Hoe bouw je een 400 Watt High Power Inverter Circuit

Geïnteresseerd om uw eigen omvormer met ingebouwde oplader? In dit artikel wordt een eenvoudig 400 watt omvormercircuit met oplader gegeven dat heel eenvoudig kan worden gebouwd en geoptimaliseerd. Lees de volledige discussie door middel van nette illustraties.

Invoering

Een enorme omvormer van 400 watt met ingebouwd laadcircuit is in dit artikel grondig uitgelegd aan de hand van schakelschema's. Een eenvoudige berekening om de basisweerstanden van de transistor te evalueren, is ook besproken.

Ik heb de constructie van een paar besproken goede invertercircuits door enkele van mijn vorige artikelen en ik ben echt opgewonden door de overweldigende respons die ik van de lezers krijg. Geïnspireerd door de populaire vraag heb ik weer een interessant, krachtiger circuit ontworpen van een omvormer met ingebouwde oplader.

Het huidige circuit, hoewel vergelijkbaar in werking, is interessanter en geavanceerder vanwege het feit dat het een ingebouwde acculader heeft en dat het ook volledig automatisch is.

Zoals de naam al doet vermoeden, zal het voorgestelde circuit een enorme stroom van 400 watt (50 Hz) produceren uit een 24 volt vrachtwagenbatterij, met een efficiëntie van maar liefst 78%.

Omdat het volledig automatisch is, kan het apparaat permanent op het lichtnet zijn aangesloten. Zolang de ingang AC beschikbaar is, wordt de omvormer-batterij continu opgeladen zodat deze altijd in een bijgevulde, standby-positie wordt gehouden.

Zodra de batterij volledig is opgeladen, schakelt een intern relais automatisch om en schakelt de batterij naar de omvormermodus en wordt de aangesloten uitgangsbelasting onmiddellijk door de omvormer gevoed.

Op het moment dat de accuspanning onder het vooraf ingestelde niveau daalt, schakelt het relais om en schakelt de accu over naar de oplaadmodus en herhaalt de cyclus zich.

Zonder meer tijd te verspillen, gaan we meteen over op de bouwprocedure.

Onderdelenlijst voor het schakelschema

Voor de opbouw van het invertercircuit heeft u de volgende onderdelen nodig:

Alle weerstanden zijn ¼ watt, CFR 5%, tenzij anders vermeld.

• R1 ---- R6 = Te berekenen - Lees aan het einde van het artikel
• R7 = 100K (50Hz), 82K (60Hz)
• R8 = 4K7,
• R9 = 10K,
• P1 = 10K,
• C1 = 1000 µ / 50 V,
• C2 = 10 µ / 50 V,
• C3 = 103, KERAMIEK,
• C4, C5 = 47 µ / 50 V,
• T1, 2, 5, 6 = BDY29,
• T3, 4 = TIP 127,
• T8 = BC547B
• D1 ----- D6 = 1N 5408,
• D7, D8 = 1N4007,
• RELAIS = 24 VOLT, SPDT
• IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
• IC2 = 7812,
• OMVORMER TRANSFORMATOR = 20 - 0 - 20 V, 20 AMP. UITGANG = 120V (60Hz) OF 230V (50Hz),
• TRNASFORMATOR OPLADEN = 0 - 24V, 5 AMP. INGANG = 120V (60Hz) OF 230V (50Hz) NETVOEDING AC

Circuit functioneert

We weten al dat een omvormer in feite bestaat uit een oscillator die de volgende vermogenstransistors aandrijft, die op hun beurt de secundaire van een vermogenstransformator afwisselend van nul naar de maximale voedingsspanning schakelt, waardoor een krachtig verhoogde AC wordt geproduceerd aan de primaire uitgang van de transformator. .

In deze schakeling vormt IC 4093 de belangrijkste oscillerende component. Een van de poorten N1 is geconfigureerd als een oscillator, terwijl de andere drie poorten N2, N3 en N4 allemaal zijn verbonden als buffers.

De oscillerende uitgangen van de buffers worden naar de basis van de stroomversterkertransistoren T3 en T4 gevoerd. Deze zijn intern geconfigureerd als Darlington-paren en verhogen de stroom tot een geschikt niveau.

Deze stroom wordt gebruikt om de eindtrap van vermogenstransistoren T1, 2, 5 en 6 aan te sturen.

Deze transistors kunnen in reactie op hun wisselende basisspanning het volledige voedingsvermogen omschakelen naar de secundaire wikkeling van de transformator om een ​​gelijkwaardig niveau van AC-uitgang te genereren.

Het circuit bevat ook een apart gedeelte voor automatische batterijlader.

Hoe te bouwen?

Het constructiegedeelte van dit project is vrij eenvoudig en kan worden voltooid via de volgende eenvoudige stappen:

Begin met de constructie door de koellichamen te fabriceren. Snijd twee stukken van 12 bij 5 inch aluminium platen met een dikte van ½ cm elk.

Buig ze om twee compacte 'C' -kanalen te vormen. Boor nauwkeurig een paar gaten van grootte TO-3 op elke warmteafleider en pas de vermogenstransistors T3 --- T6 stevig over de warmteafleiders met behulp van schroeven, moeren en veerringen.

Nu kunt u doorgaan met de constructie van de printplaat met behulp van het gegeven schakelschema. Plaats alle componenten samen met de relais, verbind hun draden met elkaar en soldeer ze aan elkaar.

Houd transistors T1 en T2 een beetje op afstand van de andere componenten, zodat u voldoende ruimte kunt vinden om de TO-220-type koellichamen eroverheen te monteren.

Verbind vervolgens de basis en de zender van de T3, 4, 5 en T6 met de juiste punten op de printplaat. Verbind ook de collector van deze transistors met de secundaire wikkeling van de transformator met behulp van dikke koperdraden (15 SWG) volgens het getoonde schakelschema.

Klem en bevestig het geheel in een goed geventileerde sterke metalen kast. Maak de fittingen absoluut stevig met bouten en moeren.

Werk het apparaat af door de externe schakelaars, het netsnoer, de uitgangen, de accuklemmen, de zekering etc. over de kast te plaatsen.

Hiermee is de constructie van deze omvormer met ingebouwde oplader afgerond.

Hoe de transistorbasisweerstand voor omvormers te berekenen

De waarde van de basisweerstand voor een bepaalde transistor zal grotendeels afhangen van de collectorbelasting en de basisspanning. De volgende uitdrukking biedt een eenvoudige oplossing om de basisweerstand van een transistor nauwkeurig te berekenen.

R1 = (Ub - 0,6) * Hfe / ILOAD

Hier Ub = bronspanning naar R1,

Hfe = voorwaartse stroomversterking (voor TIP 127 is het min of meer 1000, voor BDY29 is het ongeveer 12)

ILOAD = Stroom vereist om de collectorbelasting volledig te activeren.

Het berekenen van de basisweerstand van de verschillende transistors die in het huidige circuit zijn betrokken, wordt nu dus vrij eenvoudig. Het kan het beste worden gedaan met de volgende punten.

We beginnen eerst met het berekenen van de basisweerstanden voor de BDY29-transistoren.

Volgens de formule moeten we hiervoor ILOAD kennen, wat hier toevallig de secundaire halve wikkeling van de transformator is. Meet met een digitale multimeter de weerstand van dit deel van de transformator.

Zoek vervolgens met behulp van de wet van Ohm de stroom (I) die door deze wikkeling gaat (hier U = 24 volt).

R = U / I of I = U / R = 24 / R

• Deel het antwoord door twee, want de stroom van elke halve wikkeling wordt parallel door de twee BDY29's verdeeld.
• Omdat we weten dat de voedingsspanning die wordt ontvangen van de collector van TIP127 24 volt zal zijn, krijgen we de basisbronspanning voor BDY29-transistors.
• Met behulp van alle bovenstaande gegevens kunnen we nu heel eenvoudig de waarde van de basisweerstanden voor de transistoren BDY29 berekenen.
• Zodra u de waarde van de basisweerstand van BDY29 hebt gevonden, wordt dit uiteraard de collectorbelasting voor de TIP 127-transistor.
• Zoek vervolgens, zoals hierboven met behulp van de wet van Ohm, de stroom die door de bovenstaande weerstand gaat. Als je het eenmaal hebt, kun je doorgaan met het vinden van de waarde van de basisweerstand voor de TIP 127-transistor door simpelweg de formule te gebruiken die aan het begin van het artikel wordt gepresenteerd.
• De hierboven toegelichte eenvoudige transistorberekeningsformule kan worden gebruikt om de waarde van de basisweerstand te vinden van elke transistor die bij een circuit is betrokken

Het ontwerpen van een eenvoudige Mosfet-gebaseerde 400 Watt-omvormer

Laten we nu nog een ander ontwerp bestuderen dat misschien wel het gemakkelijkste 400 watt sinusgolf-equivalent invertercircuit is. Het werkt met het laagste aantal componenten en levert optimale resultaten. Het circuit is aangevraagd door een van de actieve deelnemers van deze blog.

Het circuit is eigenlijk geen sinusgolf, maar het is de digitale versie en is bijna net zo efficiënt als zijn sinusvormige tegenhanger.

Hoe het werkt

Aan de hand van het schakelschema kunnen we getuige zijn van de vele voor de hand liggende stadia van een omvormertopologie. De poorten N1 en N2 vormen de oscillatortrap en zijn verantwoordelijk voor het genereren van de basispulsen van 50 of 60 Hz, hier is het gedimensioneerd voor het genereren van ongeveer 50 Hz uitvoer.

De poorten zijn van de IC 4049 die uit 6 NIET-poorten bestaat, twee zijn gebruikt in de oscillatortrap, terwijl de overige vier zijn geconfigureerd als buffers en omvormers (voor het omdraaien van de blokgolfpulsen, N4, N5)

Tot hier gedragen de trappen zich als een gewone blokgolfomvormer, maar de introductie van de IC 555-trap transformeert de hele configuratie in een digitaal gestuurd sinusomvormercircuit.

De IC 555-sectie is bedraad als een stabiele MV, de 100K-pot wordt gebruikt voor het optimaliseren van het PWM-effect van pin # 3 van de IC.

De negatief gaande pulsen van de IC 555 worden hier alleen gebruikt voor het trimmen van de blokgolfpulsen aan de poorten van de respectievelijke MOSFET's, via de bijbehorende diodes.

De gebruikte MOSFET's kunnen van elk type zijn dat in staat is om 50V bij 30 ampère aan te kunnen.

De 24 accu's moeten worden gemaakt van twee 12V 40 AH-accu's in serie. De voeding naar de IC's moet worden verzorgd door een van de batterijen, omdat de IC's beschadigd raken bij 24 volt.

De 100K pot moet worden aangepast met behulp van een RMS-meter om de RMS-waarde aan de uitgang zo dicht mogelijk bij een origineel sinusgolfsignaal bij de relevante spanning te maken.

Het circuit is exclusief door mij ontwikkeld en ontworpen.

Feedback van de heer Rudi over het golfvormprobleem verkregen uit het bovenstaande 400 watt inverter-circuit

Hoi meneer,

Ik heb uw hulp nodig, meneer. ik ben net klaar met dit circuit. maar het resultaat is niet zoals ik had verwacht, zie mijn foto's hieronder.

Dit is de golfmaat vanaf de poortzijde (ook van de 555 en 4049 ic): het ziet er gewoon leuk uit. freq en duty cycle bijna op de gewenste waarde.

dit is de golfmaat vanaf de afvoerzijde van de mosfet. alles is in de war. freq en duty cycle zijn veranderingen.

dit meet ik aan de hand van de output van mijn transformator (voor testdoeleinden heb ik 2A 12v 0 12v - 220v CT gebruikt).

hoe krijg je de uitgangsgolf van de transformator, net als een poort? ik heb thuis ups. Ik probeer de output van de gate, drain en transformator te meten. de golfvorm is bijna hetzelfde op die kleine ups (gemodificeerde sinusgolf). hoe bereik ik dat resultaat in mijn circuit?

alstublieft vriendelijk helpen, bedankt meneer.

Het probleem met de golfvorm oplossen

Hoi Rudi,

het gebeurt waarschijnlijk door inductieve spikes van de transformator, probeer het volgende:

verhoog eerst de 555-frequentie een beetje meer, zodat de 'pilaren' over elke blokgolfcyclus er uniform en goed verdeeld uitzien. Het kan zijn dat een cyclus met vier pilaren er beter en beter uitziet dan het huidige golfvormpatroon.

sluit een grote condensator aan, mogelijk een 6800uF / 35V dwars over de accupolen.

sluit 12V zenerdiodes aan over de poort / bron van elk van de mosfets.

en sluit een condensator van 0.22uF / 400V aan over de uitgangswikkeling van de transformator ... en controleer de respons opnieuw.