3 Sirkuit Inverter Tanpa Transformer Terbaik

Seperti namanya, rangkaian inverter yang mengubah input DC menjadi AC tanpa bergantung pada induktor atau transformator disebut inverter tanpa transformator.

Karena trafo berbasis induktor tidak digunakan, input DC biasanya sama dengan nilai puncak AC yang dihasilkan pada output inverter.

Postingan tersebut membantu kita untuk memahami 3 rangkaian inverter yang dirancang untuk bekerja tanpa menggunakan trafo, serta menggunakan jaringan IC full bridge dan rangkaian generator SPWM.

Transformerless Inverter menggunakan IC 4047

Mari kita mulai dengan topologi H-Bridge yang mungkin paling sederhana dalam bentuknya. Namun, secara teknis itu bukan yang ideal, dan tidak disarankan, karena dirancang menggunakan mosfets p / n-channel. MOSFET P-channel digunakan sebagai MOSFET sisi tinggi, dan saluran-n sebagai sisi rendah.

Karena, mosfet p-channel digunakan di sisi atas, yaitu bootstrap menjadi tidak perlu, dan ini sangat menyederhanakan desain. Ini juga berarti desain ini tidak harus bergantung pada IC driver khusus.

Meski desainnya terlihat keren dan memikat, ia memiliki a beberapa kelemahan mendasar . Dan itulah mengapa topologi ini dihindari dalam unit profesional dan komersial.

Yang mengatakan, jika itu dibangun dengan benar dapat melayani tujuan untuk aplikasi frekuensi rendah.

Berikut rangkaian lengkapnya menggunakan IC 4047 sebagai generator frekuensi tiang totem astabil

Daftar Bagian

Semua resistor 1/4 watt 5%

• R1 = 56k
• C1 = 0.1uF / PPC
• IC pin10 / 11 resistor = 330 ohm - 2nos
• Resistor gerbang MOSFET = 100k - 2nos
• Opto-skrup = 4N25 - 2 nos
• MOSFET saluran-P atas = FQP4P40 - 2nos
• MOSFET N-Channel Bawah = IRF740 = 2nos
• Dioda zener = 12V, 1/2 watt - 2 nos

Ide selanjutnya juga merupakan rangkaian h-bridge tetapi yang ini menggunakan mosfets n-channel yang direkomendasikan. Sirkuit itu diminta oleh Tuan Ralph Wiechert

Spesifikasi Utama

Salam dari Saint Louis, Missouri.
Apakah Anda bersedia untuk berkolaborasi proyek inverter ? Saya akan membayar Anda untuk desain dan / atau waktu Anda, jika Anda mau.

Saya memiliki Prius 2012 & 2013, dan ibu saya memiliki Prius 2007. Prius unik karena memiliki baterai tegangan tinggi 200 VDC (nominal). Pemilik Prius di masa lalu telah memanfaatkan paket baterai ini dengan inverter off-the-shelf untuk mengeluarkan tegangan asli mereka dan menjalankan alat dan peralatan. (Di sini, di AS, 60 Hz, 120 & 240 VAC, seperti yang saya yakin Anda tahu). Masalahnya adalah inverter tersebut tidak lagi dibuat, tetapi Prius masih ada.

Berikut adalah beberapa inverter yang digunakan di masa lalu untuk tujuan ini:

1) PWRI2000S240VDC (Lihat lampiran) Tidak lagi diproduksi!

2) Emerson Liebert Upstation S (Ini sebenarnya adalah UPS, tetapi Anda melepaskan baterai, yang nominalnya 192 VDC.) (Lihat lampiran.) Tidak lagi diproduksi!

Idealnya, saya ingin merancang inverter kontinu 3000 Watt, gelombang sinus murni, output 60 Hz, 120 VAC (dengan fase split 240 VAC, jika memungkinkan), dan tanpa transformator. Mungkin puncak 4000-5000 Watt. Masukan: 180-240 VDC. Daftar keinginan yang cukup, saya tahu.

Saya seorang insinyur mekanik, dengan beberapa pengalaman membangun sirkuit, serta pemrograman mikrokontroler Picaxe. Saya hanya tidak punya banyak pengalaman mendesain sirkuit dari awal. Saya bersedia untuk mencoba & gagal, jika diperlukan!

Desain

Di blog ini saya sudah membahas lebih dari 100 desain dan konsep inverter , permintaan di atas dapat dengan mudah dicapai dengan memodifikasi salah satu desain saya yang ada, dan mencoba aplikasi yang diberikan.

Untuk setiap desain tanpa trafo, harus ada beberapa hal dasar yang disertakan untuk implementasi: 1) Inverter harus berupa inverter jembatan penuh menggunakan driver jembatan penuh dan 2) suplai DC input yang diumpankan harus sama dengan tegangan puncak output yang diperlukan tingkat.

Dengan menggabungkan dua faktor di atas, desain dasar inverter 3000 watt dapat dilihat pada diagram berikut, yang memiliki a bentuk gelombang keluaran sinewave murni fitur.

Detail fungsi inverter dapat dipahami dengan bantuan poin-poin berikut:

Dasar atau konfigurasi inverter jembatan penuh standar dibentuk oleh IC driver jembatan penuh IRS2453 dan jaringan MOSFET terkait.

Menghitung Frekuensi Inverter

Fungsi dari tahap ini adalah untuk mengosilasi beban yang terhubung antar mosfet pada frekuensi tertentu yang ditentukan oleh nilai jaringan Rt / Ct.

Nilai komponen RC timing ini dapat ditentukan dengan rumus: f = 1 / 1.453 x Rt x Ct dimana Rt dalam Ohm dan Ct dalam Farad. Ini harus diatur untuk mencapai 60Hz untuk melengkapi output 120V yang ditentukan, atau untuk spesifikasi 220V ini dapat diubah menjadi 50Hz.

Ini juga dapat dicapai melalui beberapa percobaan dan kesalahan praktis, dengan menilai rentang frekuensi dengan pengukur frekuensi digital.

Untuk mencapai hasil gelombang sinus murni, gerbang mosfet sisi rendah terputus dari masing-masing umpan IC, dan diterapkan sama melalui tahap buffer BJT, dikonfigurasi untuk beroperasi melalui input SPWM.

Menghasilkan SPWM

SPWM yang merupakan singkatan dari modulasi lebar pulsa sinewave adalah dikonfigurasi di sekitar IC opamp dan satu Geneartor IC 555 PWM.

Meskipun IC 555 dikonfigurasi sebagai PWM, keluaran PWM dari pin # 3 tidak pernah digunakan, melainkan gelombang segitiga yang dihasilkan melintasi kapasitor timing digunakan untuk mengukir SPWM. Di sini salah satu sampel gelombang segitiga seharusnya jauh lebih lambat dalam frekuensi, dan disinkronkan dengan frekuensi IC utama, sementara yang lain perlu gelombang segitiga yang lebih cepat, yang frekuensinya pada dasarnya menentukan jumlah pilar yang mungkin dimiliki SPWM.

Opamp dikonfigurasi seperti komparator dan diumpankan dengan sampel gelombang segitiga untuk memproses SPWM yang diperlukan. Satu gelombang segitiga yang lebih lambat diekstraksi dari pinout Ct dari IC utama IRS2453

Pengolahan dilakukan oleh IC opamp dengan membandingkan dua gelombang segitiga pada pinout inputnya, dan SPWM yang dibangkitkan diterapkan pada basis tahap buffer BJT.

Buffer BJTs beralih sesuai dengan pulsa SPWM dan pastikan bahwa mosfet sisi rendah juga diaktifkan pada pola yang sama.

Peralihan di atas memungkinkan output AC juga untuk beralih dengan pola SPWM untuk kedua siklus bentuk gelombang frekuensi AC.

Memilih mosfets

Karena inverter tanpa transformator 3kva ditentukan, mosfet perlu diberi nilai yang tepat untuk menangani beban ini.

MOSFET nomor 2SK 4124 yang ditunjukkan pada diagram sebenarnya tidak akan dapat menahan beban 3kva karena ini dinilai dapat menangani maksimum 2kva.

Beberapa penelitian di internet memungkinkan kita menemukan mosfet: IRFB4137PBF-ND yang terlihat bagus untuk pengoperasian lebih dari beban 3kva, karena peringkat daya yang sangat besar pada 300V / 38amps.

Karena ini adalah inverter 3kva tanpa trafo, pertanyaan tentang memilih trafo dihilangkan, namun baterai harus diberi nilai yang tepat untuk menghasilkan minimum 160V dengan daya sedang, dan sekitar 190V saat terisi penuh.

Koreksi Tegangan Otomatis.

Koreksi otomatis dapat dicapai dengan menghubungkan jaringan umpan balik antara terminal keluaran dan pinout Ct, tetapi ini sebenarnya tidak diperlukan karena pot IC 555 dapat digunakan secara efektif untuk memperbaiki RMS tegangan keluaran, dan setelah mengatur tegangan keluaran. tegangan keluaran dapat diharapkan benar-benar tetap dan konstan terlepas dari kondisi bebannya, tetapi hanya selama beban tidak melebihi kapasitas daya maksimum inverter.

2) Transformerless Inverter dengan Pengisi Daya Baterai dan Kontrol Umpan Balik

Diagram rangkaian kedua dari inverter transformator kompak tanpa menggunakan transformator besi besar dibahas di bawah ini. Alih-alih transformator besi berat, ia menggunakan induktor inti ferit seperti yang ditunjukkan pada artikel berikut. Skema ini tidak dirancang oleh saya, ini disediakan oleh salah satu pembaca setia blog ini, Tuan Ritesh.

Desainnya adalah konfigurasi yang lengkap dengan menyertakan sebagian besar fitur seperti detail belitan trafo ferit , tahap indikator tegangan rendah, fasilitas pengaturan tegangan keluaran, dll.

Penjelasan untuk desain di atas belum diperbarui, saya akan coba segera memperbaruinya, sementara itu Anda dapat merujuk diagram dan memperjelas keraguan Anda melalui komentar, jika ada.

200 watt Desain Inverter Compact Transformerless # 3

Desain ketiga dibawah ini menunjukkan rangkaian inverter 200 watt tanpa trafo (transformerless) menggunakan input 310V DC. Ini adalah desain yang kompatibel dengan gelombang sinus.

pengantar

Inverter seperti yang kita ketahui adalah perangkat yang mengubah atau lebih tepatnya membalikkan sumber DC tegangan rendah menjadi keluaran AC tegangan tinggi.

Output AC tegangan tinggi yang dihasilkan biasanya sesuai dengan level tegangan listrik lokal. Namun proses konversi dari tegangan rendah ke tegangan tinggi selalu membutuhkan penyertaan transformator yang besar dan kuat. Apakah kita memiliki pilihan untuk menghindari ini dan membuat rangkaian inverter tanpa trafo?

Ya, ada cara yang agak sangat sederhana untuk menerapkan desain inverter tanpa transformator.

Pada dasarnya inverter yang menggunakan baterai tegangan DC rendah perlu meningkatkannya ke tegangan AC yang lebih tinggi yang pada gilirannya membuat penyertaan transformator menjadi penting.

Itu berarti jika kita bisa mengganti input DC tegangan rendah dengan level DC yang sama dengan level AC output yang dimaksudkan, kebutuhan trafo bisa dihilangkan.

Diagram rangkaian menggabungkan input DC tegangan tinggi untuk mengoperasikan rangkaian inverter mosfet sederhana dan kita dapat dengan jelas melihat bahwa tidak ada transformator yang terlibat.

Operasi Sirkuit

Tegangan tinggi DC sama dengan output AC yang dibutuhkan yang diperoleh dengan menyusun 18 baterai kecil 12 volt secara seri.

Gerbang N1 berasal dari IC 4093, N1 telah dikonfigurasi sebagai osilator di sini.

Karena IC memerlukan tegangan operasi yang ketat antara 5 dan 15 volt, input yang diperlukan diambil dari salah satu baterai 12 volt dan diterapkan ke pin out IC yang relevan.

Seluruh konfigurasi menjadi sangat sederhana dan efisien dan sepenuhnya menghilangkan kebutuhan akan trafo yang besar dan berat.

Baterai semua 12 volt, 4 AH yang cukup kecil dan bahkan ketika dihubungkan bersama-sama tampaknya tidak menutupi terlalu banyak ruang, mereka dapat ditumpuk rapat untuk membentuk unit yang kompak.

Outputnya akan menjadi 110 V AC pada 200 watt.

Daftar Bagian

• Q1, Q2 = MPSA92
• Q3 = MJE350
• Q4, Q5 = MJE340
• Q6, Q7 = K1058,
• Q8, Q9 = J162
• IC NAND = 4093,
• D1 = 1N4148
• Baterai = 12V / 4AH, 18 nos.

Mengupgrade ke Versi Sinewave

Rangkaian inverter transformerless 220V sederhana yang dibahas di atas dapat ditingkatkan menjadi inverter sinewave murni atau sejati hanya dengan mengganti osilator input dengan rangkaian generator gelombang sinus seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Daftar Bagian untuk osilator gelombang sinus dapat ditemukan di posting ini

Rangkaian Transformerless Solar Inverter

Matahari adalah sumber tenaga mentah utama dan tidak terbatas yang tersedia di planet kita secara gratis. Tenaga ini pada dasarnya berbentuk panas, namun manusia telah menemukan metode pemanfaatan cahaya juga dari sumber yang sangat besar ini untuk pembuatan tenaga listrik.

Gambaran

Saat ini listrik telah menjadi garis kehidupan di semua kota dan bahkan pedesaan. Dengan menipisnya bahan bakar fosil, sinar matahari menjanjikan untuk menjadi salah satu sumber energi terbarukan utama yang dapat diakses langsung dari mana saja dan dalam semua keadaan di planet ini, tanpa biaya. Mari pelajari salah satu metode mengubah energi matahari menjadi listrik untuk keuntungan pribadi kita.

Pada salah satu posting saya sebelumnya saya telah membahas rangkaian inverter surya yang agak memiliki pendekatan yang sederhana dan memasukkan topologi inverter biasa menggunakan trafo.

Transformator seperti yang kita semua tahu berukuran besar, berat dan mungkin menjadi sangat tidak nyaman untuk beberapa aplikasi.
Dalam desain saat ini saya telah mencoba menghilangkan penggunaan trafo dengan memasukkan MOSFET tegangan tinggi dan dengan meningkatkan tegangan melalui koneksi seri panel surya. Mari pelajari seluruh konfigurasi dengan bantuan poin-poin berikut:

Bagaimana itu bekerja

Melihat diagram rangkaian inverter transformerless berbasis surya di bawah ini, kita dapat melihat bahwa pada dasarnya terdiri dari tiga tahap utama, yaitu. tahap osilator terdiri dari IC 555 serbaguna, tahap keluaran terdiri dari beberapa mosfets daya tegangan tinggi dan tahap penyaluran daya yang menggunakan bank panel surya, yang diumpankan pada B1 dan B2.

Diagram Sirkuit

Karena IC tidak dapat beroperasi dengan tegangan lebih dari 15V, IC ini dilindungi dengan baik melalui resistor jatuh dan dioda zener. Dioda zener membatasi tegangan tinggi dari panel surya pada tegangan zener 15V yang terhubung.

Namun MOSFET diizinkan untuk dioperasikan dengan tegangan keluaran matahari penuh, yang dapat berkisar antara 200 hingga 260 volt. Pada kondisi mendung, tegangan mungkin turun hingga di bawah 170V, Jadi mungkin penstabil tegangan dapat digunakan pada keluaran untuk mengatur tegangan keluaran dalam situasi seperti itu.

MOSFET adalah tipe N dan P yang membentuk pasangan untuk mengimplementasikan aksi dorong tarik dan untuk menghasilkan AC yang diperlukan.

MOSFET tidak ditentukan dalam diagram, idealnya mereka harus diberi nilai 450V dan 5 amps, Anda akan menemukan banyak varian, jika Anda mencari di google sedikit melalui internet.

Panel surya bekas harus memiliki tegangan sirkuit terbuka sekitar 24V pada sinar matahari penuh dan sekitar 17V selama periode senja yang cerah.

Bagaimana Menghubungkan Panel Surya

Daftar Bagian

R1 = 6K8
R2 = 140K
C1 = 0.1uF
Dioda = adalah 1N4148
R3 = 10K, 10 watt,
R4, R5 = 100 Ohm, 1/4 watt
B1 dan B2 = dari panel surya
Z1 = 5.1V 1 watt

Gunakan rumus ini untuk menghitung R1, R2, C1 ....

Memperbarui:

Desain IC 555 di atas mungkin tidak begitu andal dan efisien, desain yang lebih andal dapat dilihat di bawah dalam bentuk a rangkaian inverter H-bridge penuh . Desain ini diharapkan dapat memberikan hasil yang jauh lebih baik daripada rangkaian IC 555 di atas

Keuntungan lain menggunakan rangkaian di atas adalah Anda tidak memerlukan pengaturan panel surya ganda, melainkan satu rangkaian pasokan surya yang terhubung akan cukup untuk mengoperasikan rangkaian di atas untuk mencapai output 220V.