Muunna äänenvahvistin Pure Sinewave Inverteriksi

Jos et ole kovin innokas ymmärtämään todellisen siniaaltotaajuusmuuttajan syviä teknisiä näkökohtia, mutta haluat kuitenkin rakentaa sen muutamassa tunnissa, tämä artikkeli auttaa sinua toteuttamaan sen käyttämällä äänen tehovahvistinta ja joitain DC-moottoreita. Täällä me miten muuntaa äänivahvistimet puhtaiksi siniaaltomuuntimiksi

Harkitsemme 3 erillistä todellisen siniaaltoinvertterimallia, jotka käyttävät asianmukaisesti mitoitettuja äänivahvistimia ja digitaalisia siniaaltogeneraattoripiirejä

Suunnittelu # 1

Aloitetaan ymmärtämällä, kuinka paria pientä DC-moottoria voidaan käyttää tuottamiseen puhtaat siniaaltosignaalit ja jatka sitten yksityiskohtia moottorien kytkemisestä valmiiseen tehovahvistimeen halutun vaihtovirran todellisen siniaaltotehon saamiseksi. Artikkelissa selitetään innovatiivinen idea konfiguroida muutama valmis yksikkö, kuten tehovahvistin, pari tasavirtamoottoria ja akku siniaaltoinvertteriksi.

On ihmisiä, joiden elämä riippuu taajuusmuuttajien käyttämästä virrasta, ja heille nämä gadgetit ovat todella korvaamattomia ja ratkaisevia. On myös henkilöitä, jotka aikovat omistaa invertterit, mutta ovat liian huonosti tietoisia teknisistä ominaisuuksistaan ​​jne. Ja ovat siksi haluttomia tuomaan heidät kotiin.

Toinen taajuusmuuttajien tekijä on, että ne voivat olla äärimmäisen kalliita, erityisesti ne, joita voidaan käyttää yleisesti kaikentyyppisten sähkölaitteiden tai yksinkertaisesti todellisten siniaaltoinvertterien kanssa. Olen jo keskustellut monista taajuusmuuttajan piirikaavioista täällä tavallisin harrastustyyppinen idea erittäin hienostuneelle modifioidulle siniaallolle ja totta siniaaltoinvertterityypit . Nämä mallit ovat kuitenkin liian teknisiä eivätkä ehdottomasti ole tarkoitettu maallikoille.

Selitetyt ideat eivät ole yksinkertaisia, ja niiden ymmärtämiseen tarvitaan ennakkotietoa elektroniikasta, ja niiden rakentamiseen tarvitaan myös perusteellista tietoa käytännön elektroniikasta. Eli tarkoittaakö, että maallikko ei pystyisi ymmärtämään näitä upeita voimalaitoksia? Ja tarkoittaakö se, että maallikolla ei ole oikeutta nauttia kotitekoisen siniaaltoinvertterin eduista, mikä voi olla paitsi hauskaa rakentaa myös erittäin halpaa ja luotettavaa verrattuna kaupallisiin kollegoihin.

Seuraava osa osoittaa selvästi, kuinka a hienostunut todellinen siniaaltoinvertteri voi rakentaa käytännössä kuka tahansa, jolla on tavallisia teknisiä taitoja ja tietoja.

Alla selitetty idea ei ole piiriin perustuva yksikkö, joka tarvitsee kokoonpanoa piirilevyillä, elektronisilla komponenteilla jne. Pikemminkin täällä ostamme valmiita yksiköitä, kuten vahvistimet, moottorit, paristot, muuntajat jne., Ja integroimme kaikki nämä viimeisen kappaleen rakentamiseen. Opitaan, miten se voidaan tehdä tunnissa.

VAROITUS: KÄSITTELY ON AINOASTA TEKIJÄ, eikä sitä ole koskaan tarkistettu tai todennettu käytännössä, rakennettava se omalla vastuullasi ja jos sinulla on riittävästi uskoa selitetyn sisällön toteutettavuuteen.

Taajuusmuuttajien perustoimintaperiaate

Käsite: Invertterit, kuten me kaikki tiedämme, ovat vain jännitevahvistimia tai askelmia. Tunnetuin menetelmä jännitteiden lisäämiseksi on läpi muuntajat jossa eristettyä käämitystä käytetään hämmästyttävien jännitetasojen kertojen saavuttamiseen. Pohjimmiltaan prosessi tapahtuu magneettisten induktioiden avulla suurten virtavirtojen muuntamiseksi suurjännitelähdöiksi.

Edellä mainitun prosessin noudattamiseksi tarvitaan korkea vaihtovirtatulo, joka voidaan täyttää muuntajan asiaankuuluvaan käämiin halutun 230 tai 120 voltin vaihtovirran saamiseksi.

Koska tarkoituksena on kuitenkin muuntaa tasavirtalähde verkkotasoiksi, meidän on ensin muunnettava matalan tason DC matalaksi AC-tuloksi. Neliötaajuusmuuttajissa tämä saavutetaan helposti käyttämällä tavallisia astable-piirejä, mutta neliöaaltolähtö on sitä, mitä emme ehdottomasti etsi, joten miten me todella 'valmistamme' todellisen tai puhtaan siniaaltotulon prototyypillemme.

DC-moottoreiden käyttö sinisignaalin tuottamiseksi PWM-piirien sijaan

Kurssin ulkopuolella voimme tehdä sen käyttämällä monimutkaisia ​​opamp-piirejä, kuten a 'Bubba' -piiri , mutta koska täällä emme halua osallistua paljon elektroniikkaan, yksinkertaisempi ratkaisu olisi käyttää pientä tasavirtamoottoria tähän tarkoitukseen. Kuten me kaikki tiedämme, moottoria voidaan pyörittää soveltamalla siihen virtaa, pyörimiset johtuvat kestomagneetin jatkuva kiertävä vuorovaikutus ja indusoitu sähkömagneettinen vaikutus.

Jos käännämme prosessin, ts. Jos pyöritämme moottoria käyttämällä ulkoista mekaanista voimaa, voimme indusoida kohtuullisen määrän vaihtelevaa potentiaalia sen käämitysliittimien yli ja vastaanotetulla jännitteellä on sinimuotoinen aaltomuoto. Aaltomuoto on täysin luonnollinen ja todellinen siniaalto.

Jos tämä siniaaltosyöttö vahvistetaan haluttuihin tasoihin, kenties tehtävämme voidaan ehkä toteuttaa yksinkertaisesti. Sen sijaan, että aloittaisimme invertterisovelluksiin tarkoitetut monimutkaiset mosfet-piirit, ajattelin, että on parempi idea syöttää yllä oleva sinitulo suuritehoiseen äänivahvistimeen, joka on hankittu valmiiksi markkinoilta.

Yksi tällainen näytevahvistinmalli on esitetty tässä. Lähdöt, jotka on tarkoitus liittää kaiuttimiin, on liitettävä tehomuuntajiin.

Jos vahvistin on stereo, voimme käyttää paria muuntajia ja lopettaa muuntajien AC-lähdöt erillisiksi AC-lähtöiksi, jotta niihin voidaan liittää erilaisia ​​laitteita.

Siniaaltoja tosiasiallisesti valmistavaa moottoria ohjaa toinen moottori, joka on kiinnitetty hihnapyörällä / hihnamekanismilla. Ajomoottoria käytetään käytettävissä olevalla akkuvirralla.

Tarvittavat osat

Tarvitset seuraavat osat ja yksiköt tämän todellisen siniaaltoinvertterin tekemiseen:

Valmis tehokas äänentoistovahvistin

Muuntaja - luokituksen on vastattava vahvistimen tehoa. Jos vahvistin pystyy tuottamaan 500 wattia 50 voltilla, se tarkoittaa, että muuntajan tulokäämityksen on oltava 50 volttia ja 10 ampeeria.

Vaihtoehtoisesti tehovahvistimen virtalähteen muuntaja voidaan irrottaa ja käyttää tarkoitukseen.

Moottorit - Kierrosluvun on oltava yli 3000 ja se tulisi säätää tarkalleen 3000 kierrosta minuutissa, jotta siitä voidaan saavuttaa 50 z taajuus.

Sopiva kaappi koko kokoonpanon sijoittamiseen.

Mutteri, pultit, aluslaatat, johdot, akku jne.

Ehdotetun Sinewave-invertterin johdotusasetus audiovahvistinta käyttäen

Äänenvahvistimen kokoaminen akulla ja sinitulolla

Se on melko yksinkertaista ja kyse on hankittujen yksiköiden integroinnista annetun kaavion mukaisesti. Koko järjestelmä sekä vahvistin, muuntaja ja moottorit voidaan sijoittaa isomman metallikaapin sisään ja kiinnittää asianmukaisesti.

Erityisesti moottorit on kiinnitettävä tiukasti invertterikaapin pohjaan tärinän ja melun välttämiseksi. Kaapissa on oltava myös kaikki yksikön mukana toimitetut liittimet, jotka on kiinnitetty ulkoisesti akkuliitäntää ja pistorasioita varten.

Yksinkertaisen konseptin avulla ajatus puhtaan siniaaltoinvertterin rakentamisesta on selitetty artikkelissa. Lue koko rakennuksen yksityiskohdat.

Suunnittelu # 2: 100 watin vahvistinmoduulin käyttäminen

On ymmärrettävää, että siniaaltoinverttereitä ei ole helppo rakentaa monista eri syistä. Mutta se on luultavasti lajittelun jälkeinen ja myös melko vaikea löytää. Ehkä tämä artikkeli voi auttaa ihmisille, jotka etsivät epätoivoisesti tällaista virtapiiriä.

Paljon miettimisen jälkeen luulen luultavasti suunnitelleen helpomman (vaikkakaan ei kovin tehokkaan) konseptin puhtaasta siniaaltoinvertteripiiristä. Koska piiriä ei ole testattu minulla, niin en voi kertoa paljoakaan piirin tarkoista spesifikaatioista ja haluaisin jättää lukijoiden vastuulle päättää nykyisen piirin toteutettavuudesta.

Ajatus löi minut lukiessani a: n piirikuvaa MOSFET-äänivahvistin . Me kaikki tiedämme, että kun äänisignaali syötetään vahvistimen tuloon, se tuottaa vahvistetun lähtötehon, jolla on täsmälleen samat ominaisuudet kuin tulolla.

Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että äänisignaalin sijasta, jos puhdas vaihtosignaali, joka sanotaan Wien-sillan piiriltä, ​​syötetään tehovahvistimen ja sen lähtöön kytkettyyn invertterimuuntajaan (johon normaalisti kaiutin olisi kytketty), olisi varmasti tuottaa vahvistetun kopion syötteestä. Ja kytketyn taajuusmuuttajan toisiokäämi tuottaisi varmasti siniaaltovirran AC-tehon (olettamukseni).

Ainoa suuri ongelma on huomattavan määrän akkuvirran menetys lämmön muodossa voimalaitteiden kautta, mikä vähentää invertterin kokonaistehokkuutta.

Siirrytään eteenpäin ja katsotaan, kuinka ehdotetun virtapiirin eri vaiheet toimivat.

Oskillaattoripiiri

Rinnalla näkyvää yksinkertaista siniaaltogeneraattoripiiriä voidaan käyttää tarvittavien siniaaltojen tuottamiseen tehovahvistimen tulossa, tutkitaan sen toimintaa seuraavien vaiheiden avulla:

Op-vahvistin A1 on pohjimmiltaan johdotettu järkevänä multivibraattorina,

Vastus R1 ja kondensaattori C1 määrittävät astabelin värähtelytaajuuden.

Neliöaalto A1: stä syötetään A2: een, joka on konfiguroitu kaksinapaiseksi alipäästösuodattimeksi ja jota käytetään suodattamaan harmoniset komponentit A1: stä.

A2: n lähtö on melkein puhdas siniaalto, huippu riippuu ilmeisesti syöttöjännitteestä ja käytetyn opampin tyypistä.

Nykyisen piirin taajuus on kiinteä noin 50 Hz. Jos suluissa esitetyt osien arvot valitaan, taajuus on noin 60 Hz.

Osaluettelo

Kaikki vastukset ovat 1/8 wattia, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

C1, C2 = 1 uF, TANT.

C3 = 2µF, TANT (KAKSI 1µF RINNAKKAISESTI)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22 uF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (kansallinen puolijohde),

KUVASSA NÄYTETTY IC2-LÄMPÖJUOMA,

Muuntaja = 0 - 24 V / 8 ampeeria. LÄHTÖ - 120/230 V AC

PCB = YLEINEN TARKOITUS

Nykyinen vahvistinpiiri

Yhden sirun vahvistin oli perusvaatimus, kun pidettiin suunnittelumääritykset hyvin yksinkertaisina ja komponenttien lukumäärä mahdollisimman pieni. Lopulta valitsin tähän tarkoitukseen kohtuullisen voimakkaan vahvistimen, joka käyttää IC LM3886: ta (National Semiconductor). Tämän tehovahvistinpiirin keskeiset piirteet ovat seuraavat:

Todella monipuolinen ja korkean suorituskyvyn IC verrattuna muun tyyppisiin hybridi- ja erillislaitteisiin.

Täysin sisäisesti suojattu hetkellisiltä huippulämpötiloilta,

On saanut dynaamisesti suojatun turvallisen toiminta-alueen,

Ulostulo on täysin suojattu oikosulkua vastaan ​​maalla tai positiivista syöttöä vastaan ​​sisäisen virtaa rajoittavan piiriverkon kautta.

Lähtö on myös suojattu induktiivisten kuorman transienttien aiheuttamilta ylijännitteiltä,

Voidaan käyttää jopa 20 voltin ja jopa 94 ​​voltin jännitteillä.

Sen tekniset eritelmät ovat seuraavat:

Tuloherkkyys on 1 Vrms

Lähtöteho on lähellä 100 wattia, jos muuntajan primäärinen vastus on noin 4 ohmia.

Tehon kaistanleveys on massiivinen 10 Hz - 100 KHz.

Rakentamisvihjeitä

Piiri koostuu pohjimmiltaan vain kahdesta IC: stä tärkeimpinä aktiivisina komponentteina ja kourallisella muulla passiivisella komponentilla, joten rakentamisen tulisi olla erittäin helppoa. Koko kokoonpano voidaan yksinkertaisesti tehdä yleiskäyttöisen levyn päällä (noin 4 x 4 tuumaa).

IC2 tulisi sijoittaa piirilevyn reunaan jäähdytyslevyn helpon asentamisen helpottamiseksi. Tällä hetkellä käytetään kahta isoa 24 voltin kuorma-auton akkua. Liitä ne kaavion mukaisesti.

Akkujen lataamiseen tarvitaan erillinen akkulaturi.

Suunnittelu # 3: 500 W puhdas siniaaltoinvertteri

Viestissä selitetään, miten 500 watin puhdas siniaaltoinvertteri tehdään 500 watin äänivahvistimella kohtuullisen erinomaisten tulosten saamiseksi.

Piiri käyttää periaatteessa push-pull-topologiaa parin 24 V -akun kautta. Kahden 24 V: n pariston käyttö mahdollistaa alhaisempien AH-paristojen käytön tehokkaammin ja tehokkaammin.

Myös 12 V: n paristoja voidaan kokeilla, mutta teho laskisi puoleen.

Koska käytetään kaksoissyöttöä, kytketyn muuntajan ei tarvitse olla keskellä napautuva tyyppi, pikemminkin sopivaksi tulee kaksijohtiminen tavallinen muuntaja.

Pari alla olevaa mallia ovat kaikki, mitä tarvitaan tämän yksinkertaisen puhtaan siniaaltoinvertteripiirin toteuttamiseen.

Siniaalto generaattori

Ensimmäinen piiri on siniaalto-perusgeneraattori, josta tulee syöttösyöttö siniaalto-päävahvistimeen tai lähtötasoon.

Siniaaltogeneraattori tuottaa puhtaan siniaaltolähdön esitettyjen komponenttien kanssa noin 50 Hz: n taajuudella, muille taajuuksille 2,5 K: n vastusta voidaan muuttaa ja testata simulaattorissa haluttujen tulosten vahvistamiseksi.

Sinigeneraattoripiiri tulee toimittaa +/- 12 V: n virralla eikä suoraan 24 V: n paristolähteestä, koska se voi vahingoittaa mikropiiriä pysyvästi.

Tässä sinigeneraattorissa käytetyt opampit ovat IC TL072: sta

Tehovahvistinpiirin käyttö invertterinä

Seuraava kaavio esittää ehdotetun yksinkertaisen puhtaan siniaaltoinvertteripiirin lähtövaiheen, joka on itse asiassa 500 watin tehovahvistinrakenne. Kuten voidaan nähdä, muotoilu ei ole lainkaan monimutkainen.

Kaikki mukana olevat komponentit ovat vakiona ja helposti saatavilla.

Mosfetit ovat IRF540n ja IRF9540n, jotka täydentävät toisiaan tuottamaan vaaditun työntövetotehosteen liitetyn muuntajan päälle.

0-24 V / 25 am muuntajalla ja parilla 24 V paristolla piiri kykenisi tuottamaan jopa 600 wattia puhdasta siniaaltolähtöä kyseisellä jännitteellä.

Lähtö sinigeneraattorin oikeanpuoleisen opampin poikki on kytkettävä toisen piirin tulon yli ehdotettujen toimintojen alustamiseksi.

Akun johdotuksen tiedot yllä olevasta yksinkertaisen siniaaltoinvertteripiiristä