Interessiert, Ihre zu machen eigener Wechselrichter mit eingebautem Ladegerät? In diesem Artikel wurde eine einfache 400-Watt-Wechselrichterschaltung mit Ladegerät bereitgestellt, die sehr einfach aufgebaut und optimiert werden kann. Lesen Sie die vollständige Diskussion anhand übersichtlicher Abbildungen.

Einführung

Ein massiver 400-Watt-Wechselrichter mit eingebauter Ladeschaltung wurde in diesem Artikel anhand von Schaltplänen ausführlich erläutert. Eine einfache Berechnung zur Bewertung der Transistor-Basiswiderstände wurde ebenfalls diskutiert.

Ich habe den Aufbau einiger diskutiert gute Wechselrichterschaltungen durch einige meiner vorherigen Artikel und bin wirklich begeistert von der überwältigenden Resonanz, die ich von den Lesern erhalte. Inspiriert von der großen Nachfrage habe ich eine weitere interessante, leistungsstärkere Schaltung eines Wechselrichters mit eingebautem Ladegerät entworfen.

Die vorliegende Schaltung ist zwar ähnlich im Betrieb, aber interessanter und fortschrittlicher, da sie über ein eingebautes Batterieladegerät verfügt und zu vollautomatisch ist.

Wie der Name schon sagt, wird die vorgeschlagene Schaltung eine massive Leistung von 400 Watt (50 Hz) von einer 24-Volt-LKW-Batterie mit einem Wirkungsgrad von bis zu 78% erzeugen.

Da das Gerät vollautomatisch ist, ist es möglicherweise permanent an das Wechselstromnetz angeschlossen. Solange der Eingangswechselstrom verfügbar ist, wird die Wechselrichterbatterie kontinuierlich aufgeladen, so dass sie immer in einer nachgefüllten Standby-Position gehalten wird.

Sobald die Batterie vollständig aufgeladen ist, schaltet ein internes Relais automatisch um und schaltet die Batterie in den Wechselrichtermodus. Die angeschlossene Ausgangslast wird sofort über den Wechselrichter mit Strom versorgt.

Sobald die Batteriespannung unter den voreingestellten Wert fällt, schaltet das Relais die Batterie um und schaltet sie in den Lademodus. Der Zyklus wiederholt sich.

Lassen Sie uns ohne weitere Zeitverschwendung sofort mit dem Bau beginnen.

Teileliste für den Schaltplan

Für den Aufbau des Wechselrichterkreises benötigen Sie folgende Teile:

Alle Widerstände sind ¼ Watt, CFR 5%, sofern nicht anders angegeben.

R1 ---- R6 = Zu berechnen - Lesen Sie am Ende des Artikels
R7 = 100 K (50 Hz), 82 K (60 Hz)
R8 = 4K7,
R9 = 10 K,
P1 = 10 K,
C1 = 1000 u / 50 V,
C2 = 10 u / 50 V,
C3 = 103, KERAMIK,
C4, C5 = 47 u / 50 V,
T1, 2, 5, 6 = BDY29,
T3, 4 = TIP 127,
T8 = BC547B
D1 ----- D6 = 1N 5408,
D7, D8 = 1N4007,
RELAIS = 24 VOLT, SPDT
IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
IC2 = 7812,
INVERTER TRANSFORMER = 20 - 0 - 20 V, 20 Ampere. AUSGANG = 120 V (60 Hz) ODER 230 V (50 Hz),
LADETRNASFORMER = 0 - 24 V, 5 Ampere. EINGANG = 120 V (60 Hz) ODER 230 V (50 Hz) NETZ Wechselstrom

Schaltungsfunktion

Wir wissen bereits, dass ein Wechselrichter im Wesentlichen aus einem Oszillator besteht, der die nachfolgenden Leistungstransistoren ansteuert, die wiederum die Sekundärseite eines Leistungstransformators abwechselnd von Null auf die maximale Versorgungsspannung schalten und so am Primärausgang des Transformators einen starken erhöhten Wechselstrom erzeugen .

In dieser Schaltung bildet der IC 4093 die Hauptschwingkomponente. Eines seiner Gatter N1 ist als Oszillator konfiguriert, während die anderen drei Gatter N2, N3, N4 alle als Puffer verbunden sind.

Die oszillierenden Ausgänge der Puffer werden der Basis der Stromverstärkertransistoren T3 und T4 zugeführt. Diese sind intern als Darlington-Paare konfiguriert und erhöhen den Strom auf ein geeignetes Niveau.

Dieser Strom wird verwendet, um die aus den Leistungstransistoren T1, 2, 5 und 6 bestehende Ausgangsstufe anzusteuern.

Diese Transistoren können in Reaktion auf ihre wechselnde Basisspannung die gesamte Versorgungsleistung in die Sekundärwicklung des Transformators schalten, um einen äquivalenten Wechselstromausgangspegel zu erzeugen.

“Roboter, der einer Linie folgt ”

Die Schaltung enthält auch einen separaten automatischen Batterieladebereich.

Wie zu bauen?

Der Konstruktionsteil dieses Projekts ist ziemlich einfach und kann durch die folgenden einfachen Schritte abgeschlossen werden:

Beginnen Sie mit dem Bau, indem Sie die Kühlkörper herstellen. Schneiden Sie zwei Stücke von 12 x 5 Zoll großen Aluminiumblechen mit einer Dicke von jeweils ½ cm.

Biegen Sie sie, um zwei kompakte C-Kanäle zu bilden. Bohren Sie genau ein Paar Löcher der Größe TO-3 in jeden Kühlkörper, und passen Sie die Leistungstransistoren T3 - T6 mit Schrauben, Muttern und Federringen fest über die Kühlkörper.

Nun können Sie mit Hilfe des angegebenen Schaltplans mit dem Aufbau der Leiterplatte fortfahren. Setzen Sie alle Komponenten zusammen mit den Relais ein, verbinden Sie ihre Leitungen und löten Sie sie zusammen.

Halten Sie die Transistoren T1 und T2 von den anderen Komponenten fern, damit Sie genügend Platz finden, um die Kühlkörper vom Typ TO-220 darüber zu montieren.

Als nächstes verbinden Sie die Basis und den Emitter der T3, 4, 5 und T6 mit den entsprechenden Punkten auf der Leiterplatte. Schließen Sie auch den Kollektor dieser Transistoren mit dicken Kupferdrähten (15 SWG) gemäß dem gezeigten Schaltplan an die Sekundärwicklung des Transformators an.

Klemmen und befestigen Sie die gesamte Baugruppe in einem gut belüfteten Gehäuse aus starkem Metall. Machen Sie die Armaturen mit Schrauben und Muttern absolut fest.

Beenden Sie das Gerät, indem Sie die externen Schalter, das Netzkabel, die Ausgangsbuchsen, die Batterieklemmen, die Sicherung usw. über dem Gehäuse anbringen.

Damit ist der Bau dieses Wechselrichters mit eingebautem Ladegerät abgeschlossen.

Berechnung des Transistor-Basiswiderstands für Wechselrichter

Der Wert des Basiswiderstands für einen bestimmten Transistor hängt weitgehend von seiner Kollektorlast und der Basisspannung ab. Der folgende Ausdruck bietet eine einfache Lösung, um den Basiswiderstand eines Transistors genau zu berechnen.

R1 = (Ub - 0,6) * Hfe / ILOAD

Hier ist Ub = Quellenspannung an R1,

Hfe = Vorwärtsstromverstärkung (für TIP 127 sind es mehr oder weniger 1000, für BDY29 sind es ungefähr 12)

ILOAD = Strom, der erforderlich ist, um die Kollektorlast vollständig zu aktivieren.

Die Berechnung des Basiswiderstands der verschiedenen Transistoren, die an der vorliegenden Schaltung beteiligt sind, wird nun ziemlich einfach. Dies geschieht am besten mit den folgenden Punkten.

Wir beginnen mit der Berechnung der Basiswiderstände für die BDY29-Transistoren.

Gemäß der Formel müssen wir dafür ILOAD kennen, das hier zufällig die sekundäre Halbwicklung des Transformators ist. Messen Sie mit einem Digitalmultimeter den Widerstand dieses Teils des Transformators.

Finden Sie als nächstes mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes den Strom (I), der durch diese Wicklung fließt (hier U = 24 Volt).

R = U / I oder I = U / R = 24 / R.

Teilen Sie die Antwort durch zwei, da der Strom jeder Halbwicklung parallel durch die beiden BDY29 geteilt wird.
Da wir wissen, dass die vom Kollektor von TIP127 empfangene Versorgungsspannung 24 Volt beträgt, erhalten wir die Basisquellenspannung für BDY29-Transistoren.
Mit all den obigen Daten können wir nun sehr einfach den Wert der Basiswiderstände für die Transistoren BDY29 berechnen.
Sobald Sie den Wert des Basiswiderstands von BDY29 gefunden haben, wird dieser offensichtlich zur Kollektorlast für den TIP 127-Transistor.
Bestimmen Sie als nächstes wie oben unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes den Strom, der durch den obigen Widerstand fließt. Sobald Sie es erhalten haben, können Sie den Wert des Basiswiderstands für den TIP 127-Transistor einfach mithilfe der am Anfang des Artikels angegebenen Formel ermitteln.
Die oben erläuterte einfache Transistorberechnungsformel kann verwendet werden, um den Wert des Basiswiderstands eines beliebigen Transistors zu ermitteln, der an einer beliebigen Schaltung beteiligt ist

Entwerfen eines einfachen 400-Watt-Wechselrichters auf Mosfet-Basis

Lassen Sie uns nun ein weiteres Design untersuchen, das vielleicht die einfachste 400-Watt-Sinuswellen-Ersatzwechselrichterschaltung ist. Es arbeitet mit der geringsten Anzahl von Komponenten und kann optimale Ergebnisse erzielen. Die Schaltung wurde von einem der aktiven Teilnehmer dieses Blogs angefordert.

Die Schaltung ist im wahrsten Sinne des Wortes keine Sinuswelle, jedoch die digitale Version und fast so effizient wie ihr sinusförmiges Gegenstück.

Wie es funktioniert

Aus dem Schaltplan können wir die vielen offensichtlichen Stadien einer Wechselrichtertopologie ersehen. Die Gatter N1 und N2 bilden die Oszillatorstufe und sind für die Erzeugung der grundlegenden 50- oder 60-Hz-Impulse verantwortlich. Hier wurde sie für die Erzeugung eines Ausgangs von etwa 50 Hz dimensioniert.

Die Gates stammen vom IC 4049, der aus 6 NOT-Gates besteht. Zwei wurden in der Oszillatorstufe verwendet, die restlichen vier als Puffer konfiguriert und Wechselrichter (zum Umdrehen der Rechteckimpulse N4, N5)

Bis hier verhalten sich die Stufen wie ein gewöhnlicher Rechteckwelleninverter, aber die Einführung der IC 555-Stufe transformiert die gesamte Konfiguration in eine digital gesteuerte Sinuswechselrichterschaltung.

Der IC 555-Abschnitt wurde als astabiles MV verkabelt. Der 100K-Poti wird zur Optimierung des PWM-Effekts von Pin 3 des IC verwendet.

Die negativ verlaufenden Impulse vom IC 555 werden hier nur zum Trimmen der Rechteckwellenimpulse an den Gattern der jeweiligen MOSFETs über die entsprechenden Dioden verwendet.

Die verwendeten MOSFETs können von jedem Typ sein, der 50 V bei 30 Ampere verarbeiten kann.

Die 24 Batterien müssen aus zwei in Reihe geschalteten 12V 40 AH-Batterien bestehen. Die Versorgung der ICs muss über eine der Batterien erfolgen, da die ICs bei 24 Volt beschädigt werden.

Der 100K-Poti sollte mit einem RMS-Messgerät eingestellt werden, um den RMS-Wert am Ausgang so nahe wie möglich an einem ursprünglichen Sinuswellensignal bei der entsprechenden Spannung zu halten.

Die Schaltung wurde exklusiv von mir entwickelt und entworfen.

Rückmeldung von Herrn Rudi bezüglich des Wellenformproblems, das von der obigen 400-Watt-Wechselrichterschaltung erhalten wurde

Hallo Herr,

Ich brauche Ihre Hilfe, Sir. Ich habe gerade diese Strecke beendet. Aber das Ergebnis entspricht nicht meinen Erwartungen. Bitte beziehen Sie sich auf meine Bilder unten.

Dies ist das Wellenmaß von der Torseite (auch von den 555 und 4049 ic): Es sieht einfach gut aus. Frequenz und Arbeitszyklus fast auf Wunschwert.

Dies ist das Wellenmaß von der Mosfet-Drain-Seite. alles ist durcheinander. Frequenz und Arbeitszyklus sind Änderungen.

Dies ist die Messung am Ausgang meines Transformators (zu Testzwecken habe ich 2A 12V 0 12V - 220V CT verwendet).

Wie bekomme ich die Transformator-Ausgangswelle wie eine Gate-Welle? Ich habe ein Ups zu Hause. Ich versuche, den Gate-, Drain- und Transformatorausgang zu messen. Die Wellenform ist bei diesen kleinen Ups (modifizierte Sinuswelle) fast gleich. Wie erreiche ich dieses Ergebnis in meiner Schaltung?

Bitte helfen Sie, danke, Sir.

Lösen des Wellenformproblems

Hallo Rudi,

Es ist wahrscheinlich auf induktive Spitzen des Transformators zurückzuführen. Bitte versuchen Sie Folgendes:

Erhöhen Sie zuerst die Frequenz 555 etwas mehr, damit die 'Säulen' über jeden Rechteckwellenzyklus gleichmäßig und gut verteilt aussehen. Möglicherweise sieht ein 4-Säulen-Zyklus besser und besser aus als das vorliegende Wellenformmuster.