Izveidojiet šo 1KVA (1000 vatu) tīrā sinusa viļņu invertora shēmu

Šeit tiek izskaidrota salīdzinoši vienkārša 1000 vatu tīra sinusoidālā invertora shēma, izmantojot signāla pastiprinātāju un jaudas transformatoru.

Kā redzams pirmajā zemāk redzamajā diagrammā, konfigurācija ir vienkārša Mosfet bāze, kas paredzēta strāvas pastiprināšanai pie +/- 60 voltiem tā, lai savienotais transformators atbilstu vajadzīgās 1kva izejas ģenerēšanai.

Ķēdes darbība

Q1, Q2 veido sākotnējo diferenciālā pastiprinātāja pakāpi, kas atbilstoši paaugstina 1vpp sinusa signālu tā ieejā līdz līmenim, kas kļūst piemērots, lai sāktu vadītāja posmu, kas sastāv no Q3, Q4, Q5.

Šis posms vēl vairāk paaugstina spriegumu tā, ka tas kļūst pietiekams, lai vadītu mosfets.

Mošfeti tiek veidoti arī spiedpogas formātā, kas efektīvi sajauc visus 60 voltus pāri transformatora tinumiem 50 reizes sekundē tā, ka transformatora izeja ģenerē paredzēto 1000 vatu maiņstrāvu tīkla līmenī.

Katrs pāris ir atbildīgs par 100 vatu jaudas apstrādi, un visi 10 pāri transformatorā izgāž 1000 vatus.

Lai iegūtu paredzēto tīra sinusa viļņu izvadi, ir nepieciešama piemērota sinusa ieeja, kas tiek izpildīta, izmantojot vienkāršu sinusa viļņu ģeneratora ķēdi.

To veido pāris opampi un dažas citas pasīvās daļas. Tas jādarbina ar spriegumu no 5 līdz 12. Šim spriegumam jābūt pienācīgi atvasinātam no vienas no baterijām, kas tiek iebūvētas invertora ķēdes vadīšanai.

Inverteru darbina ar +/- 60 voltu spriegumu, kas sasniedz 120 V DC.

Šo milzīgo sprieguma līmeni iegūst, ieliekot 10 nos. 12 sērijas baterijas.

Sinewave ģeneratora shēma

Zemāk dotajā diagrammā ir parādīta vienkārša sinusa viļņu ģeneratora ķēde, kuru var izmantot, lai vadītu iepriekš minēto invertora ķēdi, taču, tā kā šī ģeneratora izeja pēc būtības ir eksponenciāla, tas var izraisīt daudz mosfetu sildīšanu.

Labāka iespēja būtu iekļaut PWM balstītu ķēdi, kas iepriekšminētajai shēmai piegādātu atbilstoši optimizētus PWM impulsus, kas līdzvērtīgi standarta sinusa signālam.

PWM shēma, kas izmanto IC555, ir norādīta arī nākamajā diagrammā, kuru var izmantot, lai iedarbinātu iepriekš minēto 1000 vatu invertora ķēdi.

Detaļu saraksts sinusa ģeneratora ķēdei

Visi rezistori ir 1/8 vati, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 60Hz),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (1K9 uz 60Hz),
R9 = 20K
C1, C2 = 1µF, TANT.
C3 = 2µF, TANT (DIVI 1µF PARALĒLI)
C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,
C5 = 100µ / 50v,
C8 = 22µF / 25V
A1, A2 = TL 072

Inverteru detaļu saraksts

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Visi N kanālu mosfeti ir = K1058

Visi P kanālu mosfeti ir = J162

Transformators = 0-60V / 1000 vati / izeja 110 / 220volts 50Hz / 60Hz

Ierosinātais 1 kva invertors, kas aplūkots iepriekšējās sadaļās, var būt daudz racionalizēts un samazināts pēc izmēra, kā norādīts šādā dizainā:

Kā pievienot baterijas

Diagrammā parādīta arī akumulatora pievienošanas metode un sinusa viļņa vai PWM oscilatora pakāpju barošanas savienojumi.

Šeit ir izmantoti tikai četri mosfeti, kas varētu būt IRF4905 p-kanālam un IRF2907 n-kanālam.

Pabeigt 1 kva invertora ķēdes dizainu ar 50 Hz sinusa oscilatoru

Iepriekšējā sadaļā mēs esam iemācījušies pilnu tilta konstrukciju, kurā divas baterijas ir iesaistītas vajadzīgās 1kva jaudas sasniegšanai. Tagad izpētīsim, kā varētu izveidot pilnu tilta konstrukciju, izmantojot 4 N kanālu mosfetu un izmantojot vienu akumulatoru.

Nākamajā sadaļā parādīts, kā var izveidot pilna tilta 1 KVA invertora ķēdi, neiekļaujot sarežģītus augstas puses draiveru tīklus vai mikroshēmas.

Izmantojot Arduino

Iepriekš izskaidroto 1kva sinusviļņu invertora ķēdi var vadīt arī caur Arduino, lai sasniegtu gandrīz prefekta sinusa viļņu izvadi.

Pilnīgu Arduino bāzes shēmu var redzēt zemāk:

Programmas kods ir norādīts zemāk:

//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
}

Pilna tilta invertora koncepcija

Braukt ar pilnu tiltu MOSFET tīklu, kurā ir 4 N kanālu MOSFET, nekad nav viegli, drīzāk tas prasa saprātīgi sarežģītas shēmas, kurās iesaistīti sarežģīti augstas puses draiveru tīkli.

Izpētot šo manis izstrādāto shēmu, jūs atklāsiet, ka galu galā nav tik grūti izveidot šādus tīklus un to var izdarīt pat ar parastajiem komponentiem.

Mēs izpētīsim koncepciju, izmantojot parādīto shēmu, kas ir modificēta 1 kva invertora shēma, kurā tiek izmantoti 4 N kanālu mosfeti.

Kā mēs visi zinām, kad 4 N kanālu mosfeti ir iesaistīti H-tiltu tīkls , sāknēšanas tīkls kļūst obligāts, lai vadītu augsto pusi vai divus augšējos mosfetus, kuru notekas ir savienotas ar augsto pusi vai akumulatoru (+), vai attiecīgā padeves pozitīvo.

Piedāvātajā projektā sāknēšanas tīkls tiek veidots ar sešu NOT vārtu un dažu citu pasīvo komponentu palīdzību.

NOT vārtu izeja, kas ir konfigurēti kā buferi, rada spriegumu, kas divreiz pārsniedz barošanas diapazonu, tas nozīmē, ja barošana ir 12 V, NOT vārtu izejas ģenerē aptuveni 22 V.

Šis pastiprinātais spriegums tiek iedarbināts uz augsto sānu mosfetu vārtiem, izmantojot divu attiecīgo NPN tranzistoru emitētāja tapas.

Tā kā šie tranzistori jāpārslēdz tā, lai vienlaikus darbotos pa diagonāli pretī esošie mosfeti, savukārt pa abām tilta rokām diagonāli pārī savienotie mosfeti vadītu pārmaiņus.

Šo funkciju efektīvi realizē secīgā izejas augsts ģenerators IC 4017, ko tehniski sauc par Džonsona dalījumu ar 10 skaitītāja / dalītāja IC.

Bootstrapping tīkls

Iepriekš minētā IC braukšanas frekvence tiek iegūta no paša sāknēšanas tīkla, lai izvairītos no ārēja oscilatora posma nepieciešamības.

Bootstrapping tīkla frekvence ir jāpielāgo tā, lai transformatora izejas frekvence tiktu optimizēta līdz vajadzīgajai 50 vai 60 Hz pakāpei, atbilstoši vajadzīgajām specifikācijām.

Sekvencēšanas laikā IC 4017 izejas iedarbina pieslēgtos mosfetus, attiecīgi radot nepieciešamo spiedpogas efektu uz pievienotā transformatora tinuma, kas aktivizē invertora darbību.

PNP tranzistors, ko var redzēt pievienojot NPN tranzistoriem, pārliecinās, ka visas sistēmas efektīvas darbības nodrošināšanas darbības laikā mosfetu vārtu kapacitāte tiek efektīvi izlādēta.

Piespraudes savienojumus ar mosfets var mainīt un mainīt atbilstoši individuālajām vēlmēm, tāpēc var būt nepieciešams iesaistīt arī atiestatīšanas tapas Nr. 15 savienojumu.

Viļņu formas attēli

Iepriekš minēto dizainu pārbaudīja un pārbaudīja Robins Pīters, viens no dedzīgiem hobijiem un šī emuāra līdzstrādniekiem, viņš testēšanas laikā ierakstīja šādus viļņu formas attēlus.