Berechnen Sie Batterie, Transformator, MOSFET im Wechselrichter

In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie die Wechselrichterparameter mit zugehörigen Stufen wie Batterie und Transformator korrekt berechnen, indem Sie die Übereinstimmung der Parameter korrekt berechnen.

Einführung

Es kann auf jeden Fall viel Spaß machen, einen Wechselrichter selbst herzustellen. Wenn die Ergebnisse jedoch nicht zufriedenstellend sind, kann dies den gesamten Zweck des Projekts vollständig beeinträchtigen.

Die Installation und Konfiguration der verschiedenen Wechselrichterparameter wie Batterie und Transformator mit dem tatsächlich zusammengebauten Schaltkreis erfordert besondere Sorgfalt und Aufmerksamkeit, um optimale Ergebnisse aus der Baugruppe zu erzielen.

Der Artikel beschreibt, wie eine Batterie und ein Transformator mit der entsprechenden Schaltung berechnet und angepasst werden, und erläutert die möglichen Fehler und die jeweiligen Verfahren zur Fehlerbehebung.

Der Artikel beleuchtet die vielen Neuankömmlinge mit einigen wichtigen Hinweisen, die bei der Konfiguration einer Wechselrichterschaltung mit Batterie und Transformator hilfreich sein können, damit effiziente und optimale Ergebnisse erzielt werden können.

Berechnung der Transformator- und Batteriespezifikationen

Während einen Wechselrichter herstellen Es müssen zwei Berechnungen weitgehend berücksichtigt werden, nämlich der Transformator und die Batterie Nennwerte.

1) Die Transformator muss ungefähr doppelt so hoch sein wie die maximale Last, die voraussichtlich mit dem Wechselrichter verwendet wird. Wenn die vorgesehene Last beispielsweise 200 Watt beträgt, muss der Transformator für mindestens 300 Watt ausgelegt sein. Dies gewährleistet einen reibungslosen Betrieb des Wechselrichters und eine geringere Wärmeentwicklung des Transformators.

Das Nennspannung des Transformators muss etwas niedriger sein als die Batteriespannung für Rechteckwechselrichter.

Bei Konzepten mit PWM oder SPWM sollte sie jedoch der an den Gates der MOSFETs angelegten Durchschnittsspannung entsprechen. Dies kann gemessen werden, indem die durchschnittliche Gleichspannung gemessen wird, die am Gate der MOSFETs von der Oszillatorstufe angelegt wird. Angenommen, Ihre Batteriespannung beträgt 12 V, aber aufgrund der PWM zeigt Ihre durchschnittliche Schaltspannung vom Oszillator 7,5 V DC an, was bedeutet, dass Ihr Transformator 7,5-0-7,5 V und nicht 12-0-12 V sein muss.

2) Und die Batterie Ah muss 10-mal höher sein als die maximale Nennstromstärke der Last. Wenn die Batterie beispielsweise eine Nennspannung von 12 V und eine Last von 200 Watt hat, ergibt das Teilen von 200 durch 12 16 Ampere. Daher muss die Batterie Ah das 10-fache dieser Amperezahl betragen, dh 160 Ah. Dies stellt sicher, dass Ihr Akku mit einer gesunden Entladungsrate von 0,1 ° C läuft und eine Sicherung von ca. 8 Stunden bietet.

Berechnung der MOSFET-Bewertung

Die Berechnung des MOSFET für einen Wechselrichter ist eigentlich recht einfach. Man muss berücksichtigen, dass MOSFETs nichts anderes sind als elektronische Schalter und müssen genauso bewertet werden, wie wir unsere mechanischen Schalter bewerten. Das heißt, die Spannungs- und Stromwerte des MOSFET müssen angemessen ausgewählt werden, damit der MOSFET selbst bei der maximal angegebenen Last innerhalb seines Durchschlagniveaus liegt.

Um die oben genannte Bedingung sicherzustellen, können Sie sich auf die beziehen Datenblatt des Mosfets und überprüfen Sie die Parameter Drain-Source Voltage und Continuous Drain Current des Geräts, sodass beide Werte deutlich über den maximalen Verbrauchswerten der Last liegen oder mit nennenswerten Rändern ausgewählt werden.

Angenommen, die Last hat eine Nennleistung von 200 Watt, und wenn wir diese durch die Batteriespannung von 12 V dividieren, erhalten wir 16 Ampere. Daher könnte der MOSFET mit Spannungswerten zwischen 24 V und 36 V als Drain-Source-Spannung ausgewählt werden ( Vdss ) und 24 Ampere bis 30 Ampere als kontinuierlicher Drainstrom ( Ich würde ).

Nehmen Sie das Beispiel des MOSFET im obigen Bild. Hier beträgt die maximal tolerierbare Spannung Vdss des angegebenen MOSFET 75 V und der maximal tolerierbare Strom Id 209 Ampere, wenn er mit einem geeigneten Kühlkörper betrieben wird. Dies bedeutet, dass dieser MOSFET sicher für alle Anwendungen verwendet werden kann, bei denen die Lastleistung nicht mehr als 14000 Watt beträgt.

Dies kümmert sich um die MOSFETs und gewährleistet ein einwandfreies Funktionieren der Geräte auch unter Volllastbedingungen. Vergessen Sie jedoch nicht, sie auf entsprechend dimensionierten Kühlkörpern zu montieren.

Nachdem Sie alle erforderlichen Komponenten wie oben erläutert beschafft haben, ist es wichtig, sie auf Kompatibilität miteinander überprüfen zu lassen.

Nur die Batterie, die eines der wichtigsten Elemente ist, muss hoffentlich nicht vorher überprüft werden, da die gedruckte Nennleistung und die Bedingungen der geladenen Spannung ausreichen sollten, um ihre Zuverlässigkeit zu beweisen. Hier wird davon ausgegangen, dass der Zustand der Batterie gut und relativ neu und 'gesund' ist.

Transformator prüfen

Der Transformator, der die wichtigste Komponente des Wechselrichters darstellt, benötigt sicherlich eine gründliche technische Bewertung. Dies kann wie folgt erfolgen:

Das Nennleistung des Transformators kann am besten in umgekehrter Reihenfolge überprüft werden, d. h. indem die Wicklung mit höherer Spannung an den Wechselstromeingang angeschlossen und die entgegengesetzte Wicklung auf die angegebenen Ausgänge überprüft wird. Wenn die Nennströme des unteren Spannungsabschnitts innerhalb der Maximalgrenzen eines normalen Multitesters (DMM) liegen, kann dies überprüft werden, indem der oben genannte Wechselstrom eingeschaltet und das Messgerät (eingestellt auf beispielsweise Wechselstrom 20 Ampere) über das angeschlossen wird relevante Wicklung.

Halten Sie die Messstifte einige Sekunden lang über die Wicklungsklemmen, um die Messwerte direkt auf dem Messgerät zu erhalten. Wenn der Messwert mit dem angegebenen Transformatorstrom übereinstimmt oder zumindest nahe daran liegt, ist Ihr Transformator in Ordnung.

Niedrigere Messwerte würden eine schlechte oder falsch bewertete Transformatorwicklung bedeuten. Die zusammengebaute Schaltung muss im Großen und Ganzen auf korrekte Schwingungsausgänge an den Basen der Leistungstransistoren oder der MOSFETs überprüft werden.

Dies kann durch Anschließen des Stromkreises an die Batterie erfolgen, ohne jedoch zunächst den Transformator einzuschließen. Die Überprüfung sollte mit einem guten Frequenzmesser oder wenn möglich mit einem Oszilloskop erfolgen. Wenn die oben genannten Geräte nicht bei Ihnen vorhanden sind, können Sie einen groben Test mit einem normalen Kopfhörer durchführen.

Schließen Sie die Kopfhörerbuchse an die Basis der entsprechenden Leistungstransistoren an. Sie sollten ein starkes Summen im Kopfhörer hören, das die Funktion der Oszillatorstufen bestätigt.

Die obigen Bestätigungen sollten ausreichen, um Sie aufzufordern, alle Abschnitte zusammen zu konfigurieren. Schließen Sie den Transformator an den entsprechenden Transistor oder an die Klemmen der Leistungsgeräte an. Stellen Sie sicher, dass die Leistungsgeräte korrekt in die integriert sind Oszillatorstufe .

Installation des endgültigen Wechselrichters einrichten

Schließlich kann die Batterie an die Stromeingänge der obigen Konfiguration angeschlossen werden. Vergessen Sie auch hier nicht, eine Sicherung mit geeigneter Nennleistung in Reihe mit dem Pluspol der Batterie einzuschließen. Der Ausgang des Transformators kann nun mit der angegebenen maximalen Last verbunden und die Stromversorgung eingeschaltet werden.

Wenn alles richtig verdrahtet ist, sollte die Last mit ihrer vollen Leistung in Betrieb gehen. Wenn nicht, stimmt etwas mit der Schaltungsstufe nicht. Da der Oszillatorabschnitt vor der endgültigen Installation angemessen überprüft wurde, kann der Fehler sicherlich bei der Leistungsvorrichtungsstufe liegen.

Wenn der Fehler mit Niedrigleistungsausgängen verbunden ist, können die Basiswiderstände auf mögliche Fehler optimiert oder durch Hinzufügen paralleler Widerstände zu ihren vorhandenen Basiswiderständen reduziert werden.

Die Ergebnisse können wie oben beschrieben überprüft werden. Wenn die Ergebnisse positiv sind und Sie Verbesserungen bei den Leistungsabgaben feststellen, können die Widerstände nach Wunsch weiter modifiziert werden, bis die erwartete Leistungsabgabe geliefert wird.

Dies kann jedoch zu einer weiteren Erwärmung der Geräte führen, und es muss sorgfältig darauf geachtet werden, diese unter Kontrolle zu halten, indem entweder Lüfter eingebaut oder die Kühlkörperabmessungen vergrößert werden.

Wenn der Fehler jedoch mit dem Durchbrennen der Sicherung einhergeht, würde dies definitiv bedeuten Kurzschluss irgendwo in der Leistungsstufe.

Fehlerbehebung bei den Wechselrichteranschlüssen

Das Problem kann auch auf ein falsch angeschlossenes Stromversorgungsgerät, ein durchgebranntes Stromversorgungsgerät aufgrund eines möglichen Kurzschlusses zwischen den Ausgangsanschlüssen des Stromversorgungsgeräts oder einem der Klemmen hinweisen, die perfekt voneinander ferngehalten werden müssen.

Nachdem einige der oben genannten Möglichkeiten bei der optimalen Konfiguration eines Wechselrichters erläutert wurden, wird eine gründliche Kenntnis der Elektronik für den Einzelnen, der möglicherweise an der Konstruktion beteiligt ist, zu einer absoluten Notwendigkeit, ohne die das Fortschreiten des Projekts irgendwie gefährdet werden kann.