220V DC til 220V AC: DIY Inverter Del 2: 17 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hei alle sammen. Jeg håper dere alle er trygge og holder dere friske. I denne instruksen vil jeg vise deg hvordan jeg lagde denne DC til AC -omformeren som konverterer 220V DC -spenning til 220V AC -spenning. AC -spenningen som genereres her er et firkantbølgesignal og ikke et rent sinusbølgesignal. Dette prosjektet er en fortsettelse av mitt forhåndsvisningsprosjekt som ble designet for å konvertere 12Volts DC til 220V DC. Det anbefales på det sterkeste at du besøker det forrige prosjektet mitt før du fortsetter i denne instruksen. Koblingen til mitt DC til DC -omformerprosjekt er:

www.instructables.com/id/200Watts-12V-to-2…

Dette systemet konverterer 220V DC til og vekslende signal på 220Volts ved 50 Hertz som den kommersielle vekselstrømforsyningsfrekvensen i de fleste land. Frekvensen kan enkelt justeres til 60 Hertz om nødvendig. For at dette skal skje har jeg benyttet meg av en full H -topologi ved bruk av 4 høyspent MOSFETS.

Du kan kjøre et hvilket som helst kommersielt apparat med en effekt på 150 watt og ca 200 watt topp i kort varighet. Jeg har vellykket testet denne kretsen med mobilladere, CFL -pærer, bærbar lader og bordvifte, og alle fungerer fint med denne designen. Det var ingen summende lyd mens du også brukte viften. På grunn av høy effektivitet til DC-DC-omformeren, er forbruket uten belastning av dette systemet bare omtrent 60 milliampere.

Prosjektet bruker veldig enkle og enkle å få komponenter, og noen av dem blir til og med berget fra gamle datastrømforsyninger.

Så uten ytterligere forsinkelse, la oss komme i gang med byggeprosessen!

ADVARSEL: Dette er et høyspenningsprosjekt og kan gi deg et dødelig sjokk hvis du ikke er forsiktig. Prøv dette prosjektet bare hvis du er godt kjent med håndtering av høyspenning og har erfaring med å lage elektroniske kretser. IKKE forsøk hvis du ikke vet hva du gjør

Rekvisita

1. IRF840 N kanal MOSFETS - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 mosfet driver IC - 2
4. 16 -pinners IC -base (valgfritt) -1
5. 8 -pinners IC -base (valgfritt) - 1
6. 0.1uF keramisk kondensator - 2
7. 10uF elektrolytisk kondensator - 1
8. 330uF 200 volt elektrolytisk kondensator - 2 (jeg reddet dem fra en SMPS)
9. 47uF elektrolytisk kondensator - 2
10. 1N4007 generell diode - 2
11. 100K motstand -1
12. 10K motstand - 2
13. 100 ohm motstand -1
14. 10 ohm motstand - 4
15. 100K variabel motstand (forhåndsinnstilt/ trimpot) - 1
16. Skrueklemmer - 2
17. Veroboard eller perfboard
18. Tilkobling av ledninger
19. Loddesett
20. Multimeter
21. Oscilloskop (valgfritt, men vil bidra til å finjustere frekvensen)

Trinn 1: Samle alle nødvendige deler

Det er viktig at vi først samler alle nødvendige deler slik at vi raskt kan gå videre til prosjektet. Av disse er noen få komponenter berget fra gammel datamaskinstrømforsyning.

Trinn 2: Kondensatorbanken

Kondensatorbanken spiller en viktig rolle her. I dette prosjektet konverteres høyspent DC til høyspenning AC, og derfor er det viktig at DC -strømforsyningen er jevn og uten svingninger. Det er her disse enorme kjøttfulle kondensatorene spiller inn. Jeg fikk to 330uF 200V -kondensatorer fra en SMPS. Å kombinere dem i serie gir meg og tilsvarende kapasitans på omtrent 165uF og øker spenningsgraden til 400 volt. Ved å bruke seriekombinasjonen av kondensatorer reduseres ekvivalent kapasitans, men spenningsgrensen øker. Dette løste formålet med søknaden min. Høyspent DC er nå jevnet ut av denne kondensatorbanken. Dette betyr at vi vil få et jevnt vekselstrømssignal, og spenningen vil forbli ganske konstant under oppstart eller når en last plutselig kobles til eller kobles fra.

ADVARSEL: Disse høyspenningskondensatorene kan lagre ladningen i en lang, lang periode, som kan vare opptil flere timer! Så prøv bare å lage dette prosjektet hvis du har god elektronikkbakgrunn og har praktisk erfaring med håndtering av høyspenning. Gjør dette på egen risiko

Trinn 3: Bestem plassering av komponenter

Siden vi skal lage dette prosjektet på en veroboard, er det viktig at alle komponentene er strategisk plassert slik at relevante komponenter er nærmere hverandre. På denne måten vil loddespor være minimale og mindre antall hoppetråder vil bli brukt for å gjøre designet mer ryddig og pent.

Trinn 4: Oscillatorseksjonen

50Hz (eller 60Hz) signalet genereres av det populære PWM IC-SG3525N med en kombinasjon av RC-timingkomponenter.

For å få mer informasjon om hvordan SG3525 IC fungerer, her er en lenke til databladet til IC:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

For å få en vekslende utgang på 50Hz, bør den interne oscillasjonsfrekvensen være 100 Hz som kan settes ved å bruke Rt omtrent 130KHz og Ct tilsvarer 0.1uF. Formelen for frekvensberegning er gitt i databladet til IC. En 100 ohm motstand mellom pin 5 og 7 brukes til å legge til litt dødtid mellom bryteren for å sikre sikkerheten til byttekomponenter (MOSFETS).

Trinn 5: MOSFET -sjåførseksjonen

Siden høyspent DC blir byttet via MOSFET -er, er det ikke mulig å koble SG3525 -utgangene direkte til porten til MOSFET, og det er ikke lett å bytte N -kanal MOSFET -er på høysiden av kretsen, og det kreves riktig oppstartskrets. Alt dette kan håndteres effektivt av MOSFET -driveren IC IR2104, den er i stand til å kjøre/ bytte MOSFET -er som tillater spenninger opptil 600 volt. Dette gjør IC -en egnet for bruk ute. Siden IR2104 er en halvbro MOSFET -driver, trenger vi to av dem for å kontrollere hele broen.

Databladet til IR2104 finner du her:

www.infineon.com/dgdl/Infineon-IR2104-DS-v…

Trinn 6: H -brodelen

H -broen er det som er ansvarlig for å alternativt endre retningen på strømmen gjennom lasten ved alternativt å aktivere og deaktivere det gitte settet med MOSFETS.

For denne operasjonen har jeg valgt IRF840 N -kanal MOSFETer som kan håndtere opptil 500 volt med en maksimal strøm på 5 ampere, noe som er mer enn nok for vår applikasjon. H -broen er det som skal kobles direkte til et vekselstrømsapparat.

Databladet til denne MOSFET er gitt nedenfor:

www.vishay.com/docs/91070/sihf840.pdf

Trinn 7: Test kretsen på brødbrett

Før du lodder komponentene på plass, er det alltid en god idé å teste kretsen på et brødbrett og rette opp eventuelle feil eller feil som kan krype opp. I min breadboard -test samlet jeg alt i henhold til skjemaet (følger med i et senere trinn) og bekreftet utgangssvaret ved hjelp av en DSO. Først testet jeg systemet med lav spenning, og først etter å ha blitt bekreftet at det fungerte testet jeg det med høyspenningsinngang

Trinn 8: Test av brødbrett ferdig

Som testbelastning brukte jeg en liten 60 watts vifte sammen med brødbrettoppsettet og et 12V blybatteri. Jeg hadde multimetrene mine tilkoblet for å måle utgangsspenningen og strømmen som ble brukt fra batteriet. Målinger er nødvendig for å sikre at det ikke er overbelastning og for å beregne effektiviteten.

Trinn 9: Kretsdiagrammet og skjematisk fil

Følgende er hele kretsdiagrammet for prosjektet, og sammen med det har jeg lagt ved EAGLE -skjematisk fil for din referanse. Du er velkommen til å endre og bruke det samme for prosjektene dine.

Trinn 10: Start loddeprosessen på Veroboard

Med designet testet og verifisert, går vi nå videre til loddeprosessen. Først har jeg loddet alle komponentene angående oscillatorseksjonen.

Trinn 11: Legge til MOSFET -drivere

MOSFET -driverens IC -base og bootstrap -komponentene ble nå loddet

Trinn 12: Sett IC -en på plass

Vær forsiktig med orienteringen til IC mens du setter den inn. Se etter et hakk på IC for pinreferanse

Trinn 13: Lodding av kondensatorbanken

Trinn 14: Legge til MOSFETS på H Bridge

De 4 MOSFETene på H -broen er loddet på plass sammen med sine nåværende begrensende portmotstander på 10Ohms og sammen med skrueterminaler for enkel tilkobling av inngangsspenningen og AC -utgangsspenningen.

Trinn 15: Fullfør modulen

Slik ser hele modulen ut etter at loddeprosessen er fullført. Legg merke til hvordan de fleste tilkoblingene har blitt gjort ved hjelp av loddespor og svært få hoppetråder. Vær forsiktig med løse tilkoblinger på grunn av høyspenningsrisiko.

Trinn 16: Fullfør inverter med DC-DC-omformermodul

Omformeren er nå komplett med begge modulene komplette og festet med hverandre. Dette har lykkes med å lade min bærbare datamaskin og drive en liten bordvifte samtidig.

Jeg håper du liker dette prosjektet:)

Del gjerne dine kommentarer, tvil og tilbakemeldinger i kommentarfeltet nedenfor. Se hele instruksjonen og bygg video for mer viktige detaljer om prosjektet og hvordan jeg bygde det, og mens du er der, kan du vurdere å abonnere på kanalen min:)