Tee tästä 1KVA: n (1000 watin) puhtaan siniaaltoinvertteripiiri

Suhteellisen yksinkertainen 1000 watin puhdas siniaaltoinvertteripiiri selitetään tässä käyttämällä signaalivahvistinta ja tehomuuntajaa.

Kuten alla olevasta ensimmäisestä kaaviosta voidaan nähdä, konfiguraatio on yksinkertainen mosfet-pohjainen, joka on suunniteltu vahvistamaan virtaa +/- 60 voltilla siten, että kytketty muuntaja vastaa tarvittavan 1kva-ulostulon muodostamista.

Piirin käyttö

Q1, Q2 muodostaa ensimmäisen differentiaalivahvistusvaiheen, joka kohottaa 1vpp-sinisignaalin tulossa tasolle, joka tulee sopivaksi Q3: sta, Q4: stä, Q5: stä koostuvan kuljettajavaiheen aloittamiseen.

Tämä vaihe nostaa edelleen jännitettä niin, että siitä tulee riittävä mosfettien ajamiseksi.

Mosfetit muodostuvat myös työntömuodossa, joka sekoittaa tehokkaasti koko 60 volttia muuntajan käämien yli 50 kertaa sekunnissa siten, että muuntajan lähtö tuottaa tarkoitetun 1000 watin vaihtovirran verkkotasolla.

Jokainen pari on vastuussa 100 watin tuotoksen käsittelystä, ja kaikki 10 paria kaatavat 1000 wattia muuntajaan.

Aiotun puhtaan siniaaltolähdön saamiseksi tarvitaan sopiva sinisyöttö, joka saavutetaan yksinkertaisen siniaaltogeneraattoripiirin avulla.

Se koostuu parista opampista ja muutamasta muusta passiivisesta osasta. Sitä on käytettävä jännitteillä 5 - 12. Tämän jännitteen tulisi olla sopivasti johdettu yhdestä paristoista, jotka on liitetty taajuusmuuttajan piirin käyttämiseen.

Taajuusmuuttajaa käytetään +/- 60 voltin jännitteellä, joka on 120 V DC.

Tämä valtava jännitetaso saavutetaan asettamalla 10 nosta. 12 voltin paristoja sarjassa.

Sinewave-generaattoripiiri

Alla oleva kaavio näyttää yksinkertaisen siniaaltogeneraattoripiirin, jota voidaan käyttää yllä olevan vaihtosuuntaajapiirin käyttämiseen, mutta koska tämän generaattorin lähtö on luonteeltaan eksponentiaalinen, se saattaa aiheuttaa paljon mosfettien lämmitystä.

Parempi vaihtoehto olisi sisällyttää PWM-pohjainen piiri, joka toimittaa yllä olevalle piirille asianmukaisesti optimoidut PWM-pulssit, jotka vastaavat tavanomaista sinisignaalia.

IC555: tä hyödyntävään PWM-piiriin on viitattu myös seuraavassa kaaviossa, jota voidaan käyttää yllä olevan 1000 watin invertteripiirin laukaisemiseen.

Osaluettelo sinigeneraattoripiirille

Kaikki vastukset ovat 1/8 wattia, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 60Hz),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (1K9 60 Hz: lle),
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

Taajuusmuuttajan osaluettelo

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Kaikki N-kanavan mosfetit ovat = K1058

Kaikki P-kanavan mosfetit ovat = J162

Muuntaja = 0-60V / 1000 wattia / lähtö 110 / 220volt 50Hz / 60Hz

Ehdotettu 1 kva -taajuusmuuttaja, jota on käsitelty edellä olevissa osioissa, voi olla paljon virtaviivaista ja pienennettyä, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty:

Paristojen liittäminen

Kaavio näyttää myös menetelmän akun kytkemiseksi ja syöttöliitännät siniaalto- tai PWM-oskillaattorivaiheille.

Tässä on käytetty vain neljää mosfettiä, jotka voivat olla IRF4905 p-kanavalle ja IRF2907 n-kanavalle.

Täydellinen 1 kva: n invertteripiirisuunnittelu 50 Hz: n siniaalkilla

Edellä olevassa osassa olemme oppineet täydellisen sillan suunnittelun, jossa kaksi paristoa on mukana vaaditun 1 kva -tehon saavuttamiseksi. Tutkitaan nyt, kuinka täysi silta voitaisiin rakentaa käyttämällä 4 N kanavan mosfetiä ja yhtä akkua.

Seuraava osa osoittaa, kuinka täyssiltainen 1 KVA-invertteripiiri voidaan rakentaa käyttämällä monimutkaisia ​​korkean puolen ohjainverkkoja tai siruja.

Arduinon käyttö

Edellä selitetty 1kva-siniaalto-invertteripiiri voidaan ajaa myös Arduinon kautta melkein prefektin siniaaltolähdön saavuttamiseksi.

Täydellinen Arduino-pohjainen kytkentäkaavio näkyy alla:

Ohjelmakoodi on annettu alla:

//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
}

Täyssillan vaihtosuuntaajakonsepti

Neljän N-kanavan mosfetillä varustetun täyssillan mosfet-verkon ajaminen ei ole koskaan helppoa, pikemminkin se vaatii kohtuullisen monimutkaisia ​​piirejä, joihin liittyy monimutkaisia ​​korkean puolen ohjainverkkoja.

Jos tutkit seuraavaa piiriä, jonka olen kehittänyt, huomaat, että loppujen lopuksi ei ole niin vaikeaa suunnitella tällaisia ​​verkkoja ja se voidaan tehdä jopa tavallisilla komponenteilla.

Tutkimme konseptia esitetyn piirikaavion avulla, joka on muunnettu 1 kva-invertteripiiri, jossa käytetään 4 N-kanavan mosfettiä.

Kuten me kaikki tiedämme, kun 4 N-kanavan mosfettiä on mukana H-siltaverkko , käynnistysverkko tulee välttämättömäksi ajamaan yläpuolta tai kahta ylempää mosfettiä, joiden viemärit on kytketty yläpuolelle tai akkuun (+) tai tietyn syötteen positiivinen.

Ehdotetussa suunnittelussa käynnistysverkko muodostetaan kuuden EI-portin ja muutaman muun passiivisen komponentin avulla.

Puskureiksi määritettyjen NOT-porttien lähtö tuottaa jännitteen, joka on kaksinkertainen syöttöalueesta, eli jos syöttö on 12 V, NOT-portin lähdöt tuottavat noin 22 V: n.

Tämä tehostettu jännite syötetään korkean sivun mosfettien portteihin kahden vastaavan NPN-transistorin emitterinastojen kautta.

Koska nämä transistorit on kytkettävä siten, että diagonaalisesti vastakkaiset mosfetit johtavat kerrallaan, kun taas diagonaalisesti paritetut mosfetit sillan molemmissa varrissa johtavat vuorotellen.

Tätä toimintoa hoitaa tehokkaasti peräkkäisen lähdön korkea generaattori IC 4017, jota teknisesti kutsutaan Johnsonin jakoksi 10 laskurin / jakajan IC: llä.

Bootstrapping-verkko

Yllä olevan IC: n ajotaajuus saadaan itse käynnistysverkosta vain ulkoisen oskillaattorivaiheen välttämiseksi.

Käynnistysverkon taajuus tulisi säätää siten, että muuntajan lähtötaajuus optimoidaan vaaditulle 50 tai 60 Hz: n asteelle vaadittujen spesifikaatioiden mukaisesti.

Sekvensoinnin aikana IC 4017: n lähdöt laukaisevat liitetyt mosfetit sopivasti tuottamaan vaaditun push-pull-vaikutuksen liitetylle muuntajan käämille, joka aktivoi invertterin toiminnan.

NPN-transistoreihin kiinnitettynä todistettava PNP-transistori varmistaa, että mosfettien porttikapasitanssi purkautuu tehokkaasti koko järjestelmän tehokkaan toiminnan mahdollistamiseksi.

Kiinnityskytkennät mosfetteihin voidaan muuttaa ja muuttaa yksilöllisten mieltymysten mukaan, tämä saattaa myös vaatia palautustapin # 15 yhteyden ottamista.

Aaltomuodon kuvat

Robin Peter, yksi innokkaista harrastajista ja tämän blogin avustajista, testasi ja vahvisti yllä olevan suunnittelun, hän tallensi seuraavat aaltomuodon kuvat testausprosessin aikana.