Pada postingan kali ini kita akan membahas secara komprehensif bagaimana membangun rangkaian inverter 500 watt dengan tahap charger baterai otomatis terintegrasi.

Lebih lanjut dalam artikel ini kita juga akan belajar bagaimana meningkatkan sistem untuk beban yang lebih tinggi dan bagaimana meningkatkannya menjadi versi gelombang sinus murni.

Power inverter 500 watt ini akan mengubah 12 V DC atau 24 V DC dari baterai asam timbal menjadi 220 V atau 120 V AC, yang dapat digunakan untuk menyalakan semua jenis beban, langsung dari lampu CFL, lampu LED, kipas angin, pemanas , motor, pompa, mixer, komputer, dan sebagainya.

Desain Dasar

Sebuah inverter dapat dirancang dalam banyak cara berbeda, cukup dengan mengganti tahap osilator dengan jenis tahap osilator lain, sesuai preferensi pengguna.

Tahap osilator pada dasarnya adalah sebuah multivibrator astabil yang bisa menggunakan IC atau transistor.

Meskipun osilator berbasis astabil dapat dirancang dengan berbagai cara, kami akan menggunakan opsi IC 4047 di sini karena ini adalah chip astabil serbaguna, akurat, dan khusus yang dirancang khusus untuk aplikasi seperti pembalik.

Menggunakan IC 4047

Membuat inverter apa pun menggunakan IC 4047 mungkin merupakan opsi yang paling direkomendasikan karena keakuratan tinggi dan keterbacaan IC. Perangkat ini adalah IC osilator serbaguna yang memberikan output push pull atau flip flop ganda di pin10 dan pin11, dan juga output gelombang persegi tunggal di pin13.

SIRKUIT DASAR

Sebuah inverter 500 watt dasar dengan output gelombang persegi dapat dibuat sesederhana di atas. Namun, untuk meningkatkannya dengan pengisi daya baterai, kami mungkin harus menggunakan trafo pengisi daya yang dinilai sesuai dengan spesifikasi baterai.

Sebelum mempelajari konfigurasi pengisi daya, mari kenali dulu spesifikasi baterai yang diperlukan untuk proyek ini.

Dari salah satu posting kami sebelumnya, kami tahu bahwa tingkat pengisian dan pemakaian baterai asam timbal yang lebih tepat harus berada pada tingkat 0,1C atau pada arus suplai yang 10 kali lebih kecil dari peringkat Ah baterai. Ini menyiratkan bahwa untuk mendapatkan cadangan minimal 7 jam pada beban 500 watt, Ah baterai dapat dihitung dengan cara berikut

Arus operasional yang diperlukan untuk beban 500 watt dari baterai 12V kira-kira 500/12 = 41 Amps

41 amp ini perlu bertahan selama 7 jam, berarti baterai Ah harus = 41 x 7 = 287 Ah. Namun, dalam kehidupan nyata, ini harus setidaknya 350 Ah.

Untuk baterai 24 V ini mungkin turun hingga 50% lebih sedikit pada 200 Ah. Inilah mengapa tegangan operasional yang lebih tinggi selalu disarankan karena peringkat watt inverter berada di sisi yang lebih tinggi.

Menggunakan Baterai 24 V.

Untuk menjaga ukuran baterai dan trafo lebih kecil dan kabel lebih tipis, Anda mungkin ingin menggunakan baterai 24 V untuk mengoperasikan desain 500 watt yang diusulkan.

Desain dasar akan tetap apa adanya, kecuali a 7812 IC ditambahkan ke rangkaian IC 4047, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Diagram skematik

Pengisi baterai

Untuk menjaga desain tetap sederhana namun efektif, saya menghindari penggunaan file terputus otomatis untuk pengisi daya baterai di sini, dan juga telah memastikan satu transformator umum digunakan untuk inverter dan operasi pengisi daya.

“bagaimana cara kerja sensor piezoelektrik? ”

Diagram rangkaian lengkap inverter 500 watt yang diusulkan dengan charger baterai dapat dilihat di bawah ini:

Konsep yang sama telah dibahas secara terperinci di salah satu posting terkait lainnya, yang dapat Anda lihat untuk informasi tambahan.

Pada dasarnya inverter menggunakan trafo yang sama untuk pengisian baterai dan untuk mengubah daya baterai menjadi output 220 V AC. Pengoperasian dilakukan melalui jaringan pergantian relai, yang secara bergantian mengubah belitan transformator ke mode pengisian dan mode inverter.

Bagaimana itu bekerja

Jika jaringan listrik AC tidak tersedia, kontak relai diposisikan pada titik N / C masing-masing (biasanya tertutup). Ini menghubungkan saluran MOSFET dengan primer transformator, dan peralatan atau beban terhubung dengan transformator sekunder.

Unit masuk ke mode inverter dan mulai menghasilkan AC 220V atau 120 V AC yang diperlukan dari baterai.

Kumparan relay ditenagai dari minyak mentah sederhana rangkaian catu daya tanpa transformator (kapasitif) menggunakan kapasitor dropping 2uF / 400V.

Suplai tidak perlu distabilkan atau diatur dengan baik karena bebannya berupa kumparan relay yang cukup berat dan akan dengan mudah menahan lonjakan saklar ON dari kapasitor 2uF.

Koil untuk relai RL1 yang mengontrol sisi AC utama transformator dapat dilihat terhubung sebelum dioda pemblokiran, sedangkan koil RL2 yang mengontrol sisi MOSFET diposisikan setelah dioda dan sejajar dengan kapasitor besar.

Ini sengaja dilakukan untuk menciptakan efek penundaan kecil untuk RL2, atau untuk memastikan RL1 mengaktifkan dan menonaktifkan sebelum RL2. Ini untuk masalah keamanan, dan untuk memastikan bahwa MOSFET tidak pernah mengalami pasokan pengisian balik setiap kali relai berpindah dari mode inverter ke mode pengisian daya.

Saran Keamanan

Seperti yang kita ketahui, dalam rangkaian inverter apa pun trafo bekerja seperti beban induktif yang berat. Ketika beban induktif yang berat dialihkan dengan frekuensi, itu pasti akan menghasilkan lonjakan arus dalam jumlah besar yang mungkin berpotensi berbahaya untuk elektronik sensitif dan IC yang terlibat.

Untuk memastikan keamanan yang tepat pada panggung elektronik, mungkin penting untuk memodifikasi bagian 7812 dengan cara berikut:

Untuk aplikasi 12V, Anda dapat mengurangi rangkaian perlindungan lonjakan di atas ke versi berikut:

Baterai, MOSFET dan Transformer Tentukan Wattnya

Kami telah membahas hal ini berkali-kali melalui posting yang berbeda bahwa itu adalah trafo, baterai, dan peringkat MOSFET yang benar-benar menentukan berapa banyak daya yang dapat dihasilkan oleh inverter.

Kami telah berbicara tentang perhitungan baterai di paragraf sebelumnya, sekarang mari kita lihat bagaimana trafo dapat dihitung untuk melengkapi keluaran daya yang dibutuhkan.

Ini sebenarnya sangat sederhana. Karena tegangan seharusnya 24 V, dan daya 500 watt, membagi 500 dengan 24 menghasilkan 20,83 amp. Artinya peringkat amp transformator harus di atas 21 amp, lebih disukai hingga 25 amp.

Namun, karena kami menggunakan trafo yang sama untuk mode pengisian dan inverter, kami harus memilih voltase sedemikian rupa sehingga sesuai dengan kedua operasi secara optimal.

A 20-0-20 V untuk sisi primer tampaknya merupakan kompromi yang baik, pada kenyataannya ini adalah peringkat yang cocok untuk keseluruhan kerja inverter di kedua mode.

Karena, hanya satu setengah belitan yang digunakan untuk mengisi daya baterai, peringkat 20 V RMS transformator dapat digunakan untuk mendapatkan puncak Dc 20 x 1,41 = 28,2 V melintasi baterai dengan bantuan kapasitor filter terkait yang terhubung ke baterai. terminal. Tegangan ini akan mengisi baterai dengan kecepatan yang baik dan kecepatan yang benar.

Dalam mode inverter, ketika baterai berada di sekitar 26 V, akan memungkinkan output inverter berada di 24/26 = 220 / Keluar

Keluar = 238 V

Kelihatannya output yang sehat sementara baterai terisi secara optimal, dan bahkan ketika baterai turun menjadi 23 V, output dapat diharapkan untuk mempertahankan 210V yang sehat.

Menghitung MOSFET : MOSFET pada dasarnya bekerja seperti sakelar yang tidak boleh terbakar saat mengganti jumlah arus pengenal, dan juga tidak boleh memanas karena peningkatan resistansi terhadap arus switching.

Untuk memenuhi aspek-aspek di atas, kita harus memastikan bahwa kapasitas penanganan saat ini atau spesifikasi ID MOSFET lebih dari 25 amp untuk inverter 500 watt kami. Juga untuk mencegah disipasi tinggi dan pengalihan yang tidak efisien, spesifikasi RDSon MOSFET harus serendah mungkin.

Perangkat yang ditunjukkan pada diagram adalah IRF3205 , yang memiliki ID 110 amp dan RDSon 8 miliohms (0,008 Ohm), yang sebenarnya terlihat cukup mengesankan dan sangat cocok untuk proyek inverter ini.

Daftar Bagian

Untuk membuat inverter 500 watt di atas dengan pengisi daya baterai, Anda memerlukan bill of material berikut:

IC 4047 = 1
Resistor
56K = 1
10 ohm = 2
Kapasitor 0.1uF = 1
Kapasitor 4700uF / 50 V = 1 (melintasi terminal baterai)
MOSFET IRF3205 = 2
Dioda 20 amp = 1
Heatsink untuk MOSFET = Tipe Bersirip Besar
Blocking Diode Across MOSFETs Drain / Source = 1N5402 (Harap hubungkan ke drain / sumber masing-masing MOSFET untuk perlindungan tambahan terhadap EMF balik dari primer transformator. Katoda akan menuju ke pin drain.
Relai DPDT 40 amp = 2 nos

Mengupgrade ke Inverter Sinewave yang Dimodifikasi

Versi gelombang persegi yang dibahas di atas dapat secara efektif diubah menjadi a dimodifikasi sinewave Sirkuit inverter 500 watt dengan bentuk gelombang keluaran yang jauh lebih baik.

“kelebihan dan kekurangan am dan fm ”

Untuk ini kami menggunakan usia tua IC 555 dan IC 741 kombinasi untuk pembuatan bentuk gelombang sinus yang dimaksud.

Sirkuit lengkap dengan pengisi daya baterai diberikan di bawah ini:

Idenya sama yang telah diterapkan di beberapa desain inverter sinewave lainnya di situs web ini. Ini untuk memotong gerbang MOSFET daya dengan SPWM yang dihitung sehingga SPWM arus tinggi yang direplikasi berosilasi melintasi belitan tarik dorong primer transformator.

IC 741 digunakan sebagai pembanding yang membandingkan dua gelombang segitiga di dua inputnya. Gelombang segitiga dasar lambat diperoleh dari pin IC 4047 Ct, sedangkan gelombang segitiga cepat diperoleh dari tahap astabil IC 555 eksternal. Hasilnya adalah SPWM yang dihitung pada pin6 dari IC 741. SPWM ini dipotong di gerbang MOSFET daya yang di-switching oleh transformator pada frekuensi SPWM yang sama.

Ini menghasilkan sisi sekunder dengan keluaran gelombang sinus murni (setelah beberapa filtrasi).

Desain Jembatan Penuh

Versi jembatan lengkap untuk konsep di atas dapat dibangun menggunakan konfigurasi yang diberikan di bawah ini:

Demi kesederhanaan, pemutusan baterai otomatis tidak disertakan, jadi disarankan untuk mematikan suplai segera setelah voltase baterai mencapai level pengisian penuh. Atau sebagai alternatif, Anda dapat menambahkan dengan tepat bohlam filamen secara seri dengan garis positif pengisian baterai, untuk memastikan pengisian yang aman untuk baterai.

Jika Anda memiliki pertanyaan atau keraguan mengenai konsep di atas, kotak komentar di bawah ini adalah milik Anda.

Sepasang: 3 Terminal Regulator Tegangan Tetap - Sirkuit Kerja dan Aplikasi Berikutnya: Cara Membuat PCB di Rumah