500 Watt Inverter Circuit na may Charger ng Baterya

Sa post na ito ay komprehensibong tatalakayin kung paano bumuo ng isang 500 watt inverter circuit na may isang integrated na awtomatikong yugto ng charger ng baterya.

Dagdag pa sa artikulo matututunan din namin kung paano i-upgrade ang system para sa mas mataas na pag-load at kung paano mapahusay ang ot sa isang purong bersyon ng sine wave.

Ang inverter na 500 watt power na ito ay magpapalit ng 12 V DC o 24 V DC mula sa isang lead acid na baterya patungong 220 V o 120 V AC, na maaaring magamit para sa pagpapatakbo ng lahat ng mga uri ng pagkarga, mula mismo sa mga ilaw ng CFL, LED bombilya, tagahanga, heater , motor, bomba, panghalo, kompyuter, at iba pa.

Pangunahing disenyo

Isang Maaaring idisenyo ang inverter sa maraming iba't ibang mga paraan, sa pamamagitan lamang ng pagpapalit ng yugto ng oscillator ng isa pang uri ng yugto ng oscillator, ayon sa kagustuhan ng gumagamit.

Ang yugto ng oscillator ay karaniwang an astable multivibrator na maaaring gumagamit ng mga IC o transistor.

Bagaman ang isang astable based oscillator ay maaaring idisenyo sa iba't ibang mga paraan, gagamitin namin ang pagpipiliang IC 4047 dito dahil ito ay isang maraming nalalaman, tumpak at isang dalubhasang astable chip na partikular na idinisenyo para sa mga application tulad ng inverers.

Gamit ang IC 4047

Paggawa ng anumang inverter gamit ang IC 4047 marahil ang pinaka-inirekumendang pagpipilian dahil sa mataas na kawastuhan at kakayahang mabasa ng IC. Ang aparato ay isang maraming nalalaman oscillator IC na nagbibigay ng isang dalawahang push pull o flip flop output sa kabuuan ng pin10 at pin11 nito, at isang solong square wave output din sa pin13.

BASIC CIRCUIT

Ang isang pangunahing inverter na 500 watt na may isang square na output ng alon ay maaaring maging kasing simple ng nasa itaas upang mabuo. Gayunpaman, upang mai-upgrade ito sa isang charger ng baterya maaari kaming gumamit ng isang charger transformer na na-rate na naaangkop ayon sa mga pagtutukoy ng baterya.

Bago malaman ang pagsasaayos ng charger ay kilalanin muna natin ang kinakailangang detalye ng baterya para sa proyektong ito.

Mula sa isa sa aming nakaraang post alam namin na ang mas naaangkop na rate ng pagsingil at paglabas ng isang lead acid na baterya ay dapat na nasa 0.1C rate o sa isang kasalukuyang supply na 10 beses na mas mababa kaysa sa rating ng baterya Ah. Ipinapahiwatig nito na upang makakuha ng isang minimum na 7 oras na pag-back up sa 500 wat wat load, ang baterya Ah ay maaaring makalkula sa sumusunod na pamamaraan

Kinakailangan ang kasalukuyang pagpapatakbo para sa isang 500 wat wat load mula sa isang 12V na baterya ay magiging 500/12 = 41 Amps na humigit-kumulang

Ang 41 amps na ito ay kailangang tumagal ng 7 oras, nagpapahiwatig na ang baterya na Ah ay dapat na = 41 x 7 = 287 Ah. Gayunpaman, sa totoong buhay kakailanganin ito ng hindi bababa sa 350 Ah.

Para sa isang 24 V na baterya maaari itong bumaba sa 50% na mas mababa sa 200 Ah. Ito mismo ang dahilan kung bakit ang isang mas mataas na boltahe ng pagpapatakbo ay laging pinapayuhan habang ang rating ng wattage ng inverter ay nakukuha sa mas mataas na panig.

Paggamit ng 24 V Baterya

Upang mapanatili ang baterya at ang laki ng transpormer na mas maliit at mas manipis ang mga kable, baka gusto mong gumamit ng 24 V na baterya para sa operainf na iminungkahing 500 watt na disenyo.

Ang pangunahing disenyo ay mananatili bilang, maliban sa a 7812 IC idinagdag sa IC 4047 circuit, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Diagram ng Skematik

Charger ng baterya

Upang panatilihing simple ngunit epektibo ang disenyo, iniwasan ko ang paggamit ng an awtomatikong putulin para sa charger ng baterya dito, at tiniyak din ang isang solong karaniwang transpormer na ginagamit para sa inverter at mga pagpapatakbo ng charger.

Ang kumpletong diagram ng circuit para sa ipinanukalang 500 watt inverter na may charger ng baterya ay makikita sa ibaba:

Ang parehong konsepto ay detalyadong napag-usapan sa isa sa iba pang mga nauugnay na post, na maaari kang mag-refer para sa karagdagang impormasyon.

Talaga, ginagamit ng inverter ang parehong transpormer para sa singilin ang baterya at para sa pag-convert ng lakas ng baterya sa output ng 220 V AC. Ang operasyon ay ipinatupad sa pamamagitan ng isang relay changeover network, na halili ay binabago ang transpormer paikot-ikot sa mode na pagsingil at mode na inverter.

Paano ito gumagana

Kapag ang grid mains AC ay hindi magagamit, ang mga contact ng relay ay nakaposisyon sa kani-kanilang mga puntos na N / C (karaniwang sarado). Ikinokonekta nito ang mga drains ng MOSFETs na may pangunahing transpormer, at ang mga kagamitan sa aparato o ang pagkarga ay kumonekta sa pangalawa ng transpormer.

Ang yunit ay napunta sa inverter mode at nagsimulang bumuo ng kinakailangang 220V AC o 120 V AC mula sa baterya.

Ang mga relay coil ay pinalakas mula sa isang simpleng krudo transformerless (capacitive) power supply circuit gamit ang isang 2uF / 400V na bumabagsak na kapasitor.

Ang suplay ay hindi kinakailangan upang maging matatag o maayos na pagkontrol dahil ang pagkarga ay nasa anyo ng mga relay coil na kung saan ay medyo mabigat na tungkulin at madaling makatiis ng switch ON ng paggulong mula sa 2uF capacitor.

Ang coil para sa RL1 relay na kumokontrol sa mains AC na bahagi ng transpormer ay maaaring makita na nakakonekta bago ang isang pag-block ng diode, habang ang coil ng RL2 na kumokontrol sa panig ng MOSFET ay nakaposisyon pagkatapos ng diode at kahanay ng isang malaking kapasitor.

Sinadya itong gawin upang lumikha ng isang maliit na epekto ng pagkaantala para sa RL2, o upang matiyak na RL1 switch ON at OFF bago ang RL2. Ito ay para sa mga alalahanin sa kaligtasan, at upang matiyak na ang mga MOSFET ay hindi kailanman napapailalim sa reverse supply ng pag-charge tuwing ang relay ay lumilipat mula sa inverter mode patungo sa mode na pagsingil.

Mga Mungkahi sa Kaligtasan

Tulad ng alam natin, sa anumang inverter circuit ang transpormer ay gumagana tulad ng isang mabibigat na inductive load. Kapag ang tulad ng isang mabibigat na inductive load ay pinalitan ng isang dalas, ito ay nakasalalay upang makabuo ng isang napakalaking halaga kasalukuyang mga spike na maaaring potensyal na mapanganib para sa sensitibong electronics at mga kasangkot na ICs.

Upang matiyak ang wastong kaligtasan sa elektronikong yugto, maaaring mahalaga na baguhin ang seksyong 7812 sa sumusunod na pamamaraan:

Para sa isang application na 12V, maaari mong bawasan ang circuit ng proteksyon ng spike sa itaas sa sumusunod na bersyon:

Ang baterya, MOSFET at Transformer Tukuyin ang Wattage

Pinag-usapan natin ito nang maraming beses sa pamamagitan ng iba't ibang mga post na ito ay ang transpormer, baterya, at mga rating ng MOSFET na talagang nagpapasya kung magkano ang maaaring mabuo ng isang inverter.

Napag-usapan na natin ang tungkol sa mga kalkulasyon ng baterya sa nakaraang mga talata, ngayon tingnan natin kung paano ang maaaring kalkulahin ang transpormer para sa pandagdag sa kinakailangang output ng kuryente.

Ito ay talagang napaka-simple. Dahil ang boltahe ay dapat na 24 V, at lakas 500 watts, ang paghati sa 500 na may 24 ay nagbibigay ng 20.83 amps. Ibig sabihin ang rating ng transpormer amp ay dapat na higit sa 21 amps, mas mabuti hanggang sa 25 amps.

Gayunpaman, dahil gumagamit kami ng parehong transpormer para sa parehong mode ng pagsingil at inverter, kailangan naming piliin ang boltahe sa isang paraan na nababagay ito sa parehong operasyon.

Ang isang 20-0-20 V para sa pangunahing bahagi ay lilitaw na isang mahusay na kompromiso, sa katunayan ito ang perpektong angkop na rating para sa pangkalahatang pagtatrabaho ng inverter sa parehong mga mode.

Dahil, isang kalahating paikot-ikot lamang ang ginagamit para sa pagsingil ng baterya, ang rating na 20 V RMS ng transpormer ay maaaring gamitin para sa pagkuha ng 20 x 1.41 = 28.2 V rurok Dc sa buong baterya sa tulong ng nauugnay na capacitor ng filter na konektado sa buong baterya mga terminal. Sisingilin ng boltahe na ito ang baterya sa mabuting rate at sa tamang bilis.

Sa inverter mode, kapag ang baterya ay nasa paligid ng 26 V, papayagan ang output ng inverter na nasa 24/26 = 220 / Out

Lumabas = 238 V

Mukha itong isang malusog na output habang ang baterya ay may optimal na pagsingil, at kahit na ang baterya ay bumaba sa 23 V, ang output ay maaaring asahan na mapanatili ang isang malusog na 210V

Kinakalkula ang MOSFET : Ang mga MOSFET ay karaniwang gumagana tulad ng mga switch na hindi dapat masunog habang lumilipat ng na-rate na dami ng kasalukuyang, at hindi rin dapat magpainit dahil sa mas mataas na paglaban sa paglipat ng mga alon.

Upang masiyahan ang mga aspeto sa itaas, dapat naming tiyakin na ang kasalukuyang kapasidad sa paghawak o ang ID spec ng MOSFET ay higit sa 25 amps para sa aming 500 wat inverter. Gayundin upang maiwasan ang mataas na pagwawaldas at hindi mabisang paglipat ng RDSon spec ng MOSFET ay dapat na mas mababa hangga't maaari.

Ang aparato na ipinakita sa diagram ay IRF3205 , na mayroong isang ID ng 110 amp at RDSon ng 8 milliohms (0.008 Ohms), na talagang mukhang kahanga-hanga at perpektong angkop para sa proyektong inverter na ito.

Listahan ng Mga Bahagi

Upang gawin ang nasa itaas na 500 watt na inverter na may charger ng baterya, kakailanganin mo ang sumusunod na singil ng mga materyales:

• IC 4047 = 1
• Mga lumalaban
• 56K = 1
• 10 ohms = 2
• Capacitor 0.1uF = 1
• Capacitor 4700uF / 50 V = 1 (sa mga terminal ng baterya)
• MOSFETs IRF3205 = 2
• Diode 20 amp = 1
• Heatsink para sa MOSFETs = Malaking Uri ng Finned
• Pag-block sa Diode Across MOSFETs Drain / Source = 1N5402 (Mangyaring ikonekta ang mga ito sa buong drain / source ng bawat MOSFET para sa karagdagang proteksyon laban sa reverse EMF mula sa pangunahing transpormer. Pupunta ang Cathode sa pin ng kanal.
• I-relay ang DPDT 40 amp = 2 nos

Pag-a-upgrade sa Binagong Sinewave Inverter

Ang parisukat na bersyon ng alon na tinalakay sa itaas ay maaaring mabisang mabago sa isang binago ang sinewave 500 watt inverter circuit na may mas pinabuting output waveform.

Para sa mga ito ginagamit namin ang edad na IC 555 at IC 741 kumbinasyon para sa pagmamanupaktura ng sinumang waveform ng sine.

Ang kumpletong circuit na may charger ng baterya ay ibinibigay sa ibaba:

Ang ideya ay pareho na inilapat sa ilan sa iba pang mga disenyo ng inverter na sinewave sa website na ito. Ito ay upang i-chop ang gate ng MOSFETs ng kuryente na may kalkuladong SPWM upang ang isang replicated na mataas na kasalukuyang SPWM ay oscillated sa buong push pull winding ng pangunahing transpormer.

Ang IC 741 ay ginagamit bilang isang kumpara na naghahambing ng dalawang mga tatsulok na alon sa dalawang input nito. Ang mabagal na base ng tatsulok na alon ay nakuha mula sa pin na IC 4047 Ct, habang ang mabilis na alon ng tatsulok ay nagmula sa isang panlabas na IC 555 na antas na madaling i-astable. Ang resulta ay isang kalkuladong SPWM sa pin6 ng IC 741. Ang SPWM na ito ay tinadtad sa mga pintuang-daan ng mga MOSFET na kapangyarihan na lumilipat ng transpormer sa parehong dalas ng SPWM.

Nagreresulta ito sa pangalawang bahagi na may isang purong output ng sinewave (pagkatapos ng ilang pagsala).

Buong Disenyo ng Bridge

Ang buong bersyon ng tulay para sa nabanggit na konsepto ay mabubuo gamit ang ibinigay sa ibaba na pagsasaayos:

Alang-alang sa pagiging simple, ang isang awtomatikong pag-cut ng baterya ay hindi kasama, kaya inirerekumenda na patayin ang supply sa lalong madaling maabot ng boltahe ng baterya ang buong antas ng singil. O kahalili maaari kang magdagdag ng naaangkop filament bombilya sa serye gamit ang positibong linya ng pagsingil ng baterya, upang matiyak ang isang ligtas na singilin para sa baterya.

Kung mayroon kang mga katanungan o pag-aalinlangan tungkol sa konsepto sa itaas, ang kahon ng komento sa ibaba ay iyo lang.