220V DC la 220V AC: Invertor DIY Partea 2: 17 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Bună ziua tuturor. Sper că toți sunteți în siguranță și să rămâneți sănătoși. În acest instructiv, vă voi arăta cum am făcut acest convertor de curent continuu în curent alternativ care convertește tensiunea de curent continuu de 220V în tensiune de curent alternativ 220. Tensiunea de curent alternativ generată aici este un semnal de undă pătrată și nu un semnal de undă sinusoidală pură. Acest proiect este o continuare a proiectului meu de previzualizări, care a fost conceput pentru a converti 12Volți DC în 220V DC. Este foarte recomandat să vizitați mai întâi proiectul meu anterior, înainte de a continua înainte. Link-ul către proiectul meu de convertor DC-DC este:

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

Acest sistem convertește 220V DC și un semnal alternativ de 220V la 50 Hz, care este frecvența comercială de alimentare în curent alternativ în majoritatea țărilor. Frecvența poate fi ajustată cu ușurință la 60 Hz, dacă este necesar. Pentru ca acest lucru să se întâmple, am folosit o topologie de punte H completă folosind 4 MOSFET-uri de înaltă tensiune.

Puteți rula orice aparat comercial cu o putere nominală de 150 de wați și aproximativ 200 de wați de vârf pentru o perioadă scurtă de timp. Am testat cu succes acest circuit cu încărcătoare mobile, becuri CFL, încărcător pentru laptop și ventilator de masă și toate funcționează bine cu acest design. Nu a existat niciun sunet zumzet în timpul acționării ventilatorului. Datorită eficienței ridicate a convertorului DC-DC, consumul de curent fără sarcină al acestui sistem este de numai aproximativ 60 miliamperi.

Proiectul folosește componente foarte simple și ușor de obținut, iar unele dintre ele sunt chiar recuperate din surse de alimentare vechi ale computerului.

Așadar, fără alte întârzieri, să începem procesul de construire!

AVERTISMENT: Acesta este un proiect de înaltă tensiune și vă poate oferi un șoc letal dacă nu sunteți atent. Încercați acest proiect numai dacă sunteți bine versat în manipularea tensiunii înalte și aveți experiență în realizarea circuitelor electronice. NU încercați dacă nu știți ce faceți

Provizii

1. MOSFETURI canal IRF840 N - 4
2. IC SG3525N - 1
3. Driver IR2104 mosfet IC - 2
4. Bază IC cu 16 pini (opțional) -1
5. Bază IC cu 8 pini (opțional) - 1
6. Condensator ceramic 0.1uF - 2
7. Condensator electrolitic 10uF - 1
8. Condensator electrolitic 330uF 200 volți - 2 (i-am salvat dintr-un SMPS)
9. Condensator electrolitic 47uF - 2
10. 1N4007 diodă de uz general - 2
11. Rezistență 100K -1
12. Rezistor 10K - 2
13. Rezistor de 100 ohmi -1
14. Rezistor de 10 ohmi - 4
15. Rezistor variabil 100K (presetat / trimpot) - 1
16. Borne cu șurub - 2
17. Veroboard sau perfboard
18. Conectarea firelor
19. Set de lipit
20. Multimetru
21. Osciloscop (opțional, dar va ajuta la reglarea fină a frecvenței)

Pasul 1: Adunarea tuturor părților necesare

Este important să adunăm mai întâi toate părțile necesare, astfel încât să putem trece rapid la realizarea proiectului. Dintre acestea, câteva componente au fost recuperate din vechea sursă de alimentare a computerului.

Pasul 2: Banca condensatorilor

Banca de condensatori joacă un rol important aici. În acest proiect, DC de înaltă tensiune este transformat în AC de înaltă tensiune, deci este important ca alimentarea DC să fie netedă și fără fluctuații. Aici intră în joc acești condensatori uriași. Am primit doi condensatori de rating 330uF 200V de la un SMPS. Combinarea lor în serie îmi oferă o capacitate echivalentă de aproximativ 165 uF și mărește tensiunea nominală până la 400 volți. Prin utilizarea combinației de condensatori în serie, capacitatea echivalentă se reduce, dar limita de tensiune crește. Acest lucru a rezolvat scopul aplicației mele. DC de înaltă tensiune este acum netezit de această baterie de condensatori. Aceasta înseamnă că vom obține un semnal alternativ constant și tensiunea va rămâne destul de constantă în timpul pornirii sau când o sarcină este atașată sau deconectată brusc.

AVERTISMENT: Aceste condensatoare de înaltă tensiune își pot stoca încărcarea pentru o perioadă lungă, lungă de timp, care poate dura până la câteva ore! Așadar, încercați să realizați acest proiect numai dacă aveți un background bun în domeniul electronicii și aveți experiență în manipularea tensiunii ridicate. Faceți acest lucru pe propriul risc

Pasul 3: Decizia plasării componentelor

Deoarece vom realiza acest proiect pe un veroboard, este important ca toate componentele să fie plasate strategic, astfel încât componentele relevante să fie mai apropiate unele de altele. În acest fel, urmele de lipire vor fi minime și se va utiliza un număr mai mic de fire jumper, ceea ce face designul mai ordonat și mai îngrijit.

Pasul 4: Secțiunea Oscilator

Semnalul de 50Hz (sau 60Hz) este generat de popularul IC PWM-SG3525N cu o combinație de componente de sincronizare RC.

Pentru a obține mai multe detalii despre funcționarea SG3525 IC, iată un link către foaia tehnică a IC:

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

Pentru a obține o ieșire alternativă de 50Hz, frecvența de oscilație internă ar trebui să fie de 100 Hz, care poate fi setată utilizând Rt aproximativ 130KHz și Ct este egal cu 0,1uF. Formula pentru calcularea frecvenței este dată în foaia tehnică a IC. Un rezistor de 100 ohmi între pinii 5 și 7 este utilizat pentru a adăuga un timp mort între comutare pentru a asigura siguranța componentelor de comutare (MOSFETS).

Pasul 5: Secțiunea Driver MOSFET

Deoarece DC de înaltă tensiune va fi comutat prin intermediul MOSFET-urilor, nu este posibil să conectați direct ieșirile SG3525 la poarta MOSFET-ului, de asemenea comutarea MOSFET-urilor cu canal N în partea înaltă a circuitului nu este ușoară și este necesar un circuit de bootstrapping adecvat. Toate acestea pot fi gestionate eficient de driverul MOSFET IC IR2104, este capabil să conducă / comute MOSFET-uri care permit tensiuni de până la 600Volți. Acest lucru face ca IC să fie adecvat pentru aplicații externe. Deoarece IR2104 este un driver MOSFET pe jumătate de punte, vom avea nevoie de doi dintre ei pentru a controla puntea completă.

Fișa tehnică a IR2104 poate fi găsită aici:

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

Pasul 6: Secțiunea H Bridge

Puntea H este cea care este responsabilă pentru schimbarea alternativă a direcției fluxului de curent prin sarcină prin activarea și dezactivarea alternativă a setului dat de MOSFETS.

Pentru această operațiune am ales MOSFET-urile cu canal IRF840 N care pot gestiona până la 500 de volți cu un curent maxim de 5 Amperi, ceea ce este mai mult decât suficient pentru aplicația noastră. Podul H este ceea ce va fi conectat direct la aparatul de curent alternativ.

Fișa tehnică a acestui MOSFET este prezentată mai jos:

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

Pasul 7: Testarea circuitului pe Breadboard

Înainte de a lipi componentele la locul lor, este întotdeauna o idee bună să testați circuitul pe o placă de măsurare și să remediați orice greșeli sau erori care s-ar putea strecura. În testul meu de panou am asamblat totul conform schemei (furnizat într-un pas ulterior) și am verificat răspunsul de ieșire folosind un DSO. Inițial am testat sistemul cu tensiune scăzută și abia după ce mi-a fost confirmat că funcționează, l-am testat cu intrare de înaltă tensiune

Pasul 8: Testul panoului completat

Ca o sarcină de testare, am folosit un mic ventilator de 60 de wați împreună cu configurarea plăcii mele și o baterie de 12V plumb acid. Am avut multimetrele conectate pentru a măsura tensiunea de ieșire și curentul consumat de la baterie. Sunt necesare măsurători pentru a vă asigura că nu există supraîncărcare și, de asemenea, pentru a calcula eficiența.

Pasul 9: Diagrama circuitului și fișierul schematic

Următoarea este întreaga diagramă a circuitului proiectului și împreună cu acesta am atașat fișierul schematic EAGLE pentru referință. Simțiți-vă liber să modificați și să utilizați același lucru pentru proiectele dvs.

Pasul 10: Începerea procesului de lipire pe Veroboard

Cu proiectarea testată și verificată, acum trecem la procesul de lipire. În primul rând, am lipit toate componentele referitoare la secțiunea oscilatorului.

Pasul 11: Adăugarea driverelor MOSFET

Baza IC a driverului MOSFET și componentele bootstrap au fost acum lipite

Pasul 12: Introducerea IC-ului în loc

Aveți grijă la orientarea IC-ului în timp ce introduceți. Căutați o crestătură pe IC pentru referință pin

Pasul 13: lipirea băncii condensatorilor

Pasul 14: Adăugarea MOSFETURILOR podului H

Cele 4 MOSFET-uri ale podului H sunt lipite pe loc împreună cu rezistențele lor de limitare a curentului de 10 Ohmi și împreună cu borne cu șurub pentru o conexiune ușoară a tensiunii DC de intrare și a tensiunii de ieșire AC.

Pasul 15: Completați modulul

Așa arată întregul modul după finalizarea procesului de lipire. Observați cum majoritatea conexiunilor au fost realizate folosind urme de lipit și foarte puține fire jumper. Aveți grijă la orice conexiuni slăbite din cauza riscurilor de înaltă tensiune.

Pasul 16: Invertor complet cu modulul convertor DC-DC

Invertorul este acum complet cu ambele module complete și atașate între ele. Acest lucru a funcționat cu succes la încărcarea laptopului meu și la alimentarea simultană a unui mic ventilator de masă.

Sper sa va placa acest proiect:)

Simțiți-vă liber să împărtășiți comentariile, îndoielile și feedback-ul dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos. Urmăriți instrucțiunile complete și creați videoclipuri pentru a obține mai multe detalii esențiale despre proiect și despre cum l-am construit și, în timp ce sunteți acolo, luați în considerare abonarea la canalul meu:)