Konvertálja az audio erősítőt tiszta Sinewave Inverterré

Ha nem nagyon akarja megérteni a valódi szinuszhullámú inverter mély technikai szempontjait, mégis néhány órán belül meg akarja építeni, akkor ez a cikk segít Önnek abban, hogy ezt audio erősítővel és néhány DC motorral megvalósítsa. Itt megtudjuk, hogyan kell átalakítani hangerősítők tiszta szinuszhullámú inverterekké

Megvizsgálunk 3 különálló valódi szinuszhullámú invertertervet, megfelelően méretezett hangerősítők és digitális szinuszhullám generátor áramkörök használatával

1. design

Kezdjük azzal, hogy megértsük, hogyan lehet néhány kis egyenáramú motort generálni tiszta szinusz hullámok majd folytassa a motorok kész készítésű erősítővel történő összekapcsolásának részleteit a kívánt váltóáramú hálózati valódi szinuszhullámú teljesítmény megszerzéséhez. A cikk azt az innovatív ötletet ismerteti, hogy néhány kész egységet, például egy erősítőt, pár egyenáramú motort és egy akkumulátort szinuszhullámú inverterré kell konfigurálni.

Vannak emberek, akiknek élete az inverterek által elérhető energiától függ, és számukra ezek a modulok valóban felbecsülhetetlenek és döntő fontosságúak. Vannak olyanok is, akik invertereket kívánnak birtokolni, de túl rosszul vannak tájékozódva műszaki jellemzőikről stb., Ezért vonakodnak hazahozni őket.

Az inverterek másik tényezője, hogy rendkívül drágák lehetnek, különösen azok, amelyek univerzálisan működtethetők minden típusú elektromos készülékkel vagy egyszerűen a valódi szinuszhullámú inverterekkel. Sok inverter kapcsolási rajzot itt már megvitattam, a legáltalánosabb hobbi típusú ötlet a nagyon kifinomultan módosított szinuszhullámra és az igazra szinusz hullámú inverter típusok . Ezek a tervek azonban túlságosan technikai jellegűek, és határozottan nem laikusoknak szólnak.

A kifejtett elképzelések nem egyszerűek, és megértésükhöz előzetes szakértelemre van szükségük az elektronikában, és alapos ismeretekre van szükségük a gyakorlati elektronikával kapcsolatban is. Tehát azt jelenti, hogy egy laikus ember képtelen lenne megérteni ezeket a csodálatos erőműveket? És vajon azt jelenti-e, hogy egy laikus nem jogosult élvezni a házi készítésű szinuszhullámú inverter előnyeit, amelyet nemcsak nagyon szórakoztató építeni, de nagyon olcsó és megbízható is, összehasonlítva a kereskedelmi társaikkal.

A következő szakasz világosan megmutatja, hogy a kifinomult valódi szinusz hullám inverter gyakorlatilag bárki felépítheti, aki rendelkezik rendes műszaki ismeretekkel és tudással.

Az alábbiakban ismertetett ötlet nem áramköri alapú egység, amelyet PCB-k, elektronikai alkatrészek stb. Segítségével kell összeszerelni, inkább itt kész egységeket vásárolunk, például erősítőket, motorokat, akkumulátorokat, transzformátorokat stb., És ezeket integráljuk az utolsó darab elkészítéséhez. Tanuljuk meg, hogyan lehet egy órán belül megtenni.

FIGYELMEZTETÉS: A FOGALMAT CSAK A SZERZŐ VÁLASZTJA, ÉS SOHA SEMMINYEN ELLENŐRIZTÉK, NEM HASZNÁLTAK GYAKORLATOSAN, A SAJÁT KOCKÁZATRA FELÉPÍTETTE, ÉS HA A HATÁROZOTT TARTALOM MEGFELELŐSÉGÉBEN BIZTOS.

Az inverterek alapvető működési elve

A koncepció: Az inverterek, amint mindannyian tudjuk, nem más, mint feszültségerősítők vagy léptetők. A legismertebb módszer a feszültség növelésére a transzformátorok ahol izolált tekercselést alkalmaznak megdöbbentő feszültségszint-szorzók elérésére. Alapvetően a folyamat mágneses indukciók révén megy végbe, hogy a nagy áramú fluxusokat nagyfeszültségű kimenetekké alakítsa át.

A fenti eljárásnak való megfeleléshez nagy váltakozó áramú bemenetre van szükség, amelyet be lehet tölteni a transzformátor megfelelő tekercsébe a kívánt 230 vagy 120 voltos váltakozó áram eléréséhez.

Mivel azonban az a cél, hogy egy egyenáramú forrást hálózati szintre konvertáljunk, először az alacsony szintű DC-t kell átalakítani alacsony váltakozó áramú bemenetre. Négyzethullámú inverterekben ez könnyen elérhető a szokásos, astable áramkörök használatával, de a négyzethullámú kimenet az, amit abszolút nem keresünk, tehát hogyan is gyártanánk valódi vagy tiszta szinuszhullámú bemenetet prototípusunkhoz.

DC motorok használata a szinuszjel előállításához PWM áramkörök helyett

Természetesen olyan bonyolult opamp áramkörökkel is meg tudjuk csinálni, mint a „Bubba” áramkör , de mivel itt nem akarunk sok elektronikát bevonni, egyszerűbb megoldás az lenne, ha egy kis egyenáramú motort használunk erre a célra. Amint mindannyian tudjuk, hogy a motor forgatható áramellátásával, a forgatásokat az állandó mágnes állandó csavarási kölcsönhatása és az indukált elektromágneses hatás.

Ha megfordítjuk a folyamatot, vagyis ha egy motort külső mechanikai erő alkalmazásával forgatunk, akkor meglehetősen sokféle változó potenciált indukálhatunk a tekercselő kapcsain keresztül, és a kapott feszültség szinuszos alakú lesz. A hullámforma tökéletesen természetes és igazi szinuszhullám lesz.

Ha ezt a szinuszhullámú bemenetet felerősítik a kívánt szintre, akkor a küldetésünk talán egyszerűen teljesíthető. Ahelyett, hogy bonyolult, inverteres alkalmazásokra szánt mosfet áramkörökbe kezdtem volna, jobb ötletnek tartottam a fenti szinusz bemenetet a piacról készen beszerzett nagy teljesítményű hangerősítőbe táplálni.

Az egyik ilyen minta erősítő modell látható itt. A hangszórókhoz csatlakoztatni kívánt kimeneteket a transzformátorokkal kell összekötni.

Ha az erősítő sztereó, akkor használhatunk pár transzformátort, és lezárhatjuk a transzformátorok váltakozó áramú kimeneteit az AC kimenetek elválasztásához, hogy különféle készülékek csatlakoztathatók legyenek hozzájuk.

A szinuszhullámokat ténylegesen előállító motort egy másik motor hajtja, amely szíjtárcsa / szíj mechanizmussal van felszerelve. A hajtómotort a rendelkezésre álló akkumulátorral működtetik.

Alkatrészek szükségesek

A valódi szinuszos inverter elkészítéséhez a következő részekre és egységekre lesz szükség:

Kész nagy teljesítményű hangerősítő

Transformer - A névleges értéknek meg kell egyeznie az erősítő teljesítményével. Ha az erősítő 500 wattot képes leadni 50 volton, akkor ez azt jelenti, hogy a transzformátor bemeneti tekercsét 50 V-ra és 10 Amperre kell méretezni.

Alternatív megoldásként az erősítő tápegységének transzformátora eltávolítható és felhasználható a célra.

Motorok - Az RPM-nek 3000 felett kell lennie, és pontosan 3000 RPM-re kell beállítani, hogy 50 z frekvenciát érhessen el belőle.

Megfelelő szekrény az egész szerelvény befogadására.

Anya, csavarok, alátétek, vezetékek, akkumulátor stb.

A javasolt Sinewave inverter bekötési elrendezése hangerősítő segítségével

Hogyan szereljük fel az erősítőt akkumulátorral és szinusz bemenettel

Ez meglehetősen egyszerű, és a beszerzett egységek integrációjáról van szó a megadott ábra szerint. Az egész rendszer, valamint az erősítő, a transzformátor és a motorok elhelyezhetők egy nagyobb fémszekrényben, és megfelelően rögzíthetők.

Különösen a motorokat kell szorosan rögzíteni az inverter szekrényének aljával, hogy elkerüljék a rezgéseket és a zajokat. A szekrénynek tartalmaznia kell az egységhez mellékelt összes kivezetést, amelyek külsőleg vannak rögzítve az akkumulátorcsatlakozáshoz és a váltóáramú csatlakozókhoz.

Egy egyszerű koncepció révén a tiszta szinuszhullámú inverter felépítésének gondolatát a cikk elmagyarázta. Olvassa el, hogy megismerje a teljes építési részleteket.

2. tervezés: 100 wattos erősítő modul használata

Érthető, hogy a szinuszhullámú invertereket nem könnyű megépíteni, sokféle ok miatt. De valószínűleg ez a legnehezebb áramkör után, és elég nehéz megtalálni. Azoknak az embereknek, akik kétségbeesetten keresik az ilyen áramkört, talán ez a cikk segíthet.

Sok gondolkodás után valószínűleg úgy tűnik, hogy a tiszta szinuszos inverter áramkör könnyebb (bár nem egészen hatékony) koncepcióját terveztem meg. Mivel az áramkört nem én teszteltem, ezért nem tudok sokat mondani az áramkör pontos specifikációiról, és az olvasókra bíznám, hogy döntsenek a jelenlegi áramkör megvalósíthatóságáról.

Az ötlet akkor támadt, amikor elolvastam a MOSFET hangerősítő . Mindannyian tudjuk, hogy amikor egy audiojelet táplálunk az erősítő bemenetén, akkor az olyan erősített kimeneti teljesítményt produkál, amelynek tulajdonságai pontosan megegyeznek a bemenettel.

Ez egyszerűen azt jelenti, hogy az audiojel helyett, ha a bécsi híd áramköréből származó tiszta AC jelet alkalmaznak a teljesítményerősítő és a kimenetéhez csatlakoztatott inverter transzformátor bemenetére (ahol általában hangszóró lenne csatlakoztatva), akkor minden bizonnyal előállítja a bemenet erősített másolatát. És a csatlakoztatott inverter transzformátor szekunder tekercselése mindenképpen szinuszhullámú váltakozó áramot eredményez (feltételezésem).

Az egyetlen nagy probléma az akkumulátorok jelentős mennyiségének hővesztesége az energiaellátó eszközökön keresztüli hő formájában, ami csökkenti az inverter általános hatékonyságát.

Menjünk tovább, és nézzük meg, hogyan működnek a javasolt áramkör különböző szakaszai.

Az oszcillátor áramkör

A mellette látható egyszerű szinuszhullám-generátor áramkör használható a szükséges szinuszhullámok előállítására az erősítő bemenetén, tanulmányozzuk annak működését a következő lépésekkel:

Az Op amp A1 alapvetően lenyűgöző multivibrátorként van bekötve,

Az R1 ellenállás és a C1 kondenzátor meghatározza az astable oszcillációjának frekvenciáját.

Az A1-ből származó négyzethullámot A2-be táplálják, amely kettős pólusú aluláteresztő szűrőként van konfigurálva, és arra használják, hogy kiszűrjék a harmonikusokat az A1-ből.

Az A2 kimenete szinte tiszta szinusz hullám lesz, a csúcs nyilvánvalóan a tápfeszültségtől és az alkalmazott opamp típusától függ.

A jelenlegi áramkör frekvenciáját körülbelül 50 Hz-re rögzítették. Ha a zárójelben látható részek értékeit választjuk, a frekvencia 60 Hz körül lesz.

Alkatrész lista

Minden ellenállás 1/8 watt, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

C1, C2 = 1 uF, TANT.

C3 = 2µF, TANT (KÉT 1 μF PÁRHUZATOSAN)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22 uF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (National Semiconductor),

A KÉPEN MUTATOTT IC2 HŐSINK,

Transzformátor = 0 - 24 V / 8 AMPS. KIMENET - 120/230 V AC

NYÁK = ÁLTALÁNOS CÉL

Az áramerősítő áramköre

Tekintettel arra, hogy a tervezési előírások nagyon egyszerűek legyenek, és az alkatrészek a lehető legkevesebbet számláljanak, az egyetlen chip erősítő volt az alapvető követelmény. Az IC LM3886 (National Semiconductor) használatával egy meglehetősen erős erősítőt végül én választottam ki erre a célra. Ennek az erősítő chipnek a legfontosabb jellemzői a következők:

Valóban sokoldalú és nagy teljesítményű IC az egyéb típusú hibrid és diszkrét eszközökhöz képest.

Teljesen belsőleg védve a pillanatnyi csúcshőmérsékletektől,

Dinamikusan védett, biztonságos üzemi területtel rendelkezik,

A kimenet tökéletesen árnyékolva van egy rövidzárlat ellen a földdel vagy a pozitív áramellátással egy belső áramkorlátozó áramkörön keresztül.

A kimenet védett az induktív terhelési tranziensek miatti túlfeszültségekkel szemben is,

20 V-tól egészen 94-ig megdöbbentő feszültségig működtethető.

Műszaki specifikációi a következők:

A bemeneti érzékenység 1 Vrms

A kimenő teljesítmény 100 watt környékén lesz, ha a transzformátor primer ellenállása 4 Ohm körül van.

Az energia sávszélessége hatalmas 10 Hz és 100 KHz között van.

Építési tippek

Az áramkör alapvetően csak két IC-ből áll, mint fő aktív komponensekből és egy maroknyi egyéb passzív komponensből, így az építési eljárásnak nagyon egyszerűnek kell lennie. Az egész összeállítás egyszerűen elvégezhető egy darab általános célú deszkán (kb. 4 x 4 hüvelyk).

Az IC2-t a NYÁK szélén kell elhelyezni, hogy megkönnyítse a hűtőborda beillesztését. A jelen két nagy 24 voltos teherautó-akkumulátort használ. Csatlakoztassa őket az ábra szerint.

Az akkumulátorok töltéséhez külön akkumulátortöltőre van szükség.

3. tervezés: 500 W tiszta szinuszhullámú inverter

A bejegyzés elmagyarázza, hogyan lehet 500 wattos tiszta szinuszhullámú invertert készíteni egy 500 wattos erősítő használatával, ésszerűen kiemelkedő eredmények elérése érdekében.

Az áramkör alapvetően push pull topológiát használ néhány 24V-os akkumulátoron keresztül. Két 24 V-os elem használata lehetővé teszi az alacsonyabb AH méretű elemek beépítését, nagyobb hatékonysággal és teljesítménnyel.

12 V-os elemekkel is lehet próbálkozni, azonban a teljesítménye a felére csökken.

Mivel kettős tápellátást használnak, a csatlakoztatott transzformátornak nem kell középre csapolt típusúnak lennie, itt inkább egy két vezetékes rendes transzformátor válik alkalmassá.

Az alábbiakban bemutatott néhány kialakítás csak az egyszerű tiszta szinuszos inverter áramkör megvalósításához szükséges.

A szinusz hullám generátor

Az első áramkör az alapvető szinuszhullám-generátor, amely a fő szinuszhullám-erősítő vagy a kimeneti fokozat tápláló bemenetévé válik.

A szinuszhullám-generátor tiszta szinuszhullám-kimenetet produkál a bemutatott komponensekkel körülbelül 50Hz-en, más frekvenciák esetén a 2,5K-os ellenállást megváltoztathatja, és egy szimulátorban tesztelheti a kívánt eredmények rögzítéséhez.

A szinuszgenerátor áramkört +/- 12 V tápellátással kell ellátni, és nem közvetlenül a 24 V-os akkumulátorról, mert ez tartósan károsíthatja az IC-t.

Az ebben a szinuszgenerátorban használt opampok a TL072 IC-ből származnak

Erősítő áramkör használata inverterként

A következő ábra a javasolt egyszerű tiszta szinusz hullámú inverter áramkör kimeneti fokozatát mutatja, amely valójában egy 500 wattos erősítő kialakítású. Mint látható, a tervezés egyáltalán nem bonyolult.

Az összes érintett alkatrész standard és könnyen elérhető.

A mosfetek az IRF540n és az IRF9540n típusok, amelyek kiegészítik egymást, hogy előállítsák a szükséges nyomóhatású hatást a csatlakoztatott transzformátor felett.

0-24V / 25ampos transzformátorral és néhány 24V-os akkumulátorral az áramkör akár 600 watt tiszta szinuszhullám-kimenetet is képes létrehozni a megfelelő feszültség mellett.

A szinuszgenerátor jobb oldali opampjának kimenetét a második áramkör bemenetén keresztül kell összekötni a javasolt műveletek inicializálása érdekében.

Az akkumulátor bekötésének részletei a fenti egyszerű szinuszhullámú inverter áramköréhez