Инверторски круг од 500 В са пуњачем батерија

У овом посту ћемо свеобухватно разговарати о томе како направити круг претварача од 500 вати са интегрисаном степеном аутоматског пуњења батерија.

Даље у чланку такође ћемо научити како надоградити систем за већа оптерећења и како побољшати от у чисту синусно таласну верзију.

Овај претварач снаге од 500 вати претвориће 12 В ДЦ или 24 В ДЦ из оловне батерије у 220 В или 120 В АЦ, који се могу користити за напајање свих врста терета, директно из ЦФЛ светла, ЛЕД сијалица, вентилатора, грејача , мотори, пумпе, миксери, рачунар итд.

Основни дизајн

Ан претварач се може дизајнирати на много различитих начина, једноставно заменом степена осцилатора другим типом нивоа осцилатора, према жељи корисника.

Фаза осцилатора је у основи ан нестабилни мултивибратор који би могао да користи ИЦ или транзисторе.

Иако се осцилатор заснован на стабилности може дизајнирати на разне начине, овде ћемо користити опцију ИЦ 4047, јер је то свестран, тачан и специјализован прилагодљив чип дизајниран посебно за апликације попут инвеститора.

Користећи ИЦ 4047

Израда било којег претварача користећи ИЦ 4047 је вероватно највише препоручена опција због велике тачности и читљивости ИЦ. Уређај је свестрани осцилатор ИЦ који пружа двоструки пусх пулл или флип флоп излаз на својим пин10 и пин11, као и излаз са једним квадратним таласом на пин13.

ОСНОВНИ КОЛО

Основни претварач од 500 вати са излазом квадратног таласа може се направити једноставно као горе. Међутим, да бисмо га надоградили пуњачем батерија, можда ћемо морати да користимо трансформатор пуњача који је одговарајуће оцењен према спецификацијама батерије.

Пре учења конфигурације пуњача, прво се упознајмо са спецификацијама батерија потребним за овај пројекат.

Из једног од наших претходних постова знамо да би прикладнија брзина пуњења и пражњења оловних батерија требала бити 0,1Ц или при струји напајања која је 10 пута мања од Ах снаге. То имплицира да би се батерија Ах могла израчунати на следећи начин да би се направило најмање 7 сати рада при оптерећењу од 500 вата

Оперативна струја потребна за оптерећење од 500 вата од 12В батерије биће приближно 500/12 = 41 ампера

Ових 41 ампера треба да траје 7 сати, што подразумева да батерија Ах мора бити = 41 к 7 = 287 Ах. Међутим, у стварном животу ово ће требати бити најмање 350 Ах.

За батерију од 24 В ово може пасти на 50% мање на 200 Ах. Управо се због тога увек саветује већи радни напон, јер снага напона претварача постаје већа.

Коришћење батерије од 24 В.

Да би батерија и трансформатор били мањи, а каблови тањи, можда ћете желети да користите батерију од 24 В за рад у предложеном дизајну од 500 вата.

Основни дизајн би остао такав какав је, осим а 7812 ИК додан у круг ИЦ 4047, као што је приказано доле:

Шематски приказ

Пуњач батерија

Да би дизајн био једноставан, а ефикасан, избегао сам употребу аутоматско искључивање пуњача батерија овде, а такође су осигурали да се за рад претварача и пуњача користи један заједнички трансформатор.

Комплетна шема кола за предложени претварач од 500 вати са пуњачем може се видети испод:

Исти концепт је већ детаљно разматран у једном од осталих сродних постова, на које се можете обратити за додатне информације.

У основи, претварач користи исти трансформатор за пуњење батерије и за претварање снаге батерије у излаз 220 В наизменичне струје. Операција се реализује преко мреже за пребацивање релеја, која наизменично мења намотај трансформатора у режим пуњења и режим претварача.

Како то ради

Када мрежни наизменични напон није доступан, контакти релеја се постављају на одговарајуће Н / Ц тачке (нормално затворене). Ово повезује одводе МОСФЕТ-ова са примарним трансформатором, а уређаји или оптерећење повезују се са секундарним трансформатора.

Уређај прелази у режим претварача и почиње да генерише потребних 220В АЦ или 120В АЦ из батерије.

Завојнице релеја напајају се из једноставне сирове нафте без трансформаторског (капацитивног) кола напајања помоћу падајућег кондензатора 2уФ / 400В.

Напајање није потребно да буде стабилизовано или добро регулисано, јер је оптерећење у облику завојница релеја који су прилично тешки и лако ће поднети пренапонски прекидач од кондензатора од 2 уФ.

Завојница за РЛ1 релеј који контролише мрежну наизменичну страну трансформатора може се видети повезана пре блокаде диоде, док је завојница РЛ2 која контролише МОСФЕТ страну постављена после диоде и паралелно са великим кондензатором.

Ово се намерно ради како би се створио ефекат малог кашњења за РЛ2 или како би се осигурало да се РЛ1 УКЉУЧИ и ИСКЉУЧИ пре РЛ2. Ово је из сигурносних разлога и како би се осигурало да МОСФЕТ-ови никада не буду подвргнути напајању обрнутим пуњењем кад год се релеј пребаци из режима претварача у режим пуњења.

Предлози за безбедност

Као што знамо, у било ком кругу претварача трансформатор ради као велико индуктивно оптерећење. Када се тако тешко индуктивно оптерећење пребацује са фреквенцијом, сигурно ће створити велике скокове струје који могу бити потенцијално опасни за осетљиву електронику и укључене ИЦ.

Да би се осигурала одговарајућа сигурност електронске сцене, можда ће бити важно изменити одељак 7812 на следећи начин:

За апликацију од 12 В, можете смањити горњи круг заштите од шиљака на следећу верзију:

Батерија, МОСФЕТ и трансформатор одређују снагу

Много пута смо о томе разговарали кроз различите постове да су трансформатор, батерија и МОСФЕТ називи ти који заправо одлучују о томе колико снаге претварач може произвести.

О прорачунима батерије смо већ говорили у претходним параграфима, сада да видимо како трансформатор се може израчунати за допуну потребне излазне снаге.

Заправо је врло једноставно. Будући да би напон требао бити 24 В, а снага 500 вати, дељење 500 са 24 даје 20,83 ампера. То значи да снага појачала трансформатора мора бити изнад 21 ампера, по могућности до 25 ампера.

Међутим, с обзиром да исти трансформатор користимо и за режим пуњења и за претвараче, морамо одабрати напон тако да оптимално одговара обема операцијама.

Чини се да је 20-0-20 В за примарну страну добар компромис, у ствари то је идеално прилагођена оцена за укупан рад претварача у оба режима.

Будући да се за пуњење батерије користи само једна половина намотаја, 20 В ефективна вредност трансформатора може се користити за добијање 20 к 1,41 = 28,2 В вршног ДЦ преко батерије уз помоћ повезаног кондензатора филтера повезаног преко батерије. терминала. Овај напон ће пунити батерију добром брзином и правилном брзином.

У режиму претварача, када је батерија на око 26 В, омогућиће излаз претварача на 24/26 = 220 / излаз

Излаз = 238 В.

Ово изгледа здраво, док је батерија оптимално напуњена, па чак и када батерија падне на 23 В, може се очекивати да ће излаз одржавати здравих 210 В

Израчунавање МОСФЕТ-а : МОСФЕТ-ови у основи раде попут прекидача који не смеју да горе док пребацују номиналну количину струје, а такође се не смеју загрејати због повећаног отпора преклопним струјама.

Да бисмо задовољили горе наведене аспекте, морамо бити сигурни да је тренутни капацитет руковања или ИД спецификација МОСФЕТ-а преко 25 ампера за наш претварач од 500 В. Такође, како би се спречило велико расипање и неефикасно пребацивање, РДСон спецификације МОСФЕТ-а морају бити што је могуће ниже.

Уређај приказан на дијаграму је ИРФ3205 , који има ИД од 110 ампера и РДСон од 8 милиома (0,008 охма), што заправо изгледа прилично импресивно и савршено погодно за овај пројекат претварача.

Листа делова

Да бисте направили горњи претварач од 500 вата са пуњачем за батерије, требат ће вам сљедећа листа материјала:

• ИЦ 4047 = 1
• Отпорници
• 56К = 1
• 10 ома = 2
• Кондензатор 0,1уФ = 1
• Кондензатор 4700уФ / 50 В = 1 (преко терминала батерије)
• МОСФЕТ-ови ИРФ3205 = 2
• Диода 20 амп = 1
• Хладњак за МОСФЕТ-ове = велики ребрасти тип
• Блокирање диоде преко МОСФЕТ-а одвод / извор = 1Н5402 (Молимо вас повежите их преко одвода / извора сваког МОСФЕТ-а ради додатне заштите од повратног ЕМФ-а са примарног трансформатора. Катода ће ићи на одводну иглу.
• Релеј ДПДТ 40 амп = 2 бр

Надоградња на модификовани претварач синусних таласа

Верзија квадратних таласа о којој је претходно било речи може се ефикасно претворити у модификовани синусни талас Инверторски круг од 500 В са знатно побољшаним излазним таласним обликом.

За ово користимо старост ИЦ 555 и ИЦ 741 комбинација за производњу предвиђеног синусног таласног облика.

Комплетна кола са пуњачем батерија дата су у наставку:

Идеја је иста која је примењена у неколико других дизајна синевалних претварача на овој веб локацији. То је уситњавање капије МОСФЕТ-а снаге са прорачунатим СПВМ тако да реплицирани СПВМ велике струје осцилира преко потисног намотаја примарног трансформатора.

ИЦ 741 се користи као компаратор који упоређује два таласа троугла на своја два улаза. Талас спорог основног троугла добијен је из пина ИЦ 4047 Цт, док је талас брзог троугла изведен из спољног постоља ИЦ 555. Резултат је израчунати СПВМ на пин6 ИЦ ​​741. Овај СПВМ је уситњен на вратима МОСФЕТ-а снаге који се трансформишу преко трансформатора на истој фреквенцији СПВМ-а.

То резултира секундарном страном са чистим излазом синусног таласа (након неке филтрације).

Дизајн пуног моста

Комплетна верзија моста за горе наведени концепт може се израдити користећи доњу конфигурацију:

Ради једноставности, аутоматско искључивање батерије није укључено, па је препоручљиво искључити напајање чим напон батерије достигне пуни ниво напуњености. Или можете додати одговарајуће сијалица у низу са позитивном линијом пуњења батерије, како бисте осигурали сигурно пуњење батерије.

Ако имате питања или сумње у вези са горњим концептом, поље за коментаре у наставку је ваше.