Tehke see 1KVA (1000 vatti) puhta siinuslaine inverter

Suhteliselt lihtsat, 1000-vatise puhta siinusega inverterahelat selgitatakse siin signaalivõimendi ja võimsustrafo abil.

Nagu allpool toodud esimeselt skeemilt näha, on konfiguratsioon lihtne mosfet, mis on mõeldud voolu võimendamiseks +/- 60 volti juures nii, et ühendatud trafo vastab vajaliku 1kva väljundi genereerimiseks.

Ahela töö

Q1, Q2 moodustab esialgse diferentsiaalvõimendi astme, mis tõstab 1vpp siinusignaali sisendis tasemele, mis sobib Q3, Q4, Q5 koosneva juhi etapi käivitamiseks.

See etapp tõstab pinget veelgi, nii et see muutub mosfetside juhtimiseks piisavaks.

Mosfetid on moodustatud ka tõukejõu vormingus, mis segab kogu trafo mähise 60 volti efektiivselt 50 korda sekundis, nii et trafo väljund tekitab võrgu tasandil ettenähtud 1000 vatti vahelduvvoolu.

Iga paar vastutab 100 vatti väljundi käitlemise eest, kõik 10 paari lükkavad trafosse 1000 vatti.

Kavandatud puhta siinuslaine väljundi saamiseks on vajalik sobiv siinus sisend, mis täidetakse lihtsa siinusgeneraatori ahela abil.

See koosneb paarist opampist ja veel paarist passiivsest osast. Seda tuleb kasutada pingega vahemikus 5 kuni 12. See pinge tuleks sobivalt tuletada ühest patareist, mis on ühendatud inverterahela juhtimiseks.

Inverter töötab pingega +/- 60 volti, mis on 120 V DC.

See tohutu pinge tase saavutatakse 10 ninaga. 12-voldiseid patareisid järjest.

Sinewave generaatori vooluring

Allpool toodud diagramm näitab lihtsat siinuslaine generaatori ahelat, mida võib kasutada ülaltoodud inverterahela juhtimiseks, kuid kuna selle generaatori väljund on oma olemuselt eksponentsiaalne, võib see mosfetide palju kuumutada.

Parem variant oleks lisada PWM-põhine vooluahel, mis varustaks ülaltoodud vooluahelat asjakohaselt optimeeritud PWM-impulssidega, mis on samaväärsed tavalise siinusignaaliga.

ICW555 kasutavat PWM-vooluahelat on viidatud ka järgmisele skeemile, mida võib kasutada ülaltoodud 1000-vatise muunduri ahela käivitamiseks.

Siinusgeneraatori vooluringi osade loend

Kõik takistid on 1/8 vatti, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 60Hz puhul),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (1K9 60Hz puhul),
R9 = 20K
C1, C2 = 1 uF, TANT.
C3 = 2µF, TANT (kaks 1 uF paralleelselt)
C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,
C5 = 100µ / 50v,
C8 = 22 uF / 25V
A1, A2 = TL 072

Osade loend inverterile

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Kõik N-kanaliga mosfetid on = K1058

Kõik P-kanaliga mosfetid on = J162

Trafo = 0-60V / 1000 vatti / väljund 110 / 220volt 50Hz / 60Hz

Kavandatud 1 kva inverterit, mida käsitletakse ülaltoodud jaotistes, saab palju sujuvamaks muuta ja vähendada vastavalt järgmisele kujundusele:

Kuidas patareisid ühendada

Diagramm näitab ka aku ühendamise meetodit ja siinuslaine või PWM-ostsillaatori astmete toiteühendusi.

Siin on kasutatud ainult nelja mosfetti, mis võivad olla p-kanali jaoks IRF4905 ja n-kanali jaoks IRF2907.

Täielik 1 kva muunduri vooluahela disain 50 Hz siinusosillaatoriga

Ülaltoodud jaotises oleme õppinud täieliku silla kujunduse, milles vajaliku 1kva väljundi saavutamiseks on kaasatud kaks patareid. Uurime nüüd, kuidas saaks 4 N kanaliga mosfeti abil ja ühe aku abil ehitada täissilla kujunduse.

Järgmises jaotises on näidatud, kuidas täissilla 1 KVA muunduri vooluahelat saab ehitada ilma keerukate kõrgsageduslike draiverivõrkude või kiipideta.

Arduino kasutamine

Eespool selgitatud 1kva sinewave inverteri vooluringi saab juhtida ka läbi Arduino, et saavutada peaaegu prefekti siinuslaine väljund.

Arduino täielikku skeemi saab näha allpool:

Programmi kood on toodud allpool:

//code modified for improvement from http://forum.arduino.cc/index.php?topic=8563.0
//connect pin 9 -> 10k Ohm + (series with)100nF ceramic cap -> GND, tap the sinewave signal from the point at between the resistor and cap.
float wav1[3]//0 frequency, 1 unscaled amplitude, 2 is final amplitude
int average
const int Pin = 9
float time
float percentage
float templitude
float offset = 2.5 // default value 2.5 volt as operating range voltage is 0~5V
float minOutputScale = 0.0
float maxOutputScale = 5.0
const int resolution = 1 //this determines the update speed. A lower number means a higher refresh rate.
const float pi = 3.14159
void setup()
wav1[0] = 50 //frequency of the sine wave
wav1[1] = 2.5 // 0V - 2.5V amplitude (Max amplitude + offset) value must not exceed the 'maxOutputScale'
TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000
void loop() {
time = micros()% 1000000
percentage = time / 1000000
templitude = sin(((percentage) * wav1[0]) * 2 * pi)
wav1[2] = (templitude * wav1[1]) + offset //shift the origin of sinewave with offset.
average = mapf(wav1[2],minOutputScale,maxOutputScale,0,255)
analogWrite(9, average)//set output 'voltage'
delayMicroseconds(resolution)//this is to give the micro time to set the 'voltage'
}
// function to map float number with integer scale - courtesy of other developers.
long mapf(float x, float in_min, float in_max, long out_min, long out_max)
{
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
}

Täissilla inverterikontseptsioon

4 N-kanaliga mosfetiga täissilla mosfeti võrgu juhtimine pole kunagi lihtne, pigem nõuab see mõistlikult keerulisi vooluringe, mis hõlmavad keerukaid kõrgsageduslikke draiverivõrke.

Kui uurite järgmist minu väljatöötatud vooluringi, avastate, et lõppude lõpuks pole selliste võrkude kavandamine nii keeruline ja seda saab teha isegi tavaliste komponentidega.

Uurime kontseptsiooni näidatud skeemi abil, mis on modifitseeritud 1 kva inverterahelana, milles kasutatakse 4 N-kanaliga mosfetti.

Nagu me kõik teame, kui 4 N-kanaliga mosfet on seotud H-silla võrk , muutub bootstrapping-võrk ülemise või kahe ülemise mosfeti juhtimiseks hädavajalikuks, mille äravool on ühendatud kõrge külje või akuga (+) või antud toiteallika positiivne.

Kavandatud kujunduses moodustatakse alglaadimisvõrk kuue EI värava ja mõne muu passiivse komponendi abil.

Puhvritena konfigureeritud NOT-väravate väljund tekitab pinge, mis on kaks korda suurem kui toiteallikas, see tähendab, et kui toiteallikas on 12 V, tekitavad NOT-värava väljundid umbes 22 V.

Seda kõrgendatud pinget rakendatakse kõrgete külgmiste mosfettide väravatele kahe vastava NPN-transistori emitteri kaudu.

Kuna neid transistore tuleb lülitada nii, et diagonaalselt vastassuunalised mosfetid toimiksid korraga, samal ajal kui diagonaalselt paaritatud mosfetid silla kahe käe vahel toimiksid vaheldumisi.

Selle funktsiooniga saab tõhusalt hakkama järjestikuse väljundiga kõrge generaator IC 4017, mida tehniliselt nimetatakse Johnsoni jagamiseks 10 loenduri / jagaja IC-ga.

Bootstrapingu võrk

Eespool nimetatud IC juhtimissagedus tuletatakse alglaadimisvõrgust endast, et välise ostsillaatori astme vajadust vältida.

Alglaadimisvõrgu sagedust tuleks reguleerida selliselt, et trafo väljundsagedus optimeeritakse nõutavate näitajate järgi 50 või 60 Hz.

Järjestuse määramise ajal käivitavad IC 4017 väljundid ühendatud mosfetid, tekitades ühendatud trafo mähisele vajaliku tõukejõu efekti, mis aktiveerib inverteri funktsioneerimise.

NPN-transistoridega kinnitatud PNP-transistor tagab, et kogu süsteemi tõhusa toimimise võimaldamiseks on mosfettide värava mahtuvus tõhusalt tühjenenud.

Pistikühendusi mosfetsiga saab vastavalt individuaalsetele eelistustele muuta ja muuta, see võib vajada ka lähtestusnõela nr 15 ühenduse osalemist.

Lainekuju pildid

Ülalmainitud disaini testis ja kinnitas hobi Robin Peter, üks innukatest harrastajatest ja selle ajaveebi kaastöötaja, ta salvestas testimise käigus järgmised lainekujutised.