220V DC do 220V AC: DIY Inverter 2. dio: 17 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Pozdrav svima. Nadam se da ste svi na sigurnom i zdravi. U ovom uputstvu pokazat ću vam kako sam napravio ovaj DC / AC pretvarač koji pretvara istosmjerni napon od 220 V u napon od 220 V. Naizmjenični napon koji se ovdje generira je signal pravokutnog vala, a ne čisti signal sinusnog vala. Ovaj projekt nastavak je mog projekta pregleda koji je dizajniran za pretvaranje 12V Volta DC u 220V DC. Toplo se preporučuje da prvo posjetite moj prethodni projekt prije nego nastavite u ovom uputstvu. Veza do mog projekta pretvarača istosmjernog u DC je:

www.instructables.com/id/200Watts-12V-to-2…

Ovaj sustav pretvara 220 V DC u izmjenični signal od 220 V na 50 Herca što je komercijalna frekvencija opskrbe izmjeničnom strujom u većini zemalja. Frekvencija se po potrebi može lako podesiti na 60 Hz. Da bi se to dogodilo, upotrijebio sam potpunu topologiju H mosta koristeći 4 visokonaponska MOSFET -a.

Možete kratko pokrenuti bilo koji komercijalni uređaj s nazivnom snagom od 150 W i maksimalnom snagom od 200 W. Uspješno sam testirao ovaj sklop s mobilnim punjačima, CFL žaruljama, punjačem za prijenosno računalo i stolnim ventilatorom i svi oni dobro funkcioniraju s ovim dizajnom. Tijekom rada ventilatora nije se čulo ni pjevušenje. Zbog visoke učinkovitosti DC-DC pretvarača, potrošnja struje bez opterećenja ovog sustava iznosi samo oko 60 miliampera.

Projekt koristi vrlo jednostavne i lako dostupne komponente, a neke od njih čak su spašene iz starih računarskih izvora napajanja.

Dakle, bez daljnjeg odlaganja, počnimo s procesom izgradnje!

UPOZORENJE: Ovo je visokonaponski projekt i može izazvati smrtonosni šok ako niste oprezni. Pokušajte s ovim projektom samo ako ste dobro upućeni u rukovanje visokim naponom i imate iskustva u izradi elektroničkih sklopova. NE pokušavajte ako ne znate što radite

Pribor

1. IRF840 N -kanalni MOSFET -ovi - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 MOSFET upravljački program IC - 2
4. 16 pinska IC baza (opcionalno) -1
5. 8 -polna IC baza (opcionalno) - 1
6. Keramički kondenzator 0,1uF - 2
7. 10uF elektrolitički kondenzator - 1
8. 330uF elektrolitski kondenzator od 200 V - 2 (spasio sam ih iz SMPS -a)
9. Elektrolitski kondenzator 47uF - 2
10. 1N4007 dioda opće namjene - 2
11. 100K otpornik -1
12. 10K otpornik - 2
13. Otpor 100 ohma -1
14. Otpor 10 ohma - 4
15. 100K promjenjivi otpornik (unaprijed/ trimpot) - 1
16. Vijčani spojevi - 2
17. Veroboard ili perfboard
18. Spajanje žica
19. Komplet za lemljenje
20. Multimetar
21. Osciloskop (izborno, ali će pomoći u finom podešavanju frekvencije)

Korak 1: Prikupite sve potrebne dijelove

Važno je da prvo prikupimo sve potrebne dijelove kako bismo mogli brzo prijeći na izradu projekta. Od ovih nekoliko komponenti spašeno je iz starog računala.

Korak 2: Kondenzatorska banka

Kondenzatorska banka ovdje igra važnu ulogu. U ovom projektu, visokonaponski istosmjerni napon pretvara se u visokonaponski izmjenični napon, stoga je važno da izlazni istosmjerni napon bude gladak i bez ikakvih fluktuacija. Ovdje nastupaju ovi ogromni jaki kondenzatori. Dobio sam dva kondenzatora snage 330uF 200V od SMPS -a. Kombinirajući ih u seriji, dobivam ekvivalentni kapacitet od približno 165uF i povećava napon do 400 volti. Korištenjem serijske kombinacije kondenzatora smanjuje se ekvivalentni kapacitet, ali raste granica napona. Time je riješena svrha moje prijave. Ova kondenzatorska grupa sada izravnava visokonaponski istosmjerni napon. To znači da ćemo dobiti stalan izmjenični signal i napon će ostati prilično konstantan tijekom pokretanja ili kada se opterećenje iznenada priključi ili isključi.

UPOZORENJE: Ovi visokonaponski kondenzatori mogu pohraniti napunjenost dugo, dugo, što može biti i do nekoliko sati! Stoga pokušajte napraviti ovaj projekt samo ako imate dobro poznavanje elektronike i imate iskustvo u rukovanju visokim naponom. Učinite to na vlastitu odgovornost

Korak 3: Odluka o postavljanju komponenti

Budući da ćemo ovaj projekt izraditi na vjeroboardu, važno je da sve komponente budu strateški postavljene tako da su relevantne komponente bliže jedna drugoj. Na taj će način tragovi lemljenja biti minimalni, a manje će se koristiti kratkospojnih žica što dizajn čini urednijim i urednijim.

Korak 4: Odjeljak oscilatora

Signal od 50Hz (ili 60Hz) generira popularna PWM IC-SG3525N s kombinacijom RC komponenti za mjerenje vremena.

Za više detalja o radu SG3525 IC -a, ovdje je veza do podatkovne tablice IC -a:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

Da bi se dobio izmjenični izlaz od 50Hz, unutarnja frekvencija oscilacija trebala bi biti 100 Hz koja se može postaviti pomoću Rt približno 130KHz i Ct jednak 0,1uF. Formula za izračun frekvencije data je u podatkovnom listu IC -a. Otpornik od 100 ohma između pina 5 i 7 koristi se za dodavanje malo mrtvog vremena između prekidača kako bi se osigurala sigurnost sklopnih komponenti (MOSFETS).

Korak 5: Odjeljak upravljačkog programa MOSFET -a

Budući da će se visokonaponski istosmjerni napon prebacivati putem MOSFET -ova, nije moguće izravno spojiti izlaze SG3525 na vrata MOSFET -a. Također, prebacivanje N -kanalnih MOSFET -ova na visokoj strani kruga nije jednostavno i potrebno je pravilno pokretanje. Sve to može učinkovito riješiti upravljački program MOSFET IC IR2104 koji je sposoban upravljati/ mijenjati MOSFET -ove koji dopuštaju napone do 600 volti. Zbog toga je IC prikladan za vanjsku primjenu. Budući da je IR2104 polumostovni MOSFET upravljački program, trebat će nam dva od njih za kontrolu punog mosta.

Tehnički list za IR2104 možete pronaći ovdje:

www.infineon.com/dgdl/Infineon-IR2104-DS-v…

Korak 6: Odjeljak H mosta

H most je odgovoran za alternativnu promjenu smjera strujanja kroz opterećenje alternativnim aktiviranjem i deaktiviranjem zadanog skupa MOSFET -ova.

Za ovu operaciju odabrao sam MOSFET -ove s N kanalom IRF840 koji mogu podnijeti do 500 volti s maksimalnom strujom od 5 ampera, što je više nego dovoljno za našu primjenu. H most je ono što će biti izravno spojeno na vanjski AC uređaj.

Tehnički list za ovaj MOSFET dan je u nastavku:

www.vishay.com/docs/91070/sihf840.pdf

Korak 7: Testiranje kruga na pločici

Prije lemljenja komponenti na mjestu, uvijek je dobra ideja isprobati krug na ploči i ispraviti sve greške ili greške koje bi se mogle pojaviti. U svom matičnom testu sastavio sam sve prema shemi (prikazano u kasnijem koraku) i provjerio izlazni odziv pomoću DSO -a. U početku sam testirao sustav s niskim naponom, a tek nakon što sam potvrdio da radi, testirao sam ga s visokonaponskim ulazom

Korak 8: Dovršeno je testiranje pločice

Kao probno opterećenje, upotrijebio sam mali ventilator od 60 vata zajedno s postavkom matične ploče i olovnu bateriju od 12 V. Spojio sam svoje multimetre za mjerenje izlaznog napona i struje iz baterije. Mjerenja su potrebna kako bi se osiguralo da nema preopterećenja i također se izračunala učinkovitost.

Korak 9: Shema kruga i datoteka sheme

Slijedi cijeli dijagram projekta i zajedno s njim priložio sam EAGLE shematsku datoteku za vašu referencu. Slobodno ih mijenjajte i koristite za svoje projekte.

Korak 10: Pokretanje procesa lemljenja na Veroboardu

Budući da se dizajn testira i provjerava, sada idemo naprijed prema procesu lemljenja. Prvo sam lemio sve komponente koje se odnose na dio oscilatora.

Korak 11: Dodavanje upravljačkih programa za MOSFET

IC baza upravljačkog programa MOSFET -a i komponente bootstrapa sada su lemljene

Korak 12: Umetanje IC -a na mjesto

Prilikom umetanja pazite na orijentaciju IC -a. Potražite zarez na IC -u za pin referencu

Korak 13: Lemljenje kondenzatorske banke

Korak 14: Dodavanje MOSFET -ova H mosta

4 MOSFET -a H mosta lemljeni su zajedno sa otpornicima za ograničavanje struje od 10Ohms i zajedno s vijčanim stezaljkama za jednostavno spajanje ulaznog istosmjernog i izmjeničnog izlaznog napona.

Korak 15: Dovršite modul

Ovako izgleda cijeli modul nakon dovršetka procesa lemljenja. Uočite kako je većina veza izvedena pomoću tragova lemljenja i vrlo malo kratkospojnih žica. Budite oprezni zbog labavih veza zbog opasnosti od visokog napona.

Korak 16: Dovršite pretvarač s DC-DC pretvaračkim modulom

Pretvarač je sada kompletan sa oba modula kompletna i međusobno spojena. Ovo je uspješno radilo pri punjenju prijenosnog računala i istovremenom napajanju ventilatora za mali stol.

Nadam se da vam se sviđa ovaj projekt:)

Slobodno podijelite svoje komentare, nedoumice i povratne informacije u donjem odjeljku komentara. Pogledajte cjelovite upute i sastavite video za bitnije pojedinosti o projektu i načinu na koji sam ga izgradio, a dok ste tamo razmislite o pretplati na moj kanal:)