220V DC - 220V AC: DIY İnvertör Bölüm 2: 17 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Herkese merhaba. Umarım hepiniz güvendesinizdir ve sağlıklısınızdır. Bu talimatta size 220V DC voltajı 220V AC voltaja dönüştüren bu DC'den AC'ye dönüştürücüyü nasıl yaptığımı göstereceğim. Burada üretilen AC voltajı bir kare dalga sinyalidir ve saf sinüs dalgası sinyali değildir. Bu proje, 12Volt DC'yi 220V DC'ye dönüştürmek için tasarlanmış ön izleme projemin devamıdır. Bu talimatla devam etmeden önce önceki projemi ziyaret etmeniz şiddetle tavsiye edilir. DC'den DC'ye dönüştürücü projemin bağlantısı:

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

Bu sistem, 220V DC'yi, çoğu ülkede ticari AC besleme frekansı olan 50 Hertz'de 220Volt'un Alternatif sinyaline dönüştürür. Gerekirse frekans 60 Hertz'e kolayca ayarlanabilir. Bunun gerçekleşmesi için 4 Yüksek voltajlı MOSFET kullanarak tam bir H köprü topolojisi kullandım.

Herhangi bir ticari cihazı kısa süre için 150 watt ve yaklaşık 200 watt tepe güç derecesinde çalıştırabilirsiniz. Bu devreyi Mobil şarj cihazları, CFL ampuller, Dizüstü bilgisayar şarj cihazı ve masa fanı ile başarıyla test ettim ve hepsi bu tasarımla iyi çalışıyor. Fanı da çalıştırırken uğultu sesi yoktu. DC-DC dönüştürücünün yüksek verimliliği nedeniyle, bu sistemin yüksüz akım tüketimi sadece yaklaşık 60 miliamperdir.

Proje çok basit ve elde edilmesi kolay bileşenler kullanıyor ve bazıları eski bilgisayar güç kaynaklarından bile kurtarılıyor.

O halde daha fazla gecikmeden, inşa sürecine başlayalım!

UYARI: Bu bir yüksek voltaj projesidir ve dikkatli olmazsanız size ölümcül bir şok verebilir. Bu projeyi yalnızca yüksek voltajla ilgili bilginiz varsa ve elektronik devreler yapma deneyiminiz varsa deneyin. Ne yaptığınızı bilmiyorsanız ÇALIŞMAYIN

Gereçler

1. IRF840 N kanal MOSFET - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IR2104 mosfet sürücüsü IC - 2
4. 16 pinli IC tabanı (isteğe bağlı) -1
5. 8 pinli IC tabanı (isteğe bağlı) - 1
6. 0.1uF seramik kondansatör - 2
7. 10uF elektrolitik kapasitör - 1
8. 330uF 200 volt elektrolitik kapasitör - 2 (Onları bir SMPS'den kurtardım)
9. 47uF elektrolitik kapasitör - 2
10. 1N4007 genel amaçlı diyot - 2
11. 100K direnç -1
12. 10K direnç - 2
13. 100 ohm direnç -1
14. 10 ohm direnç - 4
15. 100K değişken direnç (ön ayar/ trimpot) - 1
16. Vidalı terminaller - 2
17. Veroboard veya perfboard
18. Bağlantı telleri
19. Lehimleme kiti
20. multimetre
21. Osiloskop (isteğe bağlı ancak frekansın ince ayarlanmasına yardımcı olur)

Adım 1: Gerekli Tüm Parçaların Toplanması

Projeyi hızlı bir şekilde yapmaya devam edebilmemiz için önce gerekli tüm parçaları toplamamız önemlidir. Bunların dışında birkaç bileşen eski bilgisayar güç kaynağından kurtarıldı.

Adım 2: Kapasitör Bankası

Kondansatör bankası burada önemli bir rol oynar. Bu projede, yüksek voltajlı DC, yüksek voltajlı AC'ye dönüştürülür, bu nedenle DC çıkışının düzgün ve herhangi bir dalgalanma olmadan olması önemlidir. İşte bu büyük hacimli kapasitörler devreye giriyor. Bir SMPS'den iki adet 330uF 200V dereceli kapasitör aldım. Bunları seri halinde birleştirmek bana kabaca 165uF'lik eşdeğer kapasitans verir ve voltaj derecesini 400 volta kadar artırır. Seri kapasitör kombinasyonunu kullanarak eşdeğer kapasitans azalır, ancak voltaj limiti artar. Bu, başvurumun amacını çözdü. Yüksek voltajlı DC şimdi bu kapasitör bankası tarafından düzeltilir. Bu, sabit bir AC sinyali alacağımız ve başlatma sırasında veya bir yük aniden takıldığında veya bağlantısı kesildiğinde voltajın oldukça sabit kalacağı anlamına gelir.

UYARI: Bu yüksek voltajlı kapasitörler, şarjlarını birkaç saate kadar çıkabilen uzun, uzun bir süre boyunca saklayabilir! Bu nedenle, bu projeyi yalnızca iyi bir elektronik geçmişiniz varsa ve yüksek voltajla çalışma deneyimine sahipseniz yapmaya çalışın. Bunu kendi sorumluluğunuzda yapın

Adım 3: Bileşenlerin Yerleştirilmesine Karar Verme

Bu projeyi bir veroboard üzerinde yapacağımız için, ilgili bileşenlerin birbirine daha yakın olması için tüm bileşenlerin stratejik olarak yerleştirilmesi önemlidir. Bu sayede lehim izleri minimum olacak ve tasarımı daha düzenli ve derli toplu hale getirmek için daha az sayıda jumper teli kullanılacaktır.

Adım 4: Osilatör Bölümü

50Hz (veya 60Hz) sinyali, popüler PWM IC-SG3525N tarafından RC zamanlama bileşenlerinin bir kombinasyonu ile üretiliyor.

SG3525 IC'nin çalışması hakkında daha fazla ayrıntı almak için, IC'nin veri sayfasına bir bağlantı:

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

50 Hz'lik bir alternatif çıkış elde etmek için, dahili salınım frekansı 100 Hz olmalıdır, bu da Rt kullanılarak yaklaşık 130 KHz ve Ct 0,1 uF'ye eşittir. Frekans hesaplama formülü IC'nin veri sayfasında verilmiştir. Anahtarlama bileşenlerinin (MOSFETS) güvenliğini sağlamak için anahtarlama arasına biraz ölü zaman eklemek için pim 5 ve 7 arasında 100 ohm'luk bir direnç kullanılır.

Adım 5: MOSFET Sürücü Bölümü

Yüksek gerilim DC, MOSFET'ler üzerinden anahtarlanacağından, SG3525 çıkışlarını doğrudan MOSFET'in kapısına bağlamak mümkün değildir, ayrıca devrenin yüksek tarafında N kanallı MOSFET'leri anahtarlamak kolay değildir ve uygun önyükleme devresi gerektirir. Tüm bunlar, MOSFET sürücüsü IC IR2104 tarafından verimli bir şekilde ele alınabilir, 600 Volt'a kadar voltajlara izin veren MOSFET'leri sürme/değiştirme yeteneğine sahiptir. Bu, IC'yi dışarı uygulama için uygun hale getirir. IR2104 bir yarım köprü MOSFET sürücüsü olduğundan, tam köprüyü kontrol etmek için ikisine ihtiyacımız olacak.

IR2104'ün veri sayfası burada bulunabilir:

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

Adım 6: H Köprü Bölümü

H köprüsü, verilen MOSFET setini alternatif olarak etkinleştirip devre dışı bırakarak yük üzerinden akım akışının yönünü alternatif olarak değiştirmekten sorumludur.

Bu işlem için, uygulamamız için fazlasıyla yeterli olan maksimum 5 Amper akımla 500 volta kadar dayanabilen IRF840 N kanallı MOSFET'leri seçtim. H köprüsü, AC cihazına doğrudan bağlanacak olan şeydir.

Bu MOSFET'in veri sayfası aşağıda verilmiştir:

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

Adım 7: Devreyi Breadboard Üzerinde Test Etme

Bileşenleri yerinde lehimlemeden önce, devreyi bir devre tahtası üzerinde test etmek ve ortaya çıkabilecek hataları veya hataları düzeltmek her zaman iyi bir fikirdir. Breadboard testimde her şeyi şemaya göre (daha sonraki bir adımda sağlanan) bir araya getirdim ve bir DSO kullanarak çıktı yanıtını doğruladım. Başlangıçta sistemi düşük voltajla test ettim ve ancak çalıştığı onaylandıktan sonra yüksek voltaj girişi ile test ettim.

Adım 8: Breadboard Testi Tamamlandı

Test yükü olarak, breadboard kurulumum ve 12V kurşun asit batarya ile birlikte 60 watt'lık küçük bir fan kullandım. Pilden tüketilen çıkış voltajını ve akımı ölçmek için multimetrelerimi bağladım. Aşırı yükleme olmadığından emin olmak ve ayrıca verimliliği hesaplamak için ölçümlere ihtiyaç vardır.

Adım 9: Devre Şeması ve Şematik Dosyası

Aşağıdaki projenin tüm devre şemasıdır ve bununla birlikte referansınız için EAGLE şematik dosyasını ekledim. Projeleriniz için aynı şeyi değiştirmekten ve kullanmaktan çekinmeyin.

Adım 10: Veroboard'da Lehimleme İşlemini Başlatma

Tasarımın test edilip doğrulanmasıyla, şimdi lehimleme işlemine geçiyoruz. Öncelikle osilatör bölümü ile ilgili tüm bileşenleri lehimledim.

Adım 11: MOSFET Sürücülerini Ekleme

MOSFET sürücüsü IC tabanı ve önyükleme bileşenleri artık lehimlendi

Adım 12: IC'yi Yerine Yerleştirme

Takarken IC'nin yönüne dikkat edin. Pin referansı için IC'de bir çentik arayın

Adım 13: Kapasitör Bankasını Lehimleme

Adım 14: H Köprüsünün MOSFET'lerini Ekleme

H köprüsünün 4 MOSFET'i, giriş DC voltajı ve AC çıkış voltajının kolay bağlantısı için 10 Ohm'luk akım sınırlayıcı kapı dirençleriyle ve vidalı terminallerle birlikte yerinde lehimlenmiştir.

Adım 15: Modülü Tamamlayın

Lehimleme işlemi tamamlandıktan sonra tüm modül böyle görünüyor. Bağlantıların çoğunun lehim izleri ve çok az atlama teli kullanılarak nasıl yapıldığına dikkat edin. Yüksek voltaj riskleri nedeniyle gevşek bağlantılara dikkat edin.

Adım 16: DC-DC Dönüştürücü Modülü ile İnvertörü Tamamlayın

İnverter şimdi hem modüller tamamlanmış hem de birbirine bağlı olarak tamamlanmıştır. Bu, dizüstü bilgisayarımı şarj etmede ve aynı anda küçük bir masa fanına güç vermede başarılı bir şekilde çalışıyor.

Umarım bu projeyi beğenirsiniz:)

Aşağıdaki yorumlar bölümünde yorumlarınızı, şüphelerinizi ve geri bildirimlerinizi paylaşmaktan çekinmeyin. Proje ve onu nasıl inşa ettiğimle ilgili daha önemli ayrıntılar için tam talimatı izleyin ve videoyu oluşturun ve oradayken kanalıma abone olmayı düşünün:)