Buat Litar Inverter Gelombang Murni Sine 1KVA (1000 watt) ini

Litar penyongsang gelombang sinus murni 1000 watt yang agak mudah dijelaskan di sini menggunakan penguat isyarat dan pengubah daya.

Seperti yang dapat dilihat pada rajah pertama di bawah ini, konfigurasi adalah berasaskan mosfet sederhana yang direka untuk menguatkan arus pada +/- 60 volt sehingga transformer yang disambungkan sesuai untuk menghasilkan output 1kva yang diperlukan.

Operasi Litar

Q1, Q2 membentuk tahap penguat pembezaan awal yang dengan tepat menaikkan isyarat sinus 1vpp pada masukannya ke tahap yang menjadi sesuai untuk memulakan tahap pemandu yang terdiri dari Q3, Q4, Q5.

Tahap ini seterusnya menaikkan voltan sehingga menjadi mencukupi untuk mengemudi mosfets.

Mosfets juga terbentuk dalam format push pull, yang secara efektif menggerakkan keseluruhan 60 volt melintasi belitan transformer 50 kali sesaat sehingga output transformer menghasilkan AC 1000 watt yang dimaksudkan pada tahap utama.

Setiap pasangan bertanggungjawab untuk mengendalikan output 100 watt, bersama-sama semua 10 pasang membuang 1000 watt ke dalam pengubah.

Untuk memperoleh output gelombang sinus tulen yang dimaksudkan, diperlukan input sinus yang sesuai yang dipenuhi dengan bantuan rangkaian penjana gelombang sinus sederhana.

Ia terdiri daripada beberapa opamp dan beberapa bahagian pasif lain. Ia mesti dikendalikan dengan voltan antara 5 dan 12. Voltan ini mestilah berasal dari salah satu bateri yang disertakan untuk menggerakkan litar penyongsang.

Penyongsang digerakkan dengan voltan +/- 60 volt yang berjumlah 120 V DC.

Tahap voltan besar ini diperoleh dengan meletakkan 10 nos. bateri 12 volt secara bersiri.

Litar Penjana Sinewave

Gambarajah yang diberikan di bawah menunjukkan litar penjana gelombang sinus sederhana yang mungkin digunakan untuk menggerakkan litar penyongsang di atas, namun kerana output dari penjana ini secara eksponensial secara semula jadi, boleh menyebabkan banyak pemanasan mosfet.

Pilihan yang lebih baik ialah memasukkan litar berasaskan PWM yang akan membekalkan litar di atas dengan denyutan PWM yang dioptimumkan dengan setara dengan isyarat sinus standard.

Litar PWM yang menggunakan IC555 juga telah disebutkan dalam rajah berikutnya, yang dapat digunakan untuk memicu litar penyongsang 1000 watt di atas.

Senarai Bahagian untuk litar penjana sinus

Semua perintang adalah 1/8 watt, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 untuk 60Hz),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (1K9 untuk 60Hz),
R9 = 20K
C1, C2 = 1µF, TANT.
C3 = 2µF, TANT (DUA 1µF DALAM PARALLEL)
C4, C6, C7 = 2Â2 / 25V,
C5 = 100µ / 50v,
C8 = 22µF / 25V
A1, A2 = TL 072

Senarai Bahagian untuk Penyongsang

Q1, Q2 = BC556

S3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Semua mosfet saluran-N adalah = K1058

Semua mosfet saluran-P adalah = J162

Transformer = 0-60V / 1000 watt / output 110 / 220volts 50Hz / 60Hz

Inverter 1 kva yang dicadangkan yang dibincangkan dalam bahagian di atas dapat diselaraskan dan ukurannya lebih kecil seperti yang diberikan dalam reka bentuk berikut:

Cara Menghubungkan Bateri

Gambar rajah juga menunjukkan kaedah menyambungkan bateri, dan sambungan bekalan untuk gelombang sinus atau tahap pengayun PWM.

Di sini hanya empat mosfet telah digunakan yang bisa menjadi IRF4905 untuk saluran-p, dan IRF2907 untuk saluran-n.

Lengkapkan reka bentuk litar penyongsang 1 kva dengan pengayun sinus 50 Hz

Di bahagian di atas, kita telah mempelajari reka bentuk jambatan penuh di mana dua bateri terlibat untuk mencapai output 1kva yang diperlukan. Sekarang mari kita selidiki bagaimana reka bentuk jambatan penuh dapat dibina menggunakan mosfet saluran 4 N dan menggunakan satu bateri.

Bahagian berikut menunjukkan bagaimana litar penyongsang 1 KVA jambatan penuh dapat dibina menggunakan, tanpa memasukkan rangkaian atau cip pemacu sisi tinggi yang rumit.

Menggunakan Arduino

Litar penyongsang 1kva sinewave yang dijelaskan di atas juga dapat dipacu melalui Arduino untuk mencapai hampir output gelombang sinetif.

Gambarajah litar Arduino lengkap dapat dilihat di bawah:

Kod Program diberikan di bawah:

//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
}

Konsep Penuh Jambatan Penuh

Memandu rangkaian mosfet jambatan penuh yang mempunyai 4 mosfet saluran-N tidak pernah mudah, malah memerlukan litar yang agak rumit yang melibatkan rangkaian pemacu sisi tinggi yang kompleks.

Sekiranya anda mengkaji litar berikut yang telah dibangunkan oleh saya, anda akan mengetahui bahawa sebenarnya tidak sukar untuk merancang rangkaian seperti itu dan dapat dilakukan walaupun dengan komponen biasa.

Kami akan mengkaji konsep dengan bantuan gambarajah litar yang ditunjukkan yang berbentuk litar penyongsang 1 kva yang diubahsuai menggunakan 4 mosfet saluran-N.

Seperti yang kita semua ketahui, ketika 4 mosfet saluran-N terlibat dalam Rangkaian H-bridge , rangkaian bootstrap menjadi mustahak untuk menggerakkan sisi tinggi atau dua mosfet atas yang salurannya disambungkan ke sisi tinggi atau bateri (+) atau positif bekalan yang diberikan.

Dalam reka bentuk yang dicadangkan, rangkaian bootstrapping dibentuk dengan bantuan enam pintu NOT dan beberapa komponen pasif lain.

Keluaran gerbang NOT yang dikonfigurasi sebagai penyangga menghasilkan voltan dua kali ganda dari julat bekalan, yang bermaksud jika bekalannya 12V, output gerbang NOT menghasilkan sekitar 22V.

Voltan naik ini digunakan pada pintu mosfet sisi tinggi melalui pin pemancar dua transistor NPN masing-masing.

Oleh kerana transistor ini mesti dihidupkan sedemikian rupa sehingga mosfet bertentangan menyerong berlaku pada satu masa sementara mosfet berpasangan secara pepenjuru pada kedua lengan jambatan tersebut berselang seli.

Fungsi ini dikendalikan secara berkesan oleh IC 4017 generator tinggi output berurutan, yang secara teknikal disebut Johnson divide by 10 counter / divider IC.

Rangkaian Bootstrapping

Frekuensi pemanduan untuk IC di atas berasal dari rangkaian bootstrapping itu sendiri hanya untuk mengelakkan keperluan tahap osilator luaran.

Frekuensi rangkaian bootstrap harus disesuaikan sedemikian rupa sehingga frekuensi output transformer dioptimumkan ke tahap yang diperlukan 50 atau 60 Hz, sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan.

Semasa membuat urutan, output IC 4017 mencetuskan mosfet yang disambungkan dengan tepat menghasilkan kesan push-pull yang diperlukan pada belitan transformer terpasang yang mengaktifkan fungsi penyongsang.

Transistor PNP yang dapat dilihat dilampirkan dengan transistor NPN memastikan bahawa kapasitansi pintu masuk mosfet dibebaskan dengan berkesan semasa tindakan untuk membolehkan fungsi keseluruhan sistem yang efisien.

Sambungan pinout ke mosfets dapat diubah dan diubah sesuai pilihan masing-masing, ini mungkin juga memerlukan penglibatan sambungan pin # 15 reset.

Imej Bentuk Gelombang

Reka bentuk di atas telah diuji dan disahkan oleh Mr. Robin Peter salah seorang penggemar minat dan penyumbang blog ini, gambar bentuk gelombang berikut dirakam olehnya semasa proses ujian.