Bu 1KVA (1000 watt) Saf Sinüs İnvertör Devresini Yapın

Nispeten basit bir 1000 watt saf sinüs dalgası invertör devresi burada bir sinyal yükseltici ve bir güç transformatörü kullanılarak açıklanmaktadır.

Aşağıdaki ilk diyagramda görülebileceği gibi, konfigürasyon, +/- 60 voltta akımı yükseltmek için tasarlanmış basit bir mosfet tabanlı olup, böylece bağlı trafo gerekli 1kva çıkışını oluşturmaya karşılık gelir.

Devre Çalışması

Q1, Q2, girişindeki 1vpp sinüs sinyalini Q3, Q4, Q5'ten oluşan sürücü aşamasını başlatmak için uygun olan bir seviyeye uygun şekilde yükselten ilk diferansiyel amplifikatör aşamasını oluşturur.

Bu aşama, voltajı, mosfetlerin sürülmesi için yeterli hale gelecek şekilde daha da yükseltir.

Mosfetler ayrıca, trafo sargıları boyunca 60 voltun tamamını etkin bir şekilde saniyede 50 kez karıştıran itme çekme formatında oluşturulur, böylece transformatörün çıkışı, şebeke seviyesinde amaçlanan 1000 watt AC'yi üretir.

Her bir çift, 100 watt'lık çıkışın taşınmasından sorumludur ve 10 çiftin tümü transformatöre 1000 watt atar.

Amaçlanan saf sinüs dalgası çıktısını elde etmek için, basit bir sinüs dalgası üreteci devresi yardımıyla yerine getirilen uygun bir sinüs girişi gereklidir.

Birkaç opamp ve birkaç diğer pasif kısımdan oluşur. 5 ile 12 arasındaki voltajlarla çalıştırılmalıdır. Bu voltaj, inverter devresini çalıştırmak için dahil edilen akülerden birinden uygun şekilde türetilmelidir.

Evirici, 120 V DC'ye denk gelen +/- 60 volt voltajlarla çalıştırılır.

Bu büyük voltaj seviyesi 10 numara konularak elde edilir. seri olarak 12 voltluk piller.

Sinewave Jeneratör Devresi

Aşağıda verilen diyagram, yukarıdaki invertör devresini sürmek için kullanılabilen basit bir sinüs dalgası üreteci devresini göstermektedir, ancak bu jeneratörden gelen çıktı doğası gereği üstel olduğundan, mosfetlerin çok fazla ısınmasına neden olabilir.

Daha iyi bir seçenek, yukarıdaki devreyi standart bir sinüs sinyaline eşdeğer uygun şekilde optimize edilmiş PWM darbeleri ile besleyen PWM tabanlı bir devre dahil etmek olacaktır.

IC555'i kullanan PWM devresi, yukarıdaki 1000 watt'lık invertör devresini tetiklemek için kullanılabilen bir sonraki diyagramda da belirtilmiştir.

Sinüs jeneratör devresi için Parça Listesi

Tüm dirençler 1/8 watt,% 1, MFR'dir
R1 = 14K3 (60Hz için 12K1),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (60Hz için 1K9),
R9 = 20K
C1, C2 = 1 uF, TANT.
C3 = 2µF, TANT (PARALEL OLARAK İKİ 1µF)
C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,
C5 = 100µ / 50v,
C8 = 22µF / 25V
A1, A2 = 072 TL

İnvertör için Parça Listesi

S1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

S4, S5 = BD139

Tüm N-kanallı mosfetler = K1058

Tüm P-kanallı mosfetler = J162

Transformatör = 0-60V / 1000 watt / çıkış 110 / 220volt 50Hz / 60Hz

Yukarıdaki bölümlerde tartışılan önerilen 1 kva invertör, aşağıdaki tasarımda verildiği gibi çok daha verimli hale getirilebilir ve boyutu küçültülebilir:

Pillerin Bağlanması

Şema ayrıca bataryayı bağlama yöntemini ve sinüs dalgası veya PWM osilatör aşamaları için besleme bağlantılarını gösterir.

Burada, p-kanalı için IRF4905 ve n-kanalı için IRF2907 olabilecek sadece dört mosfet kullanılmıştır.

50 Hz sinüs osilatörlü eksiksiz 1 kva invertör devre tasarımı

Yukarıdaki bölümde, gerekli 1kva çıkışını elde etmek için iki pilin dahil olduğu tam bir köprü tasarımını öğrendik. Şimdi 4 N kanallı mosfet ve tek bir batarya kullanılarak tam bir köprü tasarımının nasıl inşa edilebileceğini inceleyelim.

Aşağıdaki bölüm, karmaşık yüksek taraf sürücü ağları veya yongalar olmadan tam köprü 1 KVA invertör devresinin nasıl kurulabileceğini gösterir.

Arduino kullanmak

Yukarıda açıklanan 1kva sinüs dalgası invertör devresi, neredeyse mükemmel bir sinüs dalgası çıkışı elde etmek için bir Arduino aracılığıyla da çalıştırılabilir.

Tam Arduino tabanlı devre şeması aşağıda görülebilir:

Program Kodu aşağıda verilmiştir:

//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
}

Tam Köprü İnvertör Konsepti

4 N-kanallı mosfet içeren tam bir köprü mosfet ağını kullanmak asla kolay değildir, bunun yerine karmaşık yüksek taraf sürücü ağlarını içeren oldukça karmaşık bir devre gerektirir.

Benim geliştirdiğim aşağıdaki devreyi incelerseniz, sonuçta bu tür ağları tasarlamanın o kadar da zor olmadığını ve sıradan bileşenlerle bile yapılabileceğini keşfedeceksiniz.

4 N-kanallı mosfet kullanan modifiye edilmiş 1 kva invertör devresi şeklinde olan gösterilen devre şeması yardımıyla konsepti inceleyeceğiz.

Hepimizin bildiği gibi, 4 N-kanallı mosfet bir H-köprü ağı Bir önyükleme ağı, drenajları yüksek tarafa veya aküye (+) veya verilen kaynağın pozitif tarafına bağlanan yüksek tarafı veya üstteki iki mosfeti sürmek için zorunlu hale gelir.

Önerilen tasarımda, önyükleme ağı, altı NOT geçidi ve birkaç başka pasif bileşen yardımıyla oluşturulmuştur.

Tampon olarak yapılandırılmış NOT geçitlerinin çıkışı, besleme aralığının iki katı voltaj üretir, yani besleme 12V ise, NOT geçit çıkışları yaklaşık 22V üretir.

Bu yükseltilmiş voltaj, iki ilgili NPN transistörünün yayıcı uçları aracılığıyla yüksek taraftaki mosfetlerin kapılarına uygulanır.

Bu transistörler, köprünün iki kolundaki çapraz olarak eşleştirilmiş mosfetler dönüşümlü olarak hareket ederken, bir seferde çapraz olarak zıt mosfetler iletilecek şekilde değiştirilmelidir.

Bu işlev, teknik olarak Johnson'ın 10 sayaç / bölücü IC ile bölünmesi olarak adlandırılan sıralı çıkışlı yüksek jeneratör IC 4017 tarafından etkin bir şekilde gerçekleştirilir.

Önyükleme Ağı

Yukarıdaki IC için sürüş frekansı, harici bir osilatör aşamasına ihtiyaç duymamak için önyükleme ağının kendisinden türetilir.

Önyükleme ağının frekansı, transformatörün çıkış frekansı gerekli özelliklere göre gerekli 50 veya 60 Hz derecesine optimize edilecek şekilde ayarlanmalıdır.

Sıralama sırasında, IC 4017'nin çıkışları bağlı olan mosfetleri uygun şekilde tetikleyerek, inverterin çalışmasını etkinleştiren takılı transformatör sargısı üzerinde gerekli itme-çekme etkisini üretir.

NPN transistörleri ile birlikte görülebilen PNP transistörü, tüm sistemin verimli çalışmasını sağlamak için eylem sırasında mosfetlerin kapı kapasitansının etkin bir şekilde boşaltılmasını sağlar.

Mosfetlere yapılan pin çıkışı bağlantıları, bireysel tercihlere göre değiştirilebilir ve değiştirilebilir, bu ayrıca sıfırlama pimi # 15 bağlantısının dahil edilmesini gerektirebilir.

Dalga Biçimi Görüntüleri

Yukarıdaki tasarım hobi meraklılarından biri olan ve bu bloga katkıda bulunan Bay Robin Peter tarafından test edildi ve doğrulandı, aşağıdaki dalga formu görüntüleri test işlemi sırasında kendisi tarafından kaydedildi.