3 Litar Inverter Transformerless Terbaik

Seperti namanya, litar penyongsang yang menukar input DC menjadi AC tanpa bergantung pada induktor atau pengubah disebut penyongsang tanpa transformer.

Oleh kerana transformer berasaskan induktor tidak digunakan, input DC biasanya sama dengan nilai puncak AC yang dihasilkan pada output penyongsang.

Catatan ini membantu kita memahami 3 litar penyongsang yang dirancang untuk berfungsi tanpa menggunakan pengubah, dan menggunakan rangkaian IC jambatan penuh dan litar penjana SPWM.

Transformerless Inverter menggunakan IC 4047

Mari kita mulakan dengan topologi H-Bridge yang mungkin paling mudah dalam bentuknya. Walau bagaimanapun, secara teknikalnya bukan yang ideal, dan tidak digalakkan, kerana ia dirancang menggunakan mosfet p / n-channel. Mosfet saluran-P digunakan sebagai mosfet sisi tinggi, dan saluran-n sebagai sisi rendah.

Sejak, mosfet p-channel digunakan di sisi tinggi, tali kasut menjadi tidak perlu, dan ini menyederhanakan reka bentuk. Ini juga bermaksud reka bentuk ini tidak harus bergantung pada IC pemandu khas.

Walaupun reka bentuknya kelihatan sejuk dan menarik, ia mempunyai beberapa kelemahan yang mendasari . Dan itulah sebabnya mengapa topologi ini dielakkan dalam unit profesional dan komersial.

Yang mengatakan, jika dibina dengan betul dapat memenuhi tujuan untuk aplikasi frekuensi rendah.

Inilah litar lengkap yang menggunakan IC 4047 sebagai penjana frekuensi tiang astabel

Senarai Bahagian

Semua perintang adalah 1/4 watt 5%

• R1 = 56k
• C1 = 0.1uF / PPC
• IC pin10 / 11 perintang = 330 ohm - 2nos
• Perintang pintu MOSFET = 100k - 2nos
• Penggabungkan opto = 4N25 - 2 angka
• MOSFET saluran P Atas = FQP4P40 - 2nos
• MOSFET Saluran N yang lebih rendah = IRF740 = 2nos
• Zener diod = 12V, 1/2 watt - 2 nos

Idea seterusnya adalah litar h-bridge tetapi yang ini menggunakan mosfet n-channel yang disyorkan. Litar diminta oleh Encik Ralph Wiechert

Spesifikasi Utama

Salam dari Saint Louis, Missouri.
Adakah anda bersedia untuk bekerjasama projek penyongsang ? Saya akan membayar anda untuk reka bentuk dan / atau masa anda, jika anda mahu.

Saya mempunyai Prius 2012 & 2013, dan ibu saya mempunyai Prius 2007. Prius unik kerana ia mempunyai pek bateri voltan tinggi 200 VDC (nominal). Pemilik Prius pada masa lalu telah menggunakan pek bateri ini dengan penyongsang luar rak untuk mengeluarkan voltan asli mereka dan menjalankan alat dan perkakas. (Di sini di AS, 60 Hz, 120 & 240 VAC, seperti yang saya pasti anda tahu). Masalahnya ialah penyongsang tidak lagi dibuat, tetapi Prius masih ada.

Berikut adalah beberapa penyongsang yang digunakan pada masa lalu untuk tujuan ini:

1) PWRI2000S240VDC (Lihat lampiran) Tidak lagi dihasilkan!

2) Emerson Liebert Upstation S (Ini sebenarnya UPS, tetapi anda mengeluarkan pek bateri, yang nominal 192 VDC.) (Lihat lampiran.) Tidak lagi dihasilkan!

Sebaik-baiknya, saya ingin merancang penyongsang berterusan 3000 Watt, gelombang sinus tulen, output 60 Hz, 120 VAC (dengan fasa perpecahan 240 VAC, jika mungkin), dan tanpa pengubah. Mungkin puncak 4000-5000 Watt. Input: 180-240 VDC. Cukup senarai harapan, saya tahu.

Saya seorang jurutera mekanikal, dengan beberapa pengalaman membina litar, serta memprogram pengawal mikro Picaxe. Saya tidak mempunyai banyak pengalaman merancang litar dari awal. Saya bersedia mencuba & gagal, sekiranya diperlukan!

Rekaan

Dalam blog ini saya telah membincangkan lebih daripada 100 reka bentuk dan konsep penyongsang , permintaan di atas dapat dicapai dengan mudah dengan mengubah salah satu reka bentuk saya yang ada, dan mencuba aplikasi yang diberikan.

Untuk apa-apa reka bentuk tanpa transformer harus ada beberapa perkara asas yang disertakan untuk pelaksanaannya: 1) Inverter mestilah inverter jambatan penuh menggunakan pemacu jambatan penuh dan 2) bekalan DC input yang diberi mestilah sama dengan voltan puncak output yang diperlukan tahap.

Dengan menggabungkan dua faktor di atas, reka bentuk penyongsang asas 3000 watt dapat dilihat dalam rajah berikut, yang mempunyai a bentuk gelombang keluaran gelombang sinus tulen ciri.

Perincian fungsi penyongsang dapat difahami dengan bantuan perkara berikut:

Yang asas atau yang konfigurasi penyongsang jambatan penuh standard dibentuk oleh pemacu jambatan penuh IC IRS2453 dan rangkaian mosfet yang berkaitan.

Mengira Frekuensi Penyongsang

Fungsi tahap ini adalah untuk mengayunkan beban yang terhubung antara mosfets pada kadar frekuensi yang ditentukan seperti yang ditentukan oleh nilai-nilai jaringan Rt / Ct.

Nilai komponen RC masa ini dapat ditetapkan dengan formula: f = 1 / 1.453 x Rt x Ct di mana Rt berada di Ohms dan Ct di Farads. Ini harus ditetapkan untuk mencapai 60Hz untuk melengkapkan output 120V yang ditentukan, sebagai alternatif untuk spesifikasi 220V ini dapat diubah menjadi 50Hz.

Ini juga dapat dicapai melalui beberapa percubaan dan kesalahan praktikal, dengan menilai julat frekuensi dengan meter frekuensi digital.

Untuk mencapai hasil gelombang sinus yang murni, gerbang mosfet sisi rendah terputus dari suapan IC masing-masing, dan diterapkan sama melalui tahap penyangga BJT, yang dikonfigurasi untuk beroperasi melalui input SPWM.

Menjana SPWM

SPWM yang merupakan singkatan dari modulasi lebar denyut sinewave adalah dikonfigurasi di sekitar IC opamp dan tunggal Genartor IC 555 PWM.

Walaupun IC 555 dikonfigurasikan sebagai PWM, output PWM dari pin # 3 tidak pernah digunakan, sebaliknya gelombang segitiga yang dihasilkan di kapasitor pemasaannya digunakan untuk ukiran SPWM. Di sini salah satu sampel gelombang segitiga seharusnya jauh lebih lambat dalam frekuensi, dan diselaraskan dengan frekuensi IC utama, sementara yang lain perlu gelombang segitiga lebih cepat, yang frekuensi pada dasarnya menentukan bilangan tiang yang mungkin dimiliki SPWM.

Opamp dikonfigurasi seperti pembanding dan diberi sampel gelombang segitiga untuk memproses SPWM yang diperlukan. Satu gelombang segitiga yang lebih perlahan diekstrak dari pin Ct IC utama IRS2453

Pemprosesan dilakukan oleh opamp IC dengan membandingkan dua gelombang segitiga pada pinout inputnya, dan SPWM yang dihasilkan diterapkan ke dasar tahap penyangga BJT.

Penyangga penyangga BJT mengikut denyutan SPWM dan memastikan bahawa mosfet sisi rendah juga dihidupkan pada corak yang sama.

Peralihan di atas membolehkan output AC juga bertukar dengan corak SPWM untuk kedua kitaran bentuk gelombang frekuensi AC.

Memilih mosfet

Oleh kerana penyongsang tanpa transformer 3kva ditentukan, mosfet perlu dinilai dengan tepat untuk menangani beban ini.

Nombor mosfet 2SK 4124 yang ditunjukkan dalam rajah sebenarnya tidak akan dapat menahan beban 3kva kerana ini dinilai dapat menangani maksimum 2kva.

Beberapa penyelidikan di internet membolehkan kita mencari mosfet: IRFB4137PBF-ND yang kelihatan baik untuk beroperasi lebih dari 3kva muatan, kerana penarafan kuasa besar pada 300V / 38amps.

Oleh kerana ia adalah penyongsang 3kva tanpa transformer, persoalan memilih pengubah dihapuskan, namun bateri mesti dinilai dengan tepat untuk menghasilkan minimum 160V semasa dicas sederhana, dan sekitar 190V apabila dicas sepenuhnya.

Pembetulan Voltan Automatik.

Pembetulan automatik dapat dicapai dengan menghubungkan jaringan maklum balas antara terminal output dan pin Ct, tetapi ini sebenarnya tidak diperlukan kerana pot IC 555 dapat digunakan secara efektif untuk memperbaiki RMS voltan keluaran, dan setelah menetapkan voltan keluaran dijangka benar-benar tetap dan tetap tanpa mengira keadaan beban, tetapi hanya selagi beban tidak melebihi kapasiti daya maksimum penyongsang.

2) Transformerless Inverter dengan Pengecas Bateri dan Kawalan Maklum Balas

Gambarajah litar kedua penyongsang transformer kompak tanpa memasukkan pengubah besi besar dibincangkan di bawah. Daripada pengubah besi berat, ia menggunakan induktor teras ferit seperti yang ditunjukkan dalam artikel berikut. Skema ini tidak dirancang oleh saya, ia diberikan kepada saya oleh salah seorang pembaca blog Mr. Ritesh yang gemar.

Reka bentuknya adalah konfigurasi lengkap dengan merangkumi sebahagian besar ciri seperti perincian penggulungan pengubah ferit , tahap penunjuk voltan rendah, kemudahan peraturan voltan keluaran dll.

Penjelasan untuk reka bentuk di atas belum dikemas kini, saya akan cuba memperbaruinya tidak lama lagi, sementara itu anda boleh merujuk gambarajah dan meragukan keraguan anda melalui komen, jika ada.

Reka Bentuk Inverter Kompak Transformerless 200 watt # 3

Reka bentuk ketiga di bawah menunjukkan litar penyongsang 200 watt tanpa transformer (transformerless) menggunakan input DC 310V. Ini adalah reka bentuk yang sesuai dengan gelombang sinus.

Pengenalan

Penyongsang seperti yang kita ketahui adalah peranti yang menukar atau lebih tepatnya membalikkan sumber DC voltan rendah ke output AC voltan tinggi.

Output AC voltan tinggi yang dihasilkan umumnya mengikut urutan tahap voltan utama tempatan. Walau bagaimanapun, proses penukaran dari voltan rendah ke voltan tinggi selalu memerlukan kemasukan transformer yang besar dan besar. Adakah kita mempunyai pilihan untuk mengelakkannya dan membuat litar penyongsang tanpa transformer?

Ya ada kaedah yang sangat mudah untuk melaksanakan reka bentuk penyongsang tanpa transformer.

Pada dasarnya penyongsang yang menggunakan bateri voltan DC rendah perlu menaikkannya ke voltan AC yang lebih tinggi yang dimaksudkan yang seterusnya menjadikan kemasukan transformer sangat penting.

Itu bermaksud jika kita hanya dapat mengganti input DC voltan rendah dengan tahap DC sama dengan tahap AC output yang dimaksudkan, maka keperluan transformer dapat dihilangkan.

Gambarajah litar memasukkan input DC voltan tinggi untuk mengendalikan litar penyongsang mosfet sederhana dan kita dapat melihat dengan jelas bahawa tidak ada pengubah yang terlibat.

Operasi Litar

DC voltan tinggi sama dengan output AC yang diperlukan yang diperoleh dengan menyusun 18 bateri kecil 12 volt secara bersiri.

Pintu N1 adalah dari IC 4093, N1 telah dikonfigurasi sebagai pengayun di sini.

Oleh kerana IC memerlukan voltan operasi yang ketat antara 5 dan 15 volt, input yang diperlukan diambil dari salah satu bateri 12 volt dan digunakan pada pin pin IC yang berkaitan.

Oleh itu, keseluruhan konfigurasi menjadi sangat sederhana dan cekap dan sepenuhnya menghilangkan keperluan pengubah besar dan berat.

Baterinya semuanya 12 volt, berkadar 4 AH yang agak kecil dan walaupun disambungkan bersama-sama sepertinya tidak terlalu banyak ruang. Mereka mungkin tersusun rapat untuk membentuk unit yang padat.

Keluarannya akan menjadi 110 V AC pada 200 watt.

Senarai Bahagian

• Q1, Q2 = MPSA92
• S3 = MJE350
• Q4, Q5 = MJE340
• Q6, Q7 = K1058,
• Q8, Q9 = J162
• NAND IC = 4093,
• D1 = 1N4148
• Bateri = 12V / 4AH, 18 nos.

Meningkatkan ke Versi Sinewave

Litar penyongsang 220V tanpa transformer sederhana yang dibincangkan di atas boleh ditingkatkan menjadi penyongsang gelombang sinus tulen atau benar hanya dengan mengganti pengayun input dengan litar penjana gelombang sinus seperti yang ditunjukkan di bawah:

Senarai Bahagian untuk pengayun gelombang sinus boleh didapati dalam catatan ini

Litar Penyongsang Suria Tanpa Transformer

Matahari adalah sumber tenaga mentah utama dan tidak terhad yang terdapat di planet kita secara percuma. Kekuatan ini pada dasarnya dalam bentuk panas, namun manusia telah menemui kaedah untuk memanfaatkan cahaya dari sumber besar ini untuk menghasilkan tenaga elektrik.

Gambaran keseluruhan

Hari ini elektrik telah menjadi saluran kehidupan semua bandar dan juga kawasan luar bandar. Dengan menghabiskan bahan bakar fosil, cahaya matahari menjanjikan menjadi salah satu sumber tenaga terbarukan utama yang dapat diakses langsung dari mana saja dan dalam semua keadaan di planet ini, tanpa kos. Mari belajar salah satu kaedah menukar tenaga suria menjadi elektrik untuk faedah peribadi kita.

Dalam salah satu catatan saya sebelum ini, saya telah membincangkan mengenai litar penyongsang suria yang mempunyai pendekatan sederhana dan memasukkan topologi penyongsang biasa menggunakan pengubah.

Transformer seperti yang kita semua tahu adalah besar, berat dan mungkin menjadi tidak selesa untuk beberapa aplikasi.
Dalam rancangan ini saya telah berusaha untuk menghilangkan penggunaan transformer dengan memasukkan mosfet voltan tinggi dan dengan meningkatkan voltan melalui sambungan rangkaian panel suria. Mari kita pelajari keseluruhan konfigurasi dengan bantuan perkara berikut:

Bagaimana ia berfungsi

Melihat gambarajah litar penyongsang tanpa transformer berasaskan solar yang ditunjukkan di bawah ini, kita dapat melihat bahawa pada dasarnya terdiri daripada tiga peringkat utama, iaitu. tahap pengayun terdiri dari IC 555 serbaguna, tahap output yang terdiri daripada beberapa mosfet kuasa voltan tinggi dan tahap penyampaian daya yang menggunakan bank panel solar, yang diberi makan di B1 dan B2.

Rajah Litar

Oleh kerana IC tidak dapat beroperasi dengan voltan lebih daripada 15V, IC dilindungi dengan baik melalui perintang jatuh dan diod zener. Diod zener menghadkan voltan tinggi dari panel solar pada voltan zener 15V yang bersambung.

Walau bagaimanapun, mosfets dibenarkan untuk dikendalikan dengan voltan output solar penuh, yang mungkin terletak di antara 200 hingga 260 volt. Pada keadaan mendung voltan mungkin turun hingga jauh di bawah 170V, Jadi mungkin penstabil voltan dapat digunakan pada output untuk mengatur voltan keluaran dalam situasi seperti itu.

Mosfet adalah jenis N dan P yang membentuk pasangan untuk melaksanakan tindakan push pull dan untuk menghasilkan AC yang diperlukan.

Mosfets tidak ditentukan dalam gambar rajah, idealnya ia mesti dinilai pada 450V dan 5 amp, anda akan menemui banyak varian, jika anda sedikit google melalui internet.

Panel solar yang digunakan mestilah tegangan litar terbuka sekitar 24V pada cahaya matahari penuh dan sekitar 17V pada waktu senja yang cerah.

Cara Menghubungkan Panel Suria

Senarai Bahagian

R1 = 6K8
R2 = 140K
C1 = 0.1uF
Diod = ialah 1N4148
R3 = 10K, 10 watt,
R4, R5 = 100 Ohm, 1/4 watt
B1 dan B2 = dari panel solar
Z1 = 5.1V 1 watt

Gunakan formula ini untuk mengira R1, R2, C1 ....

Kemas kini:

Reka bentuk IC 555 di atas mungkin tidak begitu dipercayai dan cekap, reka bentuk yang lebih dipercayai dapat dilihat di bawah ini dalam bentuk a litar penyongsang H-jambatan penuh . Reka bentuk ini diharapkan dapat memberikan hasil yang jauh lebih baik daripada rangkaian IC 555 di atas

Kelebihan lain menggunakan litar di atas ialah anda tidak memerlukan susunan panel suria dua, sebaliknya bekalan suria bersambung satu siri akan cukup untuk mengendalikan litar di atas untuk mencapai output 220V.