Calcule bateria, transformador, MOSFET no inversor

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Neste post aprendemos como calcular corretamente os parâmetros do inversor com estágios associados, como bateria e transformador, calculando a correspondência dos parâmetros corretamente.

Introdução

Fazer um inversor sozinho pode ser definitivamente muito divertido. No entanto, se os resultados não forem satisfatórios, pode estragar completamente todo o propósito do projeto.



A instalação e configuração dos vários parâmetros do inversor, como a bateria e o transformador, com o circuito real montado, requer cuidado e atenção especiais para obter os melhores resultados da montagem.

O artigo discute como calcular e combinar uma bateria e um transformador com o circuito relevante e também esclarece sobre as possíveis falhas que podem ser encontradas e os respectivos procedimentos de solução de problemas.



O artigo ilumina os muitos recém-chegados com algumas das dicas importantes, que podem ser úteis ao configurar um circuito inversor com a bateria e o transformador, para que resultados eficientes e ideais possam ser alcançados.

Calculando as especificações do transformador e da bateria

Enquanto fazendo um inversor , dois cálculos devem ser amplamente levados em consideração, viz. o transformador e as classificações da bateria.

1) O transformador deve ter aproximadamente o dobro da carga máxima que se espera usar com o inversor. Por exemplo, se a carga pretendida é de 200 watts, o transformador deve ser avaliado em no mínimo 300 watts. Isso irá garantir um bom funcionamento do inversor e menos geração de calor do transformador.

O classificação de tensão do transformador deve ser ligeiramente mais baixa do que a tensão da bateria para inversores de onda quadrada.

Porém, para conceitos envolvendo PWM ou SPWM, deve ser igual à tensão média aplicada nas portas dos MOSFETs. Isso pode ser medido medindo-se a tensão CC média aplicada na porta dos MOSFETs do estágio do oscilador. Então, suponha que a tensão da bateria seja 12 V, mas por causa do PWM sua tensão média de chaveamento do oscilador mostra 7,5 V DC, o que implica que o seu transformador deve ser 7,5-0-7,5 V e não 12-0-12 V.

2) E a bateria Ah deve ser classificada 10 vezes mais do que a classificação de corrente máxima da carga. Por exemplo, se a bateria tem capacidade nominal de 12 V e a carga é de 200 watts, dividir 200 por 12 nos dá 16 amperes. Portanto, o Ah da bateria deve ser 10 vezes maior que essa classificação, ou seja, 160 Ah. Isso garantirá que sua bateria funcione com uma taxa de descarga saudável de 0,1C e forneça um backup de cerca de 8 horas.

Calculando Classificação MOSFET

O cálculo do MOSFET para um inversor é bastante simples. É preciso levar em consideração o fato de que os MOSFETs nada mais são do que interruptores eletrônicos , e devem ser avaliados da mesma forma que avaliamos nossas chaves mecânicas. Significa que as classificações de tensão e corrente do MOSFET devem ser selecionadas de forma adequada para que, mesmo na carga máxima especificada, o MOSFET funcionando esteja bem dentro de seu nível de ruptura.

Para garantir a condição acima, você pode consultar o folha de dados do mosfet e verifique os parâmetros Drain-Source Voltage e Continuous Drain Current do dispositivo, de forma que ambos os valores estejam bem acima dos valores de consumo máximo da carga, ou sejam selecionados com margens apreciáveis.

Suponha que se a carga é avaliada em 200 watts, dividindo isso com a tensão da bateria de 12 V, obtemos 16 amperes. Portanto, o MOSFET pode ser selecionado com classificações de tensão em qualquer lugar entre 24V a 36V como sua tensão de fonte de drenagem ( Vdss ), e de 24 A 30 A como sua Corrente de Drenagem Contínua ( Eu iria )

Tome o exemplo do MOSFET na imagem acima, aqui a tensão máxima tolerável Vdss do MOSFET especificado é 75V e a corrente Id máxima tolerável é 209 amperes, quando operado com dissipador de calor adequado. Isso significa que este MOSFET pode ser usado com segurança para todas as aplicações em que a potência de carga não seja superior a 14.000 watts.

Isso cuida dos MOSFETs e garante um perfeito funcionamento dos dispositivos mesmo em condições de plena carga, mas não se esqueça de montá-los em dissipadores de calor devidamente dimensionados.

Depois de adquirir todos os componentes necessários conforme explicado acima, seria importante que fossem verificados quanto à compatibilidade uns com os outros.

Apenas a bateria, que é um dos membros mais importantes, provavelmente não exigirá qualquer verificação prévia, porque a classificação impressa e as condições de tensão carregada devem ser suficientes para provar sua confiabilidade. Presume-se aqui que a condição da bateria é boa e é relativamente nova e 'saudável'.

Verificando o transformador

O transformador, que é o componente mais importante do inversor, certamente precisa de uma avaliação técnica completa. Isso pode ser feito da seguinte forma:

O avaliação do transformador pode ser melhor verificado na ordem inversa, ou seja, conectando seu enrolamento de alta tensão à entrada da rede elétrica CA e verificando o enrolamento oposto para as saídas especificadas. Se as classificações de corrente da seção de tensão inferior estiverem dentro dos limites máximos de um multitestador regular (DMM), então ele pode ser verificado ligando o AC acima e conectando o medidor (definido em, digamos, 20 Amp AC) através do enrolamento relevante.

Segure os bastões do medidor conectados aos terminais de enrolamento por alguns segundos para obter as leituras diretamente no medidor. Se a leitura corresponder à corrente do transformador especificada, ou pelo menos estiver perto dela, significa que o seu transformador está OK.

Leituras mais baixas significariam um enrolamento do transformador com classificação incorreta ou ruim. O circuito montado precisa ser verificado quanto a saídas de oscilação adequadas nas bases dos transistores de potência ou dos MOSFETs.

Isso pode ser feito conectando o circuito à bateria, mas sem incluir o transformador inicialmente. A verificação deve ser feita usando algum medidor de boa frequência ou, se possível, usando um osciloscópio. Se os aparelhos acima não estiverem com você, um teste bruto pode ser realizado usando um par de fones de ouvido comuns.

Conecte o conector do fone de ouvido às bases dos transistores de potência relevantes, você deve obter um zumbido forte nos fones de ouvido, confirmando o funcionamento do som dos estágios do oscilador.

As confirmações acima devem ser suficientes para solicitar que você configure todas as seções juntas. Conecte o transformador ao transistor relevante ou aos terminais dos dispositivos de energia, certifique-se de que os dispositivos de energia estejam corretamente integrados com o estágio do oscilador .

Instalação da configuração final do inversor

Finalmente, a bateria pode ser conectada às entradas de energia da configuração acima, mais uma vez, não se esqueça de incluir um FUSÍVEL apropriadamente classificado em série com o positivo da bateria. A saída do transformador agora pode ser conectada com a carga máxima especificada e a energia pode ser ligada.

Se tudo estiver conectado corretamente, a carga deve começar a operar com sua potência total, se não, então algo está errado com o estágio do circuito. Uma vez que a seção do oscilador foi devidamente verificada antes das instalações finais, certamente a falha pode estar no estágio do dispositivo de potência.

Se a falha estiver associada a saídas de baixa potência, os resistores de base podem ser ajustados para possíveis falhas ou podem ser reduzidos adicionando resistores paralelos aos seus resistores de base existentes.

Os resultados podem ser verificados conforme discutido acima, se os resultados forem positivos e se você encontrar melhorias nas saídas de potência, os resistores podem ser modificados conforme desejado, até que a saída de potência esperada seja fornecida.

No entanto, isso pode levar a um maior aquecimento dos dispositivos e o devido cuidado deve ser observado para mantê-los sob controle, incluindo ventiladores de refrigeração ou aumentando as dimensões do dissipador de calor.

No entanto, se a falha for acompanhada de queima do fusível significaria uma definitiva curto circuito em algum lugar no estágio de potência.

Solução de problemas de conexões do inversor

O problema também pode indicar um dispositivo de energia conectado incorretamente, um dispositivo de energia queimado devido a um possível curto-circuito entre os terminais de saída do dispositivo de energia ou qualquer um dos terminais que precisam ser mantidos perfeitamente distantes um do outro.

Tendo explicado algumas das possibilidades acima ao configurar um inversor de forma otimizada, um conhecimento profundo sobre eletrônica torna-se uma necessidade absoluta por parte do indivíduo que pode estar envolvido com a construção, sem o qual o andamento do projeto pode de alguma forma ficar comprometido.




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