คำนวณแบตเตอรี่หม้อแปลงมอสเฟตในอินเวอร์เตอร์

ในโพสต์นี้เราเรียนรู้วิธีการคำนวณพารามิเตอร์อินเวอร์เตอร์อย่างถูกต้องด้วยขั้นตอนที่เกี่ยวข้องเช่นแบตเตอรี่และหม้อแปลงโดยการคำนวณพารามิเตอร์ที่ตรงกันอย่างถูกต้อง

บทนำ

การทำอินเวอร์เตอร์ด้วยตัวเองนั้นเป็นเรื่องสนุกอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามหากผลลัพธ์ไม่เป็นที่น่าพอใจอาจทำลายวัตถุประสงค์ทั้งหมดของโครงการได้อย่างสมบูรณ์

การติดตั้งและกำหนดค่าพารามิเตอร์อินเวอร์เตอร์ต่างๆเช่นแบตเตอรี่และหม้อแปลงกับวงจรประกอบจริงจำเป็นต้องได้รับการดูแลและเอาใจใส่เป็นพิเศษเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจากการประกอบ

บทความนี้กล่าวถึงวิธีการคำนวณและจับคู่แบตเตอรี่และหม้อแปลงกับวงจรที่เกี่ยวข้องและยังให้ความกระจ่างเกี่ยวกับข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นที่อาจพบและขั้นตอนการแก้ไขปัญหาตามลำดับ

บทความนี้ให้ความกระจ่างแก่ผู้มาใหม่จำนวนมากเกี่ยวกับคำแนะนำที่สำคัญบางอย่างซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในขณะที่กำหนดค่าวงจรอินเวอร์เตอร์ด้วยแบตเตอรี่และหม้อแปลงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพและเหมาะสมที่สุด

การคำนวณข้อมูลจำเพาะของหม้อแปลงและแบตเตอรี่

ในขณะที่ การทำอินเวอร์เตอร์ การคำนวณสองอย่างจะต้องนำมาพิจารณาในวงกว้าง ได้แก่ หม้อแปลงและการจัดอันดับแบตเตอรี่

1) หม้อแปลงไฟฟ้า จะต้องได้รับการจัดอันดับโดยประมาณสองเท่าของโหลดสูงสุดที่คาดว่าจะใช้กับอินเวอร์เตอร์ ตัวอย่างเช่นถ้าโหลดที่ตั้งใจไว้คือ 200 วัตต์หม้อแปลงต้องได้รับการจัดอันดับอย่างน้อย 300 วัตต์ วิธีนี้จะช่วยให้อินเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างราบรื่นและเกิดความร้อนน้อยลงจากหม้อแปลง

ระดับแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลง ต้องต่ำกว่าแรงดันแบตเตอรี่เล็กน้อยสำหรับอินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยม

อย่างไรก็ตามสำหรับแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับ PWM หรือ SPWM ควรเท่ากับแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่ใช้ที่ประตูของ MOSFET สามารถวัดได้โดยการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยที่ใช้ที่ประตูของ MOSFET จากขั้นตอนออสซิลเลเตอร์ ดังนั้นสมมติว่าแรงดันแบตเตอรี่ของคุณคือ 12 V แต่เนื่องจาก PWM แรงดันไฟฟ้าสวิตชิ่งเฉลี่ยของคุณจากออสซิลเลเตอร์แสดง 7.5 V DC นั่นหมายความว่าหม้อแปลงของคุณต้องเป็น 7.5-0-7.5 V ไม่ใช่ 12-0-12 V

2) และแบตเตอรี่ Ah ต้องได้รับการจัดอันดับมากกว่าพิกัดกระแสสูงสุดของโหลด 10 เท่า ตัวอย่างเช่นถ้าแบตเตอรี่มีพิกัด 12V และโหลด 200 วัตต์จากนั้นหาร 200 ด้วย 12 จะทำให้เราได้ 16 แอมป์ ดังนั้นแบตเตอรี่ Ah ต้องเป็น 10 เท่าของระดับแอมป์นี้นั่นคือ 160 Ah วิธีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่ของคุณทำงานด้วยอัตราการคายประจุ 0.1C ที่ดีและสำรองข้อมูลได้ประมาณ 8 ชั่วโมง

การคำนวณคะแนน MOSFET

การคำนวณ MOSFET สำหรับอินเวอร์เตอร์นั้นค่อนข้างง่าย เราต้องคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า MOSFET ไม่ใช่อะไรนอกจาก สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ และต้องได้รับการจัดอันดับเช่นเดียวกับที่เราให้คะแนนสวิตช์เชิงกลของเรา หมายความว่าต้องเลือกแรงดันไฟฟ้าและพิกัดกระแสของ MOSFET อย่างเพียงพอเพื่อให้แม้ในโหลดสูงสุดที่ระบุไว้การทำงานของ MOSFET ก็อยู่ในระดับการแยกย่อยได้ดี

เพื่อให้แน่ใจว่าเงื่อนไขข้างต้นคุณสามารถอ้างถึงไฟล์ แผ่นข้อมูลของ mosfet และตรวจสอบ Drain-Source Voltage และพารามิเตอร์ Continuous Drain Current ของอุปกรณ์เพื่อให้ทั้งสองค่านี้สูงกว่าค่าการบริโภคสูงสุดของโหลดหรือถูกเลือกด้วยระยะขอบที่ประเมินได้

สมมติว่าถ้าโหลดอยู่ที่ 200 วัตต์หารด้วยแรงดันแบตเตอรี่ 12V เราจะได้ 16 แอมป์ ดังนั้นจึงสามารถเลือก MOSFET ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่ใดก็ได้ระหว่าง 24V ถึง 36V เป็นแรงดัน Drain-Source ( Vdss ) และ 24 แอมป์ถึง 30 แอมป์เป็นกระแสเดรนอย่างต่อเนื่อง ( Id ).

ดูตัวอย่างของ MOSFET ในภาพด้านบนต่อไปนี้คือ Vdss แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ทนได้ของ MOSFET ที่ระบุคือ 75V และ Id กระแสไฟฟ้าที่ทนได้สูงสุดคือ 209 แอมป์เมื่อทำงานด้วยฮีทซิงค์ที่เหมาะสม หมายความว่า MOSFET นี้สามารถใช้ได้อย่างปลอดภัยสำหรับทุกแอปพลิเคชันที่กำลังไฟฟ้าไม่เกิน 14000 วัตต์

การทำเช่นนี้จะดูแล MOSFET และทำให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบแม้ในสภาวะโหลดเต็ม แต่อย่าลืมติดตั้งบนฮีทซิงค์ที่มีขนาดเหมาะสม

หลังจากจัดหาส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดตามที่อธิบายไว้ข้างต้นแล้วสิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบความเข้ากันได้กับส่วนประกอบอื่น ๆ

เฉพาะแบตเตอรี่ซึ่งเป็นหนึ่งในสมาชิกที่สำคัญที่สุดหวังว่าจะไม่ต้องมีการตรวจสอบใด ๆ ก่อนเนื่องจากคะแนนที่พิมพ์และเงื่อนไขแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จควรเพียงพอที่จะพิสูจน์ความน่าเชื่อถือ ที่นี่สันนิษฐานว่าแบตเตอรี่อยู่ในสภาพที่ดีและค่อนข้างใหม่และ“ แข็งแรง”

ตรวจสอบหม้อแปลง

หม้อแปลงซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของอินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องได้รับการประเมินทางเทคนิคอย่างละเอียด อาจทำได้ดังนี้:

การจัดอันดับของหม้อแปลง สามารถตรวจสอบได้ดีที่สุดในลำดับย้อนกลับกล่าวคือโดยเชื่อมต่อขดลวดแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเข้ากับอินพุตไฟ AC และตรวจสอบขดลวดตรงกันข้ามสำหรับเอาต์พุตที่ระบุ หากการจัดอันดับปัจจุบันของส่วนแรงดันไฟฟ้าต่ำอยู่ภายในขีด จำกัด สูงสุดของเครื่องทดสอบหลายตัวทั่วไป (DMM) อาจตรวจสอบได้โดยการเปิด AC ด้านบนและเชื่อมต่อมิเตอร์ (กำหนดที่ AC 20 แอมป์) คดเคี้ยวที่เกี่ยวข้อง

จับหัววัดที่เชื่อมต่อผ่านขั้วที่คดเคี้ยวเป็นเวลาสองถึงสามวินาทีเพื่อให้อ่านค่าได้โดยตรงบนมิเตอร์ หากการอ่านตรงกับกระแสของหม้อแปลงที่ระบุหรืออย่างน้อยก็ใกล้เคียงกันแสดงว่าหม้อแปลงของคุณใช้ได้

การอ่านค่าที่ต่ำกว่าอาจหมายถึงขดลวดหม้อแปลงที่ไม่ถูกต้องหรือผิดพลาด ต้องตรวจสอบวงจรที่ประกอบอย่างกว้าง ๆ เพื่อหาเอาต์พุตการสั่นที่เหมาะสมทั่วทั้งฐานของทรานซิสเตอร์กำลังหรือมอสเฟต

อาจทำได้โดยการต่อวงจรเข้ากับแบตเตอรี่ แต่ไม่รวมหม้อแปลงในตอนแรก การตรวจสอบควรทำโดยใช้เครื่องวัดความถี่ที่ดีหรือถ้าเป็นไปได้โดยใช้ออสซิลโลสโคป หากคุณไม่มีแกดเจ็ตข้างต้นคุณสามารถทำการทดสอบคร่าวๆโดยใช้หูฟังธรรมดาคู่หนึ่ง

เชื่อมต่อแจ็คหูฟังเข้ากับฐานของทรานซิสเตอร์กำลังที่เกี่ยวข้องคุณควรได้รับเสียงฟู่ที่หนักแน่นในหูฟังเพื่อยืนยันการทำงานของเสียงของขั้นตอนออสซิลเลเตอร์

การยืนยันข้างต้นน่าจะเพียงพอที่จะแจ้งให้คุณกำหนดค่าส่วนทั้งหมดเข้าด้วยกัน เชื่อมต่อหม้อแปลงเข้ากับทรานซิสเตอร์ที่เกี่ยวข้องหรือขั้วอุปกรณ์จ่ายไฟตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าถูกรวมเข้ากับ เวทีออสซิลเลเตอร์ .

การติดตั้งการตั้งค่าอินเวอร์เตอร์ขั้นสุดท้าย

ในที่สุดแบตเตอรี่อาจเชื่อมต่อกับอินพุตไฟของการกำหนดค่าข้างต้นอีกครั้งอย่าลืมใส่ FUSE ที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเหมาะสมพร้อมกับแบตเตอรี่เป็นบวก ตอนนี้เอาท์พุตของหม้อแปลงอาจถูกแนบมาพร้อมกับโหลดสูงสุดที่ระบุไว้และอาจเปิดสวิตช์ไฟได้

หากทุกอย่างต่อสายอย่างถูกต้องโหลดควรเริ่มทำงานด้วยกำลังไฟเต็มที่หากไม่เป็นเช่นนั้นแสดงว่ามีบางอย่างผิดปกติกับวงจร เนื่องจากส่วนของออสซิลเลเตอร์ได้รับการตรวจสอบอย่างเหมาะสมก่อนการติดตั้งขั้นสุดท้ายความผิดปกติอาจอยู่ที่ขั้นตอนของอุปกรณ์ไฟฟ้า

หากความผิดพลาดเกี่ยวข้องกับเอาต์พุตกำลังไฟต่ำตัวต้านทานพื้นฐานอาจถูกปรับแต่งสำหรับความผิดพลาดที่เป็นไปได้หรืออาจลดลงโดยการเพิ่มตัวต้านทานแบบขนานให้กับตัวต้านทานพื้นฐานที่มีอยู่

ผลลัพธ์อาจได้รับการตรวจสอบตามที่กล่าวไว้ข้างต้นหากผลลัพธ์เป็นบวกและหากคุณพบว่ามีการปรับปรุงเอาต์พุตกำลังให้ดีขึ้นตัวต้านทานอาจได้รับการแก้ไขเพิ่มเติมตามต้องการจนกว่าจะได้รับกำลังไฟฟ้าที่คาดไว้

อย่างไรก็ตามสิ่งนี้อาจนำไปสู่ความร้อนของอุปกรณ์เพิ่มเติมและต้องปฏิบัติตามความระมัดระวังเพื่อให้อุปกรณ์เหล่านี้อยู่ภายใต้การตรวจสอบโดยรวมพัดลมระบายความร้อนหรือเพิ่มขนาดฮีทซิงค์

อย่างไรก็ตามหากความผิดพลาดเกิดขึ้นพร้อมกับการเป่าฟิวส์จะหมายถึงความแน่นอน ไฟฟ้าลัดวงจร ที่ไหนสักแห่งในเวทีอำนาจ

การแก้ไขปัญหาการเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์

ปัญหายังอาจบ่งบอกถึงอุปกรณ์จ่ายไฟที่เชื่อมต่อผิดอุปกรณ์จ่ายไฟเนื่องจากอาจเกิดการลัดวงจรระหว่างขั้วเอาต์พุตของอุปกรณ์จ่ายไฟหรือขั้วใด ๆ ที่จำเป็นต้องอยู่ห่างกันอย่างสมบูรณ์

จากการอธิบายความเป็นไปได้บางประการข้างต้นในขณะที่กำหนดค่าอินเวอร์เตอร์อย่างเหมาะสมความรู้อย่างละเอียดเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์กลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งจากส่วนของบุคคลที่อาจเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างโดยที่การดำเนินการกับโครงการอาจได้รับอันตราย