220V DC do 220V AC: DIY Inverter Dio 2: 17 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Zdravo svima. Nadam se da ste svi na sigurnom i da ste zdravi. U ovom uputstvu ću vam pokazati kako sam napravio ovaj DC / AC pretvarač koji pretvara 220V DC napon u 220V AC napon. Naizmjenični napon koji se ovdje generira je signal kvadratnog vala, a ne čisti signal sinusnog vala. Ovaj projekt je nastavak 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 sistem pretvara 220 V DC u izmjenični signal od 220 V na 50 Herca, što je komercijalna frekvencija napajanja izmjeničnom strujom u većini zemalja. Frekvencija se po potrebi može lako podesiti na 60 herca. 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 ovo kolo s mobilnim punjačima, CFL žaruljama, punjačem za prijenosno računalo i stolnim ventilatorom i svi oni dobro funkcioniraju s ovim dizajnom. Ni tokom rada ventilatora nije se čulo pjevušenje. Zbog visoke efikasnosti DC-DC pretvarača, potrošnja struje bez opterećenja ovog sistema iznosi samo oko 60 miliampera.

Projekt koristi vrlo jednostavne i lako dostupne komponente, a neke od njih su čak 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 ovaj projekt samo ako ste dobro upućeni u rukovanje visokim naponom i imate iskustva u izradi elektroničkih kola. NE pokušavajte ako ne znate šta radite

Supplies

1. IRF840 N -kanalni MOSFET -ovi - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 drajver za MOSFET IC - 2
4. 16 -polna IC baza (opcionalno) -1
5. 8 -polna IC baza (opcionalno) - 1
6. 0,1uF keramički kondenzator - 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. 100 ohmski otpornik -1
14. Otpor 10 ohma - 4
15. 100K promjenjivi otpornik (unaprijed/ trimpot) - 1
16. Vijčani priključci - 2
17. Veroboard ili perfboard
18. Priključne žice
19. Komplet za lemljenje
20. Multimetar
21. Osciloskop (opcionalno, 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 preći na izradu projekta. Od ovih nekoliko komponenti je spašeno iz starog računara.

Korak 2: Kondenzatorska banka

Kondenzatorska banka ovdje igra važnu ulogu. U ovom projektu se visokonaponski istosmjerni napon pretvara u visokonaponski izmjenični napon, stoga je važno da izlazni napon istosmjerne struje bude gladak i bez ikakvih fluktuacija. Ovdje se pojavljuju 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 granica napona raste. Time je riješena svrha moje aplikacije. Ova kondenzatorska grupa sada izravnava visokonaponski istosmjerni napon. To znači da ćemo dobiti stabilan AC signal i napon će ostati prilično konstantan tijekom pokretanja ili kada se opterećenje iznenada priključi ili isključi.

UPOZORENJE: Ovi visokonaponski kondenzatori mogu čuvati svoje punjenje dugo, dugo, što može potrajati i do nekoliko sati! Zato 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 veroboardu, 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 čineći dizajn urednijim i urednijim.

Korak 4: Odsjek 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 biste dobili naizmjenični izlaz od 50Hz, unutarnja frekvencija oscilacija trebala bi biti 100 Hz koja se može podesiti pomoću Rt približno 130KHz i Ct jednak 0,1uF. Formula za izračunavanje 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: Odeljak upravljačkog programa za MOSFET

Budući da će se visokonaponski istosmjerni napon prebacivati preko 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 ovo može efikasno riješiti upravljački program MOSFET IC IR2104 koji je sposoban za pogon/ promjenu MOSFET -ova koji dopuštaju napone do 600 volti. Ovo čini IC pogodnim 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 danog skupa MOSFET -ova.

Za ovu sam operaciju odabrao IRF840 N kanalne MOSFET -ove 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 direktno povezano sa vanjskim AC uređajem.

Tehnički list za ovaj MOSFET je dan u nastavku:

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

Korak 7: Testiranje kola 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 testu matične ploče sastavio sam sve prema shemi (prikazano u kasnijem koraku) i provjerio izlazni odziv koristeći DSO. U početku sam testirao sistem sa niskim naponom, a tek nakon što sam potvrdio da radi, testirao sam ga sa visokonaponskim ulazom

Korak 8: Dovršeno je testiranje Breadboard -a

Kao probno opterećenje, upotrijebio sam mali ventilator od 60 vati zajedno sa postavkom matične ploče i olovnu bateriju od 12 V. Spojio sam svoje multimetre za mjerenje izlaznog napona i struje potrošene iz baterije. Mjerenja su potrebna kako bi se osiguralo da nema preopterećenja, kao i za izračunavanje efikasnosti.

Korak 9: Dijagram kola i datoteka sheme

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

Korak 10: Pokretanje procesa lemljenja na Veroboardu

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

Korak 11: Dodavanje MOSFET upravljačkih programa

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

Korak 12: Umetanje IC -a na mjesto

Pazite na orijentaciju IC -a prilikom umetanja. 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 svojim otpornicima za ograničavanje struje od 10Ohms i zajedno sa vijčanim stezaljkama za jednostavno spajanje ulaznog istosmjernog i izmjeničnog izlaznog napona.

Korak 15: Dovršite modul

Ovako izgleda cijeli modul nakon što je proces lemljenja završen. Primijetite 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 modulom DC-DC pretvarača

Pretvarač je sada kompletiran sa oba modula kompletnim i međusobno spojenim. Ovo je uspješno radilo pri punjenju laptopa i napajanju ventilatora za mali stol istovremeno.

Nadam se da vam se sviđa ovaj projekat:)

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