Здесь объясняется относительно простая схема инвертора синусоидальной волны мощностью 1000 Вт с использованием усилителя сигнала и силового трансформатора.

Как видно на первой диаграмме ниже, конфигурация представляет собой простой МОП-транзистор, разработанный для усиления тока при +/- 60 вольт, так что подключенный трансформатор соответствует требуемой выходной мощности 1 кВА.

Схема работы

Q1, Q2 формируют начальный каскад дифференциального усилителя, который соответствующим образом повышает синусоидальный сигнал 1vpp на своем входе до уровня, который становится подходящим для запуска каскада драйвера, состоящего из Q3, Q4, Q5.

На этом этапе дополнительно повышается напряжение до уровня, достаточного для работы МОП-транзисторов.

МОП-транзисторы также сформированы в двухтактном формате, который эффективно перетасовывает все 60 вольт на обмотки трансформатора 50 раз в секунду, так что выход трансформатора генерирует предполагаемые 1000 ватт переменного тока на уровне сети.

Каждая пара отвечает за обработку 100 Вт выходной мощности, вместе все 10 пар выдают 1000 Вт на трансформатор.

Для получения намеченного выхода чистой синусоидальной волны требуется подходящий входной синусоидальный сигнал, который реализуется с помощью простой схемы генератора синусоидальной волны.

Он состоит из пары операционных усилителей и нескольких других пассивных компонентов. Он должен работать с напряжением от 5 до 12. Это напряжение должно быть соответствующим образом получено от одной из батарей, которые используются для управления схемой инвертора.

Инвертор приводится в действие напряжением +/- 60 В, что составляет 120 В постоянного тока.

Такой огромный уровень напряжения получается при установке 10 шт. из 12-вольтовых батарей последовательно.

Схема синусоидального инвертора мощностью 1000 Вт или 1 кВА

Схема синусоидального генератора

На приведенной ниже диаграмме показана простая схема генератора синусоидальной волны, которую можно использовать для управления вышеуказанной схемой инвертора, однако, поскольку выходной сигнал этого генератора является экспоненциальным по своей природе, это может вызвать сильный нагрев МОП-транзисторов.

Лучшим вариантом было бы включение схемы на основе ШИМ, которая будет снабжать вышеуказанную схему оптимизированными импульсами ШИМ, эквивалентными стандартному синусоидальному сигналу.

Схема ШИМ, использующая IC555, также упоминается на следующей схеме, которая может использоваться для запуска указанной выше схемы инвертора на 1000 Вт.

Список деталей для схемы синусоидального генератора

Все резисторы 1/8 Вт, 1%, MFR
R1 = 14K3 (12K1 для 60 Гц),
R2, R3, R4, R7, R8 = 1К,
R5, R6 = 2K2 (1K9 для 60 Гц),
R9 = 20 тыс.
C1, C2 = 1 мкФ, TANT.
C3 = 2 мкФ, TANT (ДВА 1 мкФ ПАРАЛЛЕЛЬНО)
C4, C6, C7 = 2 мк2 / 25 В,
C5 = 100 мк / 50 В,
C8 = 22 мкФ / 25 В
A1, A2 = 072 турецких лир

Список деталей для инвертора

Q1, Q2 = BC556

Q3 = BD140

Q4, Q5 = BD139

Все N-канальные MOSFET = K1058

Все МОП-транзисторы с P-каналом имеют значение J162.

Трансформатор = 0-60 В / 1000 Вт / выход 110/220 В 50 Гц / 60 Гц

Предлагаемый инвертор на 1 кВА, обсуждаемый в предыдущих разделах, может быть значительно упрощен и уменьшен в размерах, как показано в следующей конструкции:

Как подключить батареи

На схеме также показан способ подключения батареи и подключения питания для каскадов синусоидального или ШИМ-генератора.

Здесь использовались только четыре МОП-транзистора, которые могли быть IRF4905 для p-канала и IRF2907 для n-канала.

“вопросы и ответы на собеседование по электрике ”

Полная схема инвертора на 1 кВА с синусоидальным генератором 50 Гц

В приведенном выше разделе мы изучили конструкцию полного моста, в которой задействованы две батареи для обеспечения требуемой выходной мощности 1 кВА. Теперь давайте исследуем, как можно построить полную конструкцию моста с использованием 4-канального МОП-транзистора и одной батареи.

В следующем разделе показано, как можно построить схему полномостового инвертора мощностью 1 кВА без включения сложных схем или микросхем драйверов высокого напряжения.

Использование Arduino

Вышеупомянутая схема синусоидального инвертора мощностью 1 кВА также может управляться через Arduino для достижения почти идеального синусоидального выходного сигнала.

Полную принципиальную схему на базе Arduino можно увидеть ниже:

Инвертор синусоидальной волны 1 кВА с использованием Arduino

Программный код приведен ниже:

//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 }

Концепция полномостового инвертора

Создание полной мостовой МОП-сети с 4-канальными МОП-транзисторами никогда не бывает легким делом, скорее, это требует достаточно сложной схемы, включающей сложные сети драйверов высокого напряжения.

Если вы изучите следующую схему, которая была разработана мной, вы обнаружите, что в конце концов проектировать такие сети не так уж и сложно, и это можно сделать даже с помощью обычных компонентов.

Мы изучим концепцию с помощью показанной принципиальной схемы, которая представляет собой модифицированную схему инвертора на 1 кВА, использующую 4 N-канальных МОП.

Как мы все знаем, когда 4 N-канальных МОП задействованы в H-мостовая сеть , сеть самонастройки становится обязательной для питания стороны высокого напряжения или двух верхних МОП-транзисторов, стоки которых подключены к стороне высокого напряжения, или батарее (+), или плюсу данного источника питания.

В предлагаемой схеме сеть начальной загрузки формируется с помощью шести вентилей НЕ и нескольких других пассивных компонентов.

Выход вентилей НЕ, которые сконфигурированы как буферы, генерируют напряжение, вдвое превышающее диапазон питания, то есть, если питание составляет 12 В, выходы вентилей НЕ генерируют около 22 В.

Это повышенное напряжение подается на затворы МОП-транзисторов верхнего плеча через выводы эмиттеров двух соответствующих NPN-транзисторов.

Поскольку эти транзисторы должны быть переключены таким образом, чтобы диагонально противоположные МОП-транзисторы проводились одновременно, в то время как сопряженные по диагонали МОП-транзисторы на двух плечах моста проводили попеременно.

Эта функция эффективно обрабатывается последовательным выходным генератором высокого уровня IC 4017, который технически называется делением Джонсона на 10 счетчик / делитель IC.

Сеть начальной загрузки

Частота возбуждения для вышеуказанной ИС получается из самой сети самонастройки, чтобы избежать необходимости во внешнем каскаде генератора.

“как работает бесщеточный двигатель ”

Частота сети самонастройки должна быть отрегулирована так, чтобы выходная частота трансформатора была оптимизирована до требуемой степени 50 или 60 Гц в соответствии с требуемыми характеристиками.

Во время упорядочивания выходы IC 4017 запускают подключенные МОП-транзисторы, соответствующим образом создавая требуемый двухтактный эффект на подключенной обмотке трансформатора, который активирует работу инвертора.

Транзистор PNP, который можно увидеть, подключенный к транзисторам NPN, гарантирует, что емкость затвора МОП-транзисторов эффективно разряжается в ходе действия для обеспечения эффективного функционирования всей системы.

Распиновка соединений с МОП-транзисторами может быть изменена и изменена в соответствии с индивидуальными предпочтениями, для этого также может потребоваться подключение контакта сброса №15.

Изображения формы волны

Вышеупомянутая конструкция была протестирована и проверена г-ном Робином Питером, одним из заядлых любителей и соавтором этого блога, следующие изображения сигналов были записаны им в процессе тестирования.