3 beste transformatorløse inverterkretser

Som navnet antyder, kalles en inverterkrets som konverterer en DC-inngang til AC uten å være avhengig av en induktor eller en transformator, en transformatorfri inverter.

Siden en induktorbasert transformator ikke er i bruk, er inngangsstrømmen normalt lik toppverdien til vekselstrøm generert ved utgangen til omformeren.

Innlegget hjelper oss med å forstå 3 inverterkretser designet for å fungere uten å bruke en transformator og bruke et fullbrygget IC-nettverk og en SPWM-generatorkrets.

Transformerfri omformer ved bruk av IC 4047

La oss begynne med en H-Bridge topologi som sannsynligvis er den enkleste i sin form. Imidlertid er det teknisk ikke den ideelle, og anbefales ikke, siden den er designet ved hjelp av p / n-kanal mosfets. P-kanal mygg brukes som høyside mosfet, og n-kanal som lav side.

Siden, p-kanal mosfets brukes på høysiden, bootstrapping blir unødvendig, og dette forenkler designet mye. Dette betyr også at dette designet ikke trenger å avhenge av spesielle driver-IC-er.

Selv om designet ser kult og fristende ut, har det en få underliggende ulemper . Og nettopp derfor unngås denne topologien i profesjonelle og kommersielle enheter.

Når det er sagt, hvis det er bygget riktig, kan det tjene formålet for applikasjoner med lav frekvens.

Her er den komplette kretsen som bruker IC 4047 som den fantastiske totempolfrekvensgeneratoren

Deleliste

Alle motstander er 1/4 watt 5%

• R1 = 56k
• C1 = 0,1 uF / PPC
• IC pin10 / 11 motstand = 330 ohm - 2nos
• MOSFET gate motstander = 100k - 2nos
• Optokoblinger = 4N25 - 2 nr
• Øvre P-kanal MOSFETs = FQP4P40 - 2nr
• Lavere N-Channel MOSFETs = IRF740 = 2nos
• Zener-dioder = 12V, 1/2 watt - 2 nr

Den neste ideen er også en h-bridge-krets, men denne bruker de anbefalte n-kanal mosfets. Ralph Wiechert ba om kretsen

Hovedspesifikasjoner

Hilsen fra Saint Louis, Missouri.
Ville du være villig til å samarbeide om et inverterprosjekt ? Jeg vil betale deg for et design og / eller din tid, hvis du vil.

Jeg har en 2012 og 2013 Prius, og moren min har en Prius fra 2007. Prius er unik ved at den har en 200 VDC (nominell) høyspenningsbatteripakke. Prius-eiere har tidligere tappet inn denne batteripakken med hylleomformere for å sende ut sine opprinnelige spenninger og kjøre verktøy og apparater. (Her i USA, 60 Hz, 120 & 240 VAC, som du sikkert vet du). Problemet er at omformerne ikke lenger er laget, men Prius er fortsatt.

Her er et par omformere som tidligere ble brukt til dette formålet:

1) PWRI2000S240VDC (Se vedlegg) Ikke lenger produsert!

2) Emerson Liebert Upstation S (Dette er faktisk en UPS, men du tar ut batteripakken, som var 192 VDC nominell.) (Se vedlegg.) Ikke lenger produsert!

Ideelt sett ønsker jeg å designe en kontinuerlig omformer på 3000 Watt, ren sinusbølge, utgang 60 Hz, 120 VAC (med delt 240 VAC fase, hvis mulig) og transformatorfri. Kanskje 4000-5000 watt topp. Inngang: 180-240 VDC. Ganske en ønskeliste, vet jeg.

Jeg er maskiningeniør, med erfaring fra å bygge kretser, samt programmering av Picaxe mikrokontroller. Jeg har bare ikke så mye erfaring med å designe kretser fra bunnen av. Jeg er villig til å prøve og mislykkes, om nødvendig!

Designet

I denne bloggen har jeg allerede diskutert mer enn 100 inverter design og konsepter , kan ovennevnte forespørsel lett oppnås ved å endre en av mine eksisterende design, og prøve for den gitte applikasjonen.

For enhver transformatorfri design må det være et par grunnleggende ting som er inkludert for implementeringen: 1) Omformeren må være en fullbroinverter ved bruk av en full brodriver og 2) den matede inngangs DC-forsyningen må være lik den nødvendige utgangsspenningen nivå.

Inkluderer de ovennevnte to faktorene, kan en grunnleggende 3000 watt inverterdesign være vitne til i følgende diagram, som har en ren sinusbølgeutgangsbølgeform trekk.

Omformerens funksjoner kan forstås ved hjelp av følgende punkter:

Den grunnleggende eller standard full bridge inverter konfigurasjon er dannet av den fullstendige brodriveren IC IRS2453 og det tilhørende mosfet-nettverket.

Beregning av frekvensomformeren

Funksjonen til dette trinnet er å svinge den tilkoblede belastningen mellom mosfetene ved en gitt frekvenshastighet som bestemt av verdiene til Rt / Ct-nettverket.

Verdiene til disse timing RC-komponentene kan settes med formelen: f = 1 / 1,453 x Rt x Ct der Rt er i Ohms og Ct i Farads. Det bør være innstilt for å oppnå 60Hz for å utfylle den spesifiserte 120V-utgangen, alternativt for 220V-spesifikasjoner kan dette endres til 50Hz.

Dette kan også oppnås gjennom noen praktiske prøving og feiling, ved å vurdere frekvensområdet med en digital frekvensmåler.

For å oppnå et rent sinewave-resultat blir mosfetsportene på lav side koblet fra deres respektive IC-feeder, og blir brukt samme gjennom et BJT-buffertrinn, konfigurert til å operere gjennom en SPWM-inngang.

Genererer SPWM

SPWM som står for sinusbølge pulsbreddemodulasjon er konfigurert rundt en opamp IC og en singel IC 555 PWM geneartor.

Selv om IC 555 er konfigurert som PWM, blir PWM-utgangen fra pinne nr. 3 aldri brukt, snarere blir trekantbølgene generert over tidskondensatoren brukt til utskjæring av SPWM-ene. Her skal en av trekantbølgeprøvene være mye langsommere i frekvens, og synkronisert med hoved-IC-frekvensen, mens den andre må være raskere trekantbølger, hvis frekvens i hovedsak bestemmer antall pilarer SPWM kan ha.

Opampen er konfigurert som en komparator og mates med trekantbølgeprøver for å behandle de nødvendige SPWM-ene. En trekantbølge som er den langsommere, ekstraheres fra Ct-pinout på hoved IC IRS2453

Behandlingen gjøres av opamp IC ved å sammenligne de to trekantbølgene ved inngangspinnene, og den genererte SPWM påføres basene til BJT-buffertrinnet.

BJT-bufferne bytter i henhold til SPWM-pulser og sørger for at de lave sidemuskene også er byttet etter samme mønster.

Ovennevnte kobling gjør at utgangsstrømmen også kan bytte med et SPWM-mønster for begge syklusene til vekselstrømsfrekvensbølgeformen.

Velge mosfeter

Siden en transformatorfri omformer på 3kva er spesifisert, må mosfetene klassifiseres riktig for å håndtere denne belastningen.

Mosfet nummer 2SK 4124 angitt i diagrammet vil faktisk ikke være i stand til å opprettholde en 3kva belastning fordi disse er klassifisert for å håndtere maksimalt 2kva.

Noe undersøkelser på nettet lar oss finne mosfet: IRFB4137PBF-ND som ser bra ut for å kjøre over 3kva belastninger, på grunn av sin enorme effekt på 300V / 38amps.

Siden det er en transformatorløs 3kva inverter, er spørsmålet om å velge transformator eliminert, men batteriene må være riktig klassifisert for å produsere minimum 160V mens de er moderat ladet, og rundt 190V når de er fulladet.

Automatisk spenningskorrigering.

En automatisk korreksjon kan oppnås ved å koble til et tilbakemeldingsnettverk mellom utgangsterminalene og Ct pinout, men dette kan faktisk ikke være nødvendig fordi IC 555-pottene effektivt kan brukes til å fikse RMS for utgangsspenningen, og når du har satt utgangsspenningen kan forventes å være absolutt fast og konstant uavhengig av belastningsforholdene, men bare så lenge belastningen ikke overstiger den maksimale effektkapasiteten til inverteren.

2) Transformerfri omformer med batterilader og tilbakemeldingskontroll

Det andre kretsskjemaet til en kompakt transformatoromformer uten å innlemme store jerntransformatorer er diskutert nedenfor. I stedet for en tung jerntransformator bruker den en ferrittkjerneinduktor som vist i neste artikkel. Skjematikken er ikke designet av meg, den ble gitt til meg av en av de ivrige leserne av denne bloggen Mr. Ritesh.

Designet er en fullverdig konfigurasjon med inkluderer de fleste funksjonene som ferrittransformatorviklingsdetaljer , indikatorstadium for lav spenning, reguleringsanlegg for utgangsspenning etc.

Forklaringen på ovennevnte design er ikke oppdatert ennå, jeg vil prøve å oppdatere den snart, i mellomtiden kan du henvise til diagrammet og få tvilene dine klargjort gjennom eventuelle kommentarer.

200 watt kompakt transformatorløs inverterdesign # 3

Et tredje design nedenfor viser en 200 watt inverterkrets uten transformator (transformatorfri) ved hjelp av en 310V DC-inngang. Det er en sinus-kompatibel design.

Introduksjon

Omformere som vi vet er enheter som konverterer eller snarere inverterer en lavspent DC-kilde til en høyspennings AC-utgang.

Den produserte høyspente vekselstrømutgangen er vanligvis i rekkefølgen av de lokale netspenningsnivåene. Imidlertid krever konverteringsprosessen fra lavspenning til høyspenning alltid inkludering av heftige og klumpete transformatorer. Har vi et alternativ til å unngå disse og lage en transformatorløs inverterkrets?

Ja, det er en ganske enkel måte å implementere en transformatorløs inverterdesign på.

I utgangspunktet krever inverter som bruker lav DC-spenningsbatteri å øke dem til den tiltenkte høyere vekselstrømmen, som igjen gjør inkluderingen av en transformator viktig.

Det betyr at hvis vi bare kunne erstatte inngangsspenningen med et DC-nivå lik det tiltenkte utgangsnivået, kan behovet for en transformator rett og slett elimineres.

Kretsskjemaet inneholder en høyspennings DC-inngang for å betjene en enkel mosfet-inverterkrets, og vi kan tydelig se at det ikke er noen transformator involvert.

Kretsdrift

Høyspennings likestrøm lik den nødvendige utgangsstrømmen, avledet ved å ordne 18 små, 12 volt batterier i serie.

Porten N1 er fra IC 4093, N1 er konfigurert som oscillatoren her.

Siden IC krever en streng driftsspenning mellom 5 og 15 volt, blir den nødvendige inngangen hentet fra et av 12 volt batteriene og påført de aktuelle IC-utgangene.

Hele konfigurasjonen blir dermed veldig enkel og effektiv og eliminerer helt behovet for en klumpete og tung transformator.

Batteriene har alle 12 volt, 4 AH-klassifisering, som er ganske små og selv når de er koblet sammen, ser det ikke ut til å dekke for mye plass. De kan stables tett for å danne en kompakt enhet.

Utgangen vil være 110 V vekselstrøm ved 200 watt.

Deleliste

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

Oppgradering til en Sinewave-versjon

Ovennevnte enkle 220V transformatorfri inverterkrets kan oppgraderes til en ren eller ekte sinusbølgeomformer ved å erstatte inngangsoscillatoren med en sinusbølgegeneratorkrets som vist nedenfor:

Deleliste for sinusbølgeoscillatoren finner du i dette innlegget

Transformerless Solar Inverter Circuit

Sol er en viktig og en ubegrenset kilde til rå kraft som er tilgjengelig på planeten vår helt gratis. Denne kraften er fundamentalt i form av varme, men mennesker har oppdaget metoder for å utnytte lyset også fra denne enorme kilden for produksjon av elektrisk kraft.

Oversikt

I dag har elektrisitet blitt livslinjen i alle byer og til og med på landsbygda. Med utarming av fossilt drivstoff lover sollys å være en av de viktigste fornybare energikildene som er tilgjengelig direkte fra hvor som helst og under alle omstendigheter på denne planeten, uten kostnad. La oss lære en av metodene for å konvertere solenergi til elektrisitet for våre personlige fordeler.

I et av mine tidligere innlegg har jeg diskutert en solenergi-inverterkrets som heller hadde en enkel tilnærming og innlemmet en vanlig inverter-topologi ved hjelp av en transformator.

Transformatorer som vi alle vet er store, tunge og kan bli ganske upraktiske for noen applikasjoner.
I den nåværende designen har jeg prøvd å eliminere bruken av en transformator ved å innlemme høyspentmusketter og ved å øke spenningen gjennom seriekobling av solcellepaneler. La oss studere hele konfigurasjonen ved hjelp av følgende punkter:

Hvordan det fungerer

Ser vi på det nedenfor viste solbaserte transformatorløse inverter kretsskjemaet, kan vi se at det i utgangspunktet består av tre hovedtrinn, nemlig. oscillatortrinnet består av den allsidige IC 555, utgangstrinnet består av et par høyspentmotorer og kraftleveringsstadiet som benytter solcellepanelbanken, som mates på B1 og B2.

Kretsdiagram

Siden IC ikke kan operere med spenninger på mer enn 15V, er den godt beskyttet gjennom en fallmotstand og en zenerdiode. Zenerdioden begrenser høyspenningen fra solcellepanelet ved den tilkoblede 15V zenerspenningen.

Imidlertid tillates mosfets å drives med full solutgangsspenning, som kan ligge hvor som helst mellom 200 og 260 volt. Under overskyet forhold kan spenningen synke til godt under 170V, så sannsynligvis kan en spenningsstabilisator brukes på utgangen for å regulere utgangsspenningen under slike situasjoner.

Mosfets er N- og P-typer som danner et par for å implementere push pull-handlinger og for å generere den nødvendige AC.

Mosfetene er ikke spesifisert i diagrammet, ideelt sett må de være vurdert til 450V og 5 ampere, du vil komme over mange varianter, hvis du googler litt over nettet.

De brukte solcellepanelene bør ha en åpen kretsspenning på rundt 24V ved fullt sollys og rundt 17V i lyse skumringsperioder.

Hvordan koble til solcellepanelene

Deleliste

R1 = 6K8
R2 = 140K
C1 = 0,1 uF
Dioder = er 1N4148
R3 = 10K, 10 watt,
R4, R5 = 100 ohm, 1/4 watt
B1 og B2 = fra solcellepanel
Z1 = 5.1V 1 watt

Bruk disse formlene for å beregne R1, R2, C1 ....

Oppdater:

Ovennevnte 555 IC-design er kanskje ikke så pålitelig og effektiv, en mye pålitelig design kan sees nedenfor i form av en full H-bro inverter krets . Denne utformingen kan forventes å gi mye bedre resultater enn 555 IC-kretsen ovenfor

En annen fordel med å bruke den ovennevnte kretsen er at du ikke trenger et dobbelt solcellepanelarrangement, men en enkelt seriekoblet solforsyning vil være nok til å betjene den ovennevnte kretsen for å oppnå 220V utgang.