Padarykite šią 1KVA (1000 vatų) grynojo sinusinės bangos keitiklio grandinę

Naudojant signalo stiprintuvą ir galios transformatorių, čia paaiškinta palyginti paprasta 1000 vatų grynos sinusinės bangos keitiklio grandinė.

Kaip galima pamatyti pirmoje žemiau pateiktoje diagramoje, konfigūracija yra paprastas „mosfet“, skirtas stiprinti srovę esant +/- 60 voltų įtampai taip, kad prijungtas transformatorius atitiktų reikiamą 1kva išėjimą.

Grandinės valdymas

Q1, Q2 sudaro pradinę diferencinio stiprintuvo pakopą, kuri tinkamai padidina 1vpp sinuso signalą savo įvestyje iki tokio lygio, kuris tampa tinkamas inicijuoti vairuotojo pakopą, susidedančią iš Q3, Q4, Q5.

Šis etapas dar labiau padidina įtampą, kad jos pakaktų varyti mosfetus.

„Mosfets“ taip pat yra formuojami „stūmimo traukos“ formatu, kuris efektyviai sumaišo visus 60 voltų įtampą per transformatoriaus apvijas 50 kartų per sekundę taip, kad transformatoriaus išvestis generuotų numatytą 1000 vatų kintamąją srovę tinklo lygiu.

Kiekviena pora yra atsakinga už 100 vatų galios apdorojimą, o visos 10 porų į transformatorių išleidžia 1000 vatų.

Norint gauti numatytą gryną sinusinės bangos išvestį, reikalinga tinkama sinusinė įvestis, kuri įvykdoma naudojant paprastą sinusinių bangų generatoriaus grandinę.

Jis susideda iš poros opampų ir kelių kitų pasyvių dalių. Jį reikia valdyti esant 5–12 įtampai. Ši įtampa turėtų būti tinkamai gauta iš vienos iš baterijų, kurios yra įtrauktos į keitiklio grandinę.

Inverteris varomas +/- 60 voltų įtampa, kuri siekia 120 V nuolatinę įtampą.

Šis didžiulis įtampos lygis gaunamas uždėjus 10 nos. iš 12 voltų baterijų.

„Sinewave“ generatoriaus grandinė

Žemiau pateiktoje diagramoje parodyta paprasta sinusinių bangų generatoriaus grandinė, kuri gali būti naudojama pirmiau minėtai keitiklio grandinei valdyti, tačiau kadangi šio generatoriaus išvestis yra eksponentinė iš prigimties, tai gali sukelti daugybę mosfetų kaitinimo.

Geresnis variantas būtų įtraukti PWM pagrįstą grandinę, kuri tiektų minėtą grandinę su tinkamai optimizuotais PWM impulsais, atitinkančiais standartinį sinusinį signalą.

PWM grandinė, naudojanti IC555, taip pat buvo nurodyta kitoje diagramoje, kuri gali būti naudojama suaktyvinti aukščiau esančią 1000 vatų keitiklio grandinę.

Sinusinio generatoriaus grandinės dalių sąrašas

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

Inverterio dalių sąrašas

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Visi N kanalo „mosfet“ yra = K1058

Visi P kanalo mosfetai yra = J162

Transformatorius = 0-60V / 1000 vatų / išėjimas 110 / 220voltai 50Hz / 60Hz

Siūlomas 1 kva keitiklis, aptartas aukščiau esančiuose skyriuose, gali būti daug racionalesnis ir sumažintas, kaip nurodyta šiame projekte:

Kaip prijungti baterijas

Diagramoje taip pat parodytas akumuliatoriaus prijungimo būdas ir sinusinės bangos arba PWM osciliatoriaus pakopų maitinimo jungtys.

Čia buvo naudojami tik keturi „mosfets“, kurie p-kanalui gali būti IRF4905, o n-kanalui - IRF2907.

Užbaigti 1 kva keitiklio schemą su 50 Hz sinusiniu osciliatoriumi

Ankstesniame skyriuje mes sužinojome pilną tilto dizainą, kuriame dvi baterijos yra naudojamos norint pasiekti reikiamą 1kva išvestį. Dabar panagrinėkime, kaip būtų galima sukonstruoti pilną tilto konstrukciją naudojant 4 N kanalų „mosfet“ ir naudojant vieną bateriją.

Šiame skyriuje parodyta, kaip galima sukurti pilno tilto 1 KVA keitiklio grandinę, neįtraukiant sudėtingų aukšto šoninio tvarkyklių tinklų ar lustų.

Naudojant „Arduino“

Pirmiau paaiškinta 1kva sinusinės bangos keitiklio grandinė taip pat gali būti valdoma per „Arduino“, kad būtų pasiekta beveik prefekto sinusinės bangos išvestis.

Visą „Arduino“ pagrįstą grandinės schemą galima pamatyti žemiau:

Programos kodas pateiktas žemiau:

//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
}

Viso tilto keitiklio koncepcija

Niekada nėra lengva valdyti pilno tilto „mosfet“ tinklą, kuriame yra 4 N kanalų „mosfets“, veikiau reikalinga pakankamai sudėtinga grandinė, apimanti sudėtingus aukšto lygio vairuotojų tinklus.

Išnagrinėję šią mano sukurtą grandinę, sužinosite, kad juk ne taip sunku sukurti tokius tinklus ir tai galima padaryti net naudojant įprastus komponentus.

Mes išnagrinėsime koncepciją naudodami parodytą grandinės schemą, kuri yra modifikuota 1 kva keitiklio grandinė, kurioje naudojami 4 N kanalų mosfetai.

Kaip mes visi žinome, kai 4 N kanalų mosfetai yra susiję su H-tilto tinklas , „bootstrapping“ tinklas tampa būtinas norint vairuoti aukštąją pusę arba du viršutinius „mosfetus“, kurių kanalizacija yra sujungta su viršutine puse arba akumuliatoriumi (+), arba teigiamą duoto tiekimo šaltinį.

Siūlomame projekte „bootstrapping“ tinklas formuojamas šešių NOT vartų ir kelių kitų pasyvių komponentų pagalba.

NOT vartų, kurie yra sukonfigūruoti kaip buferiai, išėjimas sukuria įtampą, dvigubai didesnę nei tiekimo diapazonas, o tai reiškia, kad jei maitinimas yra 12 V, NOT vartų išėjimai sukuria maždaug 22 V.

Ši padidinta įtampa aukštųjų šoninių vartų vartams taikoma per dviejų atitinkamų NPN tranzistorių emiterio kištukus.

Kadangi šie tranzistoriai turi būti perjungti taip, kad vienu metu veiktų įstrižai priešingi mosfetai, o įstrižai suporuoti mosfetai prie abiejų tilto šakų - pakaitomis.

Šią funkciją efektyviai vykdo nuoseklaus išėjimo aukšto generatoriaus IC 4017, kuris techniškai vadinamas Johnsono padalijimu iš 10 skaitiklio / daliklio IC.

„Bootstrapping“ tinklas

Minėto IC važiavimo dažnis gaunamas iš paties paleidimo tinklo, kad būtų išvengta išorinio osciliatoriaus pakopos.

Bootstrapping tinklo dažnis turėtų būti sureguliuotas taip, kad transformatoriaus išėjimo dažnis būtų optimizuotas iki reikiamo 50 arba 60 Hz laipsnio, kaip reikalaujama specifikacija.

Vykdydami sekos nustatymą, IC 4017 išėjimai tinkamai sujungia prijungtus mosfetus ir sukuria reikiamą stūmimo traukos efektą pritvirtintoje transformatoriaus apvijoje, kuris suaktyvina keitiklio veikimą.

PNP tranzistorius, kurį galima stebėti prijungus prie NPN tranzistorių, užtikrina, kad efektyviai veikiant visai sistemai veiksmai efektyviai iškrauna mosfetų vartų talpą.

Jungiamosios jungtys su „mosfets“ gali būti keičiamos ir keičiamos atsižvelgiant į individualias nuostatas. Tam taip pat gali prireikti iš naujo nustatyti kaiščio Nr. 15 jungtį.

Bangos formos vaizdai

Pirmiau pateiktą dizainą išbandė ir patikrino ponas Robinas Peteris, vienas iš aistringų mėgėjų ir šio tinklaraščio bendradarbių. Testavimo metu jis užfiksavo šiuos bangos formos vaizdus.