สนใจที่จะทำของคุณ อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าของตัวเอง พร้อมที่ชาร์จในตัว? วงจรอินเวอร์เตอร์ 400 วัตต์อย่างง่ายพร้อมเครื่องชาร์จที่สามารถสร้างและปรับให้เหมาะสมได้ง่ายมากมีให้ในบทความนี้ อ่านการอภิปรายทั้งหมดผ่านภาพประกอบที่เป็นระเบียบ

บทนำ

อินเวอร์เตอร์กำลังไฟ 400 วัตต์ขนาดใหญ่พร้อมวงจรชาร์จในตัวได้รับการอธิบายอย่างละเอียดแล้วในบทความนี้ผ่านแผนผังวงจร นอกจากนี้ยังมีการกล่าวถึงการคำนวณอย่างง่ายเพื่อประเมินตัวต้านทานฐานทรานซิสเตอร์

ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับการก่อสร้างบางส่วน วงจรอินเวอร์เตอร์ที่ดี ผ่านบทความก่อนหน้านี้ของฉันและรู้สึกตื่นเต้นอย่างมากกับการตอบรับอย่างท่วมท้นที่ฉันได้รับจากผู้อ่าน ด้วยแรงบันดาลใจจากความต้องการที่เป็นที่นิยมฉันได้ออกแบบอีกหนึ่งวงจรที่น่าสนใจและทรงพลังกว่าของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าพร้อมที่ชาร์จในตัว

วงจรปัจจุบันแม้ว่าจะมีการทำงานที่คล้ายคลึงกัน แต่มีความน่าสนใจและก้าวหน้ากว่าเนื่องจากมีเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ในตัวและอัตโนมัติเกินไป

ตามชื่อแสดงให้เห็นว่าวงจรที่เสนอจะให้กำลังขับ 400 วัตต์ (50 เฮิรตซ์) ขนาดใหญ่จากแบตเตอรี่รถบรรทุก 24 โวลต์โดยมีประสิทธิภาพสูงถึง 78%

เนื่องจากเป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมดเครื่องอาจเชื่อมต่อกับสายไฟ AC อย่างถาวร ตราบเท่าที่อินพุต AC พร้อมใช้งานแบตเตอรี่อินเวอร์เตอร์จะถูกชาร์จอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แบตเตอรี่อยู่ในตำแหน่งสแตนด์บายที่เติมไว้เสมอ

ทันทีที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้วรีเลย์ภายในจะสลับโดยอัตโนมัติและเปลี่ยนแบตเตอรี่เข้าสู่โหมดอินเวอร์เตอร์และโหลดเอาต์พุตที่เชื่อมต่อจะขับเคลื่อนผ่านอินเวอร์เตอร์ทันที

ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ต่ำกว่าระดับที่ตั้งไว้รีเลย์จะสลับและเปลี่ยนแบตเตอรี่เข้าสู่โหมดการชาร์จและวงจรจะทำซ้ำ

โดยไม่ต้องเสียเวลาอีกต่อไปเรามาดูขั้นตอนการก่อสร้างกันทันที

รายการชิ้นส่วนสำหรับแผนภาพวงจร

คุณจะต้องใช้ชิ้นส่วนต่อไปนี้สำหรับการสร้างวงจรอินเวอร์เตอร์:

ตัวต้านทานทั้งหมดคือ¼วัตต์ CFR 5% เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

R1 ---- R6 = ที่จะคำนวณ - อ่านท้ายบทความ
R7 = 100K (50Hz), 82K (60Hz)
R8 = 4K7,
R9 = 10K,
P1 = 10K,
C1 = 1,000µ / 50V,
C2 = 10µ / 50V,
C3 = 103, เซรามิก,
C4, C5 = 47µ / 50V,
T1, 2, 5, 6 = BDY29,
T3, 4 = เคล็ดลับ 127,
T8 = BC547B
D1 ----- D6 = 1N 5408,
D7, D8 = 1N4007,
รีเลย์ = 24 VOLT, SPDT
IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
IC2 = 7812,
ตัวแปลงสัญญาณอินเวอร์เตอร์ = 20 - 0 - 20 V, 20 แอมป์ เอาท์พุท = 120V (60Hz) หรือ 230V (50Hz)
TRNASFORMER ชาร์จ = 0 - 24V, 5 แอมป์ อินพุต = 120V (60Hz) หรือ 230V (50Hz) MAINS AC

การทำงานของวงจร

เรารู้อยู่แล้วว่าอินเวอร์เตอร์โดยทั่วไปประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ซึ่งขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์กำลังที่ตามมาซึ่งจะสลับตัวรองของหม้อแปลงไฟฟ้าสลับกันจากศูนย์ไปเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดดังนั้นจึงผลิต AC แบบก้าวขึ้นที่ทรงพลังที่เอาต์พุตหลักของหม้อแปลง .

ในวงจร IC 4093 นี้จะสร้างส่วนประกอบการสั่นหลัก หนึ่งในประตู N1 ได้รับการกำหนดค่าเป็นออสซิลเลเตอร์ในขณะที่อีกสามประตู N2, N3, N4 เชื่อมต่อกันทั้งหมดเป็นบัฟเฟอร์

เอาต์พุตการสั่นจากบัฟเฟอร์จะถูกป้อนเข้ากับฐานของทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน T3 และ T4 สิ่งเหล่านี้ได้รับการกำหนดค่าภายในเป็นคู่ดาร์ลิงตันและเพิ่มกระแสให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม

กระแสไฟฟ้านี้ใช้ในการขับเคลื่อนสเตจเอาท์พุทที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์กำลัง T1, 2, 5 และ 6

“ขั้วบวกทั่วไป 7 ส่วนแสดง ”

ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าฐานแบบสลับสามารถเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟทั้งหมดเป็นขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเพื่อสร้างเอาต์พุต AC ในระดับที่เทียบเท่ากัน

วงจรยังรวมส่วนเครื่องชาร์จแบตเตอรี่อัตโนมัติแยกต่างหาก

วิธีการสร้าง

ส่วนการก่อสร้างของโครงการนี้ค่อนข้างตรงไปตรงมาและสามารถทำได้โดยทำตามขั้นตอนง่ายๆดังต่อไปนี้:

เริ่มการก่อสร้างโดยการสร้างแผงระบายความร้อน ตัดแผ่นอลูมิเนียมขนาด 12 คูณ 5 นิ้วสองแผ่นโดยมีความหนาแผ่นละซม.

ดัดให้เป็นช่อง 'C' ขนาดกะทัดรัดสองช่อง เจาะรูขนาด TO-3 คู่บนแผงระบายความร้อนแต่ละตัวให้พอดีกับทรานซิสเตอร์กำลัง T3 - T6 ให้แน่นบนแผงระบายความร้อนโดยใช้สกรูน็อตและแหวนสปริง

ตอนนี้คุณสามารถดำเนินการสร้างแผงวงจรด้วยความช่วยเหลือของแผนผังวงจรที่กำหนด ใส่ส่วนประกอบทั้งหมดพร้อมกับรีเลย์เชื่อมต่อโอกาสในการขายและประสานเข้าด้วยกัน

เก็บทรานซิสเตอร์ T1 และ T2 ให้ห่างจากส่วนประกอบอื่น ๆ เล็กน้อยเพื่อที่คุณจะพบว่ามีพื้นที่เพียงพอสำหรับติดตั้งฮีตซิงก์ชนิด TO-220 ไว้เหนือพวกมัน

ต่อไปเพื่อเชื่อมต่อฐานและตัวปล่อยของ T3, 4, 5 และ T6 กับจุดที่เหมาะสมบนแผงวงจร เชื่อมต่อตัวสะสมของทรานซิสเตอร์เหล่านี้เข้ากับขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงโดยใช้สายทองแดงวัดหนา (15 SWG) ตามแผนภาพวงจรที่แสดง

ยึดและติดตั้งชุดประกอบทั้งหมดภายในตู้โลหะแข็งแรงที่ระบายอากาศได้ดี ทำให้อุปกรณ์ยึดแน่นโดยใช้น็อตและสลักเกลียว

เสร็จสิ้นหน่วยโดยติดตั้งสวิตช์ภายนอกสายไฟซ็อกเก็ตเอาท์พุทขั้วแบตเตอรี่ฟิวส์ ฯลฯ บนตู้

สรุปการสร้างอินเวอร์เตอร์แปลงไฟนี้พร้อมชุดอุปกรณ์ชาร์จในตัว

วิธีการคำนวณตัวต้านทานฐานทรานซิสเตอร์สำหรับอินเวอร์เตอร์

ค่าของตัวต้านทานพื้นฐานสำหรับทรานซิสเตอร์เฉพาะส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับโหลดตัวสะสมและแรงดันไฟฟ้าฐาน นิพจน์ต่อไปนี้เป็นคำตอบที่ตรงไปตรงมาในการคำนวณค่าตัวต้านทานพื้นฐานของทรานซิสเตอร์อย่างแม่นยำ

R1 = (Ub - 0.6) * Hfe / ILOAD

ที่นี่ Ub = แรงดันต้นทางถึง R1,

Hfe = กำไรปัจจุบันไปข้างหน้า (สำหรับ TIP 127 มีมากกว่าหรือน้อยกว่า 1,000 สำหรับ BDY29 อยู่ที่ประมาณ 12)

ILOAD = กระแสที่ต้องการเพื่อเปิดใช้งานโหลดตัวรวบรวมอย่างเต็มที่

ดังนั้นตอนนี้การคำนวณตัวต้านทานพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ต่างๆที่เกี่ยวข้องในวงจรปัจจุบันจึงค่อนข้างง่าย ทำได้ดีที่สุดด้วยประเด็นต่อไปนี้

เริ่มจากการคำนวณตัวต้านทานพื้นฐานสำหรับทรานซิสเตอร์ BDY29 ก่อน

ตามสูตรสำหรับสิ่งนี้เราจะต้องรู้ ILOAD ซึ่งในที่นี้จะเป็นหม้อแปลงรองขดลวดครึ่งหนึ่ง ใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์วัดความต้านทานของส่วนนี้ของหม้อแปลง

ถัดไปด้วยความช่วยเหลือของกฎโอห์มค้นหากระแส (I) ที่จะผ่านขดลวดนี้ (ที่นี่ U = 24 โวลต์)

R = U / I หรือ I = U / R = 24 / R

หารคำตอบด้วยสองคำตอบเนื่องจากกระแสของขดลวดแต่ละครึ่งจะถูกหารผ่าน BDY29 ทั้งสองแบบขนานกัน
ดังที่เราทราบว่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากตัวสะสมของ TIP127 จะเป็น 24 โวลต์เราจะได้รับแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานสำหรับทรานซิสเตอร์ BDY29
การใช้ข้อมูลทั้งหมดข้างต้นเราสามารถคำนวณค่าของตัวต้านทานพื้นฐานสำหรับทรานซิสเตอร์ BDY29 ได้อย่างง่ายดาย
เมื่อคุณพบค่าความต้านทานพื้นฐานของ BDY29 เห็นได้ชัดว่ามันจะกลายเป็นโหลดตัวสะสมสำหรับทรานซิสเตอร์ TIP 127
ถัดจากด้านบนโดยใช้กฎของโอห์มค้นหากระแสที่ผ่านตัวต้านทานด้านบน เมื่อคุณได้รับแล้วคุณสามารถหาค่าของตัวต้านทานพื้นฐานสำหรับทรานซิสเตอร์ TIP 127 ได้ง่ายๆโดยใช้สูตรที่นำเสนอในตอนต้นของบทความ
อาจใช้สูตรการคำนวณทรานซิสเตอร์อย่างง่ายที่อธิบายไว้ข้างต้นเพื่อหาค่าของตัวต้านทานพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับวงจรใด ๆ

การออกแบบอินเวอร์เตอร์ 400 วัตต์ที่ใช้ Mosfet อย่างง่าย

ตอนนี้เรามาศึกษาการออกแบบอื่นซึ่งอาจเป็นวงจรอินเวอร์เตอร์เทียบเท่าคลื่นไซน์ 400 วัตต์ที่ง่ายที่สุด ทำงานกับส่วนประกอบจำนวนน้อยที่สุดและสามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด วงจรได้รับการร้องขอจากหนึ่งในผู้เข้าร่วมที่ใช้งานอยู่ของบล็อกนี้

วงจรไม่ได้เป็นคลื่นไซน์ในความหมายที่แท้จริง แต่เป็นเวอร์ชันดิจิทัลและมีประสิทธิภาพเกือบเท่ากับไซน์ไซน์

มันทำงานอย่างไร

จากแผนภาพวงจรเราสามารถเห็นขั้นตอนต่างๆที่ชัดเจนของโทโพโลยีอินเวอร์เตอร์ ประตู N1 และ N2 สร้างสเตจออสซิลเลเตอร์และมีหน้าที่สร้างพัลส์พื้นฐาน 50 หรือ 60 เฮิร์ตซ์ที่นี่ได้รับการกำหนดขนาดเพื่อสร้างเอาต์พุตประมาณ 50 Hz

ประตูดังกล่าวมาจาก IC 4049 ซึ่งประกอบด้วย 6 ประตูที่ไม่ได้ถูกใช้สองประตูในขั้นตอนการออสซิลเลเตอร์ในขณะที่อีกสี่ประตูคือ กำหนดค่าเป็นบัฟเฟอร์ และอินเวอร์เตอร์ (สำหรับการพลิกพัลส์คลื่นสี่เหลี่ยม N4, N5)

จนถึงที่นี่ขั้นตอนต่างๆจะทำงานเป็นอินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยมธรรมดา แต่การเปิดตัวของ IC 555 สเตจจะเปลี่ยนการกำหนดค่าทั้งหมดให้เป็นวงจรอินเวอร์เตอร์ไซน์เวฟที่ควบคุมแบบดิจิทัล

ส่วน IC 555 ได้รับการต่อสายเป็น MV ที่น่าทึ่งหม้อ 100K ใช้สำหรับปรับเอฟเฟกต์ PWM จากพิน # 3 ของ IC

พัลส์กำลังเป็นลบจาก IC 555 ใช้เฉพาะที่นี่สำหรับการตัดแต่งพัลส์คลื่นสี่เหลี่ยมที่ประตูของ MOSFET ตามลำดับผ่านไดโอดที่เกี่ยวข้อง

มอสเฟตที่ใช้อาจเป็นชนิดใดก็ได้ที่สามารถรองรับ 50V ที่ 30 แอมป์

ต้องใช้แบตเตอรี่ 24 ก้อนจากแบตเตอรี่ 12V 40 AH สองก้อนในชุด ต้องจัดหาแหล่งจ่ายให้กับ IC จากแบตเตอรี่ใด ๆ เนื่องจาก IC จะได้รับความเสียหายที่ 24Volts

ควรปรับหม้อ 100K โดยใช้เครื่องวัด RMS เพื่อทำให้ค่า RMS ที่เอาต์พุตใกล้เคียงกับสัญญาณคลื่นไซน์เดิมมากที่สุดที่แรงดันไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

วงจรได้รับการพัฒนาและออกแบบโดยฉันโดยเฉพาะ

ข้อเสนอแนะจากคุณฤดีเกี่ยวกับปัญหารูปคลื่นที่ได้รับจากวงจรอินเวอร์เตอร์ 400 วัตต์ข้างต้น

สวัสดีครับ

ฉันต้องการความช่วยเหลือจากคุณ ฉันเพิ่งจบวงจรนี้ แต่ผลลัพธ์ไม่เป็นไปตามที่ฉันคาดไว้โปรดดูรูปภาพของฉันด้านล่าง

นี่คือการวัดคลื่นจากด้านประตู (เช่นจาก 555 และ 4049 ic): มันดูดี ความถี่และรอบการทำงานเกือบตามมูลค่าที่ต้องการ

นี่คือการวัดคลื่นจากด้านท่อระบายน้ำ mosfet ทุกอย่างยุ่งเหยิง ความถี่และรอบหน้าที่มีการเปลี่ยนแปลง

นี่คือฉันวัดจากเอาต์พุตของหม้อแปลงของฉัน (สำหรับการทดสอบฉันใช้ 2A 12v 0 12v - 220v CT)

วิธีรับคลื่นเอาท์พุทหม้อแปลงเหมือนกับเกทหนึ่ง? ฉันมีอัพที่บ้าน ฉันพยายามวัดประตูท่อระบายน้ำและเอาต์พุตของหม้อแปลง รูปคลื่นเกือบจะเหมือนกันในอัพขนาดเล็กนั้น (คลื่นไซน์แก้ไข) ฉันจะบรรลุผลลัพธ์นั้นในวงจรของฉันได้อย่างไร

กรุณาช่วยขอบคุณครับ

การแก้ปัญหารูปคลื่น

สวัสดีฤดี

อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการขัดขวางอุปนัยของหม้อแปลงโปรดลองทำดังต่อไปนี้:

ก่อนอื่นให้เพิ่มความถี่ 555 อีกเล็กน้อยเพื่อให้ 'เสา' ในแต่ละรอบคลื่นสี่เหลี่ยมมีลักษณะสม่ำเสมอและกระจายตัวดี.. อาจเป็นรอบเสา 4 ต้นจะดูดีกว่าและปรับได้มากกว่ารูปแบบคลื่นปัจจุบัน