3 најбоља претварачка кола без трансформатора

Као што и само име говори, круг претварача који претвара једносмерни улаз у наизменични, без зависности од пригушнице или трансформатора, назива се претварач без трансформатора.

Пошто се трансформатор на бази индуктора не користи, улазни једносмерни ток је обично једнак максималној вредности наизменичне струје генерисане на излазу претварача.

Пост нам помаже да разумемо 3 инвертерска кола дизајнирана за рад без употребе трансформатора и коришћењем пуне ИЦ мреже и круга СПВМ генератора.

Претварач без трансформатора помоћу ИЦ 4047

Почнимо са топологијом Х-моста која је вероватно најједноставнија у свом облику. Међутим, технички није идеалан и не препоручује се, јер је дизајниран помоћу п-н-цханнел МОСФЕТ-а. М-транзетни канали са П-каналом користе се као високофреквентни мосфет-ови, а н-канални као доњи.

Пошто се п-канални МОСФЕТ-ови користе на високој страни, боотстраппинг постаје непотребан, а ово умногоме поједностављује дизајн. То такође значи да овај дизајн не мора зависити од посебних ИЦ управљачких програма.

Иако дизајн изгледа цоол и примамљиво, има неколико основних недостатака . И управо зато се ова топологија избегава у професионалним и комерцијалним јединицама.

Међутим, ако је правилно направљен, може послужити за примену на ниским фреквенцијама.

Ево комплетног кола које користи ИЦ 4047 као стабилни генератор фреквенције тотем пола

Листа делова

Сви отпорници су 1/4 вата 5%

• Р1 = 56к
• Ц1 = 0,1уФ / ППЦ
• ИЦ пин10 / 11 отпорник = 330 охма - 2нос
• Отпорници МОСФЕТ капије = 100к - 2нос
• Опто-спојнице = 4Н25 - 2 бр
• МОСФЕТ-ови горњег П-канала = ФКП4П40 - 2нос
• Доњи Н-канални МОСФЕТ-ови = ИРФ740 = 2нос
• Зенер диоде = 12В, 1/2 вата - 2 бр

Следећа идеја је такође х-мост круг, али овај користи препоручене н-каналне МОСФЕТ-ове. Круг је затражио господин Ралпх Виецхерт

Главне спецификације

Поздрав из Саинт Лоуис-а, Миссоури.
Да ли бисте били спремни да сарађујете на томе пројекат претварача ? Платио бих вам за дизајн и / или ваше време, ако желите.

Имам Приус 2012 и 2013, а моја мајка 2007 Приус. Приус је јединствен по томе што има 200 ВДЦ (номиналну) високонапонску батерију. Власници Приуса су у прошлости прислушкивали овај батеријски систем претварачима који се испоручују на полицама како би произвели свој изворни напон и покренули алате и уређаје. (Овде у САД, 60 Хз, 120 и 240 ВАЦ, као што сигурно знам). Проблем је у томе што претварачи више нису направљени, али Приус и даље јесте.

Ево неколико претварача који су се раније користили у ту сврху:

1) ПВРИ2000С240ВДЦ (види прилог) Више није произведен!

2) Емерсон Лиеберт Упстатион С (Ово је заправо УПС, али уклањате батерију која је била номинално 192 ВДЦ.) (Погледајте прилог.) Више се не производи!

У идеалном случају, желим да дизајнирам непрекидни претварач од 3000 В, чисти синусни талас, излаз 60 Хз, 120 ВАЦ (са подијељеном фазом од 240 ВАЦ, ако је могуће) и без трансформатора. Можда 4000-5000 Ваттс. Улаз: 180-240 ВДЦ. Знам прилично листу жеља.

Ја сам машински инжењер, имам одређено искуство у изради кола, као и програмирању Пицаке микроконтролера. Једноставно немам пуно искуства у дизајнирању склопова од нуле. Спреман сам да покушам и не успем, ако је потребно!

Дизајн

На овом блогу сам већ говорио о више од 100 дизајна и концепата претварача , горњи захтев се може лако извршити модификовањем једног од мојих постојећих дизајна и покушати за дату апликацију.

За било који дизајн без трансформатора мора бити укључено неколико основних ствари за примену: 1) Претварач мора бити пун мостовни претварач који користи пуни покретачки мост и 2) напајано улазно једносмерно напајање мора бити једнако потребном излазном напонском напону ниво.

Укључујући горња два фактора, основни дизајн претварача од 3000 вата може се посматрати на следећем дијаграму, који има чисти синусни таласни излазни таласни облик одлика.

Детаљи рада претварача могу се разумети уз помоћ следећих тачака:

Основни или стандардна конфигурација пуног моста чини пун управљачки програм моста ИЦ ИРС2453 и придружена МОСФЕТ мрежа.

Израчунавање фреквенције претварача

Функција ове фазе је осциловање повезаног оптерећења између МОСФЕТ-а при датој брзини фреквенције утврђеној вредностима Рт / Цт мреже.

Вредности ових временских РЦ компоненти могу се подесити по формули: ф = 1 / 1.453 к Рт к Цт где је Рт у Охм-у, а Цт у Фарадс-у. Требало би да се постави за постизање 60Хз за допуну специфицираног излаза од 120В, а за спецификације од 220В то би могло да се промени на 50Хз.

То се такође може постићи неким практичним покушајима и грешкама, проценом фреквенцијског опсега дигиталним мерачем фреквенције.

Да би се постигао чисти синусно-таласни исход, доње стране мосфет-врата су одвојене од својих одговарајућих ИЦ напајања и примењују се на исти кроз БЈТ међуспремник, конфигурисан да ради кроз СПВМ улаз.

Генерисање СПВМ-а

СПВМ који означава синусно-пулсну модулацију ширине је конфигурисан око опамп ИЦ-а и један ИЦ 555 ПВМ генеартор.

Иако је ИЦ 555 конфигурисан као ПВМ, ПВМ излаз из његовог пина бр. 3 се никада не користи, већ се таласи троугла генерисани преко његовог временског кондензатора користе за урезивање СПВМ-ова. Овде би један од узорака таласа троугла требало да буде много спорији у учесталости и синхронизован са фреквенцијом главног ИЦ-а, док други треба да буду бржи таласи троугла, чија фреквенција у основи одређује број стубова који може имати СПВМ.

Опамп је конфигурисан као компаратор и напаја се узорцима таласа троугла за обраду потребних СПВМ-ова. Један спорији талас троугла извучен је из Цт пиноут-а главне ИЦ ИРС2453

Обраду врши опамп ИЦ упоређивањем два таласа троугла на улазним пиноутима, а генерисани СПВМ се примењује на основе БЈТ фазе међуспремника.

БЈТс одбојници се пребацују у складу са импулсима СПВМ и осигуравају да се и доњи бочни мосфетови пребаце по истом узорку.

Горње пребацивање омогућава излазу АЦ да се такође пребацује са СПВМ узорком за оба циклуса фреквенцијског таласног облика АЦ.

Одабир МОСФЕТ-а

Будући да је наведен претварач без трансформатора 3ква, МОСФЕТ-ови морају бити одговарајуће оцењени за руковање овим оптерећењем.

МОСФЕТ број 2СК 4124 назначен на дијаграму заправо неће моћи да издржи оптерећење од 3 ква, јер је предвиђено да подноси највише 2 ква.

Нека истраживања на мрежи омогућавају нам да пронађемо МОСФЕТ: ИРФБ4137ПБФ-НД што изгледа добро за рад на оптерећењима од 3ква, због своје велике снаге на 300В / 38ампера.

Будући да се ради о трансформатору без претварача 3ква, питање избора трансформатора је елиминисано, међутим батерије морају бити одговарајуће оцењене да производе најмање 160В док су умерено напуњене и око 190В када су потпуно напуњене.

Аутоматска корекција напона.

Аутоматска корекција може се постићи повезивањем мреже са повратним информацијама између излазних терминала и Цт пиноут-а, али то заправо можда није потребно јер се ИЦ 555 лонци могу ефикасно користити за фиксирање ефективног ефективног напона и када једном подесите може се очекивати да ће излазни напон бити апсолутно фиксан и константан без обзира на услове оптерећења, али само све док оптерећење не прелази максимални капацитет снаге претварача.

2) Претварач без трансформатора са пуњачем и контролом повратних информација

Други дијаграм склопа компактног претварача трансформатора без уграђеног гломазног жељезног трансформатора размотрен је у наставку. Уместо тешког гвозденог трансформатора користи се индуктор феритног језгра као што је приказано у следећем чланку. Шему нисам дизајнирао ја, пружио ми је један од страствених читалаца овог блога, господин Ритесх.

Дизајн је пуноправна конфигурација која укључује већину карактеристика као што су детаљи намотаја феритног трансформатора , ступањ индикатора ниског напона, објекат за регулацију излазног напона итд.

Објашњење за горњи дизајн још увек није ажурирано, покушаћу да га ускоро ажурирам, у међувремену можете упутити дијаграм и разјаснити своје сумње кроз коментаре, ако постоје.

Компактни дизајн претварача без трансформатора од 200 вати бр. 3

Трећи дизајн у наставку приказује круг претварача од 200 вати без трансформатора (без трансформатора) који користи 310В једносмерни улаз. То је дизајн компатибилан са синусним таласима.

Увод

Претварачи као што знамо су уређаји који претварају, или боље речено, инвертују извор ниског напона у високонапонски излаз наизменичне струје.

Произведени високонапонски наизменични излаз је углавном у редоследу локалних нивоа мрежног напона. Међутим, процес конверзије из ниског напона у високи напон увек захтева укључивање позамашних и гломазних трансформатора. Имамо ли могућност да их избегнемо и направимо претварачки круг без трансформатора?

Да, постоји прилично једноставан начин примене дизајна претварача без трансформатора.

У основи претварачи који користе батерије ниског једносмерног напона захтевају да их појачају на предвиђени виши напон наизменичне струје, што заузврат чини укључивање трансформатора императивом.

То значи да ако бисмо могли само заменити улазни једносмерни истосмерни напон једносмерним нивоом једнаким предвиђеном излазном нивоу наизменичне струје, потреба за трансформатором би могла бити једноставно елиминисана.

Шема кола укључује високонапонски једносмерни улаз за управљање једноставним склопом МОСФЕТ претварача и јасно можемо видети да није укључен трансформатор.

Цирцуит Оператион

Високонапонски једносмерни ток једнак потребном излазном наизменичном напону добијен је серијским распоредом 18 малих 12-волтних батерија.

Капија Н1 је са ИЦ 4093, Н1 је овде конфигурисан као осцилатор.

Будући да ИЦ захтева строги радни напон између 5 и 15 волти, потребан улаз се узима из једне од 12 волтних батерија и примењује на одговарајуће ИЦ излазе.

Читава конфигурација тако постаје врло једноставна и ефикасна и у потпуности елиминише потребу за гломазним и тешким трансформаторима.

Све су батерије од 12 волти, снаге 4 АХ, које су прилично мале, а чини се да чак и када су повезане заједно, не покривају превише простора. Могу се чврсто сложити да би створиле компактну јединицу.

Излаз ће бити 110 В АЦ на 200 В.

Листа делова

• К1, К2 = МПСА92
• К3 = МЈЕ350
• К4, К5 = МЈЕ340
• К6, К7 = К1058,
• К8, К9 = Ј162
• НАНД ИЦ = 4093,
• Д1 = 1Н4148
• Батерија = 12В / 4АХ, 18 бр.

Надоградња на верзију Синеваве

Горе описано једноставно 220В претварачко коло без трансформатора могло би се надоградити у чисти или истински синусни претварач једноставном заменом улазног осцилатора са синусним таласним кругом, као што је приказано доле:

Листа делова за синусни осцилатор може се наћи у овом посту

Солански претварач без трансформатора

Сунце је главни и неограничени извор сирове енергије који је на нашој планети доступан потпуно бесплатно. Ова снага је у основи у облику топлоте, међутим људи су открили методе експлоатације светлости такође из овог огромног извора за производњу електричне енергије.

Преглед

Данас је електрична енергија постала животни пут свих градова, па чак и руралних подручја. Уз трошење фосилних горива, сунчева светлост обећава да ће бити један од главних обновљивих извора енергије којем се може приступити директно са било ког места и под свим околностима на овој планети, бесплатно. Научимо једну од метода претварања сунчеве енергије у електричну за наше личне користи.

У једном од својих претходних постова говорио сам о соларном претварачком колу које је имало једноставан приступ и укључивало је обичну топологију претварача помоћу трансформатора.

Као што сви знамо, трансформатори су гломазни, тешки и могу постати прилично незгодни за неке примене.
У садашњем дизајну покушао сам да елиминишем употребу трансформатора уграђивањем високонапонских мосфет-а и појачавањем напона серијским спајањем соларних панела. Проучимо целу конфигурацију помоћу следећих тачака:

Како то ради

Гледајући доле приказан дијаграм круга претварача без трансформатора на соларној бази, можемо видети да се он у основи састоји од три главне фазе, тј. осцилаторни ступањ који се састоји од свестраног ИЦ 555, излазни ступањ који се састоји од неколико високонапонских мрежних мрежних модула и ступањ испоруке снаге који користи батерију соларног панела која се напаја на Б1 и Б2.

Кружни дијаграм

С обзиром да ИЦ не може да ради са напонима већим од 15В, добро је заштићен падајућим отпорником и зенер диодом. Зенер диода ограничава високи напон соларне плоче на прикљученом напонском напону од 15 В.

Међутим, мосфетима је дозвољено да раде са пуним излазним соларним напоном, који може бити негде између 200 и 260 волти. У облачним условима напон може пасти знатно испод 170В, тако да се на излазу вероватно може користити стабилизатор напона за регулацију излазног напона у таквим ситуацијама.

МОСФЕТ-ови су Н и П типови који чине пар за спровођење пусх-пулл акција и за генерисање потребног АЦ.

МОСФЕТ-ови нису наведени на дијаграму, у идеалном случају морају бити оцењени на 450 В и 5 ампера, наићи ћете на много варијанти ако мало прогуглате преко мреже.

Коришћени соларни панели требају стриктно имати напон отвореног круга око 24В при пуној сунчевој светлости и око 17В током јаких сумрака.

Како повезати соларне панеле

Листа делова

Р1 = 6К8
Р2 = 140К
Ц1 = 0,1уФ
Диоде = су 1Н4148
Р3 = 10К, 10 вати,
Р4, Р5 = 100 ома, 1/4 вата
Б1 и Б2 = од соларне плоче
З1 = 5,1 В 1 вати

Користите ове формуле за израчунавање Р1, Р2, Ц1 ....

Ажурирање:

Горњи дизајн 555 ИЦ можда није толико поуздан и ефикасан, у наставку се може видети много поузданији дизајн у облику а пуни круг претварача Х-моста . Може се очекивати да ће овај дизајн пружити много боље резултате од горе наведеног кола 555 ИЦ

Још једна предност коришћења горњег кола је та што вам неће бити потребан двоструки распоред соларних панела, већ би један серијски прикључени соларни извор био довољан за рад горњег кола за постизање излаза од 220 В.