Egy viszonylag egyszerű, 1000 wattos tiszta szinusz hullámú inverter áramkört itt egy jelerősítő és egy transzformátor segítségével magyarázunk.

Amint az az alábbi első ábrán látható, a konfiguráció egy egyszerű mosfet alapú, amelyet +/- 60 voltos áram erősítésére terveztek úgy, hogy a csatlakoztatott transzformátor megfeleljen a szükséges 1kva kimenet előállításának.

Áramkör működtetése

A Q1, Q2 alkotja a kezdeti differenciálerősítő fokozatot, amely megfelelően emeli az 1vpp szinusz jelet a bemeneténél egy olyan szintre, amely alkalmassá válik a Q3, Q4, Q5 alkotta vezető szakasz elindítására.

Ez a szakasz tovább emeli a feszültséget, így elegendővé válik a mosfets meghajtásához.

A mosfeteket push pull formátumban is kialakítják, amely hatékonyan keveri a transzformátor tekercselésének teljes 60 voltát másodpercenként 50-szer úgy, hogy a transzformátor kimenete a kívánt 1000 wattos váltakozó áramot generálja hálózati szinten.

Minden pár felelős a 100 wattos kimenet kezeléséért, mind a 10 pár 1000 wattot dob a transzformátorba.

A tervezett tiszta szinusz hullám kimenet megszerzéséhez megfelelő szinusz bemenetre van szükség, amelyet egy egyszerű szinusz hullám generátor áramkör segítségével teljesítenek.

Néhány opampból és néhány egyéb passzív részből áll. 5 és 12 közötti feszültséggel kell működtetni. Ezt a feszültséget megfelelően kell levezetni az inverter áramkörének meghajtásához beépített elemek egyikéből.

Az inverter +/- 60 voltos feszültséggel működik, ami 120 V DC-t tesz ki.

Ezt a hatalmas feszültségszintet 10 nos beillesztésével lehet elérni. 12 voltos akkumulátor sorozatban.

1000 wattos vagy 1kva szinuszos inverter áramkör

A Sinewave Generator áramkör

Az alábbi ábra egy egyszerű szinuszhullám-generátor áramkört mutat be, amelyet fel lehet használni a fenti inverter áramkör meghajtására, azonban mivel ennek a generátornak a kimenete természetéből adódóan exponenciális, a moszfeták sok fűtését okozhatja.

Jobb megoldás lenne egy PWM alapú áramkör beépítése, amely a fenti áramkört megfelelően optimalizált PWM impulzusokkal látná el, amelyek egyenértékűek a szokásos szinuszjelekkel.

Az IC555-öt használó PWM áramkörre a következő ábrán is hivatkozunk, amely felhasználható a fenti 1000 wattos inverter áramkör kiváltására.

Alkatrészlista a szinuszgenerátor áramkörhöz

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

Alkatrészlista az inverterhez

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Az összes N-csatornás mosfet = K1058

Az összes P-csatornás mosfet = J162

Transzformátor = 0-60V / 1000 watt / kimenet 110 / 220volt 50Hz / 60Hz

A fenti szakaszokban tárgyalt javasolt 1 kva-os inverter nagymértékben egyszerűsíthető és méretezhető, amint azt a következő kialakítás mutatja:

Az elemek csatlakoztatása

A diagram bemutatja az akkumulátor csatlakoztatásának módját és a szinuszhullám vagy a PWM oszcillátor fokozatának tápcsatlakozásait is.

Itt csak négy mosfetet használtak, amelyek lehetnek IRF4905 a p-csatornánál, és IRF2907 az n-csatornáknál.

“3 fázisú indukciós motor huzalozása ”

Teljesítsen 1 kva-os inverter áramkört 50 Hz-es szinusz oszcillátorral

A fenti részben megtanultunk egy teljes hídtervet, amelyben két elem vesz részt a szükséges 1kva teljesítmény elérésében. Most vizsgáljuk meg, hogyan lehetne egy teljes híd kialakítását elkészíteni 4 N csatornás mosfet és egyetlen akkumulátor segítségével.

A következő szakasz bemutatja, hogyan lehet egy teljes híddal rendelkező 1 KVA inverter áramkört felépíteni bonyolult magas oldali meghajtó hálózatok vagy chipek beépítése nélkül.

Arduino használata

A fentiekben ismertetett 1kva szinuszhullámú inverter áramkör is vezethető egy Arduino-n keresztül, hogy szinte prefektus szinuszhullámú kimenetet érjen el.

A teljes Arduino alapú kapcsolási rajz az alábbiakban látható:

Szinuszhullámú 1 kva inverter az Arduino segítségével

A programkód az alábbiakban található:

//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 }

A teljes híd inverter koncepciója

A 4 N-csatornás mosfettel rendelkező teljes hídos mosfet-hálózat vezetése soha nem egyszerű, inkább ésszerű komplex áramköröket igényel, amelyek komplex magas oldali meghajtó hálózatokat tartalmaznak.

Ha tanulmányozza a következő áramkört, amelyet én fejlesztettem ki, rájössz, hogy végül is nem olyan nehéz ilyen hálózatokat megtervezni, és akár hétköznapi alkatrészekkel is megoldható.

A koncepciót a bemutatott kapcsolási rajz segítségével tanulmányozzuk, amely egy módosított 1 kva-os inverter áramkör formájában, 4 N-csatornás mosfetet alkalmazva.

Mint mindannyian tudjuk, amikor 4 N-csatornás mosfet vesz részt egy H-híd hálózat , a bootstrapping hálózat elengedhetetlenné válik a magas oldal vagy a két felső mosfet meghajtásához, amelyek lefolyói a felső oldalhoz vagy az akkumulátorhoz (+) vannak csatlakoztatva, vagy az adott tápellátás pozitívja.

A javasolt tervben a rendszerindító hálózatot hat NOT kapu és néhány más passzív alkatrész segítségével alakítják ki.

A pufferként konfigurált NOT kapuk kimenete a tápellátási tartomány kétszerese feszültséget generál, vagyis ha a táp 12 V, akkor a NOT kapu kimenetei 22 V körüli értéket generálnak.

“nic hálózati interfész kártya meghatározása ”

Ezt a megnövelt feszültséget két megfelelő NPN tranzisztor emitteres tűcsatlakozóin keresztül alkalmazzák a magas oldali mosfetek kapujára.

Mivel ezeket a tranzisztorokat úgy kell kapcsolni, hogy az átlósan ellentétes mosfetek egyszerre vezessenek, míg az átlósan párosított mosfetek a híd két karjánál felváltva vezetnek.

Ezt a funkciót hatékonyan kezeli a szekvenciális kimenetű, nagy teljesítményű IC 4017 generátor, amelyet technikailag Johnsonnak osztanak 10 számláló / osztó IC-vel.

A rendszerindító hálózat

A fenti IC hajtási frekvenciája magából a bootstrapping hálózatból származik, csak hogy elkerülje a külső oszcillátor fokozat szükségességét.

A rendszerindító hálózat frekvenciáját úgy kell beállítani, hogy a transzformátor kimeneti frekvenciája a szükséges 50 vagy 60 Hz fokozatra optimalizálódjon, a szükséges specifikációknak megfelelően.

A szekvenálás közben az IC 4017 kimenetei megfelelően kiváltják a csatlakoztatott mosfeteket, így előállítva a szükséges nyomó-húzó hatást a csatlakoztatott transzformátor tekercsére, amely aktiválja az inverter működését.

Az NPN tranzisztorokkal összekapcsolt PNP tranzisztor biztosítja, hogy a mosfetek kapu kapacitása hatékonyan kisüljön a teljes rendszer hatékony működését lehetővé tevő akció során.

A mosfetekkel ellátott csatlakozók az egyéni preferenciák szerint megváltoztathatók és megváltoztathatók, ehhez szükség lehet a reset PIN # 15 kapcsolatának bevonására is.

Waveform Images

A fenti tervet Robin Peter úr, az egyik lelkes hobbisták és a blog egyik munkatársa tesztelte és ellenőrizte, a következő hullámalakú képeket ő rögzítette a tesztelés során.