Konverter lydforsterker til Pure Sinewave Inverter

Hvis du ikke er så opptatt av å forstå de dype tekniske aspektene ved en ekte sinusbølgeeffektomformer, men likevel vil bygge den innen et par timer, vil denne artikkelen hjelpe deg å oppnå det ved hjelp av en lydforsterker og noen DC-motorer. Her skal vi konvertere lydforsterkere til rene sinusbølgeomformere

Vi vil vurdere 3 separate ekte sinusbølgeomformer-design ved hjelp av passende dimensjonerte lydforsterkere og digitale sinusbølgeneratorkretser

Design nr. 1

La oss begynne med å forstå hvordan et par små DC-motorer kan brukes til å generere rene sinusbølgesignaler og fortsett deretter med detaljene for å koble motorene til en ferdig effektforsterker for å oppnå ønsket AC-nettets ekte sinusbølgeeffekt. Artikkelen forklarer en nyskapende ide om å konfigurere noen få ferdige enheter som en effektforsterker, et par likestrømsmotorer og et batteri til en sinusbølgeeffektomformer.

Det er folk hvis liv er avhengig av strømmen fra omformere, og for dem er disse enhetene uvurderlige og avgjørende. Det er også enkeltpersoner som har til hensikt å eie omformere, men som er for dårlig informert om tekniske spesifikasjoner osv., Og er derfor motvillige til å bringe dem hjem.

En annen faktor med omformere er at de kan være enormt dyre, spesielt de som kan betjenes universelt med alle typer elektriske apparater eller bare de sanne sinusbølger. Jeg har allerede diskutert mange inverter kretsskjemaer her, alt fra vanligste hobbytype til den meget sofistikerte modifiserte sinusbølgen og den sanne sinusbølgeomformertyper . Imidlertid er disse designene altfor tekniske og definitivt ikke ment for lekmannen.

Ideene som er forklart er ikke enkle og krever forutgående ekspertise med elektronikk for å forstå dem, og også grundig kunnskap om praktisk elektronikk for å bygge dem. Så betyr det at en lekmann ikke ville være i stand til å forstå disse fantastiske kraftverkene? Og betyr det at en lekmann ikke har rett til å nyte fordelene med en hjemmelaget sinusbølgeomformer, som ikke bare kan være morsom å bygge, men også veldig billig og pålitelig sammenlignet med kommersielle kolleger.

Følgende avsnitt viser tydelig hvordan en sofistikert ekte sinusbølgeomformer kan bygges av praktisk talt alle som har vanlige tekniske ferdigheter og kunnskaper.

Ideen forklart nedenfor er ikke en kretsbasert enhet som trenger montering ved hjelp av PCB, elektroniske komponenter etc. I stedet kjøper vi ferdige enheter som forsterkere, motorer, batterier, transformatorer etc. og integrerer alle disse for å konstruere den endelige delen. La oss lære hvordan det kan gjøres innen en time.

ADVARSEL: KONSEPTET ANTALES KUN FORFATTEREN OG HAR ALDRI blitt KONTROLLERT ELLER VERIFISERT PRAKTISK, BYG DET PÅ DIN EGEN RISIKO, OG HVIS DU HAR TILGJENGELIG TRO PÅ MULIGHETEN I DET FORKLARTE INNHOLDET.

Grunnleggende arbeidsprinsipp for omformere

Konseptet: Omformere som vi alle vet er ingenting annet enn spenningsforsterkere eller steppere. Den mest kjente metoden for å øke spenningene er gjennom transformatorer der isolert vikling brukes for å oppnå svimlende spenningsnivåmultiplikasjoner. I utgangspunktet foregår prosessen gjennom magnetiske induksjoner for å transformere høyspenningsstrømmer til høyspenningsutganger.

For å overholde prosessen ovenfor kreves en høy AC-inngang som kan stappes inn i den relevante viklingen av transformatoren for å få ønsket 230 eller 120 volt vekselstrøm.

Men siden hele formålet er å konvertere en likestrømskilde til strømnivå, må vi først konvertere lavnivåstrømmen til den lave vekselstrøminngangen. I omformere med firkantbølge oppnås dette enkelt ved å bruke vanlige, astable kretser, men en firkantbølgeutgang er det vi absolutt ikke leter etter, så hvordan 'produserer' vi en ekte eller ren sinusbølgeinngang for vår prototype.

Bruker DC-motorer for å generere sinussignal i stedet for PWM-kretser

Selvfølgelig kan vi gjøre det ved hjelp av komplekse opamp-kretser som en “Bubba” krets , men siden vi ikke vil involvere mye av elektronikk her, vil en enklere løsning være å bruke en liten DC-motor til formålet. En motor som vi alle vet kan roteres ved å bruke strøm på den, rotasjonene er forårsaket av konstant vridningsinteraksjon mellom permanentmagneten og den induserte elektromagnetiske effekten.

Hvis vi snur prosessen, det vil si hvis vi roterer en motor ved å bruke ekstern mekanisk kraft, kan vi indusere en god del varierende potensial over dens viklingsterminaler, og den mottatte spenningen vil ha en sinusformet bølgeform. Bølgeformen vil være helt naturlig og en ekte sinusbølge.

Hvis denne sinusbølgeinngangen forsterkes til de ønskede nivåene, kan kanskje oppdraget vårt enkelt oppnås. I stedet for å gå i gang med komplekse mosfet-kretser ment for inverter-applikasjoner, trodde jeg det var en bedre idé å mate ovennevnte sinusinngang til en kraftig lydforsterker anskaffet ferdig laget fra markedet.

En slik prøveforsterkermodell er vist her. Utgangene som er ment å være koblet til høyttalere, må kobles til våre transformatorer.

Hvis forsterkeren er en stereo, kan vi bruke et par transformatorer og avslutte transformatorens AC-utganger for å skille ut AC-uttak, slik at forskjellige apparater kan kobles til dem.

Motoren som faktisk produserer sinusbølgene drives av en annen motor festet med remskive / remmekanisme. Drivmotoren drives med tilgjengelig batteristrøm.

Deler kreves

Du trenger følgende deler og enheter for å lage denne ekte sinusbølgeomformeren:

En ferdig høy effekt lydforsterker

Transformator - Rangering skal samsvare med forsterkerens kraft. Hvis forsterkeren kan levere 500 watt ved 50 volt, betyr det at inngangsspolingen til transformatoren må være vurdert til 50 volt og 10 ampere.

Alternativt kan effektforsterkerens strømforsyningstransformator fjernes og brukes til formålet.

Motorer - RPM må være over 3000 og bør justeres til nøyaktig 3000 RPM slik at en 50 z frekvens kan oppnås fra den.

Egnet skap for plass til hele forsamlingen.

Mutter, bolter, skiver, ledninger, batteri etc.

Ledningsoppsett for den foreslåtte Sinewave-omformeren ved hjelp av en lydforsterker

Hvordan montere lydforsterkeren med batteri og sinusinngang

Det er ganske enkelt og handler om å integrere de anskaffede enhetene i henhold til det gitte diagrammet. Hele systemet sammen med forsterkeren, transformatoren og motorene kan være plassert i et større metallskap og festet riktig.

Spesielt må motorene festes tett med basen på omformerskapet for å unngå vibrasjoner og støy. Skapet må også inneholde alle terminalene som er spesifisert med enheten, festet eksternt for batteritilkoblingen og strømuttakene.

Gjennom et enkelt konsept har ideen om å bygge en ren sinusbølgeomformer blitt forklart i artikkelen. Les videre for å få vite hele konstruksjonsdetaljene.

Design nr. 2: Bruke en 100 watt forsterkermodul

Det er forståelig at sinusomformere ikke er enkle å bygge på grunn av mange forskjellige grunner. Men det er sannsynligvis den mest sorterte etter krets og også ganske vanskelig å finne. For folk som desperat leter etter en slik krets, kan denne artikkelen kanskje hjelpe.

Etter mye ettertanke ser det ut til at jeg har designet et enklere (men ikke helt effektivt) konsept med en ren sinusbølgeomformerkrets. Siden kretsen ikke har blitt testet av meg, vil jeg ikke kunne fortelle mye om de nøyaktige spesifikasjonene til kretsen, og vil overlate det til leserne å avgjøre muligheten for den nåværende kretsen.

Ideen slo meg mens jeg leste kretsbeskrivelsen av en MOSFET lydforsterker . Vi vet alle at når et lydsignal mates ved inngangen til en forsterker, produserer det en forsterket utgangseffekt som har nøyaktig de samme egenskapene som inngangen.

Det innebærer ganske enkelt, i stedet for et lydsignal hvis et rent vekselstrømssignal fra en Wien-brokrets blir brukt til inngangen til en forsterker og en inverterstransformator koblet til utgangen (der normalt en høyttaler ville være koblet til), ville det produserer absolutt en forsterket kopi av inngangen. Og sekundærviklingen til den tilkoblede omformertransformatoren vil definitivt produsere en sinusbølge vekselstrøm (min antagelse).

Det eneste store problemet er tapet av en betydelig mengde batteristrøm i form av varme gjennom kraftenhetene og reduserer den totale effektiviteten til omformeren.

La oss gå videre og se hvordan de forskjellige stadiene i den foreslåtte kretsløpet fungerer.

Oscillatorkretsen

Den enkle sinusbølgeneratorkretsen vist ved siden av kan brukes til å produsere de nødvendige sinusbølgene ved inngangen til effektforsterkeren, la oss studere om dens funksjon gjennom følgende trinn:

Op amp A1 er i utgangspunktet kablet som en fantastisk multivibrator,

Motstand R1 og kondensatoren C1 definerer frekvensen for svingning av det astable.

Firkantbølgen fra A1 mates til A2 som er konfigurert som et dobbeltpolig lavpasfilter og brukes til å filtrere ut harmonene fra A1.

Utgangen fra A2 vil være nesten en ren sinusbølge, toppen vil åpenbart være avhengig av forsyningsspenningen og av typen opamp som brukes.

Frekvensen til den nåværende kretsen er fastlagt til omtrent 50 Hz. Hvis verdiene til delene som vises i parentesen er valgt, vil frekvensen være rundt 60 Hz.

Deleliste

Alle motstandene er 1/8 watt, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

Cl, C2 = 1 uF, TANT.

C3 = 2 µF, TANT (TO 1 µF I PARALLELL)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22 uF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (National Semiconductor),

VARMESINK FOR IC2 SOM VIST I BILDET,

TRANSFORMER = 0 - 24 V / 8 AMPS. UTGANG - 120/230 V AC

PCB = GENERELT FORMÅL

Den nåværende forsterkerkretsen

Med tanke på å holde designspesifikasjonene veldig enkle, og komponenten teller så lite som mulig, var en enkeltchipsforsterker det grunnleggende kravet. En rimelig kraftig forsterker som bruker IC LM3886 (National Semiconductor) ble til slutt valgt av meg for formålet. De fremtredende egenskapene til denne effektforsterkerbrikken er som følger:

Virkelig allsidig og høy ytelse IC sammenlignet med andre typer hybrid og diskrete enheter.

Helt internt beskyttet mot øyeblikkelige topptemperaturer,

Har et dynamisk beskyttet trygt driftsområde,

Utgangen er perfekt skjermet mot kortslutning med bakken eller den positive tilførselen gjennom et internt strømbegrensende kretsnettverk.

Utgangen er også beskyttet mot utgang over spenninger på grunn av induktive belastningstransienter,

Kan betjenes med spenninger så lave som 20 volt opp til svimlende 94 volt.

De tekniske spesifikasjonene er som følger:

Inngangsfølsomhet er 1 Vrms

Utgangseffekten vil være i nærheten av 100 watt hvis transformatorens primære motstand er rundt 4 ohm.

Effektbåndbredde er en massiv 10 Hz til 100 KHz.

Tips om konstruksjon

Kretsen består i utgangspunktet av bare to IC-er som de viktigste aktive komponentene og en håndfull andre passive komponenter, så byggeprosedyren bør være veldig enkel. Hele forsamlingen kan bare gjøres over et stykke universalbrett (ca. 4 x 4 tommer).

IC2 skal være plassert på kanten av PCB for å gjøre det enkelt å montere kjøleribben. I dag benyttes to store 24 volt lastebilbatterier. Koble dem som vist i diagrammet.

Det kreves en egen batterilader for å lade batteriene.

Design nr. 3: 500 W ren sinusbølgeomformer

Innlegget forklarer hvordan du lager en 500 watt ren ren sinusomformer ved hjelp av en 500 wat lydforsterker for å få rimelig fremragende resultater.

Kretsen bruker i utgangspunktet en push pull-topologi gjennom et par 24V batterier. Bruk av to 24V batterier gjør at lavere AH-batterier kan innlemmes med høyere effektivitet og watt.

12V batterier kan også prøves, men kraftuttaket vil bli redusert til halvparten.

Siden det brukes en dobbel forsyning, trenger ikke den tilkoblede transformatoren å være en sentertappet type, men en to-leders vanlig transformator blir egnet her.

De to designene som er vist nedenfor, er alt som er nødvendig for å implementere denne enkle, rene sinusbølgeomformerkretsen.

Sine wave Generator

Den første kretsen er den grunnleggende sinusbølgeneratoren som blir tilførselsinngangen til hovedsinusforsterkeren eller utgangstrinnet.

Sinusbølgeneratoren produserer en ren sinusbølgeutgang med de viste komponentene på omtrent 50Hz, for andre frekvenser kan 2,5K-motstanden endres, og testes i en simulator for å fikse de ønskede resultatene.

Sinusgeneratorkretsen skal leveres med +/- 12V, og ikke direkte fra 24V batteriforsyning, da det kan skade IC permanent.

Opampene som brukes i denne sinusgeneratoren er fra IC TL072

Bruke en effektforsterkerkrets som omformer

Det neste diagrammet viser utgangstrinnet til den foreslåtte enkle, rene sinusbølgeomformerkretsen, som faktisk er en 500 watt effektforsterkerdesign. Som man kan se er designet ikke i det hele tatt komplisert.

Alle de involverte komponentene er standard og lett tilgjengelige.

Mosfets er IRF540n og IRF9540n som utfyller hverandre for å produsere den nødvendige push pull-effekten over den tilkoblede transformatoren.

Med en 0-24V / 25amp transformator og et par 24V batterier vil kretsen kunne generere så høyt som 600 watt ren sinusbølgeutgang ved den aktuelle spenningen.

Utgangen over sinusgeneratorens høyre side skal kobles over inngangen til den andre kretsen for initialisering av de foreslåtte operasjonene.

Batterikoblingsdetaljer for ovennevnte Simple Sine Wave Inverter Circuit