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

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hej allesammen. Jeg håber, at I alle er sikre og forbliver sunde. I denne instruktive vil jeg vise dig, hvordan jeg lavede denne DC til AC -omformer, der konverterer 220V DC -spænding til 220V AC -spænding. AC -spændingen, der genereres her, er et firkantbølgesignal og ikke et rent sinusbølgesignal. Dette projekt er en fortsættelse af mit preview -projekt, der var designet til at konvertere 12Volts DC til 220V DC. Det anbefales stærkt, at du besøger mit tidligere projekt, før du fortsætter videre i dette instruerbare. Linket til mit DC til DC converter projekt er:

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

Dette system konverterer 220V DC til og vekslende signal på 220Volts ved 50 Hertz, som den kommercielle vekselstrømforsyningsfrekvens i de fleste lande. Frekvensen kan let justeres til 60 Hertz, hvis det kræves. For at dette kan ske, har jeg udnyttet en fuld H -topologi ved hjælp af 4 højspændings MOSFETS.

Du kan køre ethvert kommercielt apparat inden for en effekt på 150 watt og cirka 200 watt peak i kort varighed. Jeg har med succes testet dette kredsløb med mobilopladere, CFL -pærer, bærbar oplader og bordventilator, og alle fungerer fint med dette design. Der var ingen summende lyd under betjening af blæseren. På grund af DC-DC-omformerens høje effektivitet er dette systems forbrug uden belastning kun omkring 60 milliampere.

Projektet bruger meget enkle og lette at få komponenter, og nogle af dem er endda bjærget fra gamle computer strømforsyninger.

Så lad os komme i gang med byggeprocessen uden yderligere forsinkelse!

ADVARSEL: Dette er et højspændingsprojekt og kan give dig et dødeligt chok, hvis du ikke er forsigtig. Prøv kun dette projekt, hvis du er velbevandret i håndtering af højspænding og har erfaring med at lave elektroniske kredsløb. Forsøg IKKE, hvis du ikke ved, hvad du laver

Forbrugsvarer

1. IRF840 N kanal MOSFETS - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 mosfet driver IC - 2
4. 16 pin IC base (valgfri) -1
5. 8 -benet IC -base (valgfri) - 1
6. 0.1uF keramisk kondensator - 2
7. 10uF elektrolytkondensator - 1
8. 330uF 200 volt elektrolytkondensator - 2 (jeg bjærgede dem fra en SMPS)
9. 47uF elektrolytkondensator - 2
10. 1N4007 generel diode - 2
11. 100K modstand -1
12. 10K modstand - 2
13. 100 ohm modstand -1
14. 10 ohm modstand - 4
15. 100K variabel modstand (forudindstillet/ trimpot) - 1
16. Skrueklemmer - 2
17. Veroboard eller perfboard
18. Tilslutning af ledninger
19. Loddesæt
20. Multimeter
21. Oscilloskop (valgfrit, men hjælper med at finjustere frekvensen)

Trin 1: Saml alle nødvendige dele

Det er vigtigt, at vi først samler alle de nødvendige dele, så vi hurtigt kan komme videre til projektet. Ud af disse er et par komponenter blevet bjærget fra gammel computer strømforsyning.

Trin 2: Kondensatorbanken

Kondensatorbanken spiller her en vigtig rolle. I dette projekt konverteres højspændings DC til højspænding AC, derfor er det vigtigt, at DC -forsyningen er jævn og uden udsving. Jeg fik to 330uF 200V rating kondensatorer fra en SMPS. At kombinere dem i serie giver mig og tilsvarende kapacitans på cirka 165uF og øger spændingsværdien op til 400 volt. Ved at bruge seriekombinationen af kondensatorer reduceres den ækvivalente kapacitans, men spændingsgrænsen stiger. Dette løste formålet med min ansøgning. Højspændings jævnstrømmen udjævnes nu af denne kondensatorbank. Det betyder, at vi får et konstant vekselstrømsignal, og spændingen forbliver nogenlunde konstant under opstart, eller når en belastning pludselig tilsluttes eller afbrydes.

ADVARSEL: Disse højspændingskondensatorer kan gemme deres opladning i en lang, lang periode, der kan vare op til flere timer! Så prøv kun at lave dette projekt, hvis du har en god baggrund inden for elektronik og har praktisk erfaring med håndtering af højspænding. Gør dette på egen risiko

Trin 3: Beslutning om placering af komponenter

Da vi vil lave dette projekt på en veroboard, er det vigtigt, at alle komponenter er strategisk placeret, så relevante komponenter er tættere på hinanden. På denne måde vil loddespor være minimale, og der vil blive brugt et mindre antal jumperwires, der gør designet mere ryddeligt og pænt.

Trin 4: Oscillatorsektionen

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

For at få flere detaljer om SG3525 IC's funktion, er her et link til databladet for IC:

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

For at få en vekslende udgang på 50Hz, bør den interne oscillationsfrekvens være 100 Hz, som kan indstilles ved hjælp af Rt cirka 130KHz og Ct svarer til 0.1uF. Formlen til frekvensberegning er angivet i databladet til IC. En 100 ohm modstand mellem pin 5 og 7 bruges til at tilføje lidt dødtid mellem switchingen for at sikre sikkerheden ved switch komponenter (MOSFETS).

Trin 5: MOSFET -driverafsnittet

Da højspændings -DC vil blive skiftet via MOSFET'erne, er det ikke muligt direkte at forbinde SG3525 -udgange til porten til MOSFET, også at skifte N -kanal MOSFET'er i kredsløbets høje side er ikke let og krævet korrekt bootstrapping -kredsløb. Alt dette kan håndteres effektivt af MOSFET -driveren IC IR2104, den er i stand til at køre/ skifte MOSFET'er, der tillader spændinger op til 600Volt. Dette gør IC'en velegnet til ud applikation. Da IR2104 er en MOSFET -driver med halvbro, skal vi bruge to af dem til at styre hele broen.

Databladet til IR2104 kan findes her:

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

Trin 6: H -sektionen

H -broen er det, der er ansvarligt for alternativt at ændre strømningsretningen gennem belastningen ved alternativt at aktivere og deaktivere det givne sæt MOSFETS.

Til denne operation har jeg valgt IRF840 N -kanal MOSFET'er, som kan klare op til 500 volt med en maksimal strøm på 5 ampere, hvilket er mere end nok til vores applikation. H -broen er det, der vil blive direkte forbundet til et vekselstrømsapparat.

Databladet til denne MOSFET er angivet nedenfor:

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

Trin 7: Test af kredsløbet på brødbræt

Inden lodning af komponenterne på plads er det altid en god idé at teste kredsløbet på et brødbræt og rette eventuelle fejl eller fejl, der kan krybe op. I min brødbrætstest samlede jeg alt i henhold til skematisk (leveret i et senere trin) og verificerede outputresponset ved hjælp af en DSO. I første omgang testede jeg systemet med lav spænding, og først efter at have været bekræftet, at det fungerede, testede jeg det med højspændingsindgang

Trin 8: Test af brødbræt færdig

Som testbelastning brugte jeg en lille 60 watt blæser sammen med min brødbrætopsætning og et 12V blybatteri. Jeg havde mine multimetre tilsluttet for at måle udgangsspændingen og strømforbruget fra batteriet. Målinger er nødvendige for at sikre, at der ikke er overbelastning og også for at beregne effektiviteten.

Trin 9: Kredsløbsdiagram og skematisk fil

Følgende er hele kredsløbsdiagrammet for projektet, og sammen med det har jeg vedhæftet EAGLE -skematisk fil til din reference. Du er velkommen til at ændre og bruge det samme til dine projekter.

Trin 10: Start af lodningsprocessen på Veroboard

Med designet testet og verificeret, går vi nu videre til lodningsprocessen. Først har jeg loddet alle komponenterne vedrørende oscillatorsektionen.

Trin 11: Tilføjelse af MOSFET -drivere

MOSFET -driverens IC -base og bootstrap -komponenterne blev nu loddet

Trin 12: Indsætning af IC'en på plads

Vær forsigtig med orienteringen af IC, mens du sætter den i. Kig efter et hak på IC'en for pin -reference

Trin 13: Lodning af kondensatorbanken

Trin 14: Tilføjelse af MOSFETS på H -broen

De 4 MOSFET'er på H -broen er loddet på plads sammen med deres nuværende begrænsende portmodstande på 10Ohms og sammen med skrueterminaler for nem tilslutning af indgangs DC -spændingen og AC -udgangsspændingen.

Trin 15: Komplet modul

Sådan ser hele modulet ud efter lodningsprocessen er afsluttet. Læg mærke til, hvordan de fleste forbindelser er blevet foretaget ved hjælp af loddespor og meget få springtråde. Vær forsigtig med eventuelle løse forbindelser på grund af højspændingsrisici.

Trin 16: Komplet inverter med DC-DC-konvertermodul

Inverteren er nu komplet med både modulerne komplette og fastgjort med hinanden. Dette har haft succes med at oplade min bærbare computer og drive en lille bordventilator samtidigt.

Jeg håber du kan lide dette projekt:)

Del gerne dine kommentarer, tvivl og feedback i kommentarfeltet herunder. Se hele instruktionen og byg video til mere vigtige detaljer om projektet og hvordan jeg byggede det, og mens du er der, kan du overveje at abonnere på min kanal:)