500 vatu invertora shēma ar akumulatora lādētāju

Šajā amatā mēs vispusīgi apspriedīsim, kā izveidot 500 vatu invertora shēmu ar integrētu automātisko akumulatora lādētāja posmu.

Tālāk rakstā mēs arī uzzināsim, kā uzlabot sistēmu lielākām slodzēm un kā to uzlabot tīrā sinusa viļņu versijā.

Šis 500 vatu jaudas invertors pārveidos 12 V līdz 24 V līdzstrāvu no svina skābes akumulatora par 220 V vai 120 V maiņstrāvu, ko var izmantot visu veidu slodžu darbināšanai tieši no CFL gaismām, LED spuldzēm, ventilatoriem, sildītājiem , motori, sūkņi, maisītāji, dators utt.

Pamata dizains

An var projektēt invertoru daudzos dažādos veidos, vienkārši aizstājot oscilatora pakāpi ar cita veida oscilatora pakāpēm, kā paredzēts lietotāja vēlmēs.

Oscilatora posms būtībā ir astabils multivibrators varētu izmantot IC vai tranzistorus.

Kaut arī uz astabla balstītu oscilatoru var konstruēt dažādos veidos, mēs šeit izmantosim opciju IC 4047, jo tā ir daudzpusīga, precīza un specializēta astable mikroshēma, kas paredzēta tieši tādām lietojumprogrammām kā invertori.

Izmantojot IC 4047

Jebkura invertora izgatavošana izmantojot IC 4047 iespējams, ir visieteicamākā opcija, pateicoties lielai IC precizitātei un lasāmībai. Ierīce ir universāls oscilatora IC, kas nodrošina divkāršu spiedpogu vai flip flop izeju pāri tās pin10 un pin11, kā arī vienu kvadrātveida viļņu izvadi pie pin13.

PAMATSKURS

Pamata 500 vatu invertors ar kvadrātveida viļņu izvadi var būt tikpat vienkāršs kā iepriekš. Tomēr, lai to jauninātu ar akumulatora lādētāju, mums, iespējams, būs jāizmanto lādētāja transformators, kas atbilstoši novērtēts atbilstoši akumulatora specifikācijām.

Pirms lādētāja konfigurācijas apgūšanas vispirms iepazīsimies ar šim projektam nepieciešamo akumulatora specifikāciju.

No viena no mūsu iepriekšējā ziņojuma mēs zinām, ka svina skābes akumulatoram piemērotākam uzlādes un izlādes ātrumam jābūt ar 0,1 C ātrumu vai ar barošanas strāvu, kas ir 10 reizes mazāka nekā akumulatora Ah vērtējums. Tas nozīmē, ka, lai vismaz 7 stundas dublētos ar 500 vatu slodzi, akumulatora Ah varētu aprēķināt šādi:

Darbības strāva, kas nepieciešama 12 vatu akumulatora 500 vatu slodzei, būs aptuveni 500/12 = 41 ampēri

Šim 41 ampēram ir jādarbojas 7 stundas, tas nozīmē, ka akumulatora Ah jābūt = 41 x 7 = 287 Ah. Tomēr reālajā dzīvē tam būs jābūt vismaz 350 Ah.

24 V akumulatoram 200 Ah spriegumā tas var samazināties par 50%. Tieši tāpēc vienmēr ir ieteicams izmantot augstāku darba spriegumu, kad invertora jauda pārsniedz augstāko pusi.

24 V akumulatora izmantošana

Lai akumulators un transformatora izmērs būtu mazāks, bet kabeļi būtu plānāki, ieteicams izmantot 24 V akumulatoru, lai darbotos ierosinātajā 500 vatu dizainā.

Pamata dizains paliks tāds, kāds tas ir, izņemot a 7812 IC pievienots IC 4047 ķēdei, kā parādīts zemāk:

Shematiska diagramma

Lādētājs

Lai dizains būtu vienkāršs, bet efektīvs, esmu izvairījies no automātiska akumulatora lādētāja izslēgšana šeit, un ir arī nodrošinājis, ka invertora un lādētāja darbībām tiek izmantots viens kopīgs transformators.

Pilna ierosinātā 500 vatu invertora ar akumulatora lādētāju shēma ir redzama zemāk:

Tas pats jēdziens jau ir sīki apspriests vienā no citiem saistītajiem ierakstiem, uz kuriem varat atsaukties, lai iegūtu papildinformāciju.

Būtībā invertors izmanto tas pats transformators akumulatora uzlādēšanai un akumulatora enerģijas pārveidošanai par 220 V maiņstrāvas izeju. Darbība tiek īstenota, izmantojot releja pārslēgšanas tīklu, kas pārmaiņus maina transformatora tinumu uz uzlādes režīmu un invertora režīmu.

Kā tas strādā

Kad tīkla maiņstrāva nav pieejama, releja kontakti tiek novietoti attiecīgajos N / C punktos (parasti slēgti). Tas savieno MOSFET notekas ar primāro transformatoru, un ierīces vai slodze savienojas ar transformatora sekundāro.

Iekārta nonāk invertora režīmā un no akumulatora sāk ģenerēt nepieciešamo 220 V vai 120 V maiņstrāvu.

Releja spoles darbina no vienkāršas jēlnaftas bez transformatora (kapacitatīvā) barošanas ķēde izmantojot 2uF / 400V pilināmo kondensatoru.

Barošana nav jāstabilizē vai labi jāregulē, jo slodze ir releja spoles formā, kas ir diezgan lielas slodzes un viegli izturēs ieslēgšanas spriegumu no 2uF kondensatora.

RL1 releja spoli, kas kontrolē transformatora tīkla maiņstrāvas pusi, var redzēt savienotu pirms bloķēšanas diodes, savukārt RL2 spole, kas kontrolē MOSFET pusi, ir novietota aiz diode un paralēli lielam kondensatoram.

Tas tiek darīts apzināti, lai radītu nelielu aiztures efektu RL2 vai lai nodrošinātu, ka RL1 ieslēdzas un izslēdzas pirms RL2. Tas attiecas uz drošības apsvērumiem un lai nodrošinātu, ka MOSFET nekad netiek pakļauti apgrieztās uzlādes padevei, kad relejs pāriet no invertora režīma uz uzlādes režīmu.

Drošības ieteikumi

Kā mēs zinām, jebkurā invertora ķēdē transformators darbojas kā liela induktīva slodze. Kad tik liela induktīvā slodze tiek pārslēgta ar frekvenci, tai noteikti būs jāveido liela strāvas smaile, kas var būt potenciāli bīstama jutīgajai elektronikai un iesaistītajām IC.

Lai nodrošinātu pareizu elektroniskās skatuves drošību, var būt svarīgi modificēt sadaļu 7812 šādā veidā:

12V lietojumprogrammai var samazināt iepriekš minēto smailes aizsardzības ķēdi līdz šādai versijai:

Akumulators, MOSFET un transformators nosaka jaudu

Mēs daudzkārt to esam apsprieduši, izmantojot dažādus amatus, ka tieši transformators, akumulators un MOSFET vērtējumi faktiski izlemj, cik lielu jaudu invertors var radīt.

Mēs jau runājām par akumulatora aprēķiniem iepriekšējos punktos, tagad redzēsim, kā transformatoru var aprēķināt nepieciešamās jaudas papildināšanai.

Tas patiesībā ir ļoti vienkārši. Tā kā spriegumam vajadzētu būt 24 V un jaudai 500 vatiem, dalot 500 ar 24, iegūst 20,83 ampēri. Tas nozīmē, ka transformatora ampēram jābūt virs 21 ampēra, vēlams līdz 25 ampēram.

Tomēr, tā kā mēs izmantojam vienu un to pašu transformatoru gan uzlādes, gan invertora režīmiem, spriegums ir jāizvēlas tā, lai tas optimāli atbilstu abām darbībām.

20-0-20 V primārajai pusei, šķiet, ir labs kompromiss, patiesībā tas ir ideāli piemērots vērtējums invertora kopējai darbībai abos režīmos.

Tā kā akumulatora uzlādēšanai izmanto tikai vienu tinumu, transformatora 20 V RMS vērtējumu var izmantot, lai iegūtu akumulatoram 20 x 1,41 = 28,2 V maksimumu DC līdz ar akumulatoram pievienoto saistīto filtra kondensatoru. termināli. Šis spriegums akumulatoru uzlādēs ar labu ātrumu un pareizu ātrumu.

Invertora režīmā, kad akumulators ir aptuveni 26 V, ļaus invertora izejai būt 24/26 = 220 / Out

Izeja = 238 V

Tas izskatās veselīgi, kamēr akumulators ir optimāli uzlādēts, un pat tad, ja akumulators nokrītas līdz 23 V, var sagaidīt, ka izeja uzturēs veselīgu 210 V

Aprēķina MOSFET : MOSFET principā darbojas kā slēdži, kas nedrīkst sadedzināt, pārslēdzot nominālo strāvas daudzumu, kā arī nedrīkst sakarst, jo palielinās izturība pret komutācijas strāvām.

Lai apmierinātu iepriekš minētos aspektus, mums jāpārliecinās, vai pašreizējā MOSFET apstrādes jauda vai ID specifikācija ir krietni virs 25 ampēriem mūsu 500 vatu invertoram. Arī, lai novērstu lielu izkliedi un neefektīvu pārslēgšanos, MOSFET RDSon specifikācijai jābūt pēc iespējas zemākai.

Diagrammā redzamā ierīce ir IRF3205 , kura ID ir 110 ampēri un RDSon 8 miliomi (0,008 omi), kas patiesībā izskatās diezgan iespaidīgi un lieliski piemēroti šim invertora projektam.

Detaļu saraksts

Lai izgatavotu iepriekš minēto 500 vatu invertoru ar akumulatora lādētāju, jums būs nepieciešams šāds materiālu saraksts:

• IC 4047 = 1
• Rezistori
• 56K = 1
• 10 omi = 2
• Kondensators 0,1uF = 1
• Kondensators 4700uF / 50 V = 1 (pāri akumulatora spailēm)
• MOSFET IRF3205 = 2
• Diods 20 amp = 1
• MOSFET radiators = Large Finned Type
• Diodes bloķēšana MOSFET tīklos Drain / Source = 1N5402 (Lūdzu, savienojiet tos katra MOSFET kanalizācijā / avotā, lai nodrošinātu papildu aizsardzību pret reverso EMF no transformatora primārā. Katods nonāks pie notekas tapas.
• Relejs DPDT 40 amp = 2 nos

Jaunināšana uz modificētu Sinewave Inverter

Iepriekš apspriesto kvadrātveida viļņu versiju var efektīvi pārveidot par a modificēts sinewave 500 vatu invertora ķēde ar daudz uzlabotu izejas viļņu formu.

Šim nolūkam mēs izmantojam veco vecumu IC 555 un IC 741 kombinācija paredzētās sinusa viļņu formas ražošanai.

Pilna shēma ar akumulatora lādētāju ir norādīta zemāk:

Ideja ir tā pati, kas ir izmantota dažos citos sinewave invertora dizainos šajā vietnē. Tas ir sasmalcināt jaudas MOSFET vārtus ar aprēķinātu SPWM, lai atkārtota augstas strāvas SPWM svārstītos visā transformatora primārā spiedpogas tinumā.

IC 741 tiek izmantots kā salīdzinājums, kas salīdzina divus trīsstūra viļņus abās ieejās. Lēna pamata trīsstūra viļņu iegūst no tapas IC 4047 Ct, bet ātro trijstūra vilni - no ārējās astes IC 555 pakāpes. Rezultāts ir aprēķinātais SPWM pie IC 741. kontakta 6. kontakta. Šis SPWM tiek sasmalcināts pie jaudas MOSFET vārtiem, kurus transformators pārslēdz ar tādu pašu SPWM frekvenci.

Tā rezultātā rodas sekundārā puse ar tīru sinewave izvadi (pēc nelielas filtrēšanas).

Pilna tilta dizains

Pilna tilta versiju iepriekšminētajai koncepcijai var izveidot, izmantojot tālāk norādīto konfigurāciju:

Vienkāršības labad automātiskā akumulatora izslēgšana nav iekļauta, tāpēc ieteicams izslēgt barošanu, tiklīdz akumulatora spriegums sasniedz pilnu uzlādes līmeni. Vai arī jūs varat attiecīgi pievienot kvēldiega spuldze virknē ar pozitīvu akumulatora uzlādes līniju, lai nodrošinātu akumulatora drošu uzlādi.

Ja jums ir jautājumi vai šaubas par iepriekš minēto koncepciju, viss komentāru lodziņš ir jūsu.