تاریخ انتشار: 99-06-29 17:06:46 شنبه
نمایش: (4049)

اینورتر 12 ولت DC به 220 ولت AC

توضیحات:

اینورترها اغلب در مکانهایی مورد نیاز هستند که تأمین برق AC از شبکه امکان پذیر نیست. از مدار  اینورتر  برای تبدیل برق DC به برق AC استفاده می شود. اینورترها می توانند از دو نوع مبدل سینوسی و اینورتر شبه سینوسی یا اصلاح شده باشند.اینورتر های سینوسی در اکثر مواقع هزینه بر هستند ، در حالی که اینورترهای اصلاح شده یا مشابه آن از نظر قیمتی واقعا ارزان هستند.

 در حالت کلی میتوان گفت که این اینورتر اصلاح‌شده یک موج مربعی تولید می‌کند و از آن‌ها برای تجهیزات ظریف الکترونیکی استفاده نمی‌شود.در اینجا، یک مدار اینورتر با ولتاژ ساده با استفاده از ترانزیستورهای قدرت به عنوان وسایل سوئیچینگ، ساخته می‌شود،

که سیگنال 12 ولت DC را به تک فاز ۲۲۰ ولت  AC تبدیل می‌کند.

مروری بر عملکرد مدار

هدف اصلی  هر مدار اینورتر، تولید نوسان با استفاده از برق مستقیم داده‌ شده و اعمال این نوسانات در طول اولیه ترانسفورماتور با تقویت جریان است.این ولتاژ اولیه بسته به تعداد دور در سیم پیچ اولیه و ثانویه است و تا ولتاژ بالاتر افزایش می یابد.

همچنین در مورد مدار مبدل 12 ولت به 24 ولت DC میتوان از نمودار دیاگرامی زیر ایده گرفت.

مدار اینورتر با استفاده از ترانزیستور

مبدل 12 ولت DC به 220 ولت AC نیز می تواند با استفاده از ترانزیستورهای ساده طراحی شود. می تواند برای تأمین برق لامپ های تا 35 وات مورد استفاده قرار گیرد اما می توان با افزودن ماسفت های بیشتر ، بارهای قدرتمندتری را نیز به کار برد.

اینورتر پیاده سازی شده در این مدار یک اینورتر موج مربعی است و با دستگاههایی کار می کند که به AC  تمام سینوسی احتیاج ندارند.

دیاگرام مدار

MOSFET IRF 630 -2

ترانزیستور 2N2222

2.2uf خازن -2

مقاومت

680 اهم-2

12k-2

ترانسفورماتور تک 12v-220v

نحوه کارکرد

مدار را می توان به سه قسمت تقسیم کرد: اسیلاتور ، تقویت کننده و ترانسفورماتور. یک نوسانگر 50 هرتز نیزلازم است زیرا فرکانس منبع تغذیه 50 هرتز است.در مدار ، R1 ، R2 ، R3 ، R4 ، C1 ، C2 ، T2 و T3 نوسان ساز را تشکیل می دهند

هر ترانزیستور امواج مربع معکوس را تولید می کند. مقادیر R1 ، R2 و C1 (R4 ، R3 و C2 یکسان هستند) فرکانس را تعیین می کنند.فرمول فرکانس موج مربع تولید شده توسط

نواسانگر های ناپایدار تولید می شود که از فر مور زیر این میزان تولید شده را می توان به دست اورد:

 

(F = 1/(1.38*R2*C1

سیگنالهای معکوس کننده از اسیلاتور توسط ماسفت های  T1 و T4 تقویت می شوند.

این سیگنالهای تقویت شده با منبع مرکزی متصل به 12 ولت DC به ترانسفورماتور مرحله ای، وصل می شوند.

خروجی ویدویی

نسبت چرخش ترانسفورماتور باید 1:19 باشد تا 12 ولت به 220 ولت تبدیل شود . ترانسفورماتور  هر دو سیگنال معکوس را برای تولید خروجی موج مربع متناوب 220 ولت ترکیب می کند.با استفاده از باتری 24 ولت ، می توان تا 85 وات را تأمین کرد ،اما این طراحی ناکارآمد است.و  برای افزایش ظرفیت اینورتر ، باید تعداد MOSFETS افزایش یابد.

مدار مبدل 12 ولت DC به 220 ولت با استفاده از نوسان ساز ناپایدار

مدارهای اینورتر می توانند از تریستورها به عنوان دستگاه های سوئیچینگ یا ترانزیستورها استفاده کنند. به طور معمول برای کاربردهای کم و متوسط ، از ترانزیستورهای قدرت استفاده می شود.

دلیل استفاده از ترانزیستور قدرت این است که آنها مقاومت ظاهری خروجی بسیار کمی دارند و اجازه می دهند حداکثر جریان در خروجی جریان یابد.

جنبه مهم دیگر این مدار نوسان ساز است. استفاده مهم از 555 Timer IC در استفاده از آن به عنوان یک نوسان ساز ناپایدار است است.

نوسان ساز ناپایدار یک سیگنال خروجی تولید می کند که بین دو حالت جابجا می شود و از این رو می تواند به عنوان یک نوسان ساز استفاده شود. فرکانس نوسان توسط مقادیر خازن و مقاومت ها تعیین می شود.

یکی از کاربردهای مهم ترانزیستور در سوئیچینگ است.

دیاگرام مدار

اجزا مدار

  •          V1 = 12V
  •          R1 = 10K
  •          R2 = 150K
  •          R3 = 10Ohms
  •          R4 = 10Ohms
  •          Q1 = TIP41
  •          Q2 = TIP42
  •          D1 = D2 = 1N4007
  •          C3 = 2200uF
  •          T1 = 12V/220V step up transformer

توضیحات طراحی مدار

طراحی نوسان ساز:

از یک مولتی ویبراتور تحریک پذیر می توان به عنوان یک اسیلاتور استفاده کرد. در اینجا یک نوسان ساز ناپایدار با استفاده از تایمر 555 طراحی شده است می دانیم که فرکانس نوسانات برای یک تایمر 555 در حالت ناپایدار توسط فرمول زیر اندازه گیری می شود:

f = 1.44/(R1+2*R2)*C

جایی که R1مقاومت بین پین تخلیه و Vcc است ، R2مقاومت بین پایه تخلیه و پایه آستانه و C ظرفیت بین پین و زمین است   همچنین چرخه کار سیگنال خروجی توسط:

D = (R1+R2)/(R1+2*R2)

از آنجا که نیاز ماf =50Hz  وD = 50% و با فرض C برابر 0.1uF است ، می توانیم مقادیرR1 و  R2  را به ترتیب 10K و 140K اهم محاسبه کنیم. در اینجا ما برای تنظیم دقیق سیگنال خروجی ترجیح می دهیم از پتانسیومتر 150K استفاده کنیم.

همچنین از خازن سرامیکی 0.01uF بین پین کنترل و زمین استفاده شده است.

طراحی مدار سوئیچینگ: هدف اصلی ما تولید سیگنال AC 220 ولت است. این نیاز به استفاده از ترانزیستورهای قدرت بالا دارد تا جریان حداکثر جریان را به بار منتقل کند.به همین دلیل ما از یک ترانزیستور قدرت TIP41 با حداکثر جریان جمع کننده 6A استفاده می کنیم ، جایی که جریان پایه توسط جریان جمع کننده تقسیم بر افزایش جریان DC داده می شود.این یک جریان بایاس حدود 0.4A * 10 ، یعنی 4A را می دهد. اما از آنجا که این جریان بیشتر از حداکثر جریان پایه ترانزیستور است ، ما مقداری

را کمتر از حداکثر جریان پایه ترجیح می دهیم. اجازه دهید جریان بایاس را 1A فرض کنیم. سپس مقاومت بایاس توسط توسط داده می شود:

R= (Vcc – VBE(ON))/Ibias

برای هر ترانزیستور ،VBE(ON) حدود 2 ولت است. بنابراین Rb برای هر کدام 10 اهم محاسبه می شود. از آنجا که از دیودها برای بایاس استفاده می شود ، افت ولتاژ جلو در دیودها باید برابر افت ولتاژ جلو در ترانزیستورها باشد. به همین دلیل ، از دیودهای1N4007استفاده می شود.

ملاحظات طراحی برای ترانزیستورهای PNP و NPN یکسان است. ما از یک ترانزیستور قدرت PNP TIP42 استفاده می کنیم.

طراحی بار خروجی:

از آنجا که خروجی از مدار سوئیچینگ یک خروجی تعدیل شده با عرض پالس است ، ممکن است حاوی فرکانس های هارمونیکی غیر از فرکانس اساسی AC باشد.

به همین دلیل ، باید از یک خازن الکترولیت استفاده شود تا فقط فرکانس اساسی از آن عبور کند.  در اینجا ما از یک خازن الکترولیت 2200uF استفاده می کنیم ، به اندازه کافی بزرگ برای فیلتر کردن هارمونیک ها.

از آنجا که نیاز به خروجی 220 ولت است ، استفاده از ترانسفورماتور مرحله ای ترجیح داده می شود. در اینجا از یک ترانسفورماتور 12 ولت / 220 ولت استفاده می شود.

عملکرد مدار مبدل اینورتر 12 ولت DC به 220 ولت

  • وقتی این دستگاه با استفاده از باتری 12 ولت تغذیه می شود ، تایمر 555 متصل شده در حالت ناپایدار سیگنال موج مربعی با فرکانس 50 هرتز را تولید می کند.
  • • هنگامی که خروجی در سطح بالایی منطقی باشد ، دیود D2 هدایت می شود و جریان از طریق دیود D1 ، R3 به پایه ترانزیستور Q1 منتقل می شود.
  • بنابراین ترانزیستور Q1 روشن می شود. وقتی خروجی در سطح پایین منطقی باشد ، دیود D1 هدایت می شود و جریان از طریق و D1 و R4 به پایه Q2 جریان می یابد و باعث می شود که آن روشن شود.
  • • این اجازه می دهد تا ولتاژ DC در فواصل متناوب در سطح اولیه ترانسفورماتور تولید شود. خازن اطمینان حاصل می کند که فرکانس سیگنال در فرکانس اساسی مورد نیاز است.
  • • این سیگنال AC 12 ولت در سرتاسر دستگاه اصلی ترانسفورماتور سپس از طریق ثانویه ترانسفورماتور به سیگنال AC 220 ولت افزایش می یابد.

خرید اینورتر :

جهت خرید اینورتر های موجود در سایت را میتوانید در قسمت زیر ( محصولات مرتبط ) خریداری فرمایید.

(0)
هیچ دیدگاهی وجود ندارد
دیدگاه خود را بنویسید
*
*