Gör denna 1KVA (1000 watt) Pure Sine Wave Inverter Circuit

En relativt enkel 1000 watt ren sinusomvandlare krets förklaras här med hjälp av en signalförstärkare och en effekttransformator.

Som kan ses i det första diagrammet nedan är konfigurationen en enkel mosfetbaserad designad för att förstärka ström vid +/- 60 volt så att den anslutna transformatorn motsvarar den genererade 1kva-utgången.

Kretsdrift

Q1, Q2 bildar det initiala differentiella förstärkarsteget som på lämpligt sätt höjer sinusignalen 1 vpp vid sin ingång till en nivå som blir lämplig för att initiera drivsteget som består av Q3, Q4, Q5.

Detta steg höjer ytterligare spänningen så att den blir tillräcklig för att driva myggarna.

Myggarna är också formade i push pull-formatet, som effektivt blandar hela 60 volt över transformatorlindningarna 50 gånger per sekund så att transformatorns uteffekt genererar den avsedda 1000 watt växelströmmen på elnätet.

Varje par ansvarar för hanteringen av 100 watt, tillsammans tappar alla de 10 paren 1000 watt i transformatorn.

För att erhålla den avsedda rena sinusvågsutgången krävs en lämplig sinusingång som uppfylls med hjälp av en enkel sinusvåggeneratorkrets.

Den består av ett par opamps och några andra passiva delar. Den måste drivas med spänningar mellan 5 och 12. Denna spänning bör lämpligen härledas från ett av de batterier som används för att driva inverterarkretsen.

Omformaren drivs med spänningar på +/- 60 volt som uppgår till 120 V DC.

Denna enorma spänningsnivå erhålls genom att sätta 10 nos. med 12 volt batterier i serie.

Sinewave Generator Circuit

Nedanstående diagram visar en enkel sinusgenerator-krets som kan användas för att driva ovanstående inverterarkrets, men eftersom utmatningen från denna generator är exponentiell av naturen kan det orsaka mycket uppvärmning av mosfeterna.

Ett bättre alternativ skulle vara att införliva en PWM-baserad krets som skulle förse ovanstående krets med lämpligt optimerade PWM-pulser motsvarande en standard sinussignal.

PWM-kretsen som använder IC555 har också hänvisats till i nästa diagram, som kan användas för att utlösa ovanstående 1000 watt inverterarkrets.

Dellista för sinusgeneratorns krets

Alla motstånd är 1/8 watt, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 för 60Hz),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,
R5, R6 = 2K2 (1K9 för 60Hz),
R9 = 20K
Cl, C2 = 1 uF, TANT.
C3 = 2 µF, TANT (TVÅ 1 µF I PARALLELL)
C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,
C5 = 100 ^ / 50v,
C8 = 22 uF / 25V
A1, A2 = TL 072

Dellista för växelriktare

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Alla N-kanal mosfet är = K1058

Alla P-kanalmusketer är = J162

Transformator = 0-60V / 1000 watt / utgång 110/220 volt 50Hz / 60Hz

Den föreslagna inverteraren på 1 kva som diskuteras i ovanstående avsnitt kan vara mycket strömlinjeformad och reducerad i storlek enligt följande design:

Hur man ansluter batterier

Diagrammet visar också metoden för att ansluta batteriet och matningsanslutningarna för sinusvåg eller PWM-oscillatorsteg.

Här har bara fyra mosfetter använts som kan vara IRF4905 för p-kanalen och IRF2907 för n-kanal.

Komplett 1 kva växelriktarkretsdesign med 50 Hz sinusoscillator

I avsnittet ovan har vi lärt oss en fullständig brokonstruktion där två batterier är involverade för att uppnå den erforderliga 1kva-utgången. Låt oss nu undersöka hur en fullständig brodesign kan konstrueras med 4 N-kanals mosfet och med ett enda batteri.

Följande avsnitt visar hur en full-bridge 1 KVA-inverterarkrets kan byggas med hjälp av, utan att inkludera komplicerade driver-nätverk eller chips.

Använda Arduino

Ovanstående förklarade 1kva sinusvågomformarkrets kan också drivas genom en Arduino för att uppnå nästan en prefekt sinusvågutgång.

Det kompletta Arduino-baserade kretsschemat kan ses nedan:

Programkoden ges nedan:

//code modified for improvement from http://forum.arduino.cc/index.php?topic=8563.0
//connect pin 9 -> 10k Ohm + (series with)100nF ceramic cap -> GND, tap the sinewave signal from the point at between the resistor and cap.
float wav1[3]//0 frequency, 1 unscaled amplitude, 2 is final amplitude
int average
const int Pin = 9
float time
float percentage
float templitude
float offset = 2.5 // default value 2.5 volt as operating range voltage is 0~5V
float minOutputScale = 0.0
float maxOutputScale = 5.0
const int resolution = 1 //this determines the update speed. A lower number means a higher refresh rate.
const float pi = 3.14159
void setup()
wav1[0] = 50 //frequency of the sine wave
wav1[1] = 2.5 // 0V - 2.5V amplitude (Max amplitude + offset) value must not exceed the 'maxOutputScale'
TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000
void loop() {
time = micros()% 1000000
percentage = time / 1000000
templitude = sin(((percentage) * wav1[0]) * 2 * pi)
wav1[2] = (templitude * wav1[1]) + offset //shift the origin of sinewave with offset.
average = mapf(wav1[2],minOutputScale,maxOutputScale,0,255)
analogWrite(9, average)//set output 'voltage'
delayMicroseconds(resolution)//this is to give the micro time to set the 'voltage'
}
// function to map float number with integer scale - courtesy of other developers.
long mapf(float x, float in_min, float in_max, long out_min, long out_max)
{
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
}

Full-Bridge Inverter-konceptet

Att köra ett fullbryggat mosfetnätverk med 4 N-kanalmosfeter är aldrig lätt, det kräver snarare komplicerade kretsar som involverar komplexa drivsnätverk på höga sidor.

Om du studerar följande krets som har utvecklats av mig, kommer du att upptäcka att det trots allt inte är så svårt att designa sådana nätverk och kan göras även med vanliga komponenter.

Vi kommer att studera konceptet med hjälp av det visade kretsschemat, som är i form av en modifierad 1 kva inverterarkrets som använder 4 N-kanalmosfeter.

Som vi alla vet, när 4 N-kanal mosfeter är inblandade i en H-bridge-nätverk , blir ett bootstrapping-nätverk avgörande för att driva den höga sidan eller de övre två myggarna vars avlopp är anslutna till högsidan eller batteriet (+) eller det positiva av den angivna matningen.

I den föreslagna designen skapas bootstrapping-nätverket med hjälp av sex NOT-grindar och några andra passiva komponenter.

Utgången från NOT-grindarna som är konfigurerade som buffertar genererar spänning som är dubbelt så stor som för matningsområdet, vilket innebär att om matningen är 12V genererar NOT-grindutgångarna cirka 22V.

Denna förstärkta spänning appliceras på grindarna till högsidamosfeterna via emitteruttaget på två respektive NPN-transistorer.

Eftersom dessa transistorer måste bytas på ett sådant sätt att diagonalt motsatta myggar uppträder åt gången medan de diagonalt ihopkopplade myggarna vid bryggans båda armar leder omväxlande.

Denna funktion hanteras effektivt av den sekventiella höggeneratorn IC 4017, som tekniskt kallas Johnson divide with 10 counter / divider IC.

Bootstrapping-nätverket

Körfrekvensen för ovanstående IC härleds från själva bootstrapping-nätverket för att undvika behovet av ett externt oscillatorsteg.

Bootstrapping-nätverkets frekvens bör justeras så att transformatorns utgångsfrekvens optimeras till önskad grad av 50 eller 60 Hz, enligt de specifikationer som krävs.

Under sekvensering aktiverar utgångarna från IC 4017 de anslutna myggarna på lämpligt sätt och ger den erforderliga push-pull-effekten på den anslutna transformatorlindningen vilket aktiverar växelriktarens funktion.

PNP-transistorn som kan bevittnas ansluten till NPN-transistorerna ser till att grindkapacitansen hos mosfetterna effektivt urladdas under åtgärden för att möjliggöra en effektiv funktion av hela systemet.

Pinout-anslutningarna till mosfets kan ändras och ändras enligt individuella preferenser, detta kan också kräva att återställningsstift nr 15-anslutningen är involverad.

Waveform-bilder

Ovanstående design testades och verifierades av Mr. Robin Peter, en av de ivriga hobbyisterna och bidragsgivaren till den här bloggen, följande vågformsbilder spelades in av honom under testprocessen.