Все мы время от времени сталкиваемся с отключениями электричества в наших домах или офисах. В такие моменты мы обычно используем генератор или инвертор. Электрогенераторы используют бензин или дизельное топливо в качестве топлива, и они очень шумные. Мы не будем здесь обсуждать генераторы энергии. Здесь мы будем говорить об инверторе. Инверторы питают мощность от источников питания постоянного тока, например от свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Эти инверторы сейчас используются повсеместно. Этот тип может использоваться для приложений средней мощности. Но для приборов большой мощности наиболее предпочтительны генераторы.
Самый распространенный тип инвертора, который мы видим в повседневной жизни, - это ИБП (источник бесперебойного питания). Мы используем ИБП для обеспечения работы ПК (персонального компьютера) в случае отключения электроэнергии. ИБП поддерживает поставленную мощность до тех пор, пока батарея не разрядится.
ИБП - это система, преобразующая постоянный ток в переменный. Таким образом, ИБП принимает питание постоянного тока от батареи в качестве входа и выдает мощность переменного тока в качестве выхода. Сегодня мы собираемся построить 100-ваттный инвертор с 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока. Эта схема проста и очень полезна.
Обязательные компоненты:
- +12 В аккумулятор
- Резистор 47 кОм
- Конденсатор 1000 мкФ (2 шт.)
- Конденсатор 4700 мкФ
- Поток 10 кОм, резистор 1 кОм (2 шт.)
- Резистор 10к (2 шт.)
- Диоды In5408 (2шт)
- CD4047 IC
- Конденсатор 4,7 мкФ
- Понижающий трансформатор (220В на 12В-0-12В (центральный ответвитель)) (10А)
- IRF540N MOSFET (2 шт.)
- Провода
12v-0-12v 10Amp понижающий трансформатор:
IRF540N MOSFET следует использовать с радиатором, не используйте MOSFET без надлежащего радиатора, без них MOSFET не выдержит. MOSFET здесь - это n-канальный расширенный MOSFET.
Также используйте проволоку хорошего калибра. Если вы используете проволоку небольшого сечения, у вас будут потери, а при больших нагрузках они станут очень горячими и перегорят.
Описание схемы:
Принципиальная схема преобразователя постоянного тока в переменный ток мощностью 100 Вт приведена ниже. Мы использовали EasyEDA, чтобы нарисовать эту принципиальную схему, и рассмотрели учебник «Как использовать EasyEDA для рисования и моделирования схем». Вы также можете скрыть эту принципиальную схему в компоновке печатной платы, как мы объясняли в учебнике EasyEDA, и построить этот проект на печатной плате.
Рабочее объяснение:
Ядро схемы - микросхема CD4047; этот чип здесь действует как нестабильный мультивибратор. Так микросхема генерирует тактовые импульсы с частотой 50 Гц. Эта частота выбирается конденсатором C2 и резистором R1. Период времени для сигнала задается как:
Т = 4,71 R1 * C2.
Теперь, чтобы получить частоту (1 / T) 50 Гц, нам нужно поиграть с приведенными выше числами. Мы можем выбрать емкость как постоянную и поиграть с сопротивлением для соответствующей частоты. Но если у вас нет осциллографа, чтобы настроить потенциометр на точное сопротивление, выберите емкость 4,7 мкФ и сопротивление 1 кОм. Это дает частоту 47 Гц, что вполне подходит для простых нагрузок. Если вы хотите получить точную частоту, вам необходимо точно выбрать сопротивление.
Таким образом, микросхема генерирует тактовые импульсы, которые подаются на N-MOSFET для управления трансформатором. Трансформатор увеличивает напряжение с 12 В до 230 В. Таким образом, каждый раз, когда импульс достигает затвора MOSFET, на выходе будет полупериод 220 В. В следующем импульсе второй полевой МОП-транзистор срабатывает для второго полупериода 220 В. Таким образом, при включении и выключении двух полевых МОП-транзисторов с частотой 50 Гц у нас будет выход 50 Гц при напряжении 220 В на конце трансформатора.
Итак, мы создали схему инвертора от 12 В постоянного тока до 220 В переменного тока.