Interessato a fare il tuo proprio inverter di potenza con caricatore integrato? In questo articolo è stato fornito un semplice circuito inverter da 400 watt con caricabatterie che può essere costruito e ottimizzato molto facilmente. Leggi la discussione completa attraverso illustrazioni nitide.

introduzione

Un enorme inverter da 400 watt con circuito di ricarica integrato è stato spiegato a fondo in questo articolo attraverso gli schemi circuitali. È stato anche discusso un semplice calcolo per valutare le resistenze di base del transistor.

Ho discusso della costruzione di alcuni buoni circuiti inverter attraverso alcuni dei miei articoli precedenti e sono davvero entusiasta della risposta travolgente che sto ricevendo dai lettori. Ispirato dalla grande richiesta, ho progettato un altro circuito interessante e più potente di un inverter di potenza con caricatore incorporato.

Il circuito attuale, sebbene simile nel funzionamento, è più interessante e avanzato per il fatto che ha un caricabatteria integrato e anche questo completamente automatico.

Come suggerisce il nome, il circuito proposto produrrà un'enorme potenza di 400 watt (50 Hz) da una batteria per camion da 24 volt, con un'efficienza fino al 78%.

Poiché è completamente automatico, l'unità può essere collegata in modo permanente alla rete elettrica CA. Finché l'ingresso AC è disponibile, la batteria dell'inverter viene continuamente caricata in modo da essere sempre mantenuta in una posizione di riposo e carica.

Non appena la batteria è completamente carica, un relè interno si attiva automaticamente e sposta la batteria in modalità inverter e il carico di uscita collegato viene immediatamente alimentato tramite l'inverter.

Nel momento in cui la tensione della batteria scende al di sotto del livello preimpostato, il relè commuta e sposta la batteria in modalità di ricarica e il ciclo si ripete.

Senza perdere altro tempo passiamo subito alla procedura di costruzione.

Elenco delle parti per lo schema del circuito

Per la costruzione del circuito inverter sono necessarie le seguenti parti:

Tutti i resistori sono ¼ watt, CFR 5%, salvo diversa indicazione.

R1 ---- R6 = Da calcolare - Leggere alla fine dell'articolo
R7 = 100 K (50 Hz), 82 K (60 Hz)
R8 = 4K7,
R9 = 10K,
P1 = 10K,
C1 = 1000µ / 50V,
C2 = 10µ / 50V,
C3 = 103, CERAMICA,
C4, C5 = 47µ / 50V,
T1, 2, 5, 6 = BDY29,
T3, 4 = SUGGERIMENTO 127,
T8 = BC547B
D1 ----- D6 = 1N 5408,
D7, D8 = 1N4007,
RELÈ = 24 VOLT, SPDT
IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
IC2 = 7812,
TRASFORMATORE INVERTER = 20 - 0 - 20 V, 20 AMPS. USCITA = 120 V (60 Hz) O 230 V (50 Hz),
TRNASFORMER DI RICARICA = 0 - 24V, 5 AMPS. INGRESSO = 120 V (60 Hz) O 230 V (50 Hz) RETE AC

Funzionamento del circuito

Sappiamo già che un inverter è sostanzialmente costituito da un oscillatore che pilota i successivi transistor di potenza che a loro volta commuta il secondario di un trasformatore di potenza alternativamente da zero alla massima tensione di alimentazione, producendo così una potente AC potenziata all'uscita primaria del trasformatore .

In questo circuito IC 4093 costituisce il principale componente oscillante. Una delle sue porte N1 è configurata come un oscillatore, mentre le altre tre porte N2, N3, N4 sono tutte collegate come buffer.

Le uscite oscillanti dei buffer sono alimentate alla base dei transistor amplificatori di corrente T3 e T4. Questi sono configurati internamente come coppie Darlington e aumentano la corrente a un livello adeguato.

Questa corrente viene utilizzata per pilotare lo stadio di uscita costituito dai transistor di potenza T1, 2, 5 e 6.

Questi transistor in risposta alla sua tensione di base alternata sono in grado di commutare l'intera potenza di alimentazione nell'avvolgimento secondario del trasformatore per generare un livello equivalente di uscita AC.

“come funziona la tecnologia wireless? ”

Il circuito incorpora anche una sezione separata per il caricabatteria automatico.

Come costruire?

La parte di costruzione di questo progetto è piuttosto semplice e può essere completata attraverso i seguenti semplici passaggi:

Inizia la costruzione fabbricando i dissipatori di calore. Taglia due pezzi di 12 x 5 pollici di fogli di alluminio, dello spessore di ½ cm ciascuno.

Piegateli per formare due canali “C” compatti. Praticare con precisione un paio di fori di dimensioni TO-3 su ciascun dissipatore di calore in modo che i transistor di potenza T3 --- T6 siano ben stretti sui dissipatori di calore utilizzando viti, dadi e rondelle elastiche.

Ora puoi procedere per la costruzione del circuito stampato con l'aiuto dello schema circuitale fornito. Inserire tutti i componenti insieme ai relè, interconnettere i loro cavi e saldarli insieme.

Tenere i transistor T1 e T2 poco distanti dagli altri componenti in modo da poter trovare spazio sufficiente per montare il tipo TO-220 di dissipatori di calore su di essi.

Quindi procedere per collegare la base e l'emettitore di T3, 4, 5 e T6 ai punti appropriati sulla scheda del circuito. Collegare anche il collettore di questi transistor all'avvolgimento secondario del trasformatore utilizzando fili di rame di grosso spessore (15 SWG) come da schema elettrico mostrato.

Bloccare e fissare l'intero assieme all'interno di un robusto armadio metallico ben ventilato. Rendere i raccordi assolutamente saldi utilizzando dadi e bulloni.

Completare l'unità installando gli interruttori esterni, il cavo di alimentazione, le prese di uscita, i terminali della batteria, il fusibile, ecc. Sull'armadio.

Questo conclude la costruzione di questo inverter di potenza con caricatore incorporato.

Come calcolare la resistenza di base del transistor per gli inverter

Il valore del resistore di base per un particolare transistor dipenderà in gran parte dal suo carico di collettore e dalla tensione di base. La seguente espressione fornisce una soluzione semplice per calcolare con precisione la resistenza di base di un transistor.

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

Qui Ub = tensione sorgente a R1,

Hfe = guadagno di corrente diretta (per TIP 127 è più o meno 1000, per BDY29 è circa 12)

ILOAD = Corrente richiesta per attivare completamente il carico del collettore.

Quindi, ora calcolare la resistenza di base dei vari transistor coinvolti nel presente circuito diventa piuttosto semplice. È meglio farlo con i seguenti punti.

Iniziamo innanzitutto calcolando le resistenze di base per i transistor BDY29.

Come da formula, per questo avremo bisogno di conoscere ILOAD, che qui sembra essere il mezzo avvolgimento secondario del trasformatore. Utilizzando un multimetro digitale, misurare la resistenza di questa parte del trasformatore.

Quindi, con l'aiuto della legge di Ohms, trova la corrente (I) che passerà attraverso questo avvolgimento (qui U = 24 volt).

R = U / I o I = U / R = 24 / R

Dividi la risposta per due, perché la corrente di ciascun semavvolgimento viene divisa in parallelo tra i due BDY29.
Poiché sappiamo che la tensione di alimentazione ricevuta dal collettore di TIP127 sarà di 24 volt, otteniamo la tensione di source di base per i transistor BDY29.
Usando tutti i dati di cui sopra possiamo ora calcolare molto facilmente il valore delle resistenze di base per i transistor BDY29.
Una volta trovato il valore della resistenza di base di BDY29, diventerà ovviamente il carico del collettore per il transistor TIP 127.
Successivamente come sopra usando la legge di Ohm, trova la corrente che passa attraverso il resistore sopra. Una volta ottenuto, puoi continuare a trovare il valore del resistore di base per il transistor TIP 127 semplicemente utilizzando la formula presentata all'inizio dell'articolo.
La semplice formula di calcolo del transistor sopra spiegata può essere utilizzata per trovare il valore del resistore di base di qualsiasi transistor coinvolto in qualsiasi circuito

Progettazione di un semplice inverter da 400 Watt basato su Mosfet

Ora studiamo un altro progetto che è forse il più semplice circuito inverter a onda sinusoidale equivalente da 400 watt. Funziona con il minor numero di componenti ed è in grado di produrre risultati ottimali. Il circuito è stato richiesto da uno dei partecipanti attivi di questo blog.

Il circuito non è in realtà un'onda sinusoidale nel vero senso della parola, tuttavia è la versione digitale ed è efficiente quasi quanto la sua controparte sinusoidale.

Come funziona

Dallo schema elettrico siamo in grado di testimoniare le molte fasi evidenti di una topologia di inverter. Le porte N1 e N2 formano lo stadio dell'oscillatore ed è responsabile della generazione degli impulsi di base a 50 o 60 Hz, qui è stata dimensionata per generare circa 50 Hz di uscita.

Le porte provengono dall'IC 4049 che consiste di 6 porte NOT, due sono state utilizzate nello stadio dell'oscillatore mentre le restanti quattro sono configurato come buffer e inverter (per capovolgere gli impulsi ad onda quadra, N4, N5)

Fino ad ora, gli stadi si comportano come un normale inverter a onda quadra, ma l'introduzione dello stadio IC 555 trasforma l'intera configurazione in un circuito inverter a onda sinusoidale controllato digitalmente.

La sezione IC 555 è stata cablata come MV astabile, il potenziometro 100K viene utilizzato per ottimizzare l'effetto PWM dal pin # 3 dell'IC.

Gli impulsi ad andamento negativo dall'IC 555 vengono utilizzati qui solo per troncare gli impulsi ad onda quadra ai gate dei rispettivi MOSFET, tramite i diodi corrispondenti.

I MOSFET utilizzati possono essere di qualsiasi tipo in grado di gestire 50 V a 30 ampere.

Le 24 batterie devono essere costituite da due batterie da 12V 40 AH in serie. L'alimentazione ai circuiti integrati deve essere fornita da una qualsiasi delle batterie, poiché i circuiti integrati verranno danneggiati a 24Volt.

Il potenziometro da 100K deve essere regolato utilizzando un misuratore RMS per rendere il valore RMS in uscita il più vicino possibile a un segnale sinusoidale originale alla relativa tensione.

Il circuito è stato sviluppato e progettato esclusivamente da me.

Feedback del Sig. Rudi riguardo al problema della forma d'onda ottenuto dal circuito inverter da 400 watt sopra

salve, signore,

ho bisogno del tuo aiuto signore. ho appena finito questo circuito. ma il risultato non è quello che mi aspettavo, fare riferimento alle mie immagini qui sotto.

Questa è la misura dell'onda dal lato del gate (anche dal 555 e dal 4049 ic): sembra semplicemente carino. freq e duty cycle quasi al valore desiderato.

questa è la misura dell'onda dal lato di scarico del mosfet. tutto è incasinato. freq e duty cycle sono modifiche.

questo è misurato dall'uscita del mio trasformatore (a scopo di test ho usato 2A 12v 0 12v - 220v CT).

come ottenere l'onda di uscita del trasformatore proprio come quella del cancello? ho un aumento a casa. provo a misurare il cancello, lo scarico e l'uscita del trasformatore. la forma d'onda è quasi la stessa su quel piccolo up (onda sinusoidale modificata). come ottengo quel risultato nel mio circuito?

si prega gentilmente di aiutare, grazie signore.

Risoluzione del problema della forma d'onda

Ciao Rudi,

probabilmente sta accadendo a causa di picchi induttivi del trasformatore, prova quanto segue:

prima aumentare la frequenza 555 un po 'di più in modo che i 'pilastri' in ogni ciclo di onda quadra appaiano uniformi e ben distribuiti..può essere un ciclo a 4 pilastri sarebbe migliore e più stabile rispetto al modello di forma d'onda attuale.