이 게시물에서는 자동 배터리 충전기 단계가 통합 된 500 와트 인버터 회로를 구축하는 방법에 대해 포괄적으로 논의합니다.

이 기사에서는 더 높은 부하를 위해 시스템을 업그레이드하는 방법과 ot를 순수한 사인파 버전으로 향상시키는 방법에 대해서도 알아 봅니다.

이 500W 전력 인버터는 납축 배터리에서 12V DC 또는 24V DC를 220V 또는 120V AC로 변환하여 CFL 조명, LED 전구, 팬, 히터에서 바로 모든 유형의 부하에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. , 모터, 펌프, 믹서, 컴퓨터 등.

기본 디자인

안 인버터 설계 가능 사용자 선호도에 따라 오실레이터 스테이지를 다른 유형의 오실레이터 스테이지로 간단히 교체하는 것입니다.

오실레이터 단계는 기본적으로 불안정한 멀티 바이브레이터 IC 또는 트랜지스터를 사용할 수 있습니다.

불안정 기반 발진기는 다양한 방식으로 설계 할 수 있지만 여기에서는 IC 4047 옵션을 사용할 것입니다.이 옵션은 인 버러와 같은 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 다목적 정확하고 특수한 불안정 칩이기 때문입니다.

IC 4047 사용

인버터 만들기 IC 4047 사용 IC의 높은 정확도와 가독성 때문에 아마도 가장 권장되는 옵션 일 것입니다. 이 장치는 pin10 및 pin11에 이중 푸시 풀 또는 플립 플롭 출력과 pin13에서 단일 구형파 출력을 제공하는 다목적 발진기 IC입니다.

기본 회로

구형파 출력의 기본 500 와트 인버터는 위와 같이 간단하게 구축 할 수 있습니다. 그러나 배터리 충전기로 업그레이드하려면 배터리 사양에 따라 적절한 등급의 충전기 변압기를 사용해야 할 수 있습니다.

충전기 구성을 배우기 전에 먼저이 프로젝트에 필요한 배터리 사양에 대해 알아 보겠습니다.

이전 게시물 중 하나에서 납축 배터리의보다 적절한 충전 및 방전 속도는 0.1C 속도 또는 배터리 Ah 등급보다 10 배 적은 공급 전류 여야한다는 것을 알고 있습니다. 이는 500 와트 부하에서 최소 7 시간 백업을 확보하기 위해 배터리 Ah를 다음과 같은 방식으로 계산할 수 있음을 의미합니다.

12V 배터리에서 500 와트 부하에 필요한 작동 전류는 약 500/12 = 41A입니다.

이 41A는 7 시간 동안 지속되어야하며 배터리 Ah가 = 41 x 7 = 287 Ah 여야 함을 의미합니다. 그러나 실제 생활에서는 최소 350Ah가 필요합니다.

24V 배터리의 경우 이는 200Ah에서 50 % 감소 할 수 있습니다. 이것이 바로 인버터의 와트 정격이 더 높아질 때 항상 더 높은 작동 전압을 권장하는 이유입니다.

24V 배터리 사용

배터리와 변압기 크기를 더 작게 유지하고 케이블을 더 얇게 유지하려면 제안 된 500 와트 설계에서 작동하는 데 24V 배터리를 사용할 수 있습니다.

기본 설계는 그대로 유지됩니다. 7812 IC 아래와 같이 IC 4047 회로에 추가되었습니다.

개략도

배터리 충전기

디자인을 단순하면서도 효과적으로 유지하기 위해 배터리 충전기의 자동 차단 여기에서 인버터 및 충전기 작동에 단일 공통 변압기가 사용되도록했습니다.

“비교기로서의 연산 증폭기 ”

배터리 충전기가있는 제안 된 500 와트 인버터의 전체 회로도는 다음과 같습니다.

동일한 개념이 이미 다른 관련 게시물 중 하나에서 정교하게 논의되었으며 추가 정보를 참조 할 수 있습니다.

기본적으로 인버터는 배터리 충전을위한 동일한 변압기 배터리 전원을 220V AC 출력으로 변환합니다. 작동은 변압기 권선을 충전 모드와 인버터 모드로 교대로 변경하는 릴레이 전환 네트워크를 통해 구현됩니다.

작동 원리

계통 주전원 AC를 사용할 수없는 경우 릴레이 접점은 해당 N / C 지점 (일반적으로 닫힘)에 배치됩니다. 이는 MOSFET의 드레인을 1 차 변압기에 연결하고 기기 또는 부하는 변압기의 2 차에 연결합니다.

장치가 인버터 모드로 전환되고 배터리에서 필요한 220V AC 또는 120V AC를 생성하기 시작합니다.

릴레이 코일은 간단한 원유로 구동됩니다. 무 변압 (용량 성) 전원 공급 회로 2uF / 400V 강하 커패시터를 사용합니다.

부하가 상당히 무거운 릴레이 코일 형태이고 2uF 커패시터의 스위치 ON 서지를 쉽게 견딜 수 있기 때문에 전원을 안정화하거나 잘 조절할 필요가 없습니다.

변압기의 주전원 AC 측을 제어하는 RL1 릴레이 용 코일은 차단 다이오드 앞에 연결되어있는 반면, MOSFET 측을 제어하는 RL2의 코일은 다이오드 뒤에 있고 대형 커패시터에 병렬로 배치되어 있습니다.

이것은 의도적으로 RL2에 대한 작은 지연 효과를 생성하거나 RL1이 RL2 이전에 ON 및 OFF를 전환하도록하기 위해 수행됩니다. 이는 안전 문제를위한 것이며 릴레이가 인버터 모드에서 충전 모드로 이동할 때마다 MOSFET이 역 충전 공급을받지 않도록하기위한 것입니다.

안전 제안

아시다시피 모든 인버터 회로에서 변압기는 무거운 유도 부하처럼 작동합니다. 이러한 무거운 유도 부하가 주파수로 전환되면 민감한 전자 장치 및 관련 IC에 잠재적으로 위험 할 수있는 엄청난 양의 전류 스파이크가 생성됩니다.

전자 스테이지의 적절한 안전을 보장하려면 다음과 같은 방식으로 7812 섹션을 수정하는 것이 중요 할 수 있습니다.

12V 애플리케이션의 경우 위의 스파이크 보호 회로를 다음 버전으로 줄일 수 있습니다.

배터리, MOSFET 및 변압기가 전력량을 결정

인버터가 생산할 수있는 전력량을 실제로 결정하는 것은 변압기, 배터리 및 MOSFET 등급이라는 여러 게시물을 통해 여러 번 논의했습니다.

우리는 이미 이전 단락에서 배터리 계산에 대해 이야기했습니다. 이제 어떻게 변압기 계산 가능 필요한 전력 출력을 보완합니다.

실제로 매우 간단합니다. 전압은 24V이고 전력은 500 와트이므로 500을 24로 나누면 20.83 암페어가됩니다. 트랜스포머 암페어 정격은 21 암페어 이상이어야하며, 바람직하게는 최대 25 암페어 여야합니다.

그러나 우리는 충전 모드와 인버터 모드 모두에 동일한 변압기를 사용하고 있기 때문에 두 가지 작동 모두에 최적으로 적합한 방식으로 전압을 선택해야합니다.

1 차측의 20-0-20V는 좋은 절충안 인 것처럼 보이며 실제로 두 모드에서 인버터의 전체 작동에 이상적인 정격입니다.

배터리를 충전하는 데 절반의 권선 만 사용되므로 변압기의 20V RMS 정격은 배터리 전체에 연결된 필터 커패시터의 도움으로 배터리 전체에 20 x 1.41 = 28.2V 피크 Dc를 얻는 데 사용할 수 있습니다. 터미널. 이 전압은 배터리를 좋은 속도와 정확한 속도로 충전합니다.

인버터 모드에서 배터리가 약 26V 일 때 인버터 출력은 24/26 = 220 / Out이됩니다.

출력 = 238V

이것은 배터리가 최적으로 충전 된 상태에서 건강한 출력으로 보이며 배터리가 23V로 떨어지더라도 출력은 건강한 210V를 유지할 것으로 예상 할 수 있습니다.

MOSFET 계산 : MOSFET은 기본적으로 정격 전류를 전환하는 동안 타지 않아야하며 스위칭 전류에 대한 저항 증가로 인해 가열되지 않아야하는 스위치처럼 작동합니다.

위의 측면을 충족하려면 전류 처리 용량 또는 MOSFET의 ID 사양이 500 와트 인버터의 경우 25A를 훨씬 넘도록해야합니다. 또한 높은 손실과 비효율적 인 스위칭을 방지하기 위해 MOSFET의 RDSon 사양은 가능한 한 낮아야합니다.

다이어그램에 표시된 장치는 IRF3205 , ID는 110 암페어이고 RDSon은 8 밀리 옴 (0.008 옴)이며 실제로이 인버터 프로젝트에 매우 인상적이고 완벽하게 적합합니다.

부품 목록

배터리 충전기로 위의 500W 인버터를 만들려면 다음과 같은 BOM이 필요합니다.

IC 4047 = 1
저항기
56K = 1
10 옴 = 2
커패시터 0.1uF = 1
커패시터 4700uF / 50V = 1 (배터리 단자 전체)
MOSFET IRF3205 = 2
다이오드 20amp = 1
MOSFET 용 히트 싱크 = 대형 핀형
MOSFET에서 다이오드 차단 드레인 / 소스 = 1N5402 (트랜스포머 1 차측의 역 EMF에 대한 추가 보호를 위해 각 MOSFET의 드레인 / 소스에 연결하십시오. 음극은 드레인 핀으로 이동합니다.
릴레이 DPDT 40 amp = 2 nos

수정 된 사인파 인버터로 업그레이드

위에서 논의한 구형파 버전은 효과적으로 수정 된 사인파 출력 파형이 훨씬 향상된 500W 인버터 회로.

“유리, 고무, 도자기 및 종이는 전기 ”

이를 위해 우리는 나이를 사용합니다. IC 555 및 IC 741 의도 된 사인파를 제조하기위한 조합.

배터리 충전기를 사용한 전체 회로는 다음과 같습니다.

아이디어는이 웹 사이트의 다른 사인파 인버터 설계에 적용된 것과 동일합니다. 계산 된 SPWM을 사용하여 전력 MOSFET의 게이트를 절단하여 복제 된 고전류 SPWM이 트랜스포머 1 차측의 푸시 풀 권선을 통해 진동하도록합니다.

IC 741은 두 입력에 걸쳐 두 개의 삼각파를 비교하는 비교기로 사용됩니다. 느린 기본 삼각파는 IC 4047 Ct 핀에서 수집되는 반면 빠른 삼각파는 외부 IC 555 불안정 단계에서 파생됩니다. 결과는 IC 741의 핀 6에서 계산 된 SPWM입니다.이 SPWM은 동일한 SPWM 주파수에서 변압기에 의해 스위칭되는 전력 MOSFET의 게이트에서 잘립니다.

그 결과 순수한 사인파 출력 (일부 여과 후)이있는 2 차 측이 생성됩니다.