220V DC till 220V AC: DIY Inverter Del 2: 17 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Hej alla. Jag hoppas att ni alla är friska och håller er friska. I denna instruerbara kommer jag att visa dig hur jag gjorde denna DC till AC -omvandlare som omvandlar 220V DC -spänning till 220V AC -spänning. AC -spänningen som genereras här är en fyrkantvågssignal och inte en ren sinusvågssignal. Detta projekt är en fortsättning på mitt förhandsgranskningsprojekt som var utformat för att konvertera 12Volts DC till 220V DC. Det rekommenderas starkt att du besöker mitt tidigare projekt innan du fortsätter i detta instruerbara. Länken till mitt DC till DC converter projekt är:

www.instructables.com/id/200Watts-12V-to-2…

Detta system omvandlar 220V DC till och alternerande signal på 220Volts vid 50 Hertz som den kommersiella växelströmsspänningen levererar i de flesta länder. Frekvensen kan enkelt justeras till 60 Hertz om det behövs. För att detta ska hända har jag utnyttjat en fullständig H -brotopologi med 4 högspänningsmosfeter.

Du kan köra alla kommersiella apparater med en effekt på 150 watt och cirka 200 watt topp under kort tid. Jag har framgångsrikt testat denna krets med mobila laddare, CFL -lampor, bärbar datorladdare och bordsfläkt och alla fungerar bra med denna design. Det var inget brummande ljud när fläkten också användes. På grund av DC-DC-omriktarens höga effektivitet är systemets förbrukning utan belastning endast cirka 60 milliampere.

Projektet använder mycket enkelt och lätt att få komponenter och några av dem räddas till och med från gamla datorns strömförsörjningar.

Så utan ytterligare dröjsmål, låt oss komma igång med byggprocessen!

VARNING: Detta är ett högspänningsprojekt och kan ge dig en dödlig chock om du inte är försiktig. Försök bara med detta projekt om du är väl insatt i att hantera högspänning och har erfarenhet av att göra elektroniska kretsar. Försök INTE om du inte vet vad du gör

Tillbehör

1. IRF840 N kanal MOSFETS - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 mosfet driver IC - 2
4. 16 -stifts IC -bas (tillval) -1
5. 8 -stifts IC -bas (tillval) - 1
6. 0.1uF keramisk kondensator - 2
7. 10uF elektrolytkondensator - 1
8. 330uF 200 volt elektrolytkondensator - 2 (jag räddade dem från en SMPS)
9. 47uF elektrolytkondensator - 2
10. 1N4007 diod för allmänna ändamål - 2
11. 100K motstånd -1
12. 10K motstånd - 2
13. 100 ohm motstånd -1
14. 10 ohm motstånd - 4
15. 100K variabelt motstånd (förinställt/ trimpot) - 1
16. Skruvplintar - 2
17. Veroboard eller perfboard
18. Anslutning av ledningar
19. Lödkit
20. Multimeter
21. Oscilloskop (valfritt men hjälper till att finjustera frekvensen)

Steg 1: Samla alla nödvändiga delar

Det är viktigt att vi samlar alla nödvändiga delar först så att vi snabbt kan gå vidare till projektet. Av dessa har några komponenter räddats från gammal datorns strömförsörjning.

Steg 2: Kondensatorbanken

Kondensatorbanken spelar här en viktig roll. I detta projekt omvandlas högspännings -likström till högspännings -växelström, så det är viktigt att utmatningen av likström är jämn och utan några fluktuationer. Det är här dessa enorma nötkondensatorer spelar in. Jag fick två 330uF 200V -kondensatorer från en SMPS. Att kombinera dem i serie ger mig och motsvarande kapacitans på ungefär 165uF och ökar spänningen upp till 400 volt. Genom att använda seriekombinationen av kondensatorer reduceras motsvarande kapacitans men spänningsgränsen ökar. Detta löste syftet med min ansökan. Högspännings -DC utjämnas nu av denna kondensatorbank. Det betyder att vi kommer att få en stadig AC-signal och spänningen kommer att förbli ganska konstant under uppstart eller när en last plötsligt kopplas till eller från.

VARNING: Dessa högspänningskondensatorer kan lagra sin laddning under en lång, lång tid, det kan ta upp till flera timmar! Så försök bara att göra detta projekt om du har en bra bakgrund inom elektronik och har praktisk erfarenhet av att hantera högspänning. Gör detta på egen risk

Steg 3: Bestäm placering av komponenter

Eftersom vi kommer att göra detta projekt på en veroboard är det viktigt att alla komponenter är strategiskt placerade så att relevanta komponenter ligger närmare varandra. På detta sätt kommer lödspår att vara minimala och färre antal bygelkablar kommer att användas för att göra designen mer snygg och snygg.

Steg 4: Oscillatorsektionen

50Hz (eller 60Hz) signalen genereras av den populära PWM IC-SG3525N med en kombination av RC-timingkomponenter.

För att få mer information om hur SG3525 IC fungerar, här är en länk till databladet för IC:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

För att få en alternerande utgång på 50Hz bör den interna oscillationsfrekvensen vara 100 Hz som kan ställas in med Rt cirka 130KHz och Ct är lika med 0.1uF. Formeln för frekvensberäkning ges i databladet för IC. Ett 100 ohm motstånd mellan stift 5 och 7 används för att lägga till lite dödtid mellan omkopplingen för att säkerställa säkerheten hos omkopplingskomponenter (MOSFETS).

Steg 5: MOSFET -drivrutinsdelen

Eftersom högspännings -DC kommer att kopplas via MOSFET: erna, är det inte möjligt att direkt ansluta SG3525 -utgångarna till MOSFET -porten, det är inte heller lätt att byta N -kanal -MOSFET på kretsens högsida och krävs en korrekt startkrets. Allt detta kan hanteras effektivt av MOSFET -drivrutinen IC IR2104, den kan driva/ växla MOSFET som tillåter spänningar upp till 600 volt. Detta gör IC: n lämplig för ut applikation. Eftersom IR2104 är en halvbro MOSFET -drivrutin, kommer vi att behöva två av dem för att styra hela bron.

Databladet för IR2104 hittar du här:

www.infineon.com/dgdl/Infineon-IR2104-DS-v…

Steg 6: H Bridge -sektionen

H -bron är det som är ansvarigt för att alternativt ändra riktningen för strömflödet genom lasten genom att alternativt aktivera och inaktivera den givna uppsättningen MOSFETS.

För denna operation har jag valt IRF840 N -kanal MOSFET som kan hantera upp till 500 volt med en maximal ström på 5 ampere, vilket är mer än tillräckligt för vår applikation. H -bron är det som kommer att anslutas direkt till en AC -apparat.

Databladet för denna MOSFET ges nedan:

www.vishay.com/docs/91070/sihf840.pdf

Steg 7: Testa kretsen på brödbräda

Innan lödning av komponenterna på plats är det alltid en bra idé att testa kretsen på en brödbräda och åtgärda eventuella misstag eller fel som kan krypa upp. I mitt breadboard -test samlade jag allt enligt schemat (tillhandahålls i ett senare steg) och verifierade utgångssvaret med en DSO. Inledningsvis testade jag systemet med låg spänning och först efter att ha bekräftats att det fungerade testade jag det med högspänningsingång

Steg 8: Breadboard -testet klart

Som testbelastning använde jag en liten 60 watts fläkt tillsammans med min brödbräda och ett 12V blybatteri. Jag hade mina multimetrar anslutna för att mäta utspänningen och strömmen från batteriet. Mätningar behövs för att säkerställa att det inte finns någon överbelastning och även för att beräkna effektiviteten.

Steg 9: Kretsdiagrammet och schematisk fil

Följande är hela kretsschemat för projektet och tillsammans med det har jag bifogat EAGLE -schematisk fil för din referens. Känn dig fri att ändra och använda samma för dina projekt.

Steg 10: Starta lödprocessen på Veroboard

Med designen testad och verifierad, nu går vi vidare till lödningsprocessen. Först har jag lödt alla komponenter som rör oscillatorsektionen.

Steg 11: Lägga till MOSFET -drivrutiner

MOSFET -drivrutins IC -bas och bootstrap -komponenterna löddes nu

Steg 12: Sätt i IC: n på plats

Var försiktig med IC: s orientering medan du sätter i den. Leta efter ett snäpp på IC för stiftreferens

Steg 13: Lödning av kondensatorbanken

Steg 14: Lägga till MOSFETS på H -bron

De fyra MOSFET: erna på H -bron är lödda på plats tillsammans med sina strömbegränsande grindmotstånd på 10Ohm och tillsammans med skruvplintar för enkel anslutning av ingångens likspänning och växelströmsspänningen.

Steg 15: Komplett modul

Så här ser hela modulen ut efter att lödningsprocessen har slutförts. Lägg märke till hur de flesta anslutningarna har gjorts med hjälp av lödspår och väldigt få bygeltrådar. Var försiktig med eventuella lösa anslutningar på grund av högspänningsrisker.

Steg 16: Komplett växelriktare med DC-DC-omvandlarmodul

Omformaren är nu komplett med både modulerna kompletta och anslutna med varandra. Detta har lyckats fungera med att ladda min bärbara dator och driva en liten bordsfläkt samtidigt.

Jag hoppas att du gillar det här projektet:)

Dela gärna med dig av dina kommentarer, tvivel och feedback i kommentarsfältet nedan. Se hela instruktionen och bygg videon för mer viktiga detaljer om projektet och hur jag byggde det, och medan du är där kan du överväga att prenumerera på min kanal:)