5kva Ferrite Core Inverter Circuit - แผนผังการทำงานเต็มรูปแบบพร้อมรายละเอียดการคำนวณ

ในโพสต์นี้เราจะพูดถึงการสร้างวงจรอินเวอร์เตอร์ 5,000 วัตต์ซึ่งรวมเอาหม้อแปลงแกนเฟอร์ไรต์ดังนั้นจึงมีขนาดกะทัดรัดอย่างมากเมื่อเทียบกับแกนเหล็กทั่วไป

แผนภาพบล็อก

โปรดทราบว่าคุณสามารถแปลงอินเวอร์เตอร์แกนเฟอร์ไรต์เป็นกำลังไฟฟ้าที่ต้องการได้ตั้งแต่ 100 วัตต์ถึง 5 กิโลวัตต์หรือตามความต้องการของคุณเอง

การทำความเข้าใจแผนภาพบล็อกด้านบนนั้นค่อนข้างง่าย:

อินพุต DC ซึ่งอาจเป็นผ่านแบตเตอรี่ 12V, 24V หรือ 48V หรือแผงโซลาร์เซลล์ถูกนำไปใช้กับอินเวอร์เตอร์ที่ใช้เฟอร์ไรต์ซึ่งจะแปลงเป็นเอาต์พุต 220V AC ความถี่สูงที่ประมาณ 50 kHz

แต่เนื่องจากความถี่ 50 kHz อาจไม่เหมาะกับเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านของเราเราจึงต้องแปลง AC ความถี่สูงนี้เป็น 50 Hz / 220V หรือ 120V AC / 60Hz ที่ต้องการ

สิ่งนี้ดำเนินการผ่านขั้นตอนอินเวอร์เตอร์ H-bridge ซึ่งจะแปลงความถี่สูงนี้เป็นเอาต์พุตเป็น 220V AC ที่ต้องการ

อย่างไรก็ตามสำหรับขั้นตอนนี้ H-bridge จะต้องมีค่าสูงสุดของ 220V RMS ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 310V DC

สิ่งนี้ทำได้โดยใช้สเตจวงจรเรียงกระแสสะพานซึ่งแปลง 220V ความถี่สูงเป็น 310 V DC

ในที่สุดแรงดันบัส 310 V DC นี้จะถูกแปลงกลับเป็น 220 V 50 Hz โดยใช้ H-bridge

นอกจากนี้เรายังสามารถเห็นสเตจออสซิลเลเตอร์ 50 เฮิรตซ์ที่ขับเคลื่อนโดยแหล่ง DC เดียวกัน ออสซิลเลเตอร์นี้เป็นทางเลือกที่แท้จริงและอาจจำเป็นสำหรับวงจร H-bridge ซึ่งไม่มีออสซิลเลเตอร์ของตัวเอง ตัวอย่างเช่นถ้าเราใช้สะพาน H ที่ใช้ทรานซิสเตอร์เราอาจต้องใช้สเตจออสซิลเลเตอร์นี้เพื่อใช้งานมอสเฟตด้านสูงและด้านต่ำให้สอดคล้องกัน

อัพเดท: คุณอาจต้องการข้ามไปที่การอัปเดตใหม่โดยตรง การออกแบบที่เรียบง่าย 'ใกล้ด้านล่างของบทความนี้ซึ่งอธิบายถึงเทคนิคขั้นตอนเดียวในการรับเอาท์พุทคลื่นไซน์ 5 kva แบบไม่ใช้หม้อแปลงแทนที่จะใช้กระบวนการสองขั้นตอนที่ซับซ้อนตามที่กล่าวไว้ในแนวคิดด้านล่าง:

การออกแบบเฟอร์ไรต์โคตอินเวอร์เตอร์ที่เรียบง่าย

ก่อนที่เราจะเรียนรู้เวอร์ชัน 5kva ต่อไปนี้เป็นการออกแบบวงจรที่ง่ายกว่าสำหรับผู้มาใหม่ วงจรนี้ไม่ได้ใช้ IC ไดรเวอร์พิเศษใด ๆ แต่ใช้งานได้กับมอสเฟตแบบ n-channel เท่านั้นและ a เวที bootstrapping

แผนภาพวงจรทั้งหมดสามารถดูได้ด้านล่าง:

400V, 10 แอมป์ MOSFET IRF740 ข้อมูลจำเพาะ

ในวงจรอินเวอร์เตอร์เฟอร์ไรต์ 12V ถึง 220V AC แบบง่ายข้างต้นเราจะเห็นโมดูลตัวแปลง DC 12V ถึง 310V ที่พร้อมใช้งาน ซึ่งหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องสร้างหม้อแปลงที่ใช้แกนเฟอร์ไรต์ที่ซับซ้อน สำหรับผู้ใช้ใหม่การออกแบบนี้อาจเป็นประโยชน์อย่างมากเนื่องจากสามารถสร้างอินเวอร์เตอร์นี้ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องขึ้นอยู่กับการคำนวณที่ซับซ้อนและ การเลือกแกนเฟอร์ไรต์

ข้อกำหนดเบื้องต้นในการออกแบบ 5 kva

ก่อนอื่นคุณต้องหาแหล่งจ่ายไฟ 60V DC สำหรับจ่ายไฟให้กับวงจรอินเวอร์เตอร์ 5kVA ที่เสนอ ความตั้งใจคือการออกแบบอินเวอร์เตอร์แบบสวิตชิ่งซึ่งจะแปลงแรงดันไฟฟ้า DC 60V เป็น 310V ที่สูงขึ้นที่กระแสไฟฟ้าที่ลดลง

โทโพโลยีที่ตามมาในสถานการณ์นี้คือโทโพโลยีแบบกด - ดึงซึ่งใช้หม้อแปลงในอัตราส่วน 5:18 สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่คุณอาจต้องการและขีด จำกัด กระแส - ทั้งหมดนี้ใช้พลังงานจากแหล่งแรงดันไฟฟ้าอินพุต นอกจากนี้ในอัตราเดียวกันอินเวอร์เตอร์จะเร่งกระแสที่อนุญาต

เมื่อพูดถึงแหล่งอินพุต 20A คุณสามารถรับ 2 - 5A ได้ อย่างไรก็ตามแรงดันเอาต์พุตสูงสุดของอินเวอร์เตอร์ 5kva นี้อยู่ที่ประมาณ 310V

ข้อมูลจำเพาะของ Ferrite Transformer และ Mosfet

ในเรื่องสถาปัตยกรรมหม้อแปลง Tr1 มีรอบหลัก 5 + 5 และ 18 สำหรับรอง สำหรับการสลับสามารถใช้ 4 + 4 MOSFET (ชนิด IXFH50N20 (50A, 200V, 45mR, Cg = 4400pF) นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ MOSFET ของแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่มี Uds 200V (150V) พร้อมกับความต้านทานนำไฟฟ้าน้อยที่สุด ความต้านทานประตูที่ใช้และประสิทธิภาพในความเร็วและความจุต้องดีเยี่ยม

ส่วนเฟอร์ไรต์ Tr1 ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เฟอร์ไรต์ c 15x15 มม. ตัวเหนี่ยวนำ L1 ได้รับการออกแบบโดยใช้วงแหวนผงเหล็กห้าวงที่อาจพันเป็นสายไฟ สำหรับแกนตัวเหนี่ยวนำและชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องคุณสามารถหาได้จากอินเวอร์เตอร์รุ่นเก่า (56v / 5V) และอยู่ในขั้นตอนการดูแคลน

ใช้ Full Bridge IC

สำหรับวงจรรวม IC IR2153 สามารถใช้งานได้ เอาต์พุตของ IC สามารถเห็นบัฟเฟอร์กับขั้นตอน BJT ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจากความจุประตูขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องใช้บัฟเฟอร์ในรูปแบบของคู่เสริมของเพาเวอร์แอมป์ทำให้ทรานซิสเตอร์ BD139 และ BD140 NPN / PNP สองตัวทำงานได้ดี

IC สำรองสามารถเป็น SG3525

คุณอาจลองใช้วงจรควบคุมอื่น ๆ เช่น SG3525 . นอกจากนี้คุณสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของอินพุตและทำงานเชื่อมต่อโดยตรงกับไฟหลักเพื่อการทดสอบ

โทโพโลยีที่ใช้ในวงจรนี้มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการแยกกระแสไฟฟ้าและความถี่ในการทำงานอยู่ที่ประมาณ 40 kHz ในกรณีที่คุณวางแผนที่จะใช้อินเวอร์เตอร์สำหรับการทำงานขนาดเล็กคุณจะไม่ระบายความร้อน แต่เพื่อการใช้งานที่ยาวนานขึ้นอย่าลืมเพิ่มสารทำความเย็นโดยใช้พัดลมหรือฮีทซิงค์ขนาดใหญ่ พลังงานส่วนใหญ่จะสูญเสียไปที่ไดโอดเอาต์พุตและแรงดันไฟฟ้า Schottky จะต่ำประมาณ 0.5V

สามารถรับอินพุต 60V ได้โดยการใส่แบตเตอรี่ 12V จำนวน 5 ก้อนในซีรีย์ระดับ Ah ของแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะต้องได้รับการจัดอันดับที่ 100 Ah

ดาต้าชีท IR2153

โปรดอย่าใช้ BD139 / BD140 แทนที่จะใช้ BC547 / BC557 สำหรับขั้นตอนของไดรเวอร์ด้านบน

เวที 330V ความถี่สูง

220V ที่ได้รับที่เอาต์พุตของ TR1 ในวงจรอินเวอร์เตอร์ 5 kva ด้านบนยังไม่สามารถใช้สำหรับการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าปกติได้เนื่องจากเนื้อหา AC จะสั่นที่ความถี่อินพุต 40 kHz สำหรับการแปลง 220V AC ด้านบน 40 kHz เป็น 220V 50 Hz หรือ AC 120V 60Hz จำเป็นต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติมตามที่ระบุไว้ด้านล่าง:

อันดับแรก 220V 40kHz จะต้องได้รับการแก้ไข / กรองผ่านวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ซึ่งประกอบด้วยไดโอดการกู้คืนที่รวดเร็วที่พิกัดประมาณ 25 แอมป์ 300V และตัวเก็บประจุ 10uF / 400V

การแปลง 330 V DC เป็น 50 Hz 220 V AC

จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขซึ่งตอนนี้จะติดได้ถึง 310V จะต้องพัลส์ที่ 50 หรือ 60 Hz ที่ต้องการผ่านวงจรอินเวอร์เตอร์แบบเต็มสะพานอื่นดังที่แสดงด้านล่าง:

ตอนนี้เทอร์มินัลที่ระบุว่า 'โหลด' สามารถใช้เป็นเอาต์พุตสุดท้ายสำหรับการทำงานของโหลดที่ต้องการได้โดยตรง

ที่นี่ mosfets อาจเป็น IRF840 หรือประเภทที่เทียบเท่าก็ได้

วิธีไขลาน Ferrite Transformer TR1

หม้อแปลง TR1 เป็นอุปกรณ์หลักที่ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 220V ที่ 5kva โดยใช้แกนเฟอร์ไรต์ซึ่งสร้างขึ้นจากแกนเฟอร์ไรต์ EE สองแกนตามรายละเอียดด้านล่าง:

เนื่องจากพลังงานที่เกี่ยวข้องมีขนาดใหญ่ประมาณ 5kvs คอร์ E จึงต้องมีขนาดที่น่าเกรงขามจึงสามารถลองใช้เฟอร์ไรต์ E-core ประเภท E80 ได้

โปรดจำไว้ว่าคุณอาจต้องรวมแกน E มากกว่า 1 คอร์อาจเป็น 2 หรือ 3 คอร์ E เข้าด้วยกันวางเคียงข้างกันเพื่อให้ได้กำลังขับ 5KVA ขนาดใหญ่จากชุดประกอบ

ใช้เส้นที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะมีได้แล้วหมุน 5 + 5 รอบโดยใช้ลวดทองแดงเคลือบซุปเปอร์ 20 SWG 10 เส้นขนานกัน

หลังจากผ่านไป 5 รอบให้หยุดขดลวดปฐมภูมิหุ้มชั้นด้วยเทปฉนวนและเริ่มรอบ 18 รอบรองใน 5 รอบหลักนี้ ใช้ทองแดงเคลือบซุปเปอร์ 25 SWG 5 เส้นขนานกันสำหรับการม้วนรอบรอง

เมื่อครบ 18 รอบแล้วให้ยุติการเปลี่ยนผ่านทางขาออกของไส้กระสวยหุ้มด้วยเทปและม้วนอีก 5 รอบหลักที่เหลือเพื่อให้เสร็จสิ้น เฟอร์ไรต์ cored โครงสร้าง TR1 . อย่าลืมเข้าร่วมการสิ้นสุดของ 5 เทิร์นแรกด้วยการเริ่มต้นของเทิร์น 5 เทิร์นหลัก

วิธีการประกอบ E-Core

แผนภาพต่อไปนี้ให้แนวคิดเกี่ยวกับวิธีการใช้ E-core มากกว่า 1 คอร์สำหรับการใช้การออกแบบหม้อแปลงอินเวอร์เตอร์เฟอร์ไรต์ 5 KVA ที่กล่าวถึงข้างต้น:

แกนเฟอร์ไรต์ E80

คำติชมจาก Mr. Sherwin Baptista

ถึงทุกค ณ,

ในโครงการข้างต้นสำหรับหม้อแปลงฉันไม่ได้ใช้ตัวเว้นระยะระหว่างชิ้นส่วนแกนใด ๆ วงจรทำงานได้ดีกับ trafo cool ในขณะที่ใช้งาน ฉันมักจะชอบแกน EI

ฉันกรอกลับ trafos เสมอตามข้อมูลที่คำนวณแล้วใช้

ยิ่ง trafo เป็นแกน EI การแยกชิ้นส่วนเฟอร์ไรต์ก็ทำได้ง่ายกว่าการใช้แกน EE

ฉันยังลองเปิด EE core trafos แต่อนิจจาฉันจบลงด้วยการทำลายคอร์ในขณะที่แยกมันออก

ฉันไม่สามารถเปิดแกน EE ได้โดยไม่ทำลายแกนกลาง

จากการค้นพบของฉันมีบางสิ่งที่ฉันจะพูดโดยสรุป:

- อุปกรณ์จ่ายไฟเหล่านั้นที่มีแกน trafos แบบไม่มีช่องว่างทำงานได้ดีที่สุด (ฉันกำลังอธิบาย trafo จากแหล่งจ่ายไฟพีซี atx เก่าเนื่องจากฉันใช้สิ่งเหล่านี้เท่านั้นอุปกรณ์จ่ายไฟของพีซีจะไม่ล้มเหลวอย่างง่ายดายเว้นแต่จะเป็นตัวเก็บประจุแบบเป่าหรืออย่างอื่น) -

- อุปกรณ์เหล่านั้นที่มี trafos ที่มีตัวเว้นระยะบางมักจะเปลี่ยนสีและไม่เงียบในช่วงต้น (สิ่งนี้ฉันได้รับรู้จากประสบการณ์ตั้งแต่จนถึงวันที่ฉันซื้ออุปกรณ์ไฟฟ้ามือสองจำนวนมากเพื่อศึกษา) -

- แหล่งจ่ายไฟที่ถูกกว่ามากมียี่ห้อเช่น CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a ทั้งหมด

เฟอร์ไรต์ทราฟอสประเภทดังกล่าวมีชิ้นกระดาษหนากว่าระหว่างแกนและทั้งหมดล้มเหลวไม่ดี !!! -

ใน FINAL แกนหลักของ EI35 ทำงานได้ดีที่สุด (โดยไม่ทำให้ช่องว่างของอากาศ) ในโครงการข้างต้น

รายละเอียดการเตรียมวงจรอินเวอร์เตอร์แกนเฟอร์ไรต์ 5kva:

ขั้นตอนที่ 1:

• ใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึกขนาด 12v 10Ah จำนวน 5 ก้อน
• แรงดันไฟฟ้ารวม = 60v แรงดันไฟฟ้าจริง
• = 66v fullcharge (13.2v แต่ละแบต) แรงดันไฟฟ้า
• = 69v แรงดันไฟฟ้าระดับ Trickle

ขั้นตอนที่ 2:

หลังจากคำนวณแรงดันแบตเตอรี่เรามี 66 โวลต์ที่ 10 แอมป์เมื่อชาร์จเต็ม

• ถัดมาจ่ายไฟให้กับ ic2153
• 2153 มีแคลมป์ ZENER สูงสุด 15.6v ระหว่าง Vcc และ Gnd
• ดังนั้นเราจึงใช้ LM317 ที่มีชื่อเสียงเพื่อจ่ายไฟที่ควบคุม 13v ให้กับ ic

ขั้นตอนที่ 3:

lm317 regulator มีแพ็คเกจดังต่อไปนี้

1. LM317LZ - 1.2-37v 100ma ถึง -92
2. LM317T --- 1.2-37v 1.5amp ถึง -218
3. LM317AHV - 1.2-57v 1.5amp ถึง 220

เราใช้ lm317ahv ซึ่ง 'A' เป็นรหัสต่อท้ายและ 'HV' เป็นแพ็คเกจที่มีโวลต์สูง

เนื่องจากไอซีตัวควบคุมข้างต้นสามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าไม่เกิน 60 โวลต์และโวลต์เอาต์พุต 57 โวลต์

ขั้นตอนที่ 4:

• เราไม่สามารถจัดหา 66v โดยตรงไปยังแพ็คเกจ lm317ahv ได้เนื่องจากอินพุตสูงสุด 60v
• ดังนั้นเราจึงใช้ DIODES เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยเพื่อจ่ายไฟให้กับตัวควบคุม
• เราต้องลดลงประมาณ 10v อย่างปลอดภัยจากอินพุตสูงสุดของตัวควบคุมซึ่งเป็น 60v
• ดังนั้น 60v-10v = 50v
• ตอนนี้อินพุตสูงสุดที่ปลอดภัยไปยังตัวควบคุมจากไดโอดควรเป็น 50 โวลต์

ขั้นตอนที่ 5:

• เราใช้ไดโอด 1n4007 ปกติเพื่อลดแรงดันแบตเตอรี่เป็น 50v
• เนื่องจากเป็นซิลิกอนไดโอดแรงดันตกของแต่ละตัวจึงอยู่ที่ประมาณ 0.7 โวลต์
• ตอนนี้เราคำนวณจำนวนไดโอดที่ต้องการที่เราต้องการซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเป็น 50 โวลต์
• แรงดันแบตเตอรี่ = 66v
• คำนวณแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของชิปควบคุม = 50v
• ดังนั้น 66-50 = 16v
• ตอนนี้ 0.7 *? = 16v
• เราหาร 16 ด้วย 0.7 ซึ่งก็คือ 22.8 นั่นคือ 23
• ดังนั้นเราต้องรวมไดโอดประมาณ 23 ตัวเนื่องจากยอดรวมลดลงจากจำนวนเหล่านี้เป็น 16.1v
• ตอนนี้แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ปลอดภัยที่คำนวณได้ไปยังตัวควบคุมคือ 66v - 16.1v ซึ่งเป็น 49.9v appxm 50v

ขั้นตอนที่ 6:

• เราจัดหา 50v ให้กับชิปควบคุมและปรับเอาต์พุตเป็น 13v
• เพื่อการป้องกันที่มากขึ้นเราใช้เม็ดเฟอร์ไรต์เพื่อตัดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการบนแรงดันไฟฟ้าขาออก
• ควรติดตั้งตัวควบคุมบนฮีทซิงค์ขนาดพอดีเพื่อให้มันเย็น
• ตัวเก็บประจุแทนทาลัมที่เชื่อมต่อกับ 2153 เป็นตัวเก็บประจุที่สำคัญที่ทำให้ ic ได้รับ dc ที่ราบรื่นจากตัวควบคุม
• ค่าของมันสามารถลดลงจาก 47uf เป็น 1uf 25v ได้อย่างปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 7:

• ส่วนที่เหลือของวงจรจะได้รับ 66 โวลต์และจุดรับกระแสไฟฟ้าสูงในวงจรควรต่อด้วยสายเกจขนาดใหญ่
• สำหรับหม้อแปลงหลักควรเป็น 5 + 5 รอบและรอง 20 รอบ
• ความถี่ของ 2153 ควรตั้งไว้ที่ 60KHz

ขั้นตอนที่ 8:

วงจรแปลง ac ความถี่สูงเป็นความถี่ต่ำที่ใช้ชิป irs2453d ควรต่อสายให้เหมาะสมดังแสดงในแผนภาพ

เสร็จสมบูรณ์ในที่สุด .

การสร้างเวอร์ชัน PWM

โพสต์ต่อไปนี้กล่าวถึงวงจรอินเวอร์เตอร์ไซน์เวฟ 5kva PWM รุ่นอื่นที่ใช้หม้อแปลงแกนเฟอร์ไรต์ขนาดกะทัดรัด นาย Javeed เป็นผู้ร้องขอความคิด

ข้อกำหนดทางเทคนิค

ท่านที่รักโปรดแก้ไขเอาต์พุตด้วยแหล่ง PWM และอำนวยความสะดวกในการใช้งานการออกแบบที่ไม่แพงและประหยัดสำหรับผู้ยากไร้ทั่วโลกเช่นเราได้หรือไม่? หวังว่าคุณจะพิจารณาคำขอของฉัน ขอบคุณผู้อ่านที่รักใคร่ของคุณ

การออกแบบ

ในโพสต์ก่อนหน้านี้ฉันได้แนะนำวงจรอินเวอร์เตอร์ 5kva ที่ใช้แกนเฟอร์ไรต์ แต่เนื่องจากเป็นอินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยมจึงไม่สามารถใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆได้ดังนั้นการใช้งานจึงอาจถูก จำกัด ให้ใช้กับโหลดตัวต้านทานเท่านั้น

อย่างไรก็ตามการออกแบบเดียวกันนี้สามารถแปลงเป็นอินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์เทียบเท่า PWM ได้โดยการฉีดฟีด PWM ลงในมอสเฟตด้านต่ำดังที่แสดงในแผนภาพต่อไปนี้:

ขา SD ของ IC IRS2153 แสดงว่าเชื่อมต่อกับ Ct โดยไม่ถูกต้องโปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อกับสายกราวด์

คำแนะนำ: สามารถเปลี่ยนระยะ IRS2153 ได้อย่างง่ายดายด้วย IC 4047 เวที ในกรณีที่ IRS2153 ดูเหมือนยากที่จะได้รับ

ดังที่เราเห็นในวงจรอินเวอร์เตอร์ 5kva ที่ใช้ PWM ด้านบนการออกแบบนั้นคล้ายกับวงจรอินเวอร์เตอร์ 5kva เดิมของเราทุกประการยกเว้นขั้นตอนการป้อนบัฟเฟอร์ PWM ที่ระบุพร้อมมอสเฟ็ตด้านต่ำของสเตจไดรเวอร์ H-bridge

สามารถรับการแทรกฟีด PWM ผ่านมาตรฐานใดก็ได้ วงจรกำเนิด PWM โดยใช้ IC 555 หรือโดยใช้ multivibrator astable transistorized

สำหรับการจำลองแบบ PWM ที่แม่นยำยิ่งขึ้นคุณสามารถเลือกใช้ไฟล์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Bubba oscilator PWM สำหรับการจัดหา PWM ด้วยการออกแบบอินเวอร์เตอร์ 5kva sinewave ที่แสดงไว้ด้านบน

ขั้นตอนการก่อสร้างสำหรับการออกแบบข้างต้นไม่แตกต่างจากการออกแบบดั้งเดิมข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการรวมสเตจบัฟเฟอร์ BC547 / BC557 BJT เข้ากับมอสเซ็ตด้านต่ำของสเตจ IC แบบสะพานเต็มและฟีด PWM เข้าไป

ดีไซน์กะทัดรัดอีกแบบ

การตรวจสอบเล็กน้อยพิสูจน์ได้ว่าจริงๆแล้วขั้นตอนบนไม่จำเป็นต้องซับซ้อนขนาดนั้น

วงจรกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง 310V สามารถสร้างได้โดยใช้วงจรออสซิลเลเตอร์ทางเลือกอื่น ๆ ตัวอย่างการออกแบบแสดงไว้ด้านล่างซึ่งใช้ IC IR2155 แบบ half bridge เป็นออสซิลเลเตอร์ในลักษณะผลักดึง

อีกครั้งไม่มีการออกแบบเฉพาะที่อาจจำเป็นสำหรับสเตจเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 310V คุณสามารถลองทางเลือกอื่น ๆ ตามความต้องการของคุณตัวอย่างทั่วไปเช่น IC 4047, IC 555, TL494, LM567 เป็นต้น

รายละเอียดตัวเหนี่ยวนำสำหรับหม้อแปลงเฟอร์ไรต์ 310V ถึง 220V ข้างต้น

การออกแบบที่เรียบง่าย

ในการออกแบบข้างต้นเราได้กล่าวถึงอินเวอร์เตอร์แบบไม่มีหม้อแปลงที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่ซับซ้อนสองขั้นตอนในการรับเอาท์พุทไฟ AC ขั้นสุดท้าย ในขั้นตอนเหล่านี้ DC ของแบตเตอรี่จำเป็นต้องเปลี่ยนเป็น 310 V DC ผ่านอินเวอร์เตอร์แกนเฟอร์ไรต์ก่อนจากนั้น 310 VDC จะต้องเปลี่ยนกลับไปเป็น 220 V RMS ผ่านเครือข่ายสะพานแบบเต็ม 50 Hz

ตามคำแนะนำของผู้อ่านตัวยงคนหนึ่งในส่วนความคิดเห็น (Mr. Ankur) กระบวนการสองขั้นตอนนี้เป็นการใช้งานมากเกินไปและไม่จำเป็น แต่ส่วนแกนเฟอร์ไรต์สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างเหมาะสมเพื่อรับคลื่นไซน์ 220 V AC ที่ต้องการและส่วน MOSFET ของบริดจ์แบบเต็มสามารถกำจัดได้

ภาพต่อไปนี้แสดงการตั้งค่าอย่างง่ายสำหรับการใช้งานเทคนิคที่อธิบายไว้ข้างต้น:

หมายเหตุ: หม้อแปลงเป็นหม้อแปลงแกนเฟอร์ไรต์ซึ่งต้องเป็น คำนวณอย่างเหมาะสม ง

ในการออกแบบข้างต้น IC 555 ด้านขวาถูกต่อสายเพื่อสร้างสัญญาณการสั่นพื้นฐาน 50 Hz สำหรับการสลับ MOSFET นอกจากนี้เรายังสามารถเห็นสเตจแอมป์ op ซึ่งสัญญาณนี้ถูกดึงออกมาจากเครือข่ายจับเวลา ICs RC ในรูปแบบของคลื่นสามเหลี่ยม 50 Hz และป้อนเข้ากับอินพุตตัวใดตัวหนึ่งเพื่อเปรียบเทียบสัญญาณกับสัญญาณคลื่นสามเหลี่ยมเร็วจาก IC 555 อีกตัว วงจร astable คลื่นสามเหลี่ยมเร็วนี้สามารถมีความถี่ระหว่าง 50 kHz ถึง 100 kHz

ออปแอมป์เปรียบเทียบสัญญาณทั้งสองเพื่อสร้างความถี่ SPWM ที่มอดูเลตเทียบเท่าคลื่นไซน์ SPWM แบบมอดูเลตนี้ถูกป้อนเข้ากับฐานของไดรเวอร์ BJT สำหรับการเปลี่ยน MOSFET ที่อัตรา SPWM 50 kHz ซึ่งมอดูเลตที่ 50 Hz

ในทางกลับกัน MOSFEts ให้เปลี่ยนหม้อแปลงแกนเฟอร์ไรต์ที่ต่อด้วยความถี่มอดูเลต SPWM เดียวกันเพื่อสร้างเอาต์พุตคลื่นไซน์บริสุทธิ์ที่ตั้งใจไว้ที่รองของหม้อแปลง

เนื่องจากการสลับความถี่สูงคลื่นไซน์นี้อาจเต็มไปด้วยฮาร์มอนิกที่ไม่ต้องการซึ่งถูกกรองและปรับให้เรียบผ่านตัวเก็บประจุ 3 uF / 400 V เพื่อให้ได้เอาต์พุตคลื่นไซน์ AC ที่สะอาดพอสมควรพร้อมกำลังวัตต์ที่ต้องการทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหม้อแปลงและ รายละเอียดพลังงานแบตเตอรี่

IC 555 ด้านขวาซึ่งสร้างสัญญาณพาหะ 50 Hz สามารถถูกแทนที่ด้วย IC ออสซิลเลเตอร์ที่เป็นที่นิยมอื่น ๆ เช่น IC 4047 เป็นต้น

เฟอร์ไรต์คอร์อินเวอร์เตอร์ออกแบบโดยใช้วงจรทรานซิสเตอร์ Astable

แนวคิดต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าอินเวอร์เตอร์เฟอร์ไรต์คอร์อย่างง่ายสามารถสร้างขึ้นได้อย่างไรโดยใช้วงจร Astable ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ธรรมดาสองตัวและหม้อแปลงเฟอร์ไรต์

ความคิดนี้ได้รับการร้องขอจากผู้ติดตามที่ทุ่มเทของบล็อกนี้ ได้แก่ Mr. Rashid, Mr, Sandeep และผู้อ่านอีกสองสามคน

แนวคิดวงจร

ในตอนแรกฉันไม่สามารถหาทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังอินเวอร์เตอร์ขนาดกะทัดรัดเหล่านี้ซึ่งกำจัดหม้อแปลงแกนเหล็กขนาดใหญ่ได้อย่างสมบูรณ์

อย่างไรก็ตามหลังจากที่มีบางคนคิดว่าฉันประสบความสำเร็จในการค้นพบหลักการง่ายๆที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของอินเวอร์เตอร์ดังกล่าว

เมื่อเร็ว ๆ นี้อินเวอร์เตอร์ขนาดกะทัดรัดของจีนได้กลายเป็นที่รู้จักกันดีเพียงเพราะขนาดที่กะทัดรัดและเพรียวบางทำให้มีน้ำหนักเบาอย่างโดดเด่นและยังมีประสิทธิภาพอย่างมากด้วยคุณสมบัติด้านกำลังขับ

ตอนแรกฉันคิดว่าแนวคิดนี้ไม่สามารถทำได้เพราะตามที่ฉันใช้หม้อแปลงเฟอร์ไรต์ขนาดเล็กสำหรับการใช้งานอินเวอร์เตอร์ความถี่ต่ำดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้อย่างมาก

อินเวอร์เตอร์สำหรับใช้ในบ้านต้องใช้ 50/60 เฮิรตซ์และสำหรับการใช้งานหม้อแปลงเฟอร์ไรต์เราจะต้องใช้ความถี่ที่สูงมากดังนั้นแนวคิดจึงดูซับซ้อนมาก

หลังจากคิดได้บางครั้งฉันก็รู้สึกประหลาดใจและมีความสุขที่ได้ค้นพบแนวคิดง่ายๆในการนำการออกแบบไปใช้ ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับการแปลงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เป็นแรงดันไฟฟ้า 220 หรือ 120 ที่ความถี่สูงมากและเปลี่ยนเอาต์พุตเป็น 50/60 HZ โดยใช้มอสเฟ็ทแบบกดดึง

มันทำงานอย่างไร

เมื่อมองไปที่ร่างเราสามารถเป็นพยานและเข้าใจความคิดทั้งหมดได้ ที่นี่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะถูกแปลงเป็นพัลส์ PWM ความถี่สูงก่อน

พัลส์เหล่านี้จะถูกทิ้งลงในหม้อแปลงเฟอร์ไรต์แบบขั้นบันไดที่มีระดับความเหมาะสมที่จำเป็น พัลส์ถูกนำไปใช้โดยใช้มอสเฟตเพื่อให้สามารถใช้กระแสแบตเตอรี่ได้อย่างเหมาะสมที่สุด

หม้อแปลงเฟอร์ไรต์เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 220V ที่เอาต์พุต อย่างไรก็ตามเนื่องจากแรงดันไฟฟ้านี้มีความถี่ประมาณ 60 ถึง 100kHz จึงไม่สามารถใช้โดยตรงสำหรับการใช้งานเครื่องใช้ภายในบ้านดังนั้นจึงต้องมีการประมวลผลเพิ่มเติม

ในขั้นตอนต่อไปแรงดันไฟฟ้านี้จะถูกแก้ไขกรองและแปลงเป็น 220V DC ในที่สุดกระแสตรงแรงดันสูงนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นความถี่ 50 เฮิรตซ์เพื่อให้สามารถใช้งานเครื่องใช้ในครัวเรือนได้

โปรดทราบว่าแม้ว่าวงจรจะได้รับการออกแบบโดยฉันโดยเฉพาะ แต่ก็ยังไม่ได้รับการทดสอบในทางปฏิบัติทำให้เป็นความเสี่ยงของคุณเองและหากคุณมีความมั่นใจเพียงพอกับคำอธิบายที่ให้มา

แผนภูมิวงจรรวม

รายการชิ้นส่วนสำหรับวงจรอินเวอร์เตอร์แกนเฟอร์ไรต์ขนาดกะทัดรัด 12V DC ถึง 220V AC

• R3 --- R6 = 470 โอห์ม
• R9, R10 = 10K,
• R1, R2, C1, C2 = คำนวณเพื่อสร้างความถี่ 100kHz
• R7, R8 = 27K
• C3, C4 = 0.47 ยูเอฟ
• T1 ---- T4 = BC547,
• T5 = mosfet N-channel 30V 20Amp ใด ๆ
• T6, T7 = ใด ๆ , 400V, mosfet 3 แอมป์
• ไดโอด = การกู้คืนที่รวดเร็วประเภทความเร็วสูง
• TR1 = หลัก, 13V, 10amp, รอง = 250-0-250, 3amp. หม้อแปลงเฟอร์ไรต์ E-core .... ขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญม้วนและนักออกแบบหม้อแปลง

รุ่นปรับปรุงของการออกแบบข้างต้นแสดงอยู่ด้านล่าง ขั้นตอนการส่งออกที่นี่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อการตอบสนองที่ดีขึ้นและมีกำลังมากขึ้น

เวอร์ชันปรับปรุง