220V DC до 220V AC: DIY инвертор Част 2: 17 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Здравейте всички. Надявам се всички да сте в безопасност и да сте здрави. В тази инструкция ще ви покажа как направих този DC към AC преобразувател, който преобразува 220V DC напрежение в 220V AC напрежение. Променливото напрежение, генерирано тук, е сигнал с квадратна вълна, а не чист сигнал с синусоидална вълна. Този проект е продължение на моя предварителен проект, който е проектиран да преобразува 12V Volts DC в 220V DC. Силно се препоръчва първо да посетите предишния ми проект, преди да продължите напред в тази инструкция. Връзката към моя проект за DC към DC конвертор е:

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

Тази система преобразува 220V DC в и променлив сигнал от 220Volts при 50 Hertz, което е търговската честота на променливотоково захранване в повечето страни. Честотата може лесно да се регулира до 60 херца, ако е необходимо. За да се случи това, използвах пълна топология на H мост, използвайки 4 високо напрежение MOSFETS.

Можете да работите с всеки търговски уред с мощност от 150 вата и около 200 вата пик за кратка продължителност. Успешно тествах тази схема с мобилни зарядни устройства, CFL крушки, зарядно устройство за лаптоп и настолен вентилатор и всички те работят добре с този дизайн. По време на работа на вентилатора също не се чуваше бръмчене. Поради високата ефективност на DC-DC преобразувателя, потреблението на ток на празен ход на тази система е само около 60 милиампера.

Проектът използва много прости и лесни за получаване компоненти, а някои от тях дори са спасени от стари компютърни захранвания.

Така че без допълнително забавяне, нека започнем с процеса на изграждане!

ВНИМАНИЕ: Това е проект с високо напрежение и може да ви причини смъртоносен шок, ако не внимавате. Опитайте този проект само ако сте добре запознати с боравенето с високо напрежение и имате опит в създаването на електронни схеми. НЕ опитвайте, ако не знаете какво правите

Консумативи

1. МОП -транзистори IRF840 N канал - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 MOSFET драйвер IC - 2
4. 16 -пинова IC база (по избор) -1
5. 8 -пинова IC база (по избор) - 1
6. Керамичен кондензатор 0.1uF - 2
7. 10uF електролитен кондензатор - 1
8. 330uF 200 -волтов електролитен кондензатор - 2 (спасих ги от SMPS)
9. 47uF електролитен кондензатор - 2
10. 1N4007 диод за общо предназначение - 2
11. 100K резистор -1
12. 10K резистор - 2
13. 100 ома резистор -1
14. 10 ома резистор - 4
15. 100K променлив резистор (предварително зададен/ trimpot) - 1
16. Винтови клеми - 2
17. Veroboard или perfboard
18. Свързващи проводници
19. Комплект за запояване
20. Мултиметър
21. Осцилоскоп (по избор, но ще помогне за фина настройка на честотата)

Стъпка 1: Съберете всички необходими части

Важно е първо да съберем всички необходими части, за да можем бързо да преминем към създаването на проекта. От тях няколко компонента са спасени от старото компютърно захранване.

Стъпка 2: Кондензаторната банка

Кондензаторната банка играе важна роля тук. В този проект постояннотоковото напрежение с високо напрежение се преобразува в променливо напрежение с високо напрежение, поради което е важно захранването с постоянен ток да е гладко и без никакви колебания. Това е мястото, където тези огромни мощни кондензатори влизат в игра. Взех два 330uF 200V номинални кондензатора от SMPS. Комбинирането им последователно ми дава еквивалентен капацитет от около 165uF и увеличава номиналното напрежение до 400 волта. Чрез използване на последователна комбинация от кондензатори, еквивалентният капацитет се намалява, но границата на напрежението се увеличава. Това реши целта на моето приложение. Постоянното напрежение с високо напрежение сега се изглажда от тази кондензаторна група. Това означава, че ще получим постоянен променлив сигнал и напрежението ще остане сравнително постоянно по време на стартиране или когато товар е внезапно прикрепен или изключен.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Тези кондензатори с високо напрежение могат да съхраняват заряда си за дълъг, дълъг период от време, който може да продължи до няколко часа! Така че опитайте се да направите този проект само ако имате добър опит в електрониката и имате опит с боравенето с високо напрежение. Направете това на свой собствен риск

Стъпка 3: Решаване на разположението на компонентите

Тъй като ще правим този проект на veroboard, важно е всички компоненти да са стратегически разположени така, че съответните компоненти да са по -близо един до друг. По този начин следите от спойка ще бъдат минимални и ще се използват по -малък брой джъмперни проводници, което прави дизайна по -подреден и спретнат.

Стъпка 4: Раздел осцилатор

50Hz (или 60Hz) сигнал се генерира от популярната PWM IC-SG3525N с комбинация от RC синхронизиращи компоненти.

За да получите повече подробности за работата на IC3525 IC, ето линк към листа с данни на IC:

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

За да се получи променлив изход от 50Hz, вътрешната честота на трептене трябва да бъде 100 Hz, която може да се настрои чрез използване на Rt приблизително 130KHz и Ct е равно на 0.1uF. Формулата за изчисляване на честотата е дадена в информационния лист на IC. Резистор от 100 ома между щифт 5 и 7 се използва за добавяне на малко време на престой между превключването, за да се гарантира безопасността на превключващите компоненти (MOSFETS).

Стъпка 5: Раздел MOSFET драйвер

След като DC напрежението с високо напрежение ще бъде превключено чрез MOSFET, не е възможно директно свързване на изходите SG3525 към портата на MOSFET, а също и превключването на N канал MOSFET във високата страна на веригата не е лесно и се изисква правилна верига за зареждане. Всичко това може ефективно да се управлява от MOSFET драйвера IC IR2104, който е в състояние да управлява/ превключва MOSFET, които позволяват напрежение до 600V. Това прави ИС подходящ за външно приложение. Тъй като IR2104 е полумостов MOSFET драйвер, ще имаме нужда от два от тях, за да контролираме пълния мост.

Информационният лист на IR2104 може да бъде намерен тук:

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

Стъпка 6: Разделът на H моста

Н мостът е този, който е отговорен за алтернативното променяне на посоката на токовия поток през товара чрез алтернативно активиране и деактивиране на дадения набор от MOSFETS.

За тази операция аз избрах IRF840 N канал MOSFETs, които могат да обработват до 500 волта с максимален ток от 5 ампера, което е повече от достатъчно за нашето приложение. H мостът е това, което ще бъде директно свързано към външния AC уред.

Информационният лист към този MOSFET е даден по -долу:

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

Стъпка 7: Тестване на веригата на макета

Преди запояване на поставените компоненти, винаги е добра идея да изпробвате веригата на макет и да отстраните всички грешки или грешки, които биха могли да се промъкнат. В моя макет тест сглобих всичко според схемата (предоставена в по -късна стъпка) и проверих изходния отговор с помощта на DSO. Първоначално тествах системата с ниско напрежение и едва след като се потвърди, че работи, я тествах с вход за високо напрежение

Стъпка 8: Тестът на дъската е завършен

Като тестово натоварване използвах малък 60 -ватов вентилатор заедно с настройката на макета и 12V оловно -киселинна батерия. Свързах мултицетите си за измерване на изходното напрежение и тока, изразходвани от батерията. Необходими са измервания, за да се гарантира, че няма претоварване, както и да се изчисли ефективността.

Стъпка 9: Схемата и схематичният файл

По -долу е цялата схема на проекта и заедно с нея съм приложил схематичния файл EAGLE за ваша справка. Не се колебайте да променяте и използвате същото за вашите проекти.

Стъпка 10: Стартиране на процеса на запояване на Veroboard

Тъй като дизайнът се тества и проверява, сега преминаваме към процеса на запояване. Първо съм запоял всички компоненти, отнасящи се до осцилаторната секция.

Стъпка 11: Добавяне на MOSFET драйвери

IC базата на драйвера на MOSFET и компонентите за стартиране сега бяха запоени

Стъпка 12: Поставете ИС на място

Внимавайте за ориентацията на интегралната схема, докато поставяте. Потърсете прорез на интегралната схема за справка за щифтове

Стъпка 13: Запояване на кондензаторната банка

Стъпка 14: Добавяне на MOSFETS на H Bridge

4 -те MOSFET на H моста са запоени на място заедно с техните ограничаващи тока резистори на 10Ohms и заедно с винтови клеми за лесно свързване на входното DC напрежение и AC изходното напрежение.

Стъпка 15: Пълен модул

Ето как изглежда целият модул след приключване на процеса на запояване. Забележете как повечето от връзките са направени с помощта на следи от спойка и много малко джъмперни проводници. Внимавайте за всякакви хлабави връзки поради рискове от високо напрежение.

Стъпка 16: Завършете инвертора с DC-DC преобразуващ модул

Инверторът вече е в комплект с двата модула, завършени и свързани помежду си. Това работи успешно при зареждане на моя лаптоп и едновременно захранване на малък вентилатор за маса.

Надявам се този проект да ви хареса:)

Не се колебайте да споделите вашите коментари, съмнения и обратна връзка в секцията за коментари по -долу. Гледайте пълната инструкция и изградете видео за по -съществени подробности за проекта и начина, по който го изградих, и докато сте там, помислете за абониране за канала ми:)