Interessado em fazer o seu próprio inversor de energia com carregador embutido? Um circuito inversor simples de 400 watts com carregador que pode ser facilmente construído e otimizado foi fornecido neste artigo. Leia a discussão completa por meio de belas ilustrações.

Introdução

Um enorme inversor de energia de 400 watts com circuito de carregador embutido foi completamente explicado neste artigo por meio de esquemas de circuito. Um cálculo simples para avaliar os resistores de base do transistor também foi discutido.

Eu discuti a construção de alguns bons circuitos do inversor através de alguns dos meus artigos anteriores e estou realmente animado com a resposta esmagadora que estou recebendo dos leitores. Inspirado pela demanda popular, projetei outro circuito interessante e mais potente de um inversor de energia com carregador integrado.

O circuito atual, embora similar em operação, é mais interessante e avançado devido ao fato de ter um carregador de bateria embutido e totalmente automático.

Como o nome sugere, o circuito proposto produzirá massivos 400 watts (50 Hz) de potência de uma bateria de caminhão de 24 volts, com uma eficiência de até 78%.

Como é totalmente automático, a unidade pode ser permanentemente conectada à rede elétrica CA. Desde que a entrada CA esteja disponível, a bateria do inversor é continuamente carregada para que seja sempre mantida em uma posição de espera com recarga.

“forma de onda de saída do amplificador operacional do integrador ”

Assim que a bateria fica totalmente carregada, um relé interno alterna automaticamente e muda a bateria para o modo de inversor e a carga de saída conectada é instantaneamente alimentada pelo inversor.

No momento em que a tensão da bateria cai abaixo do nível predefinido, o relé alterna e muda a bateria para o modo de carga e o ciclo se repete.

Sem perder mais tempo, vamos imediatamente passar para o procedimento de construção.

Lista de peças para o diagrama de circuito

Você precisará das seguintes peças para a construção do circuito do inversor:

Todos os resistores são ¼ watt, CFR 5%, a menos que indicado de outra forma.

R1 ---- R6 = A ser calculado - Leia no final do artigo
R7 = 100 K (50 Hz), 82 K (60 Hz)
R8 = 4K7,
R9 = 10K,
P1 = 10K,
C1 = 1000µ / 50V,
C2 = 10µ / 50V,
C3 = 103, CERÂMICA,
C4, C5 = 47µ / 50V,
T1, 2, 5, 6 = BDY29,
T3, 4 = TIP 127,
T8 = BC547B
D1 ----- D6 = 1N 5408,
D7, D8 = 1N4007,
RELAY = 24 VOLT, SPDT
IC1 - N1, N2, N3, N4 = 4093,
IC2 = 7812,
TRANSFORMADOR DO INVERSOR = 20 - 0 - 20 V, 20 AMPS. SAÍDA = 120 V (60 Hz) OU 230 V (50 Hz),
CARREGANDO TRNASFORMER = 0 - 24 V, 5 AMPS. ENTRADA = 120 V (60 Hz) OU 230 V (50 Hz) CA da rede elétrica

Funcionamento de Circuito

Já sabemos que um inversor consiste basicamente em um oscilador que aciona os transistores de potência subsequentes, que por sua vez comuta o secundário de um transformador de potência alternadamente de zero para a tensão de alimentação máxima, produzindo assim uma potente AC intensificada na saída primária do transformador .

Neste circuito IC 4093 forma o principal componente oscilante. Uma de suas portas N1 é configurada como oscilador, enquanto as outras três portas N2, N3, N4 são todas conectadas como buffers.

As saídas oscilantes dos buffers são alimentadas à base dos transistores amplificadores de corrente T3 e T4. Eles são configurados internamente como pares Darlington e aumentam a corrente para um nível adequado.

Esta corrente é usada para acionar o estágio de saída composto pelos transistores de potência T1, 2, 5 e 6.

Esses transistores em resposta à sua voltagem de base alternada são capazes de comutar toda a alimentação de energia para o enrolamento secundário do transformador para gerar um nível equivalente de saída CA.

O circuito também incorpora uma seção separada do carregador automático de bateria.

Como construir?

A parte de construção deste projeto é bastante direta e pode ser concluída por meio das seguintes etapas fáceis:

Comece a construção fabricando os dissipadores de calor. Corte dois pedaços de folhas de alumínio de 30 x 12 cm, com espessura de ½ cm cada.

Dobre-os para formar dois canais “C” compactos. Perfure com precisão um par de orifícios de tamanho TO-3 em cada dissipador de calor, encaixe os transistores de potência T3 --- T6 nos dissipadores de calor usando parafusos, porcas e arruelas de pressão.

Agora você pode prosseguir para a construção da placa de circuito com a ajuda do esquema de circuito fornecido. Insira todos os componentes junto com os relés, interconecte seus cabos e solde-os.

Mantenha os transistores T1 e T2 pouco distantes dos outros componentes para que você possa encontrar espaço suficiente para montar o tipo de dissipador de calor TO-220 sobre eles.

Em seguida, conecte a base e o emissor do T3, 4, 5 e T6 aos pontos apropriados na placa de circuito. Também conecte o coletor desses transistores ao enrolamento secundário do transformador usando fios de cobre de bitola grossa (15 SWG) conforme o diagrama de circuito mostrado.

Prenda e fixe todo o conjunto dentro de um gabinete metálico forte e bem ventilado. Faça as conexões absolutamente firmes usando porcas e parafusos.

Termine a unidade encaixando os interruptores externos, o cabo de alimentação, as tomadas de saída, os terminais da bateria, o fusível etc. sobre o gabinete.

Isso conclui a construção deste inversor de energia com unidade de carregador embutida.

Como calcular o resistor base do transistor para inversores

O valor do resistor de base para um determinado transistor dependerá amplamente de sua carga de coletor e da tensão de base. A expressão a seguir fornece uma solução direta para calcular com precisão o resistor de base de um transistor.

R1 = (Ub - 0,6) * Hfe / ILOAD

Aqui Ub = tensão da fonte para R1,

Hfe = Ganho de corrente direta (para TIP 127 é mais ou menos 1000, para BDY29 é cerca de 12)

ILOAD = Corrente necessária para ativar totalmente a carga do coletor.

Portanto, agora calcular o resistor de base dos vários transistores envolvidos no circuito atual se torna muito fácil. É melhor fazer com os seguintes pontos.

Começamos primeiro calculando os resistores de base para os transistores BDY29.

De acordo com a fórmula, para isso precisaremos conhecer o ILOAD, que aqui passa a ser o secundário do transformador meio enrolamento. Usando um multímetro digital, meça a resistência desta parte do transformador.

A seguir, com a ajuda da lei de Ohms, encontre a corrente (I) que passará por este enrolamento (aqui U = 24 volts).

R = U / I ou I = U / R = 24 / R

Divida a resposta por dois, pois a corrente de cada meio enrolamento é dividida pelos dois BDY29s em paralelo.
Como sabemos que a tensão de alimentação recebida do coletor do TIP127 será de 24 volts, obtemos a tensão da fonte de base para os transistores BDY29.
Usando todos os dados acima, podemos agora calcular muito facilmente o valor dos resistores de base para os transistores BDY29.
Depois de encontrar o valor da resistência básica de BDY29, ele obviamente se tornará a carga de coletor para o transistor TIP 127.
Em seguida, como acima, usando a lei de Ohms, encontre a corrente passando pelo resistor acima. Depois de obtê-lo, você pode prosseguir para encontrar o valor do resistor de base para o transistor TIP 127 simplesmente usando a fórmula apresentada no início do artigo.
A fórmula de cálculo de transistor simples explicada acima pode ser usada para encontrar o valor do resistor de base de qualquer transistor envolvido em qualquer circuito

Projetando um inversor de 400 watts baseado em Mosfet simples

Agora vamos estudar outro projeto que talvez seja o circuito inversor equivalente de onda senoidal de 400 watts mais fácil. Trabalha com o menor número de componentes e é capaz de produzir resultados ótimos. O circuito foi solicitado por um dos participantes ativos deste blog.

“o padrão mais comum em lans é chamado de ethernet. ”

O circuito não é realmente uma onda senoidal no verdadeiro sentido, mas é a versão digital e é quase tão eficiente quanto sua contraparte senoidal.

Como funciona

A partir do diagrama de circuito, podemos testemunhar os muitos estágios óbvios de uma topologia de inversor. As portas N1 e N2 formam o estágio do oscilador e são responsáveis por gerar os pulsos básicos de 50 ou 60 Hz, aqui foram dimensionadas para gerar cerca de 50 Hz de saída.

As portas são do IC 4049, que consiste em 6 portas NOT, duas foram usadas no estágio do oscilador, enquanto as quatro restantes são configurados como buffers e inversores (para inverter os pulsos de onda quadrada, N4, N5)

Até aqui, os estágios se comportam como um inversor de onda quadrada comum, mas a introdução do estágio IC 555 transforma toda a configuração em um circuito inversor de onda senoidal controlado digitalmente.

A seção IC 555 foi conectada como um MV astável, o potenciômetro 100K é usado para otimizar o efeito PWM do pino # 3 do IC.

Os pulsos de movimento negativo do IC 555 são utilizados apenas aqui para aparar os pulsos de onda quadrada nas portas dos respectivos MOSFETs, por meio dos diodos correspondentes.

Os MOSFETs usados podem ser de qualquer tipo, capazes de lidar com 50 V a 30 amperes.

As 24 baterias precisam ser feitas de duas baterias 12V 40 AH em série. A alimentação para os ICs deve ser fornecida a partir de qualquer uma das baterias, porque os ICs serão danificados com 24 Volts.

O potenciômetro de 100K deve ser ajustado usando um medidor RMS para tornar o valor RMS na saída o mais próximo possível de um sinal de onda senoidal original na tensão relevante.

O circuito foi desenvolvido e desenhado exclusivamente por mim.

Feedback do Sr. Rudi sobre o problema da forma de onda obtido do circuito inversor de 400 watts acima

Olá senhor,

eu preciso de sua ajuda, senhor. acabei de terminar este circuito. mas o resultado não é o que eu esperava, por favor, consulte minhas fotos abaixo.

Esta é a medida da onda do lado do portão (também do 555 e 4049 ic): parece muito bom. freq e duty cycle quase no valor desejado.

esta é a medida da onda do lado do dreno do mosfet. tudo está bagunçado. freq e duty cycle são alterações.

Esta é uma medida da saída do meu transformador (para fins de teste, usei 2A 12v 0 12v - 220v CT).

como obter a onda de saída do transformador como uma porta? eu tenho um ups em casa. tento medir a saída do gate, do dreno e do transformador. a forma de onda é quase a mesma nos pequenos ups (onda senoidal modificada). como faço para obter esse resultado no meu circuito?

por favor, gentilmente ajude, obrigado senhor.

Resolvendo o problema da forma de onda

Oi Rudi,

provavelmente está acontecendo devido a picos indutivos do transformador, tente o seguinte:

primeiro aumente a frequência 555 um pouco mais para que os 'pilares' em cada ciclo de onda quadrada pareçam uniformes e bem distribuídos ... pode ser um ciclo de 4 pilares pareceria melhor e mais acessível do que o padrão de forma de onda atual.