Buat Sirkuit Inverter Gelombang Sinus Murni 1KVA (1000 watt) Ini

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Rangkaian inverter gelombang sinus murni 1000 watt yang relatif sederhana dijelaskan di sini menggunakan penguat sinyal dan transformator daya.

Seperti yang dapat dilihat pada diagram pertama di bawah ini, konfigurasi berbasis mosfet sederhana yang dirancang untuk memperkuat arus pada +/- 60 volt sehingga transformator yang terhubung sesuai untuk menghasilkan keluaran 1kva yang diperlukan.



Operasi Sirkuit

Q1, Q2 membentuk tahap penguat diferensial awal yang secara tepat menaikkan sinyal sinus 1vpp pada inputnya ke tingkat yang sesuai untuk memulai tahap driver yang terdiri dari Q3, Q4, Q5.

Tahap ini selanjutnya menaikkan tegangan sehingga menjadi cukup untuk menggerakkan MOSFET.



MOSFET juga dibentuk dalam format dorong tarik, yang secara efektif mengocok seluruh 60 volt melintasi belitan transformator 50 kali per detik sedemikian rupa sehingga keluaran transformator menghasilkan 1000 watt AC yang diinginkan pada tingkat listrik.

Setiap pasangan bertanggung jawab untuk menangani output 100 watt, bersama-sama semua 10 pasang membuang 1000 watt ke transformator.

Untuk memperoleh keluaran gelombang sinus murni yang diinginkan, masukan sinus yang sesuai diperlukan yang dipenuhi dengan bantuan rangkaian generator gelombang sinus sederhana.

Itu terdiri dari beberapa opamps dan beberapa bagian pasif lainnya. Ini harus dioperasikan dengan tegangan antara 5 dan 12. Tegangan ini harus berasal dari salah satu baterai yang digabungkan untuk menggerakkan rangkaian inverter.

Inverter digerakkan dengan tegangan +/- 60 volt yang setara dengan 120 V DC.

Tingkat tegangan yang besar ini diperoleh dengan meletakkan 10 nos. dari baterai 12 volt secara seri.

Rangkaian inverter gelombang sinus 1000 watt atau 1kva

Sirkuit Generator Sinewave

Diagram yang diberikan di bawah ini menunjukkan rangkaian generator gelombang sinus sederhana yang dapat digunakan untuk menggerakkan rangkaian inverter di atas, namun karena keluaran dari generator ini bersifat eksponensial, dapat menyebabkan banyak pemanasan pada mosfets.

Pilihan yang lebih baik adalah menggabungkan rangkaian berbasis PWM yang akan memasok rangkaian di atas dengan pulsa PWM yang dioptimalkan secara tepat yang setara dengan sinyal sinus standar.

Rangkaian PWM yang memanfaatkan IC555 juga telah dirujuk pada diagram berikutnya, yang dapat digunakan untuk memicu rangkaian inverter 1000 watt di atas.

Daftar Bagian untuk rangkaian generator sinus

Semua resistor 1/8 watt, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 untuk 60Hz),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (1K9 untuk 60Hz),
R9 = 20K
C1, C2 = 1µF, TANT.
C3 = 2µF, TANT (DUA 1µF DALAM PARALEL)
C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,
C5 = 100µ / 50v,
C8 = 22µF / 25V
A1, A2 = TL 072

Daftar Bagian untuk Inverter

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Semua mosfet N-channel adalah = K1058

Semua mosfet P-channel adalah = J162

Transformator = 0-60V / 1000 watt / keluaran 110 / 220volts 50Hz / 60Hz

Inverter 1 kva yang diusulkan yang dibahas di bagian di atas dapat jauh lebih efisien dan ukurannya diperkecil seperti yang diberikan dalam desain berikut:

Bagaimana Menghubungkan Baterai

Diagram juga menunjukkan metode menghubungkan baterai, dan koneksi suplai untuk gelombang sinus atau tahap osilator PWM.

Di sini hanya empat mosfet yang telah digunakan, yaitu IRF4905 untuk p-channel, dan IRF2907 untuk n-channel.

Lengkapi desain rangkaian inverter 1 kva dengan osilator sinus 50 Hz

Pada bagian di atas kita telah mempelajari desain jembatan penuh di mana dua baterai terlibat untuk mencapai keluaran 1kva yang diperlukan. Sekarang mari kita selidiki bagaimana desain jembatan penuh dapat dibangun menggunakan mosfet saluran 4 N dan menggunakan baterai tunggal.

Bagian berikut menunjukkan bagaimana rangkaian inverter 1 KVA full-bridge dapat dibangun dengan menggunakan, tanpa menggunakan jaringan atau chip driver sisi tinggi yang rumit.

Menggunakan Arduino

Rangkaian inverter sinewave 1kva yang dijelaskan di atas juga dapat digerakkan melalui Arduino untuk mencapai output sinewave yang hampir sempurna.

Diagram rangkaian lengkap berbasis Arduino dapat dilihat dibawah ini:

Inverter gelombang sinus 1 kva menggunakan Arduino

Kode Program diberikan di bawah ini:

//code modified for improvement from http://forum.arduino.cc/index.php?topic=8563.0
//connect pin 9 -> 10k Ohm + (series with)100nF ceramic cap -> GND, tap the sinewave signal from the point at between the resistor and cap.
float wav1[3]//0 frequency, 1 unscaled amplitude, 2 is final amplitude
int average
const int Pin = 9
float time
float percentage
float templitude
float offset = 2.5 // default value 2.5 volt as operating range voltage is 0~5V
float minOutputScale = 0.0
float maxOutputScale = 5.0
const int resolution = 1 //this determines the update speed. A lower number means a higher refresh rate.
const float pi = 3.14159
void setup()
wav1[0] = 50 //frequency of the sine wave
wav1[1] = 2.5 // 0V - 2.5V amplitude (Max amplitude + offset) value must not exceed the 'maxOutputScale'
TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000
void loop() {
time = micros()% 1000000
percentage = time / 1000000
templitude = sin(((percentage) * wav1[0]) * 2 * pi)
wav1[2] = (templitude * wav1[1]) + offset //shift the origin of sinewave with offset.
average = mapf(wav1[2],minOutputScale,maxOutputScale,0,255)
analogWrite(9, average)//set output 'voltage'
delayMicroseconds(resolution)//this is to give the micro time to set the 'voltage'
}
// function to map float number with integer scale - courtesy of other developers.
long mapf(float x, float in_min, float in_max, long out_min, long out_max)
{
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
}

Konsep Inverter Jembatan Penuh

Mengemudi jaringan mosfet jembatan penuh yang memiliki 4 mosfet saluran-N tidak pernah mudah, melainkan membutuhkan sirkuit yang cukup kompleks yang melibatkan jaringan driver sisi tinggi yang kompleks.

Jika Anda mempelajari sirkuit berikut yang telah saya kembangkan, Anda akan menemukan bahwa bagaimanapun juga tidak sulit untuk merancang jaringan seperti itu dan dapat dilakukan bahkan dengan komponen biasa.

Kita akan mempelajari konsep tersebut dengan bantuan diagram rangkaian yang ditunjukkan berupa rangkaian inverter 1 kva yang dimodifikasi dengan menggunakan 4 mosfet saluran-N.

Seperti yang kita semua tahu, ketika 4 mosfet saluran-N terlibat dalam file Jaringan H-bridge , jaringan bootstrap menjadi keharusan untuk menggerakkan sisi atas atau dua mosfet atas yang salurannya terhubung ke sisi atas atau baterai (+) atau positif dari suplai yang diberikan.

Dalam desain yang diusulkan, jaringan bootstrap dibentuk dengan bantuan enam gerbang NOT dan beberapa komponen pasif lainnya.

Output dari gerbang NOT yang dikonfigurasi sebagai buffer menghasilkan tegangan dua kali lipat dari rentang suplai, yang berarti jika suplai 12V, output gerbang NOT menghasilkan sekitar 22V.

Tegangan yang ditingkatkan ini diterapkan ke gerbang MOSFET sisi tinggi melalui pinout emitor dari dua transistor NPN masing-masing.

Karena transistor ini harus diaktifkan sedemikian rupa sehingga mosfet yang berlawanan secara diagonal berjalan pada satu waktu sedangkan mosfet yang dipasangkan secara diagonal di kedua lengan jembatan berjalan secara bergantian.

Fungsi ini secara efektif ditangani oleh output berurutan high generator IC 4017, yang secara teknis disebut Johnson membagi dengan 10 IC counter / pembagi.

Jaringan Bootstrap

Frekuensi penggerak untuk IC di atas berasal dari jaringan bootstrap itu sendiri hanya untuk menghindari kebutuhan tahap osilator eksternal.

Frekuensi jaringan bootstrap harus disesuaikan sedemikian rupa sehingga frekuensi keluaran transformator dioptimalkan ke tingkat yang diperlukan 50 atau 60 Hz, sesuai spesifikasi yang diperlukan.

Saat mengurutkan, output dari IC 4017 memicu mosfet yang terhubung secara tepat menghasilkan efek dorong-tarik yang diperlukan pada belitan transformator yang terpasang yang mengaktifkan fungsi inverter.

Transistor PNP yang dapat disaksikan terpasang dengan transistor NPN memastikan bahwa kapasitansi gerbang mosfet secara efektif dilepaskan selama tindakan untuk memungkinkan fungsi yang efisien dari seluruh sistem.

Koneksi pinout ke mosfets dapat diubah dan diubah sesuai preferensi individu, ini mungkin juga memerlukan keterlibatan koneksi reset pin # 15.

Gambar Bentuk Gelombang

Desain di atas telah diuji dan diverifikasi oleh Bapak Robin Peter salah satu penghobi dan kontributor blog ini, gambar bentuk gelombang berikut direkam olehnya selama proses pengujian.




Sepasang: Sirkuit UPS Transformerless untuk Komputer (CPU) Berikutnya: Baterai Rendah dan Sirkuit Perlindungan Kelebihan Beban untuk Inverter