traditional dc to ac power inverter (1.5 kw)

7/28/2019 Traditional DC to AC Power Inverter (1.5 kW)

1/4

Tranzisztoros ellentem inverter Fejleszt Sarkadi Dezs 2017. [email protected] 1

TRANZISZTOROS ELLENTEM INVERTERFejleszt: Sarkadi Dezs

2013 mrciusUpdate: 2017. februr

Az jelen munkban bemutatott inverter fejlesztst 2011. vben fejeztem be, vekkel eltte kisebb-nagyobb

megszaktsokkal foglalkoztam inverter fejlesztssel. Az inverter hagyomnyos ellentem megolds, bipolris te l-jestmny tranzisztorokkal. Az inverter 24 V-os akkurl mkdik, kimenete stabilizlt 230 V 50 Hz-es frekvencijmodifiklt szinusz feszltsg. Az inverter teljestmnye nvlegesen 1500 W. Rvid, msodperces idtartamra kpesleadni 2000-2500W-os teljestmnyt, a folyamatos zemet stabilan, klnsebb melegeds nlkl 1000-1200 W-onteljesti.Az inverter blokksmja a kvetkez:

Tekintettel arra, hogy az inverter kimenfeszltsge felharmonikusokban gazdag, ezrt a kimen transzformtoroptimlis esetben kpes a nvleges teljestmnynek ktszerest is leadni. A tapasztalataim szerint a tlterhelsneknem a transzformtor, hanem a tranzisztorok melegedse szab gtat. A ksrleti pldnyban tlmelegeds vdelmetnem alkalmaztam, nyilvn egy kereskedelmi pldnynl ezt felttlenl biztostani kell. Az inverter el van ltva akku-multor tlmerts vdelemmel s tartalmaz egy lgyindtst biztost ramkrt is.A 230 Voltos kimeneten egy 10Amperes kismegszakt biztostja a tlterhels vdelmet. A kapcsolsi rajzokat a vgn kezdem, a vgfokozattal:

A VGFOKOZAT

A vgfokozat 12darab MJ1032 NPN Darlington tranzisztorral mkdik. Az MJ tranzisztorok kalapos kivitelek, akollektoruk a hz. Azt a megoldst alkalmaztam, hogy a 6-6 MJ tranzisztort kt alumnium htsnre szereltem szige-
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/4


tels nlkl a j helvezets rdekben. A tranzisztorok a htsnekkel egytt, egymstl s a burkolattl elszigete l-ve az inverter dobozba kerltek elhelyezsre. Ez az inverter mrett nmileg megnvelte, de a doboz mrettamgy a toroid transzformtor nagysga dnttte el. A htsnek dobozon belli elhelyezse viszont cskkenti ahtsnek hleadst, tvlatilag clszer a htsnek dobozon kvl i helyezse.A vgfokozaton feltntettem 6 darabF jel (Fuse) 20 Amperes olvad biztostkot, amelyek lehetneka gpkocsikban hasznlt biztostkok.

AZ ELERST

Az elerst szerepe kritikus, az brn feltntetett U = 1.25 Voltos feszltsget pontosan be kell lltani az 1 kilstrimmerekkel. A bellts akkor trtnik, miutn mr a vezrl jelt belltottuk a 9ms/11ms jel/sznet rtkekre.Fontos, hogy az elerst belltsakor a vgfokozatra nincs rkapcsolva a 24 V-os akkumultor! Ekkor lltjuk beszkppal mindkt csatornn az U = 1.25 Voltos feszltsget.Felkapcsolt akkumultornl, illetve hibs bellts esetnaz MJ tranzisztorok azonnal leghetnek! A segdramkrk mkdtet feszltsge 12 Volt, melyet egy kln pane-

len elhelyezett 7812 (+12V) stabilizlt IC biztostja a 24 V-os akkufeszltsgrl. A 12 voltos stabiliztort gy kell meg-tervezni,hogy 20 Volt alatti akkufeszltsg esetn is leadja a stabil 12 Voltot, kb. 500 mA-es maximlis terhelssel.

A VEZRL


3/4


A vezrl elsdleges feladata ellltani ellenttes fzisban a ngyszg alak, 50 Hz-es PWM vezrljelet azelerst rszre. Tovbbi feladata az inverter kimenfeszltsgnek szablyozsa.A vezrl lelke az SG3524 tpusanalg IC, mely kimondottan PWM (Pulse Width Modulation) clokat szolgl.

A kimen trafrl rkez visszacsatolt jel egyenirnytson keresztl (lsd a kvetkez egysget) rkezik avezrl neglt IN bemeneti pontjra. Ez azt jelenti, hogy a visszacsatolt traffeszltsg nvekedse lecskkenti akimen vezrljelek impulzus-szlessgt.A nem-invertl bemenet stabil 2.5 Voltot kap az IC 2-es lbra, a stabilt2.5 V referencia feszltsget maga az IC lltja el.

Az impulzus-szlessg modullt kimeneti jelek ellenttes fzisban a 11-es s 14-es IC kimeneteken jelennek

meg (az IC-n bell ezek kt emitterkvet kapcsols tranzisztorokkimenett jelenti). Az 50 Hz-es vezrl frekvenci-t a 100 kils trimmer tudjuk belltani. A P2 trimmerrel a maximlis impulzus-szlessget lehetbelltani.A nyit-impulzusok maximlis idejt 9 ms-ra javasolt belltani. A bemeneti ponton feltntetett dida ugyancsak nveli az ICstabil mkdst (tapasztalat).A linerisan visszacsatolt hibajel biztostja a feszltsgszablyozst(negatv visszacsa-tols), az IC erstsi tnyezje:

610

10000!100

V

Be

R ohm

R ohm = = =

Az IC 10-es lbra kttt tpfeszltsg (+12V) lelltja a kimen jeleket(TILTS), melyet a vdelmi ramkr vezrel,illetve az inverter kikapcsolt llapotban a vezrl jelek kijutst megakadlyozza, stabilan lelltva ezzel az invertert.

SZABLYOZS S VDELEM

A kimen trafrl visszacsatolt 2 x 12 V vltfeszltsg egyenirnytra kerl, mely kimenete tlti a C1 ko n-denztort. A kondenztor feszltsgt tovbb osztjuk a P3 trimmerrel, amivel be tudjuk lltani az inverter kimenfeszltsgt a nvleges 230 Voltra. Az inverter Ki-Be kapcsolsa az ellapon tallhat tumbler ktlls SHkapcsol-valtrtnik. Az inverter bekapcsolsa a 24 V-os akkumultor bektsvel kezddik. Fontos biztonsgi szably, hogyaz akku felkapcsolsa eltt az ellapon lv 120 Amperes akku oldali kismegszaktt le kell kapcsolni, valamint az SHkapcsolt is le kell kapcsolni. Az akku felcsatlakoztatsa utn felkapcsoljuk a 120 amperes kismegszaktt, amelyet azellapon lv SRGA LED vilgtsa jelzi. Az invertert clszer terhels nlkl bekapcsolni, mely az SHkapcsolvaltrtnik. SHfelkapcsolsa esetn a ZLD LED is vilgt, az inverter zmmg hangja jelzi az zemet. Az inverter el vanltva lgy indtsi ramkrrel, mely az inverter ugrsszer bekapcsolst megakadlyozza. Az ramkr lnyege, hogyazSHfkapcsol kikapcsolt llapotban aDL didn keresztl maximlisra tlti a szablyozkr C1 kondenztort,

miltal az inverter vezrlje minimlisra szablyozza a kimen meghajt jelek impulzusainak szlessgt. Az SHfel-kapcsolsa utn a C1 kondenztor zemszer feltltst a visszacsatolt kimen feszltsg biztostja.

Az akku tlmerts vdelmnek als ramkre nem ignyel klnsebb magyarzatot. A P4 trimmerrel a 21Volt lemertett akkufeszltsg rtket lltjuk be, amikor a kis beptett rel meghz, vdelmi jelet tovbbit a vezrl


4/4


fel (TILTS) s a rel ntartsa biztostja a vdelmi llapot huzamos fenntartst(PIROS LED stabilan vilgt az el-lapon).A tlmerts vdelmet rel nlkl, tisztn egy elektronikus ramkrrel (pl. Smidt -triggerrel) meg lehet vals-tani.

Ha cskkentjk az inverter terhelst, az inverterSHkapcsoljnak ismtelt Ki-Be kapcsolsval az inverterjra indthat. Termszetesen clszer az akkumultor azonnali jratltse. Az inverter kisebb talaktssal sznet-mentes ramforrss alakthat, olyankor az akkumultor norml zemben csepptltsen van.

Tekintettel arra, hogy az inverter megvalstott llapotban hfok vdelmet (tlmelegeds vdelmet) nemtartalmaz, az invertert csak lland felgyelet mellett szabad zemeltetni. Tlmelegeds szlelse esetn az inverter

egyszeren az SHkapcsolval lellthat.

traditional dc to ac power inverter (1.5 kw)

Documents