I dette innlegget diskuterer vi konstruksjonen av en 5000 watt inverterkrets som inneholder en ferrittkjerne-transformator og derfor er enormt kompakt enn de vanlige jernkjerne-kolleger.

Blokkdiagram

Vær oppmerksom på at du kan konvertere denne ferrittkjerneomformeren til ønsket watt, rett fra 100 watt til 5 kva eller etter eget ønske.

Forståelse av blokkdiagrammet ovenfor er ganske enkelt:

Inngangsstrømmen som kan være gjennom et 12V, 24V eller 48V batteri eller solcellepanel blir brukt på en ferrittbasert inverter, som konverterer den til en høyfrekvent 220V AC-utgang, på rundt 50 kHz.

Men siden 50 kHz frekvens kanskje ikke passer for husholdningsapparater, må vi konvertere denne høyfrekvente AC til den nødvendige 50 Hz / 220V eller 120V AC / 60Hz.

Dette implementeres gjennom et H-bridge inverterstrinn, som konverterer denne høyfrekvensen til utgang til ønsket 220V AC.

Imidlertid vil H-bro-scenen trenge en toppverdi på 220V RMS, som er rundt 310V DC.

Dette oppnås ved hjelp av et bro-likerettertrinn, som konverterer høyfrekvensen 220V til 310 V DC.

Til slutt blir denne 310 V DC-busspenningen omgjort til 220 V 50 Hz ved hjelp av H-broen.

Vi kan også se et 50 Hz oscillatortrinn drevet av samme DC-kilde. Denne oscillatoren er faktisk valgfri og kan være nødvendig for H-bridge-kretser som ikke har sin egen oscillator. For eksempel hvis vi bruker en transistorbasert H-bro, kan det hende vi trenger dette oscillatortrinnet for å betjene høye og lave sidemosfeter tilsvarende.

OPPDATER: Det kan være lurt å hoppe direkte til den nye oppdaterte ' FORENKLET DESIGN ', nær bunnen av denne artikkelen, som forklarer en ett-trinns teknikk for å oppnå en transformerfri 5 kva sinusbølgeutgang i stedet for å gå gjennom en kompleks to-trinns prosess som diskutert i konseptene nedenfor:

En enkel Ferrit Cote Inverter Design

Før vi lærer 5kva-versjonen, er det en enklere kretsdesign for nykommerne. Denne kretsen bruker ikke noen spesialisert driver-IC, men fungerer bare med n-kanal MOSFETS, og en bootstrapping-scenen.

Det komplette kretsskjemaet kan sees under:

400V, 10 amp MOSFET IRF740 Spesifikasjoner

I den ovennevnte enkle 12V til 220V AC ferrit inverter kretsen kan vi se en ferdig laget 12V til 310V DC omformermodul som brukes. Dette betyr at du ikke trenger å lage en kompleks ferritkjernebasert transformator. For de nye brukerne kan dette designet være veldig gunstig, ettersom de raskt kan bygge denne omformeren uten å avhenge av kompliserte beregninger, og valg av ferrittkjerner.

5 kva Design Forutsetninger

Først må du finne 60V DC strømforsyning for å drive den foreslåtte 5kVA inverter kretsen. Hensikten er å designe en svitsjeromformer som vil konvertere DC-spenningen på 60V til en høyere 310V ved en senket strøm.

Topologien som følges i dette scenariet er push-pull-topologien som bruker transformator i forholdet 5:18. For spenningsregulering som du kanskje trenger, og strømgrensen - de drives alle av en inngangsspenningskilde. Også i samme hastighet fremskynder omformeren den tillatte strømmen.

Når det gjelder en inngangskilde på 20A, er det mulig å få 2 - 5A. Imidlertid er topputgangsspenningen til denne 5kva omformeren rundt 310V.

Ferrittransformator og Mosfet spesifikasjoner

Når det gjelder arkitekturen, har Tr1-transformator 5 + 5 primære svinger og 18 for sekundære. For bytte er det mulig å bruke 4 + 4 MOSFET (IXFH50N20 type (50A, 200V, 45mR, Cg = 4400pF). Du er også fri til å bruke MOSFET av hvilken som helst spenning med Uds 200V (150V) sammen med minst ledende motstand. portmotstanden som brukes, og dens effektivitet i hastighet og kapasitet må være utmerket.

Tr1 ferritt seksjonen er konstruert rundt 15x15 mm ferritt c. L1-induktoren er designet med fem jernpulverringer som kan vikles som ledninger. For induktorkjerne og andre tilknyttede deler, kan du alltid få den fra gamle omformere (56v / 5V) og innenfor deres snubberstadier.

Bruke en Full Bridge IC

For integrert krets kan IC IR2153 distribueres. Utgangene til IC-ene kan sees som bufret med BJT-trinn. Videre, på grunn av den store portkapasitansen som er involvert, er det viktig å bruke bufferne i form av komplementære par til effektforsterker, et par BD139- og BD140 NPN / PNP-transistorer gjør jobben bra.

Alternativ IC kan være SG3525

Du kan også prøve å bruke andre kontrollkretser som SG3525 . Du kan også endre spenningen på inngangen og jobbe i direkte forbindelse med strømnettet for testformål.

Topologien som brukes i denne kretsen har anlegget til galvanisk isolasjon og driftsfrekvensen er rundt 40 kHz. Hvis du har planlagt å bruke omformeren til en liten operasjon, kjøler du ikke, men sørg for å legge til et kjølevæske ved bruk av vifter eller store kjøleribber for lengre drift. Det meste av strømmen går tapt ved utgangsdioder og Schottky-spenningen går lavt rundt 0,5 V.

Inngangen 60V kan anskaffes ved å sette 5 nr. 12V batterier i serie, Ah-verdien til hvert batteri må være vurdert til 100 Ah.

DATABLAD IR2153

Ikke bruk BD139 / BD140, i stedet for BC547 / BC557, for førerstadiet ovenfor.

Høy frekvens 330V scenen

220V oppnådd ved utgangen av TR1 i ovennevnte 5 kva inverterkrets kan fortsatt ikke brukes til å betjene normale apparater, siden AC-innholdet ville være oscillerende ved inngangen 40 kHz frekvens. For å konvertere de ovennevnte 40 kHz 220V AC til 220V 50 Hz eller en 120V 60Hz vekselstrøm, vil ytterligere trinn være nødvendige som angitt nedenfor:

Først må 220V 40kHz korrigeres / filtreres gjennom en brolikretter som består av hurtiggjenopprettingsdioder med en kapasitet på rundt 25 ampere 300V og 10uF / 400V kondensatorer.

Konvertering av 330 V DC til 50 Hz 220 V AC

Deretter må denne utbedrede spenningen som nå vil montere opp til rundt 310V, pulseres ved de nødvendige 50 eller 60 Hz gjennom en annen fullbroinverterkrets som vist nedenfor:

Terminalene merket 'last' kan nå brukes direkte som den endelige utgangen for å betjene ønsket last.

Her kan mosfets være IRF840 eller en hvilken som helst tilsvarende type vil gjøre.

Slik vikler du ferittransformatoren TR1

Transformatoren TR1 er den viktigste enheten som er ansvarlig for å øke spenningen til 220V ved 5kva, og være ferritkjerne basert, den er konstruert over et par ferrit EE-kjerner som beskrevet nedenfor:

Siden den involverte kraften er massiv på rundt 5kvs, må E-kjernene være formidable i størrelse, og en E80-type ferrit E-kjerne kan prøves.

Husk at du kanskje må innlemme mer enn 1 E-kjerne, kan være 2 eller 3 E-kjerner sammen, plassert side om side for å oppnå den enorme 5KVA kraftuttaket fra forsamlingen.

Bruk den største som kan være tilgjengelig, og vind opp 5 + 5 svingene ved å bruke 10 tall med 20 SWG superemaliserte kobbertråder, parallelt.

Etter 5 svinger, stopp primærviklingen, isoler laget med et isolasjonsbånd og begynn de sekundære 18 svingene over disse 5 primære svingene. Bruk 5 tråder med 25 SWG superemaliserte kobber parallelt for å vikle de sekundære svingene.

Når de 18 svingene er fullført, avslutter du den over spolens utgangskabler, isolerer med tape og vikler de resterende 5 primære svingene over den for å fullføre ferritkjernet TR1-konstruksjon . Ikke glem å bli med på slutten av de fem første svingene med starten på topp 5 sving primærviklingen.

“hvordan fungerer dampkjeler ”

E-Core monteringsmetode

Følgende diagram gir en ide om hvordan mer enn 1 E-kjerne kan brukes til å implementere den ovenfor omtalte 5 KVA ferrit inverter transformator design:

E80 Ferritkjerne

Tilbakemelding fra Mr. Sherwin Baptista

Kjære alle sammen,

I det ovennevnte prosjektet for transformatoren brukte jeg ikke noen avstandsstykker mellom kjernestykkene, kretsen fungerte bra med trafo cool mens den var i drift. Jeg foretrakk alltid en EI-kjerne.

Jeg spolet alltid trafikken i henhold til mine beregnede data og brukte dem deretter.

Desto mer trafo var en EI-kjerne, og det var ganske enkelt å skille ferrittbitene enn å fjerne en EE-kjerne.

Jeg prøvde også å åpne EE-kjernetrafikk, men akk, jeg endte opp med å bryte kjernen mens jeg skilte den.

Jeg kunne aldri åpne en EE-kjerne uten å bryte kjernen.

I følge mine funn er det få ting jeg vil si til slutt:

--- Disse strømforsyningene med kjernetrafikk uten gaping fungerte best. (Jeg beskriver trafo fra en gammel atx pc-strømforsyning siden jeg bare brukte dem. Strømforsyningene til pcene svikter ikke så lett med mindre det er en blåst kondensator eller noe annet.) ---

--- De forsyningene som hadde trafikk med tynne avstandsstykker, ble ofte misfarget og mislyktes stille tidlig (dette fikk jeg vite av erfaring siden jeg til dags dato kjøpte mange brukte strømforsyninger bare for å studere dem) ---

--- De mye billigere strømforsyningene med merker som CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a alle

Slike typer ferrittrafoer hadde tykkere papirstykker mellom kjernene, og alt mislyktes dårlig !!! ---

I FINAL fungerte EI35 core trafo best (uten å holde luftspalten) i ovennevnte prosjekt.

5kva ferrit core inverter krets forberedelse detaljer:

Trinn 1:

Bruk av 5 forseglede blybatterier på 12v 10Ah
Total spenning = 60v Faktisk spenning
= 66v fulladet (13,2v hver batt) spenning
= 69v Triklenivå ladningsspenning.

Steg 2:

Etter beregning av batterispenningen har vi 66 volt ved 10 ampere når de er fulladet.

Deretter kommer forsyningskraften til ic2153.
2153 har maksimalt 15,6 v ZENER klemme mellom Vcc og GND.
Så vi bruker den berømte LM317 til å levere 13v regulert strøm til ic.

Trinn 3:

Lm317-regulatoren har følgende pakker

LM317LZ --- 1.2-37v 100ma til-92
LM317T --- 1.2-37v 1.5amp til-218
LM317AHV --- 1,2-57v 1,5amp til-220

Vi bruker lm317ahv der 'A' er suffikskoden og 'HV' er høyspentpakken,

siden ovennevnte regulator ic kan støtte inngangsspenning på opptil 60v og utgangsstemming på 57 volt.

Trinn 4:

Vi kan ikke levere 66v direkte til lm317ahv-pakken, men inngangen er maksimalt 60v.
Så vi bruker DIODER for å slippe batterispenningen til en sikker spenning for å drive regulatoren.
Vi må slippe omtrent 10v trygt fra den maksimale inngangen til regulatoren som er 60v.
Derfor er 60v-10v = 50v
Nå skal den sikre maksimale inngangen til regulatoren fra dioder være 50 volt.

Trinn 5:

Vi bruker den vanlige 1n4007-dioden til å senke batterispenningen til 50v,
Siden det er en silisiumdiode, er spenningsfallet på hver ca. 0,7 volt.
Nå beregner vi det nødvendige antallet dioder vi trenger, noe som vil øke batterispenningen til 50 volt.
batterispenning = 66v
calc.max inngangsspenning til regulatorbrikke = 50v
Så, 66-50 = 16v
Nå, 0,7 *? = 16v
Vi deler 16 med 0,7 som er 22,8, dvs. 23.
Så vi må innlemme rundt 23 dioder siden det totale fallet fra disse utgjør 16,1 v
Nå er den beregnede sikre inngangsspenningen til regulatoren 66v - 16.1v som er 49.9v appxm. 50v

Trinn 6:

Vi leverer 50v til regulatorbrikken og justerer utgangen til 13v.
For mer beskyttelse bruker vi ferritperler for å avbryte uønsket støy på utgangsspenningen.
Regulatoren skal monteres på en varmeavleder av passende størrelse for å holde den kjølig.
Tantalkondensatoren som er koblet til 2153 er en viktig kondensator som sørger for at ic får en jevn likestrøm fra regulatoren.
Verdien kan reduseres trygt fra 47uf til 1uf 25v.

Trinn 7:

Resten av kretsen får 66 volt, og de høye strømføringspunktene i kretsen skal kobles til med tunge måleledninger.
For transformatoren skal dens primære være 5 + 5 omdreininger og sekundære 20 omdreininger.
Frekvensen til 2153 bør settes til 60KHz.

Trinn 8:

Høyfrekvent vekselstrøm til lavfrekvent vekselstrømomformerkrets som bruker irs2453d-brikken, skal kobles til riktig som vist i diagrammet.

Endelig fullført .

Lage en PWM-versjon

Følgende innlegg diskuterer en annen versjon av en 5kva PWM sinusbølgeomformerkrets ved bruk av kompakt ferrittkjerne-transformator. Ideen ble bedt om av Mr. Javeed.

Tekniske spesifikasjoner

Kjære herre, vil du modifisere produksjonen med PWM-kilde og gjøre det lettere å bruke et så billig og økonomisk design til verdens trengende mennesker som oss? Håper du vil vurdere forespørselen min. Takk. Kjærlig leser.

Designet

I det tidligere innlegget introduserte jeg en ferritkjernebasert 5kva inverterkrets, men siden det er en firkantbølgeomformer, kan den ikke brukes med det forskjellige elektroniske utstyret, og derfor kan anvendelsen begrenses til bare med de resistive belastningene.

Imidlertid kan den samme utformingen konverteres til en PWM-ekvivalent sinusbølgeomformer ved å injisere en PWM-mating i de lave sidemosfeterne som vist i følgende diagram:

SD-pinnen til IC IRS2153 vises feilaktig koblet til Ct, vær sikker på at du kobler den til bakken.

Forslag: IRS2153-scenen kan lett erstattes med IC 4047 scene , i tilfelle IRS2153 virker vanskelig å få tak i.

Som vi kan se i ovennevnte PWM-baserte 5kva inverterkrets, ligner designet nøyaktig vår tidligere originale 5kva inverterkrets, bortsett fra det indikerte PWM-buffertilførselstrinnet med de lave sidemosfettene til H-brodriverfasen.

PWM-fôrinnføring kan anskaffes gjennom alle standarder PWM-generatorkrets ved bruk av IC 555 eller ved å bruke transistorisert astabel multivibrator.

For mer nøyaktig PWM-replikering kan man også velge en Bubba oscilator PWM generator for å kjøpe PWM med ovennevnte 5kva sinusbølgeomformer-design.

Konstruksjonsprosedyrene for den ovennevnte utformingen er ikke annerledes enn den opprinnelige designen, den eneste forskjellen er integrasjonen av BC547 / BC557 BJT-buffertrinnene med de lave sidemosfettene i fullbro IC-trinnet og PWM-matingen inn i den.

Nok et kompakt design

En liten inspeksjon beviser at faktisk ikke det øvre trinnet trenger å være så komplisert.

310V DC generatorkretsen kan bygges ved hjelp av en hvilken som helst annen alternativ oscillatorbasert krets. Et eksempel på design er vist nedenfor der en halvbro IC IR2155 benyttes som oscillatoren på en skyvetrekksmåte.

Igjen, det er ingen spesifikk design som kan være nødvendig for 310V-generatortrinnet, du kan prøve noe annet alternativ etter dine preferanser, noen vanlige eksempler er, IC 4047, IC 555, TL494, LM567 etc.

Induktordetaljer for ovennevnte 310V til 220V ferrittransformator

ferrittinduktorvikling for 330V DC fra 12V batteri

Forenklet design

I de ovennevnte designene har vi så langt diskutert en ganske kompleks transformatorløs omformer som involverte to forseggjorte trinn for å få det endelige vekselstrømnettet. I disse trinnene må batteriets DC først transformeres til en 310 V DC gjennom en ferrittkjerneomformer, og deretter må 310 VDC byttes tilbake til 220 V RMS gjennom et 50 Hz fullbro-nettverk.

Som antydet av en av de ivrige leserne i kommentarseksjonen (Mr. Ankur), er totrinnsprosessen en overkill og er ganske enkelt ikke nødvendig. I stedet kan ferrittkjerneseksjonen selv modifiseres for å få den nødvendige sinusbølgen på 220 V AC, og MOSFET-seksjonen med full bro kan elimineres.

Følgende bilde viser et enkelt oppsett for å utføre teknikken som er forklart ovenfor:

MERK: Transformatoren er en ferrittkjerne-transformator som må være beregne riktig d

I den ovennevnte utformingen er høyre side IC 555 koblet for å generere 50 Hz grunnleggende oscillerende signaler for MOSFET-svitsjen. Vi kan også se et op amp-trinn, der dette signalet ekstraheres fra ICs RC-tidsnettverket i form av 50 Hz trekantbølger og mates til en av inngangene for å sammenligne signalet med raske trekantbølgesignaler fra en annen IC 555. fantastisk krets. Denne raske trekantsbølgen kan ha en frekvens mellom 50 kHz og 100 kHz.

Op-amp sammenligner de to signalene for å generere en sinusbølgeekvivalent modulert SPWM-frekvens. Denne modulerte SPWM blir matet til basene til driver-BJT-ene for å bytte MOSFET-er med 50 kHz SPWM-hastighet, modulert ved 50 Hz.

MOSFEtene bytter i sin tur den tilkoblede ferrittkjerne-transformatoren med den samme SPWM-modulerte frekvensen for å generere den tiltenkte rene sinusbølgeutgangen på transformatorens sekundær.

På grunn av høyfrekvenskoblingen kan denne sinusbølgen være full av uønskede overtoner, som blir filtrert og glattet gjennom en 3 uF / 400 V kondensator for å oppnå en rimelig ren AC sinusbølgeutgang med ønsket watt, avhengig av transformatoren og spesifikasjoner for batteristrøm.

Høyre side IC 555 som genererer 50 Hz bæresignaler kan erstattes av hvilken som helst annen gunstig oscillator IC som IC 4047 osv.

Ferrit Core Inverter Design ved hjelp av Transistor Astable Circuit

Følgende konsept viser hvordan en enkel ferritkjernet omformer kan bygges ved hjelp av et par vanlige transistorbaserte astable kretsløp, og en ferrittransformator.

Denne ideen ble bedt om av noen få av de dedikerte tilhengerne av denne bloggen, nemlig Mr. Rashid, Mr, Sandeep og også av noen flere lesere.

Kretskonsept

Opprinnelig kunne jeg ikke finne ut av teorien bak disse kompakte omformerne som fullstendig eliminerte de store jerntransformatorene.

Men etter noen tanker ser det ut til at jeg har lykkes med å oppdage det veldig enkle prinsippet knyttet til funksjonen til slike omformere.

I det siste har de kinesiske kompaktomformerne blitt ganske berømte bare på grunn av deres kompakte og elegante størrelser som gjør dem utrolig lette og likevel enormt effektive med sine spesifikasjoner for kraftuttak.

Opprinnelig trodde jeg konseptet var umulig, for ifølge meg syntes bruken av små ferrittransformatorer for lavfrekvent inverterapplikasjon å være svært umulig.

Omformere for husholdningsbruk krever 50/60 Hz, og for å implementere ferrittransformator vil vi kreve veldig høye frekvenser, så ideen så veldig komplisert ut.

Etter litt tenkning ble jeg forbauset og glad for å oppdage en enkel idé for implementering av designet. Alt handler om å konvertere batterispenningen til 220 eller 120 nettspenning med veldig høy frekvens, og bytte utgangen til 50/60 Hz ved hjelp av et push-pull mosfet-trinn.

Hvordan det fungerer

Når vi ser på figuren, kan vi ganske enkelt være vitne til og finne ut hele ideen. Her blir batterispenningen først konvertert til høyfrekvente PWM-pulser.

Disse pulser blir dumpet i en trapp opp ferrittransformator med den nødvendige passende vurdering. Pulsen påføres ved bruk av en mosfet slik at batteristrømmen kan utnyttes optimalt.

Ferrittransformatoren trapper opp spenningen til 220V ved utgangen. Men siden denne spenningen har en frekvens på rundt 60 til 100 kHz, kan den ikke brukes direkte til drift av husholdningsapparater og trenger derfor videre behandling.

I neste trinn blir denne spenningen utbedret, filtrert og konvertert til 220V DC. Denne høyspennings DC blir endelig byttet til 50 Hz frekvens slik at den kan brukes til drift av husholdningsapparater.

Vær oppmerksom på at selv om kretsen er utelukkende designet av meg, har den ikke blitt testet praktisk, gjør den på egen risiko og bare hvis du har tilstrekkelig tillit til de gitte forklaringene.

Kretsdiagram

Deleliste for 12V DC til 220V AC kompakt ferritkjerneomformerkrets.

R3 --- R6 = 470 ohm
R9, R10 = 10K,
R1, R2, C1, C2 = beregne for å generere 100 kHz freq.
R7, R8 = 27K
C3, C4 = 0,47 uF
T1 ---- T4 = BC547,
T5 = hvilken som helst 30V 20Amp N-kanal mosfet,
T6, T7 = hvilken som helst, 400V, 3 amp mosfet.
Dioder = rask gjenoppretting, høyhastighets type.
TR1 = primær, 13V, 10amp, sekundær = 250-0-250, 3amp. E-core ferrittransformator .... be en ekspert vikler og transformatordesigner om hjelp.

En forbedret versjon av designet ovenfor er vist nedenfor. Utgangstrinnet her er optimalisert for bedre respons og mer kraft.