Dalam catatan ini kita akan membincangkan secara komprehensif bagaimana membina litar penyongsang 500 watt dengan tahap pengecas bateri automatik bersepadu.

Selanjutnya dalam artikel ini kita juga akan belajar bagaimana meningkatkan sistem untuk beban yang lebih tinggi dan bagaimana meningkatkannya menjadi versi gelombang sinus murni.

Inverter kuasa 500 watt ini akan menukar DC 12 V atau 24 V DC dari bateri asid plumbum menjadi 220 V atau 120 V AC, yang dapat digunakan untuk menggerakkan semua jenis beban, langsung dari lampu CFL, lampu LED, kipas, pemanas , motor, pam, pengadun, komputer, dan sebagainya.

Reka Bentuk Asas

Seorang penyongsang boleh dirancang dengan pelbagai cara, hanya dengan mengganti tahap osilator dengan jenis tahap pengayun lain, mengikut pilihan pengguna.

Tahap pengayun pada dasarnya adalah multivibrator astabel yang boleh menggunakan IC atau transistor.

Walaupun pengayun berasaskan astab dapat dirancang dengan pelbagai cara, kami akan menggunakan pilihan IC 4047 di sini kerana ia adalah cip astable serbaguna, tepat dan khusus yang direka khusus untuk aplikasi seperti penyongsang.

Menggunakan IC 4047

Membuat penyongsang apa pun menggunakan IC 4047 mungkin merupakan pilihan yang paling disyorkan kerana ketepatan dan kebolehbacaan IC yang tinggi. Peranti ini adalah IC pengayun serbaguna yang memberikan output push push atau flip flop dual pada pin10 dan pin11, dan juga output gelombang persegi tunggal pada pin13.

LITAR ASAS

Penyongsang asas 500 watt dengan output gelombang persegi semudah di atas untuk dibina. Namun, untuk menaikkannya dengan pengecas bateri, kita mungkin harus menggunakan pengubah pengecas yang dinilai dengan tepat sesuai dengan spesifikasi bateri.

Sebelum mengetahui konfigurasi pengecas, mari kita berkenalan dengan spesifikasi bateri yang diperlukan untuk projek ini.

Dari salah satu catatan kami yang lalu, kami mengetahui bahawa kadar pengecasan dan pengosongan bateri asid plumbum yang lebih sesuai mestilah pada kadar 0.1C atau pada arus bekalan yang 10 kali lebih rendah daripada peringkat bateri Ah. Ini menunjukkan bahawa untuk mendapatkan minimum 7 jam sandaran pada beban 500 watt, bateri Ah dapat dikira dengan cara berikut

Arus operasi yang diperlukan untuk beban 500 watt dari bateri 12V akan menjadi 500/12 = 41 Amps lebih kurang

41 amp ini perlu bertahan selama 7 jam, menunjukkan bahawa bateri Ah mestilah = 41 x 7 = 287 Ah. Walau bagaimanapun, dalam kehidupan sebenar kehendak ini mestilah sekurang-kurangnya 350 Ah.

Untuk bateri 24 V ini boleh turun hingga 50% lebih rendah pada 200 Ah. Inilah sebabnya mengapa voltan operasi yang lebih tinggi selalu dinasihatkan kerana penarafan watt penyongsang berada di sisi yang lebih tinggi.

Menggunakan Bateri 24 V

Untuk memastikan bateri dan saiz transformer lebih kecil dan kabelnya lebih tipis, anda mungkin ingin menggunakan bateri 24 V untuk mengoperasikan reka bentuk 500 watt yang dicadangkan.

Reka bentuk asasnya akan tetap ada, kecuali a 7812 IC ditambahkan ke litar IC 4047, seperti gambar di bawah:

Gambarajah skematik

Pengecas bateri

Untuk memastikan reka bentuknya ringkas namun berkesan, saya telah mengelakkan penggunaannya pemotongan automatik untuk pengecas bateri di sini, dan juga memastikan satu pengubah biasa digunakan untuk operasi penyongsang dan pengecas.

“band menolak fungsi pemindahan penapis ”

Gambarajah litar lengkap untuk penyongsang 500 watt yang dicadangkan dengan pengecas bateri dapat dilihat di bawah:

Konsep yang sama telah dibincangkan dengan terperinci di salah satu catatan berkaitan yang lain, yang boleh anda rujuk untuk maklumat tambahan.

Pada dasarnya, penyongsang menggunakan pengubah yang sama untuk mengecas bateri dan untuk menukar kuasa bateri menjadi output 220 V AC. Operasi ini dilaksanakan melalui rangkaian pertukaran relay, yang secara bergantian mengubah belitan transformer ke mod pengisian dan mod penyongsang.

Bagaimana ia berfungsi

Apabila rangkaian AC tidak tersedia, kenalan geganti diletakkan pada titik N / C masing-masing (biasanya ditutup). Ini menghubungkan longkang MOSFET dengan primer pengubah, dan perkakas atau beban bersambung dengan sekunder pengubah.

Unit masuk ke mod penyongsang dan mula menghasilkan 220V AC atau 120 V AC yang diperlukan dari bateri.

Gegelung geganti dikuasakan dari minyak mentah sederhana litar bekalan kuasa tanpa transformer (kapasitif) menggunakan kapasitor penurunan 2uF / 400V.

Bekalan tidak perlu stabil atau terkawal dengan baik kerana beban dalam bentuk gegelung geganti yang cukup berat dan mudah menahan lonjakan ON ON dari kapasitor 2uF.

Gegelung untuk relay RL1 yang mengawal bahagian AC utama transformer dapat dilihat terhubung sebelum diod penyekat, sementara gegelung RL2 yang mengawal sisi MOSFET diposisikan selepas diod dan selari dengan kapasitor besar.

Ini sengaja dilakukan untuk mewujudkan kesan kelewatan kecil untuk RL2, atau untuk memastikan RL1 dihidupkan dan dimatikan sebelum RL2. Ini adalah untuk masalah keselamatan, dan untuk memastikan bahawa MOSFET tidak pernah dikenakan bekalan pengecasan terbalik setiap kali geganti bergerak dari mod penyongsang ke mod pengecasan.

Cadangan Keselamatan

Seperti yang kita ketahui, di mana-mana litar penyongsang pengubah berfungsi seperti beban induktif yang berat. Apabila beban induktif berat ditukar dengan frekuensi, ia pasti akan menghasilkan lonjakan arus yang besar yang berpotensi berbahaya bagi elektronik sensitif dan IC yang terlibat.

Untuk memastikan keselamatan yang betul ke tahap elektronik, mungkin penting untuk mengubah bahagian 7812 dengan cara berikut:

Untuk aplikasi 12V, anda boleh mengurangkan litar perlindungan lonjakan di atas ke versi berikut:

Bateri, MOSFET dan Transformer Menentukan Watt

Kami telah membincangkannya berkali-kali melalui catatan yang berbeza bahawa pengubah, bateri, dan penilaian MOSFET yang benar-benar memutuskan berapa banyak kuasa yang dapat dihasilkan oleh penyongsang.

Kami telah membincangkan pengiraan bateri dalam perenggan sebelumnya, sekarang mari kita lihat bagaimana pengubah dapat dikira untuk melengkapkan output kuasa yang diperlukan.

Ia sebenarnya sangat sederhana. Oleh kerana voltan sepatutnya 24 V, dan kuasa 500 watt, membahagi 500 dengan 24 memberikan 20.83 amp. Bermakna penilaian amp pengubah mestilah melebihi 21 amp, lebih baik sehingga 25 amp.

Namun, kerana kita menggunakan transformer yang sama untuk mod pengecasan dan penyongsang, kita harus memilih voltan sedemikian rupa sehingga sesuai dengan kedua operasi secara optimal.

20-0-20 V untuk sisi utama nampaknya merupakan kompromi yang baik, sebenarnya ia adalah peringkat yang sangat sesuai untuk keseluruhan kerja penyongsang di kedua-dua mod.

Oleh kerana, hanya satu penggulungan separuh digunakan untuk mengecas bateri, penarafan RMS 20 V dari transformer dapat digunakan untuk mendapatkan Dc puncak 20 x 1,41 = 28,2 V merentasi bateri dengan bantuan kapasitor penapis yang berkaitan yang melintasi bateri terminal. Voltan ini akan mengecas bateri pada kadar yang baik dan pada kelajuan yang betul.

Dalam mod penyongsang, apabila bateri berada pada sekitar 26 V, akan memungkinkan output penyongsang berada pada 24/26 = 220 / Keluar

Keluar = 238 V

Ini kelihatan output yang sihat sementara bateri diisi dengan optimum, dan bahkan ketika bateri turun hingga 23 V, outputnya diharapkan dapat mempertahankan 210V yang sehat

Mengira MOSFET : MOSFET pada dasarnya berfungsi seperti suis yang tidak boleh menyala semasa menukar jumlah arus yang dinilai, dan juga tidak boleh menjadi panas kerana peningkatan rintangan terhadap arus beralih.

Untuk memenuhi aspek di atas, kita harus memastikan bahawa kapasiti pengendalian semasa atau spesifikasi ID MOSFET melebihi 25 amp untuk penyongsang 500 watt kita. Juga untuk mengelakkan penyebaran tinggi dan pertukaran yang tidak cekap, spesifikasi RDSon MOSFET mestilah serendah mungkin.

Peranti yang ditunjukkan dalam rajah adalah IRF3205 , yang mempunyai ID 110 amp dan RDSon 8 miliohms (0,008 Ohm), yang sebenarnya kelihatan cukup mengagumkan dan sangat sesuai untuk projek penyongsang ini.

Senarai Bahagian

Untuk membuat penyongsang 500 watt di atas dengan pengecas bateri, anda memerlukan bil bahan berikut:

IC 4047 = 1
Perintang
56K = 1
10 ohm = 2
Kapasitor 0.1uF = 1
Kapasitor 4700uF / 50 V = 1 (merentasi terminal bateri)
MOSFET IRF3205 = 2
Diod 20 amp = 1
Heatsink untuk MOSFET = Jenis Bersirip Besar
Menyekat Diod Di Seluruh MOSFET Saliran / Sumber = 1N5402 (Sila sambungkannya di saliran / sumber setiap MOSFET untuk perlindungan tambahan terhadap EMF terbalik dari primer pengubah. Cathode akan menuju ke pin saliran.
Relay DPDT 40 amp = 2 nos

Meningkatkan ke Inverter Sinewave yang Diubahsuai

Versi gelombang persegi yang dibincangkan di atas dapat diubah secara berkesan menjadi a sinewave yang diubah suai Litar penyongsang 500 watt dengan bentuk gelombang output yang jauh lebih baik.

“penalaan pengawal pid untuk dummies ”

Untuk ini kita menggunakan zaman dahulu IC 555 dan IC 741 gabungan untuk pembuatan bentuk gelombang sinus yang dimaksudkan.

Litar lengkap dengan pengecas bateri diberikan di bawah:

Ideanya sama seperti yang telah diterapkan dalam beberapa reka bentuk inverter sinewave lain di laman web ini. Ini adalah untuk memotong pintu kekuatan MOSFET dengan SPWM yang dikira sehingga SPWM arus tinggi yang direplikasi akan berayun di lilitan tarik tarik utama pengubah.

IC 741 digunakan sebagai pembanding yang membandingkan dua gelombang segitiga melintasi dua inputnya. Gelombang segitiga dasar lambat diperoleh dari pin IC 4047 Ct, sementara gelombang segitiga cepat berasal dari tahap luaran IC 555. Hasilnya adalah SPWM yang dikira pada pin6 IC 741. SPWM ini dicincang di pintu MOSFET kuasa yang beralih oleh pengubah pada frekuensi SPWM yang sama.

Ini menghasilkan bahagian sekunder dengan output gelombang sinus tulen (setelah beberapa penapisan).

Reka Bentuk Jambatan Penuh

Versi jambatan penuh untuk konsep di atas boleh dibina menggunakan konfigurasi yang diberikan di bawah:

Demi kesederhanaan, pemotongan bateri automatik tidak termasuk, jadi disarankan untuk mematikan bekalan sebaik sahaja voltan bateri mencapai tahap pengisian penuh. Atau sebagai alternatif anda boleh menambahkan dengan betul mentol filamen secara bersiri dengan garis positif pengecasan bateri, untuk memastikan pengisian bateri yang selamat.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan atau keraguan mengenai konsep di atas, kotak komen di bawah adalah semua milik anda.

Sebelumnya: 3 Pengatur Voltan Tetap Terminal - Litar Kerja dan Aplikasi Seterusnya: Cara Membuat PCB di Rumah