5ква феритног круга претварача - пуни радни дијаграм са детаљима прорачуна

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





У овом посту расправљамо о конструкцији претварача од 5000 вати који укључује феритни трансформатор језгра и стога је изузетно компактан од конвенционалних гвоздених језгара.

Блок дијаграм

Имајте на уму да овај претварач феритног језгра можете претворити у било коју жељену снагу, право од 100 вата до 5 ква или према властитим жељама.



Разумевање горњег блок дијаграма је прилично једноставно:

Улазни једносмерни ток који би могао бити преко 12В, 24В или 48В батерије или соларног панела примењује се на претварач заснован на фериту, који га претвара у високофреквентни 220В АЦ излаз, на око 50 кХз.



Али пошто фреквенција 50 кХз можда није погодна за наше кућне апарате, морамо да претворимо ову високофреквентну наизменичну струју у потребних 50 Хз / 220В или 120В АЦ / 60Хз.

Ово је имплементирано кроз фазу претварача Х-моста, који ову високу фреквенцију претвара у излаз у жељену 220В АЦ.

Међутим, за ову фазу Х-моста била би потребна максимална вредност од 220В ефективне вредности, што је око 310В једносмерне струје.

То се постиже помоћу степена мостовског исправљача, који претвара високофреквентне 220В у 310 В једносмерне струје.

Коначно, овај напон сабирнице од 310 В једносмерне струје се поново претвара у 220 В 50 Хз помоћу Х-моста.

Такође можемо видети етапу осцилатора од 50 Хз напајану од истог истосмерног извора. Овај осцилатор је заправо необавезан и можда ће бити потребан за кругове Х-мостова који немају свој осцилатор. На пример, ако користимо Х-мост заснован на транзистору, можда ће нам требати овај ниво осцилатора да бисмо у складу с тим управљали високим и доњим бочним мосфетима.


АЖУРИРАЊЕ: Можда ћете желети да пређете директно на нови ажурирани ' ПОЈЕДИЊЕНИ ДИЗАЈН ', при дну овог чланка, који објашњава технику у једном кораку за добијање излаза синусног таласа без трансформатора од 5 квадрата, уместо да прође кроз сложени двостепени процес како је објашњено у доњим концептима:


Једноставан дизајн претварача феритне коте

Пре него што научимо верзију 5ква, ево једноставнијег дизајна кола за новопридошле. Ово коло не користи ниједан специјализовани ИЦ управљачки програм, већ ради само са н-каналним МОСФЕТ-овима, и а фаза покретања.

Комплетна шема кола може се видети у наставку:

Једноставан дизајн претварача феритне коте

400В, 10 амп МОСФЕТ ИРФ740 Спецификације

У горе наведеном једноставном кругу феритног претварача од 12В до 220В АЦ можемо видети готов модул претварача једносмерне струје од 12В до 310В. То значи да не морате да правите сложени трансформатор на бази феритног језгра. За нове кориснике овај дизајн може бити врло користан јер могу брзо направити овај претварач без зависности од сложених прорачуна и избор феритног језгра.

5 ква Предуслови за дизајн

Прво морате пронаћи напајање једносмерном струјом од 60В за напајање предложеног круга претварача од 5кВА. Намера је да се пројектује преклопни претварач који ће претворити једносмерни напон од 60В у виши 310В при смањеној струји.

Топологија која се следи у овом сценарију је пусх-пулл топологија која користи трансформатор у омјеру 5:18. За регулацију напона која ће вам можда требати и ограничење струје - сви се напајају из извора улазног напона. Такође истом брзином, претварач убрзава дозвољену струју.

Када је реч о улазном извору од 20А, могуће је добити 2 - 5А. Међутим, вршни излазни напон овог претварача од 5 ква је око 310В.

Спецификације феритног трансформатора и Мосфет-а

Што се тиче архитектуре, трансформатор Тр1 има 5 + 5 примарних завоја и 18 за секундарне. За пребацивање је могуће користити 4 + 4 МОСФЕТ (тип ИКСФХ50Н20 (50А, 200В, 45мР, Цг = 4400пФ). Такође можете слободно користити МОСФЕТ било ког напона са Удс 200В (150В) уз најмањи проводни отпор. отпор капије који се користи и његова ефикасност у брзини и капацитету морају бити одлични.

Феритни део Тр1 је изграђен око 15к15 мм ферита ц. Индуктор Л1 дизајниран је помоћу пет прстенова од гвозденог праха који могу бити намотани као жице. За језгро индуктора и друге повезане делове увек можете да га набавите од старих претварача (56в / 5В) и унутар њихових снуберских степени.

Коришћење Фулл Бридге ИЦ-а

За интегрисани круг ИЦ ИР2153 се може применити. Излази ИЦ-а могли су се видети у баферу са БЈТ фазама. Штавише, због великог капацитивног улаза, важно је користити одбојнике у облику комплементарних парова појачала снаге, неколико БД139 и БД140 НПН / ПНП транзистора добро раде свој посао.

Алтернативни ИЦ може бити СГ3525

Такође можете покушати да користите друге управљачке кругове попут СГ3525 . Такође, можете променити напон на улазу и радити у директној вези са мрежом ради тестирања.

Топологија коришћена у овом колу има могућност галванске изолације, а радна фреквенција је око 40 кХз. У случају да сте претварач планирали да користите за мали рад, не хладите се, али за дужи рад обавезно додајте средство за хлађење помоћу вентилатора или великих хладњака. Већина енергије се губи на излазним диодама, а Сцхоттки-јев напон пада око 0,5В.

Улаз од 60В могао би се добити стављањем 5 носача од 12В батерија у серију, оцена Ах сваке батерије мора бити оцењена на 100 Ах.

ТЕХНИЧКИ ЛИСТ ИР2153

Молимо не користите БД139 / БД140, већ користите БЦ547 / БЦ557, за горњу фазу управљачког програма.

Високофреквентни степен 330В

220В добијено на излазу ТР1 у горе наведеном кругу претварача од 5 ква и даље се не може користити за рад нормалних уређаја, јер би садржај наизменичне струје осцилирао на улазној фреквенцији од 40 кХз. За претварање горе наведених 220 кВ наизменичне струје у 220В од 50 Хз или 120В 60Хз АЦ, потребни су даљи ступњеви како је наведено у наставку:

Прво ће 220В 40кХз бити потребно исправити / филтрирати преко мостовског исправљача који се састоји од брзих диода за опоравак снаге око 25 ампера од 300В и 10уФ / 400В кондензатора.

Претварање 330 В ДЦ у 50 Хз 220 В АЦ

Даље, овај исправљени напон који би се сада монтирао на око 310В требало би да импулсира на потребних 50 или 60 Хз кроз други круг пуног претварача моста, као што је приказано доле:

Терминали са ознаком 'лоад' сада се могу директно користити као коначни излаз за рад са жељеним оптерећењем.

Овде би мосфетс могао бити ИРФ840 или било који други еквивалентан тип.

Како намотати феритни трансформатор ТР1

Трансформатор ТР1 је главни уређај који је одговоран за појачавање напона до 220В на 5ква, а заснован је на феритној језгри и изграђен је од неколико феритних ЕЕ језгара како је детаљно описано у наставку:

Будући да је укључена снага велика око 5 квс, Е језгре морају бити застрашујуће величине, могло би се испробати феритно Е-језгро типа Е80.

Имајте на уму да ћете можда морати да уградите више од 1 Е језгра, могу бити 2 или 3 Е-језгре заједно, постављене једна до друге за постизање огромне излазне снаге од 5КВА из склопа.

Користите највећи који може бити доступан и паралелно навијајте 5 + 5 завоја користећи 10 бројева од 20 СВГ супер емајлираних бакарних жица.

Након 5 завоја, зауставите примарни намотај изолирајте слој изолацијском траком и започните секундарних 18 завоја преко ових 5 примарних завоја. Паралелно користите 5 нити од 25 СВГ супер емајлираног бакра за намотавање секундарних завоја.

Када заврши 18 завоја, завршите га преко излазних каблова шпулице, изолирајте траком и намотајте преосталих 5 примарних завоја да бисте довршили феритна језгра ТР1 конструкција . Не заборавите да спојите крај првих 5 завоја с почетком примарног намотаја горњих 5 завоја.

Метод монтаже е-језгра

Следећи дијаграм даје идеју о томе како се више од 1 Е-језгра може користити за имплементацију горе поменутог дизајна трансформаторског претварача феритног претварача од 5 КВА:

Е80 Феритно језгро

Повратне информације од господина Схервина Баптисте

Драги моји,

У горњем пројекту за трансформатор нисам користио одстојнике између делова језгра, круг је добро радио са хладњаком трафо током рада. Увек сам преферирао ЕИ језгро.

Увек сам премотао трафос према мојим прорачунатим подацима, а затим сам их користио.

Тим више што је трафо ЕИ језгро, раздвајање феритних комада било је прилично једноставно него уклањање ЕЕ језгра.

Такође сам покушао да отворим трафос ЕЕ језгра, али нажалост, на крају сам сломио језгро док сам га раздвајао.

Никада нисам могао да отворим ЕЕ језгро, а да га не сломим.

Према мојим налазима, неколико ствари бих рекао у закључку:

--- Најбоље су радила она напајања са неизрезаним језгром трафос. (Описујем трафо из старог атк рачунарског напајања, јер сам користио само оне. ПЦ напајања не пропадају тако лако ако није прегорели кондензатор или нешто друго.) ---

--- Оне залихе које су имале трафос са танким одстојницима често су биле без боје и рано су пропале. (То сам сазнао из искуства јер сам до данас купио много половних напајања само да бих их проучио) ---

--- Много јефтинија напајања са брендовима попут ЦЦ 12в 5а, 12в 3а АЦЦ12в 3а РПК 12в 5а све

Такви типови феритних трафоса имали су дебље комаде папира између језгара и сви су лоше пропали !!! ---

У ФИНАЛУ је ЕИ35 језгро трафо најбоље радило (без задржавања ваздушног зазора) у горе наведеном пројекту.

Детаљи припреме круга претварача феритног језгра 5ква:

Корак 1:

  • Коришћење 5 затворених оловних батерија од 12в 10Ах
  • Укупни напон = 60в Стварни напон
  • = Напон пуног пуњења од 66в (по 13,2в сваке батерије)
  • = 69в Напон пуњења на нивоу капи.

Корак 2:

Након израчунавања напона батерије имамо 66 волти на 10 ампера када су напуњени.

  • Следи напајање на иц2153.
  • 2153 има највише 15,6 В ЗЕНЕР стезаљку између Вцц и Гнд.
  • Дакле, користимо чувени ЛМ317 за напајање иц-а регулисаном снагом од 13в.

Корак 3:

Регулатор лм317 има следеће пакете

  1. ЛМ317ЛЗ --- 1.2-37в 100ма до-92
  2. ЛМ317Т --- 1.2-37в 1.5амп до-218
  3. ЛМ317АХВ --- 1,2-57в 1,5амп до-220

Користимо лм317ахв у којем је 'А' суфиксни код, а 'ХВ' високонапонски пакет,

с обзиром да горњи регулатор може подржавати улазни напон до 60в и излазни напон од 57 волти.

Корак 4:

  • Не можемо испоручити 66в директно пакету лм317ахв, јер је његов улаз максимално 60в.
  • Дакле, ми користимо ДИОДЕС да падне напон акумулатора на сигуран напон за напајање регулатора.
  • Морамо да паднемо око 10в са максималног улаза регулатора који је 60в.
  • Према томе, 60в-10в = 50в
  • Сада би максимални сигурни улаз диода у регулатор могао бити 50 волти.

Корак 5:

  • Користимо обичну диоду 1н4007 да падне напон батерије на 50в,
  • С обзиром да је силицијумска диода, пад сваког напона је око 0,7 волти.
  • Сада израчунавамо потребан број потребних диода које би повећале напон батерије на 50 волти.
  • напон акумулатора = 66в
  • цалц.мак улазни напон на чипу регулатора = 50в
  • Дакле, 66-50 = 16в
  • Сада 0,7 *? = 16в
  • Поделимо 16 са 0,7 што је 22,8, односно 23.
  • Дакле, морамо да уградимо око 23 диоде, јер укупан пад од ових износи 16,1 в
  • Сада је израчунати сигурни улазни напон регулатора 66в - 16,1в што је 49,9в аппкм. 50в

Корак 6:

  • Доводимо 50в на регулаторни чип и подешавамо излаз на 13в.
  • За већу заштиту користимо феритне перле за уклањање нежељене буке на излазном напону.
  • Регулатор треба поставити на хладњак одговарајуће величине како би се одржао хладним.
  • Тантални кондензатор повезан са 2153 је важан кондензатор који осигурава да ИЦ добије глатки једносмерни ток од регулатора.
  • Његова вредност се може безбедно смањити са 47уф на 1уф 25в.

Корак 7:

  • Остатак струјног круга добија 66 волти, а носеће тачке велике струје у кругу треба да буду ожичене тешким кабловским жицама.
  • За трансформатор његова примарна треба да буде 5 + 5 завоја, а секундарна 20 завоја.
  • Фреквенцију 2153 треба поставити на 60КХз.

Корак 8:

Круг претварача наизменичне и нискофреквентне струје који користи чип ирс2453д требало би да буде ожичен на одговарајући начин, као што је приказано на дијаграму.

Коначно завршено .

Израда ПВМ верзије

Следеће објављивање говори о другој верзији 5кВ ПВМ синусног инвертерског круга који користи компактни феритни трансформатор. Идеју је затражио господин Јавеед.

Техничке спецификације

Поштовани господине, хоћете ли молим вас модификовати његов излаз ПВМ извором и олакшати употребу овако јефтиног и економичног дизајна људима широм света попут нас? Надам се да ћете размотрити мој захтев. Захваљујем вам.љубазни читаоче.

Дизајн

У ранијем посту представио сам коло претварача 5ква засновано на феритном језгру, али будући да је претварач квадратног таласа не може се користити са разном електроничком опремом, па његова примена може бити ограничена само на отпорна оптерећења.

Међутим, исти дизајн би се могао претворити у ПВМ еквивалентни претварач синусног вала убризгавањем ПВМ напајања у доње бочне мосфете, као што је приказано на следећем дијаграму:

СД пин ИЦ ИРС2153 је погрешно приказан повезан са Цт, обавезно га повежите са земаљском линијом.

Предлог: ИРС2153 фаза се лако може заменити ИЦ 4047 фаза , у случају да се чини да је ИРС2153 тешко добити.

Као што можемо видети у горе наведеном ПВМ колу претварача 5ква заснованом на ПВМ-у, дизајн је потпуно сличан нашем ранијем оригиналном колу претварача 5ква, осим назначене фазе напајања ПВМ одбојника са ниским бочним МОСФЕТ-овима фазе покретача Х-моста.

Уметање ПВМ феед-а могло се набавити било којим стандардом Коло ПВМ генератора помоћу ИЦ 555 или помоћу транзисторизовани покретни мултивибратор.

За тачнију репликацију ПВМ-а, такође се може одлучити за ПВМ генератор Бубба осцилатора за набављање ПВМ-а са горе приказаним дизајном синеваве претварача 5ква.

Поступци конструкције за горњи дизајн се не разликују од оригиналног дизајна, једина разлика је интеграција БЦ547 / БЦ557 БЈТ одбојничких степеништа са ниским бочним мосфетима пуне ИЦ фазе моста и ПВМ напона у њега.

Још један компактан дизајн

Мали преглед показује да заправо горња фаза не мора бити тако сложена.

Коло генератора једносмерне струје од 310 В може се направити помоћу било ког другог алтернативног кола заснованог на осцилатору. Пример примера приказан је испод где је полу-мост ИЦ ИР2155 коришћен као осцилатор на пусх-пулл начин.

Коло претварача од 310 В ДЦ до 220 В АЦ

Опет, не постоји специфичан дизајн који би могао бити потребан за фазу генератора 310В, можете испробати било коју другу алтернативу према вашим жељама, неки су уобичајени примери, ИЦ 4047, ИЦ 555, ТЛ494, ЛМ567 итд.

Детаљи о индуктору за горњи феритни трансформатор од 310 В до 220 В

феритни намотај индуктора за 330В једносмерне струје од 12В батерије

Поједностављени дизајн

У горњим пројектима до сада смо разговарали о прилично сложеном претварачу без трансформатора који је обухватио два сложена корака за добијање коначног излаза наизменичне струје. У овим корацима прво је потребно да се једносмерна струја батерије трансформише у 310 В једносмерну преко претварача феритног језгра, а затим се 310 ВДЦ мора поново пребацити на 220 В ефективну вредност кроз мрежу пуних мостова од 50 Хз.

Као што је предложио један од страствених читалаца у одељку за коментаре (господин Анкур), поступак у два корака је претеран и једноставно није потребан. Уместо тога, део феритног језгра може сам да се модификује на одговарајући начин за добијање потребног синусног таласа од 220 В АЦ, а МОСФЕТ одељак пуног моста може се елиминисати.

Следећа слика приказује једноставно постављање за извршавање горе објашњене технике:

НАПОМЕНА: Трансформатор је феритни трансформатор који мора бити одговарајуће израчунати д

У горе наведеном дизајну, десна страна ИЦ 555 је ожичена да генерише основне осцилаторне сигнале од 50 Хз за МОСФЕТ комутацију. Такође можемо видети опциону фазу, у којој се овај сигнал извлачи из ИЦЦ РЦ мреже времена у облику таласа троугла 50 Хз и доводи на један од његових улаза ради упоређивања сигнала са сигналима брзог троугла таласа са друге ИЦ 555 нестабилно коло. Овај брзи таласи троугла могу имати фреквенцију од 50 кХз до 100 кХз.

Опционо појачало упоређује два сигнала да би генерисало фреквенцију модулисане СПВМ еквивалентом синусног таласа. Овај модулисани СПВМ напаја се у базе управљачких БЈТ-ова за пребацивање МОСФЕТ-а брзином СПВМ од 50 кХз, модулисаном на 50 Хз.

МОСФЕтс заузврат пребацују прикључени феритни трансформатор са истом СПВМ модулисаном фреквенцијом да би генерисали предвиђени чисти синусни излаз на секундару трансформатора.

Због преусмеравања високе фреквенције, овај синусни талас може бити пун нежељених хармоника, који се филтрира и заглађује кроз кондензатор од 3 уФ / 400 В да би се добио разумно чист излаз синусног таласа наизменичне струје са жељеном снагом, у зависности од трансформатора и снаге спецификације напајања батерије.

Десна страна ИЦ 555 која генерише сигнале носача од 50 Хз може бити замењена било којом другом повољном осцилаторном ИЦ као што је ИЦ 4047 итд.

Дизајн претварача феритног језгра користећи транзисторски подесиви круг

Следећи концепт показује како се једноставан претварач са феритним језгром може изградити помоћу неколико уобичајених стабилних кола заснованих на транзистору и феритних трансформатора.

Ову идеју затражило је неколико посвећених следбеника овог блога, наиме господин Рашид, господин Сандееп, као и још неколико читалаца.

Концепт круга

У почетку нисам могао да схватим теорију која стоји иза ових компактних претварача који су у потпуности елиминисали гломазне трансформаторе са језгром од гвожђа.

Међутим, након мало размишљања, чини ми се да сам успео да откријем врло једноставан принцип повезан са функционисањем таквих претварача.

Кинески претварачи компактног типа у последње време постали су прилично познати управо због својих компактних и елегантних величина које их чине изузетно малом, а опет изузетно ефикасним са спецификацијама излазне снаге.

У почетку сам сматрао да је концепт неизводљив, јер се по мени употреба сићушних феритних трансформатора за примену нискофреквентних претварача чинила крајње немогућом.

Претварачи за кућну употребу захтевају 50/60 Хз, а за увођење феритног трансформатора биле би нам потребне врло високе фреквенције, тако да је идеја изгледала веома компликовано.

Након мало размишљања, био сам запањен и срећан што сам открио једноставну идеју за примену дизајна. Све се састоји у претварању напона батерије у 220 или 120 мрежног напона на врло високој фреквенцији и пребацивању излаза на 50/60 ХЗ помоћу пусх-пулл мосфет ступња.

Како то ради

Гледајући лик, можемо једноставно бити сведоци и схватити целу идеју. Овде се напон батерије прво претвара у високофреквентне ПВМ импулсе.

Ови импулси се избацују у појачани феритни трансформатор који има потребну одговарајућу оцену. Импулси се примењују помоћу мосфет-а, тако да се струја батерије може оптимално искористити.

Феритни трансформатор појачава напон на свом излазу до 220В. Међутим, с обзиром да овај напон има фреквенцију од око 60 до 100 кХз, не може се директно користити за рад са кућним апаратима и зато му је потребна даља обрада.

У следећем кораку овај напон се исправља, филтрира и претвара у 220В једносмерне струје. Овај високонапонски једносмерни ток коначно је пребачен на фреквенцију од 50 Хз да би могао да се користи за рад са кућним апаратима.

Молимо вас да узмете у обзир да, иако сам струјни круг искључиво дизајнирао ја, он није практично тестиран, направите га на сопствени ризик и ако имате довољно поверења у дата објашњења.

Кружни дијаграм
Списак делова за круг компактног феритног језгра од 12В једносмерне до 220В наизменичне струје.
  • Р3 --- Р6 = 470 Ома
  • Р9, Р10 = 10К,
  • Р1, Р2, Ц1, Ц2 = израчунати за генерисање фреквенције од 100 кХз.
  • Р7, Р8 = 27К
  • Ц3, Ц4 = 0,47уФ
  • Т1 ---- Т4 = БЦ547,
  • Т5 = било који МВ мофет од 30 В 20 Амп,
  • Т6, Т7 = било који, 400В, 3 амп мосфет.
  • Диоде = брзи опоравак, тип велике брзине.
  • ТР1 = примарни, 13В, 10амп, секундарни = 250-0-250, 3амп. Феритни трансформатор са е-језгром .... затражите помоћ од стручњака за намотаје и дизајнере трансформатора.

Побољшана верзија горњег дизајна приказана је у наставку. Излазна фаза је овде оптимизована за бољи одзив и већу снагу.

Побољшана верзија



Претходно: Пуштање мелодије помоћу функције Тоне () у Ардуину Следеће: Шта се налази у Блуетоотх слушалицама