, paar BD139 ja BD140 NPN / PNP transistorit teevad seda tööd hästi.

Alternatiivne IC võib olla SG3525

Võite proovida kasutada ka muid juhtimisahelaid nagu SG3525 . Samuti saate testimise eesmärgil muuta sisendi pinget ja töötada võrguühendusega.

Selles vooluringis kasutataval topoloogial on galvaaniline isolatsioon ja töösagedus on umbes 40 kHz. Kui plaanite inverterit väikeseks tööks kasutada, siis te ei jahuta, kuid pikema töö korral lisage kindlasti ventilaatorite või suurte jahutusradiaatorite abil jahutusaine. Suurem osa võimsusest kaob väljunddioodidel ja Schottky pinge langeb madalale umbes 0,5 V.

60V sisendi võiks saada, kui panna 5 seeriat 12V patareisid järjestikku, iga aku Ah-nimiväärtus peab olema 100 Ah.

TEHNIKA IR2153

Palun ärge kasutage ülaltoodud juhi etapil BD139 / BD140, selle asemel kasutage BC547 / BC557.

Kõrgsageduslik 330 V etapp

TR1 väljundis ülalkirjeldatud 5 kva muunduri ahelas saadud 220 V ei saa ikka veel tavapäraste seadmete töötamiseks kasutada, kuna vahelduvvoolu sisaldus võnkuks sisendi 40 kHz sagedusel. Üle 40 kHz 220 V vahelduvvoolu muundamiseks 220 V 50 Hz või 120 V 60 Hz vahelduvvoolu korral on vaja järgmisi etappe, nagu allpool öeldud:

Kõigepealt tuleb 220V 40kHz parandada / filtreerida läbi sildalaldi, mis koosneb umbes 25 amprini 300V ja 10uF / 400V kondensaatoritele määratud kiiret taastamise dioodidest.

330 V alalisvoolu muundamine 50 Hz 220 V vahelduvvooluks

Järgmisena tuleb see alaldatud pinge, mis nüüd jõuab umbes 310 V-ni, pulseerida nõutaval 50 või 60 Hz juures teise täissilla muunduri ahela kaudu, nagu allpool näidatud:

Klemme, millel on märge 'koormus', saab nüüd soovitud koormuse käitamiseks otsese väljundina kasutada.

Siin võivad mosfetid olla IRF840 või sobib mõni muu samaväärne tüüp.

Kuidas kerida ferriittrafo TR1

Trafo TR1 on peamine seade, mis vastutab pinge suurendamise eest 220 V-le 5 kva juures, olles ferriitsüdamikuga ja ehitatud mitme ferriidi EE-südamiku kohal, nagu on üksikasjalikult kirjeldatud allpool:

Kuna kaasatud võimsus on umbes 5kvs suur, peavad E-südamikud olema tohutult suured, võiks proovida E80-tüüpi ferriidi E-südamikku.

Pidage meeles, et teil võib olla vaja lisada rohkem kui 1 E südamik, võib olla 2 või 3 E-südamikku koos, mis on paigutatud kõrvuti, et saavutada massi 5KVA võimsus.

Kasutage suurimat võimalikku ja keerake 5 + 5 pööret, kasutades paralleelselt 10 numbrit 20 SWG superemailitud vasktraati.

Pärast 5 pööret peatage primaarmähis ja soojustage kiht isoleerlindiga ning alustage sekundaarset 18 pööret selle 5 esmase pöörde kohal. Sekundaarsete pöörete kerimiseks kasutage paralleelselt 5 kiudu 25 SWG superemailitud vaske.

Kui 18 pööret on lõpule jõudnud, lõpetage see pooli väljundjuhtmete kohal, isoleerige teibiga ja keerake ülejäänud 5 peamist pööret üle, et ferriitsüdamikuga TR1 ehitus . Ärge unustage liituda esimese 5 pöörde lõpuga 5-kordse esmase mähise algusega.

“tähe delta mootori juhtimisahel ”

E-südamiku kokkupaneku meetod

Järgmine diagramm annab ülevaate sellest, kuidas ülalkirjeldatud 5 KVA ferriitmuunduri trafo disaini rakendamiseks võib kasutada rohkem kui ühte E-südamikku:

E80 ferriitsüdamik

Tagasiside hr Sherwin Baptistalt

Kallid kõik,

Trafo ülaltoodud projektis ei kasutanud ma südamikuosade vahel ühtegi vahetükki, vooluring töötas töötamise ajal trafoga jahedana. Eelistasin alati EI südamikku.

Keerasin trafod alati oma arvutatud andmete järgi tagasi ja kasutasin neid.

Seda enam, et trafo on EI südamik, oli ferriiditükkide eraldamine pigem lihtne kui EE südamiku kaotamine.

Proovisin avada ka EE südamiku trafosid, kuid paraku jõudsin südamiku lõhkumiseni selle eraldamise ajal.

Ma ei saaks kunagi avada EE südamikku, ilma et südamik puruneks.

Nagu minu järeldused, mõned asjad, mida ma ütleksin lõpetuseks:

--- Kõige paremini toimisid need toiteallikad, millel ei olnud tühikuid. (Ma kirjeldan trafot vanast atx-arvutitoiteallikast, kuna kasutasin ainult neid. PC-toiteallikad ei riku nii lihtsalt, kui see pole puhutud kondensaator või midagi muud.) ---

--- Need varud, millel olid õhukeste vahetükkidega trafod, muutusid sageli värvitooniks ja ebaõnnestusid varakult. (Seda sain teada kogemuse järgi, kuna ostsin kuni selle kuupäevani palju kasutatud toiteallikaid lihtsalt nende uurimiseks) ---

--- Palju odavamad toiteallikad selliste kaubamärkidega nagu CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a kõik

Sellistel ferriiditrassidel olid südamike vahel paksemad paberitükid ja kõik ebaõnnestusid halvasti !!! ---

LÕPUKS toimis EI35 põhitrass kõige paremini (ilma õhuvahet hoidmata) ülaltoodud projektis.

5kva ferriitsüdamiku muunduri vooluahela ettevalmistamise üksikasjad:

Samm 1:

Kasutades 5 suletud pliiakut 12v 10Ah
Üldpinge = 60v Tegelik pinge
= 66v täiskoormusega (13,2v iga vatt) pinge
= 69v kütusetaseme laadimispinge.

2. samm:

Pärast aku pinge arvutamist on meil täislaadimisel 66 volti 10 amprit.

Edasi tuleb ic2153 toiteallikas.
2153-l on Vcc ja Gnd vahel maksimaalselt 15,6v ZENER-klamber.
Nii et me kasutame kuulsat seadet LM317 ic-le 13v reguleeritud toite tarnimiseks.

3. samm:

Regulaatoril lm317 on järgmised paketid

LM317LZ --- 1,2-37v 100ma kuni -92
LM317T --- 1,2-37v 1,5amp kuni-218
LM317AHV --- 1,2-57v 1,5amp kuni 220

Kasutame lm317ahv, milles A-tähe on järelliide ja HV on kõrgepinge pakett,

kuna ülaltoodud regulaator ic suudab toetada kuni 60v sisendpinge ja väljundvõimsust 57 volti.

4. samm:

Me ei saa 66v otse paketti lm317ahv tarnida, kuna selle sisend on maksimaalselt 60v.
Seega kasutame dioode, et aku pinge langeks ohutule pingele regulaatori toiteks.
Peame regulaatori maksimaalsest sisendist, mis on 60v, umbes 10v ohutult langema.
Seetõttu on 60v-10v = 50v
Nüüd peaks dioodide regulaatori ohutu maksimaalne sisend olema 50 volti.

5. samm:

Me kasutame tavalist 1n4007 dioodi, et aku pinge langetada 50v-le,
Alates ränidioodist on kummagi pingelang umbes 0,7 volti.
Nüüd arvutame vajaliku arvu vajalikke dioode, mis aitaksid aku pinget 50 voltini.
aku pinge = 66v
regulaatori kiibi sisendpinge = 50v
Niisiis, 66-50 = 16v
Nüüd, 0,7 *? = 16v
Jagame 16 0,7-ga, mis on 22,8, st 23.
Nii et me peame lisama umbes 23 dioodi, kuna nende kogu langus on 16,1 v
Nüüd on regulaatori arvutatud ohutu sisendpinge 66v - 16.1v, mis on 49,9v appxm. 50v

6. samm:

Tarnime regulaatori kiibile 50v ja reguleerime väljundiks 13v.
Suurema kaitse huvides kasutame väljundpingel soovimatu müra kõrvaldamiseks ferriidist helmeid.
Regulaator tuleks jahutamiseks paigaldada sobiva suurusega jahutusradiaatorile.
2153-ga ühendatud tantaalkondensaator on oluline kondensaator, mis tagab, et ic saab regulaatorilt sujuva alalisvoolu.
Selle väärtust saab ohutult vähendada 47uf-lt 1uf 25v-le.

7. samm:

Ülejäänud vooluahel saab 66 volti ja vooluahelas olevad suure voolu kandvad punktid tuleks juhtmestada raskete juhtmetega.
Trafo jaoks peaks selle esmane väärtus olema 5 + 5 pööret ja sekundaarne 20 pööret.
2153 sageduseks tuleks seada 60KHz.

8. samm:

Irs2453d kiipi kasutav kõrgsageduslik vahelduvvoolu vahelduvvoolu muunduri vooluring peaks olema vastavalt juhtmele ühendatud, nagu on näidatud diagrammil.

Lõpuks valmis .

PWM-i versiooni valmistamine

Järgmises postituses käsitletakse 5kva PWM siinuslaine inverteri vooluringi teist versiooni, kasutades kompaktset ferriitsüdamikutrafot. Idee soovis hr Javeed.

Tehnilised kirjeldused

Lugupeetud härra, kas palun muutke selle väljundit PWM-i allikaga ja hõlbustaksite sellise odava ja ökonoomse disaini kasutamist meiesugustele ülemaailmsetele abivajajatele? Loodetavasti kaalute minu taotlust. Tänan teid. Teie südamlik lugeja.

Kujundus

Varasemas postituses tutvustasin ferriitsüdamikupõhist 5kva inverterahelat, kuid kuna see on ruutlaine inverter, ei saa seda kasutada koos erinevate elektroonikaseadmetega ja seetõttu võib selle rakendamine piirduda ainult takistuslike koormustega.

Kuid sama kujunduse saab muuta PWM-i ekvivalentseks siinusmuunduriks, süstides PWM-i sööda madalatele külgedele, nagu on näidatud järgmisel diagrammil:

IC IRS2153 SD-tihvt on ekslikult näidatud Ct-ga ühendatud, ühendage see kindlasti maandusliiniga.

Soovitus: IRS2153 etapi saab hõlpsasti asendada IC 4047 etapp , juhul kui IRS2153 tundub olevat keeruline hankida.

Nagu näeme ülaltoodud PWM-põhisel 5kva inverterahelal, on disain täpselt sarnane meie varasema algse 5kva inverterahelaga, välja arvatud näidatud PWM puhvri etteande etapp koos H-silla draiveri astme madalate külgmiste mosfettidega.

PWM-i voo sisestamise saab omandada mis tahes standardi kaudu PWM-generaatori vooluring IC 555 abil või kasutades transistoriseeritud astable multivibraator.

PWM-i täpsema replikatsiooni saamiseks võite valida ka a Bubba ostsillaatori PWM generaator PWM-i hankimiseks ülaltoodud 5kva sinewave inverteri kujundusega.

Ülaltoodud konstruktsiooni ehitusprotseduurid ei erine algsest kavandist, ainus erinevus on BC547 / BC557 BJT puhveretappide integreerimine täissilla IC-etapi madalate külgmiste mosfettidega ja PWM-i sissevooluga.

Teine kompaktne disain

Väike ülevaatus tõestab, et tegelikult ei pea ülemine aste nii keeruline olema.

310 V alalisvoolugeneraatori vooluahelat saab ehitada mis tahes muu alternatiivse ostsillaatoril põhineva vooluahela abil. Allpool on näidatud disainilahenduse näidis, kus ostsillaatorina kasutatakse tõukejõu abil poolsildi IC IR2155.

310 V DC kuni 220 V vahelduvvoolu muunduri ahel

Jällegi pole konkreetset disaini, mis võib olla vajalik 310V generaatori etapis, võite proovida mõnda muud oma eelistuse alternatiivi, mõned levinumad näited on IC 4047, IC 555, TL494, LM567 jne.

Induktori üksikasjad ülaltoodud 310V kuni 220V ferriittrafo kohta

ferriidist induktori mähis 330 V alalisvoolule 12 V akust

Lihtsustatud disain

Eespool toodud disainilahendustes oleme seni arutanud üsna keerukat trafota inverterit, mis hõlmas kahte keerukat sammu lõpliku vahelduvvooluvõrgu väljundi saamiseks. Nendes etappides tuleb kõigepealt muuta aku alalisvool ferriitsüdamiku muunduri kaudu 310 V alalisvooluks ja seejärel tuleb 310 VDC 50 Hz täissilla võrgu kaudu tagasi 220 V RMS-le ümber lülitada.

Nagu üks kirglik lugeja kommentaaride jaotises soovitas (hr Ankur), on kaheastmeline protsess üle jõu käiv ja seda pole lihtsalt vaja. Selle asemel saab ferriitsüdamiku sektsiooni ise sobivalt muuta, et saada vajalik 220 V vahelduvvoolu siinuslaine, ja kogu silla MOSFET-i osa saab ebavõrdseks muuta.

Järgmine pilt näitab lihtsat seadistust ülalkirjeldatud tehnika käivitamiseks:

MÄRKUS. Trafo on ferriitsüdamikuga trafo, mis peab olema asjakohaselt arvutada d

Ülaltoodud konstruktsioonis on parempoolne IC 555 ühendatud juhtmega, et genereerida 50 Hz põhilised võnkesignaalid MOSFET-i lülitamiseks. Samuti võime näha op amp-etappi, kus see signaal eraldatakse ICs RC ajavõrgust 50 Hz kolmnurga lainete kujul ja juhitakse ühte selle sisendist, et võrrelda signaali teise IC 555 kiire kolmnurga laine signaalidega astable vooluring. Selle kiire kolmnurga laine sagedus võib olla vahemikus 50 kHz kuni 100 kHz.

Operatsioonivõimendi võrdleb kahte signaali siinuslaine ekvivalendi moduleeritud SPWM-i sageduse genereerimiseks. See moduleeritud SPWM suunatakse draiveri BJT-de alustesse MOSFETide ümberlülitamiseks 50 kHz SPWM-kiirusel, moduleerituna 50 Hz-ga.

MOSFEts lülitab omakorda ühendatud ferriitsüdamiku trafo sama SPWM-i moduleeritud sagedusega, et tekitada trafo sekundaarses plaanis puhas siinuslaine väljund.

Kõrgsagedusliku ümberlülituse tõttu võib see siinuslaine olla täis soovimatuid harmoonilisi ühendeid, mis filtreeritakse ja silutakse läbi 3 uF / 400 V kondensaatori, et saada mõistlikult puhas soovitud võimsusega vahelduvvoolu siinuslaine väljund, sõltuvalt trafost ja aku spetsifikatsioonid.

Parema külje IC 555, mis genereerib 50 Hz kandesignaali, saab asendada mis tahes muu soodsa ostsillaatori IC-ga, näiteks IC 4047 jne

Ferriitsüdamiku muunduri disain, kasutades transistori astabelahelat

Järgmine kontseptsioon näitab, kuidas lihtsa ferriitsüdamikuga muunduri saaks ehitada, kasutades paari tavalist transistoripõhist astable-ahelat ja ferriittrafot.

Seda ideed soovisid mõned selle ajaveebi pühendunud jälgijad, nimelt hr Rashid, hr, Sandeep ja veel mõned lugejad.

Ringkontseptsioon

Esialgu ei suutnud ma välja mõelda nende kompaktsete inverterite teooriat, mis kõrvaldas mahukad rauast südamikutrafod.

Pärast mõningast mõtlemist tundub, et mul on õnnestunud avastada selliste inverterite toimimisega seotud väga lihtne põhimõte.

Viimasel ajal on Hiina kompaktsed inverterid muutunud üsna kuulsaks just nende kompaktsete ja klanitud suuruste tõttu, mis muudavad need silmapaistvalt kergeks ja ometi võimsuse tehniliste näitajatega tohutult tõhusaks.

Esialgu pidasin seda kontseptsiooni teostamatuks, sest minu arvates tundus väikeste ferriittrafode kasutamine madalsagedusmuundurite rakendamisel väga võimatu.

Koduseks kasutamiseks mõeldud inverterid vajavad 50/60 Hz ja ferriittrafo juurutamiseks vajaksime väga kõrgeid sagedusi, nii et idee nägi välja väga keeruline.

Pärast mõningast mõtlemist olin üllatunud ja õnnelik, kui avastasin lihtsa idee disaini rakendamiseks. See kõik seisneb aku pinge muundamises 220 või 120 võrgupingeks väga kõrgel sagedusel ja väljundi 50/60 HZ ümberlülitamiseks, kasutades push-pull mosfet-etappi.

Kuidas see töötab

Joonist vaadates võime kogu idee lihtsalt tunnistajaks olla ja välja mõelda. Siin teisendatakse aku pinge kõigepealt kõrgsageduslikeks PWM-impulssideks.

Need impulsid paigutatakse nõutava asjakohase nimiväärtusega ferriittrafosse. Impulsse rakendatakse mosfeti abil, et aku voolu saaks optimaalselt kasutada.

Ferriittrafo suurendab selle väljundis pinget 220 V-ni. Kuna selle pinge sagedus on umbes 60–100 kHz, ei saa seda otseselt kodumasinate kasutamiseks kasutada ja see vajab seetõttu täiendavat töötlemist.

Järgmises etapis see pinge parandatakse, filtreeritakse ja teisendatakse 220 V alalisvooluks. See kõrgepinge alalisvool lülitatakse lõpuks 50 Hz sagedusele, et seda saaks kasutada kodumasinate käitamiseks.

Pange tähele, et kuigi vooluahel on välja töötatud ainult minu poolt, pole seda praktiliselt testitud, tehke see omal vastutusel ja vastupidi, kui teil on antud selgituste suhtes piisavalt enesekindlust.

Vooluringi skeem

12V DC kuni 220V vahelduvvoolu kompaktse ferriitsüdamiku muunduri vooluahelate osade loend

R3 --- R6 = 470 oomi
R9, R10 = 10K,
R1, R2, C1, C2 = arvutage 100 kHz sageduse genereerimiseks.
R7, R8 = 27K
C3, C4 = 0,47 uF
T1 ---- T4 = BC547,
T5 = mis tahes 30V 20Amp N-kanaliga mosfet,
T6, T7 = ükskõik milline, 400 V, 3 amprine mosfet.
Dioodid = kiire taastumine, kiire tüüp.
TR1 = esmane, 13V, 10amp, sekundaarne = 250-0-250, 3amp. E-südamikuga ferriittrafo .... küsige abi asjatundlikust kerimis- ja trafodisainerist.

Ülaltoodud disaini täiustatud versioon on näidatud allpool. Siin on väljundstaadium optimeeritud parema reageerimise ja suurema võimsuse saavutamiseks.