Расчет инвертора напряжения: выбор компонентов и принцип работы

Как рассчитать параметры инвертора напряжения. Какие компоненты нужны для создания инвертора. Как работает инвертор напряжения. Какие формулы используются при расчете инвертора.

Основные компоненты инвертора напряжения

Инвертор напряжения — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное. Основными компонентами инвертора являются:

• Источник постоянного напряжения (аккумулятор)
• Силовые ключи (транзисторы)
• Трансформатор
• Система управления
• Фильтры на входе и выходе

Правильный расчет и выбор этих компонентов критически важен для создания эффективного и надежного инвертора.

Расчет мощности инвертора

Мощность инвертора должна соответствовать мощности нагрузки с некоторым запасом. Для расчета требуемой мощности инвертора необходимо:

1. Определить суммарную мощность всех потребителей
2. Учесть коэффициент мощности нагрузки (обычно 0.7-0.8 для бытовых приборов)
3. Добавить 20-30% запаса мощности

Например, если суммарная мощность потребителей 1000 Вт, а коэффициент мощности 0.8, то требуемая мощность инвертора:

P = 1000 / 0.8 * 1.3 = 1625 ВА

Выбор силовых ключей

В качестве силовых ключей в инверторах обычно используются MOSFET или IGBT транзисторы. При выборе транзисторов нужно учитывать:

• Максимальное напряжение сток-исток (V_DS)
• Максимальный ток стока (I_D)
• Сопротивление канала в открытом состоянии (R_DS(on))
• Время переключения

Напряжение V_DS должно быть в 1.5-2 раза выше входного напряжения инвертора. Ток I_D выбирается с 2-3 кратным запасом от расчетного тока нагрузки.

Расчет трансформатора

Трансформатор в инверторе выполняет функцию согласования напряжений и гальванической развязки. Основные параметры для расчета трансформатора:

• Мощность (на 20-30% выше мощности нагрузки)
• Напряжение первичной обмотки (равно напряжению источника питания)
• Напряжение вторичной обмотки (требуемое выходное напряжение)
• Частота преобразования (обычно 50-400 Гц)

Сечение магнитопровода трансформатора рассчитывается по формуле:

S = √(P / (f * B_m * j))

где P — мощность, f — частота, B_m — индукция в магнитопроводе, j — плотность тока в обмотках.

Система управления инвертором

Система управления формирует импульсы для переключения силовых ключей. Основные функции системы управления:

• Генерация частоты выходного напряжения
• Формирование ШИМ-сигнала
• Защита от перегрузки и короткого замыкания
• Стабилизация выходного напряжения

Для реализации системы управления обычно используются микроконтроллеры или специализированные драйверы.

Расчет фильтров

Входной фильтр подавляет пульсации входного тока и защищает источник питания. Выходной фильтр сглаживает импульсное напряжение на выходе инвертора. Основные типы фильтров:

• LC-фильтры
• π-образные фильтры
• Активные фильтры

Частота среза фильтра выбирается в 5-10 раз ниже частоты преобразования инвертора. Индуктивность и емкость фильтра рассчитываются исходя из требуемого коэффициента сглаживания.

Принцип работы инвертора напряжения

Принцип работы инвертора напряжения основан на периодическом переключении полярности напряжения на первичной обмотке трансформатора. Это происходит за счет поочередного открытия пар силовых ключей.

Основные этапы работы инвертора:

1. Система управления формирует импульсы для открытия первой пары ключей
2. Ток протекает через первичную обмотку трансформатора в одном направлении
3. Первая пара ключей закрывается, открывается вторая пара
4. Ток через первичную обмотку меняет направление
5. Процесс повторяется с заданной частотой

На вторичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение, которое затем фильтруется и подается на нагрузку.

Расчет времени автономной работы

Время автономной работы инвертора от аккумулятора зависит от емкости батареи и мощности нагрузки. Для расчета используется формула:

T = C * U / P

где T — время работы в часах, C — емкость аккумулятора в А*ч, U — напряжение аккумулятора, P — мощность нагрузки в Вт.

Например, для аккумулятора 100 А*ч, 12 В и нагрузки 300 Вт время автономной работы составит:

T = 100 * 12 / 300 = 4 часа

Коэффициент полезного действия инвертора

КПД инвертора — это отношение выходной мощности к входной. На КПД влияют следующие факторы:

• Потери в силовых ключах
• Потери в трансформаторе
• Потери в фильтрах
• Потребление системы управления

КПД современных инверторов достигает 90-95%. Для повышения КПД применяются следующие методы:

• Использование транзисторов с малым сопротивлением канала
• Оптимизация режимов переключения
• Применение высокочастотных трансформаторов
• Использование синхронного выпрямления

Защита инвертора от перегрузки и короткого замыкания

Для обеспечения надежной работы инвертор должен иметь следующие виды защиты:

• От перегрузки по току
• От короткого замыкания на выходе
• От перегрева
• От превышения входного напряжения
• От глубокого разряда аккумулятора

Защита реализуется путем контроля тока, напряжения и температуры ключевых элементов. При превышении допустимых значений система управления отключает инвертор.

2.1. Расчет инвертора напряжения

Исходные данные для расчета всем вариантам заданий содержатся в табл. 2.1. Ниже приведен пример расчета инвертора напряжения по данным:

1. Полная мощность нагрузки по первой гармонике S_(1)н = 2500 В·А.

2. Действующее значение напряжения первой гармоники на нагрузке U_(1)н = 50 В (инвертор используется для электродуговой сварки листового же­леза).

3. Коэффициент мощности нагрузки по первой гармонике cos φ₁ = 0,75.

4. Частота первой гармоники выходного напряжения инвертора f₁ = 400 Гц.

5. Источником питания служит сетевой выпрямитель, выполненный по мо­стовой схеме с накопительным конденсатором на выходе. С учётом паде­ния напряжения на элементах выпрямителя U_d = 300 В.

Расчёт инвертора необходимо выполнять после изучения принципи­альной схемы (рис. 2.1) в следующем порядке:

1. Полное сопротивление нагрузки на частоте основной гармоники

(2.4)

2. Активная составляющая сопротивления нагрузки

R_н = Z_н · cos φ_(l) =1,0 · 0,75 = 0,75 Ом. (2.5)

3. Индуктивное сопротивление нагрузки на основной частоте

Таблица 2.1.

Номер варианта	S(1)н, В·А	U(1),В	cos φ(1)	f1, Гц	Ud, В
1	250	80	0,7	200	300
2	240	60	0,7	400	300
3	480	50	0,75	100	500
4	600	90	0,75	50	500
5	1000	110	0,8	100	600
6	1200	100	0,8	200	600
7	200	110	0,75	100	300
8	300	80	0,75	200	300
9	500	90	0,8	400	500
10	700	60	0,7	200	600

Окончание таблицы 2. 1.

11	850	100	0,75	100	600
12	100	80	0,8	100	300
13	240	110	0,8	200	300
14	480	100	0,75	200	500
15	600	80	0,7	100	600
16	300	90	0,7	100	300
17	500	100	0,8	400	600
18	300	90	0,75	400	500
19	200	80	0,75	200	300
20	500	90	0,7	400	600
21	700	100	0,75	200	500
22	850	110	0,8	100	600
23	480	90	0,7	200	500
24	240	80	0,7	400	300
25	200	110	0,7	200	300
26	400	100	07	100	300
27	500	80	0,75	200	400
28	700	90	0,75	200	400
29	850	100	0,8	100	600
30	1000	110	0,8	100	600
31	1200	110	0,8	100	600
32	1100	100	0,8	100	600
33	1000	90	0,75	200	400
34	800	80	0,75	200	400
35	500	80	0,7	400	300
36	400	90	0,7	400	300
37	300	90	0,7	400	300
38	240	80	0,75	200	400
39	250	90	0,7	400	400
40	320	100	0,75	200	600
41	400	110	0,8	100	200
42	500	110	0,8	200	200
43	700	100	0,75	200	400
44	1000	90	0,8	100	600
45	1200	80	0,8	100	600
46	800	100	0,75	200	400
47	240	100	0,75	200	400
48	320	80	0,8	200	200
49	400	90	0,8	100	200
50	500	110	0,7	110	100

X_н=2 — π — f — L_н = Z_н · sin φ₍₁₎ = 1,0 · 0,562 = 0,562 Ом. (2.6)

4. Действующее значение напряжения, приложенного к первичной об­мотке выходного трансформатора,

(2.7)

5. Коэффициент трансформации выходного трансформатора

(2.8)

6. Активное сопротивление нагрузки, приведённое к первичной об­мотке трансформатора,

(2.9)

7. Индуктивное сопротивление нагрузки, приведённое к первичной об­мотке трансформатора,

(2.10)

8. Параметр нагрузки

. (2.11)

9. Базисный ток

(2.12)

10. Максимальное значение тока нагрузки, приведённое к первичной обмотке трансформатора,

(2.13)

11. Среднее значение тока, потребляемое от источника питания,

(2.14)

Полученное значение I_d, а также величина U_d используются при расчёте выпрямителя, питающего инвертор.

12. Угол и время проводимости обратного диода

(2.15)

(2.16)

13. Среднее значение тока через тиристор

(2.17)

14. Среднее значение тока через обратный диод

(2.18)

15. Эффективное значение тока через тиристор

(2.19)

16. Эффективное значение тока через обратный диод

(2.20)

17. Максимальное обратное напряжение на тиристорах и диодах

На основании данных расчёта из справочника [8, 11] выбираем:

а) тиристор типа ТН-10-10 со следующими параметрами:

допустимый средний ток I_{а доп} = 10 А,

допустимое обратное напряжение U_{обр. доп} = 1000 В,

отпирающий ток управления I_у = 0,8 А,

отпирающее напряжение управления U_у = 2 В,

критическая скорость нарастания прямого тока ,

критическая скорость нарастания прямого напряжения: ,

время выключения t_e = 20 мкс;

допустимая частота выпрямителя f_max = 1,2 кГц.

б) диоды обратного выпрямителя типа КД 202 Л со следующими параметрами:

I_{а доп} = 10 А,

U_{обр.доп} = 1000 В,

допустимая частота выпрямителя f_max = 1,2 кГц.

18. Коэффициент формы тока через тиристор

(2.21)

19. Мощность статических потерь

(2.22)

где U₀ – пороговое напряжение, U₀ = 2,33 В; R_д – динамическое сопротивление тиристора в открытом состоянии, определяемое по его статической вольтам­перной характеристике.

Для выбранного тиристора по характеристике находим U₀ = 2,33 В, R_д = 0,0157 Ом.

20. Коэффициент формы тока через обратный диод

(2.23)

21. Мощность статических потерь в диоде

(2.24)

Для выбранного диода U₀ = 0,78 В, динамическое сопротивление диода R_д = 0,043 Ом. Значение мощности потерь в тиристоре и диоде используются для расчёта площади теплоотводящего радиатора.

22. Действующее значение напряжения на первичной обмотке выход­ного трансформатора

U₁ = U_d = 270 В.

23. Действующее значение напряжения на нагрузке

U_н = U₁n = 270·0,18 = 48,65 В. (2.25)

24. Действующее значение тока в первичной обмотке трансформатора

(2.26)

25. Действующее значение тока в нагрузке

(2.27)

26. Расчётная мощность первичной обмотки трансформатора

S₁=U₁·I₁= 270·8,86 = 2594 В·А. (2.28)

27. Расчётная мощность вторичной обмотки трансформатора

S₂=·I₂= 50·49,2 = 2460 В·А. (2.29)

28. Типовая мощность трансформатора

29. Определяем параметры коммутирующих элементов исходя из ус­ло­вия минимума энергии, накопленной в контуре коммутации [11]:

(2.30)

(2.31)

где t_c= (1,2…2)·t_в. Принимаем t_c= 25 мкс.

30. Максимальное напряжение на коммутирующем конденсаторе в ин­тер­вале возврата энергии из контура коммутации

(2.32)

где К_вз – возвратный коэффициент.

В соответствии с рекомендациями, приведёнными в [1], К_вз выбирают в пределах 0,1 … 0,2. Примем К_вз = 0,1.

31. Амплитуда первой гармоники напряжения на конденсаторе

(2.33)

В качестве коммутирующего конденсатора используем конденсаторы типа МБГИ, для которых в соответствии с ТУ [8] допустимая амплитуда пе­ременной составляющей на частоте 1000 Гц составляет 20 % от рабочего на­пряжения. Следовательно, рабочее напряжение кон­денсатора должно быть

(2.34)

Для получения нужной емкости и рабочего напряжения конденсаторы выбранного типа можно включить параллельно и последовательно. Вклю­чаем последовательно 3 конденсатора по 10 мкФ на рабочее напряжение U_раб = 750 В.

32. Постоянная составляющая токов в дросселях L₁ и L₂

33. Скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре

(2.35)

34. Скорость нарастания прямого тока при отпирании тиристора

(2.36)

Полученные значения не должны превышать величины, приводимые в паспорте на выбранный тиристор.

35. Постоянная времени цепи нагрузки

(2.37)

36. Напряжение на конденсаторе

37. Частота основной гармоники пульсаций на конденсаторе, обусловленных работой инвертора

В качестве накопительного конденсатора выбираем конденсатор типа К5О-ЗБ с рабочим напряжением 450 В. В соответствии с ТУ на данный конденсатор допустимая амплитуда переменной составляющей на частоте 800 Гц составляет 1,5 % от рабочего напряжения [11]

U_{п. доп} = 0,015 · 450 = 6,75 В.

38. Емкость накопительного конденсатора

(2.38)

Принимаем емкость конденсатора С₁ = 120 мкФ.

Рассмотренная методика расчета схемы мостового инвертора напряжения на тиристорах пригодна и для расчета схемы на транзисторах. Параметры отечественных биполярных и полевых транзисторов большой мощности приведены в справочниках [8, 11], а параметры импортных полевых и IGBT транзисторов в таблицах П.1, П.2, П.3 приложения.

Расчет нагрузки на инвертор 220 » Valley of Winds

• Виды нагрузки
• Порядок расчета мощности
• Учет пусковой мощности

Виды нагрузки

При оценке мощности нагрузки нужно учитывать так называемую полную мощность. Полная мощность P (единица измерения — ВА,  «вольт-ампер») — это вся мощность, потребляемая электроприбором. Она складывается из активной Ра (Вт,  «ватт») и реактивной (ВАР,  «вольт-ампер реактивный») составляющих мощности. Значительная часть потребителей имеют как активную, так и реактивную составляющие.

Активные нагрузки. У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. У некоторых приборов эта составляющая является единственной. К ним относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги, ТЭНы и т.п.

Реактивные (активно-реактивные) нагрузки. Практически все остальные. Различаются на индуктивные и емкостные. Индуктивные – люминесцентные лампы, все приборы с электродвигателями, трансформаторы. Емкостные — различные импульсные источники питания (блоки питания современной бытовой техники).

Порядок расчета мощности

Для активной нагрузки все просто — значения Ватт и ВА равны. Если на приборе указана потребляемая мощность 1 кВт, то и его полная мощность равна 1 кВА. То есть для питания достаточно инвертора мощностью 1 кВА (но всегда желателен запас 20% сверх номинала нагрузки).

Реактивные нагрузки используют не всю переданную им энергию. Они лишь частично запасают ее в электрическом или магнитном поле с последующей отдачей в электрическую цепь. Поэтому для них полная мощность P, требуемая для работы, больше чем активная мощность Ра, и вычисляется как P= Ра / cosφ .

ЭТО ВАЖНО, потому что номинал инвертора указывается как Полная мощность в ВА, а номинал электроприборов, чаще всего, как Активная мощность в Вт. Если не выполнить пересчет указанной на приборах Активной мощности в Полную, ошибочно можно выбрать недостаточный номинал инвертора.

Итак, порядок расчета суммарной мощности следующий:

1. перечисляем всех электропотребителей, подлежащие защите;
2. суммируем их мощности;
3. приводим результаты к одной единице измерения мощности (лучше в ВА)

Если в паспорте указана активная мощность и коэффициент cosφ, то легко пересчитать ее в полную мощность. Для этого активную мощность в Вт нужно разделить на cosφ. Например, если на изделии написано активная мощность составляет 600 Вт и cosφ = 0.6, то это означает, что потребляемая полная мощность будет равна 600/0.6=1000 ВА.

Если cosφ не указан, то для примерного расчета принимаем его равным 0.7.
Р (ВА) = Ра (Вт)/0.7
Для приборов, имеющих только активную нагрузку, cosφ = 1.    Р (ВА) = Ра (Вт)


Пример расчета резервируемой мощности на базе типовых данных смотрите здесь


вверх

Учет пусковой мощности

Следует учесть еще один важный момент — пусковые токи. Любой электродвигатель (компрессор) в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном режиме. Соотношение величины потребляемого тока в момент пуска (включения) устройства к величине тока в установившемся режиме работы называется кратностью пускового тока.

Кратность зависит от типа и конструкции электродвигателя, наличия или отсутствия устройства плавного запуска, и может иметь значение от 3 до 7.

Во избежание перегрузки ИБП в момент включения прибора с электродвигателями (погружной насос, холодильник, дрель), паспортную потребляемую мощность нагрузки необходимо умножить, как минимум, на 3 (лучше на 5). Компьютеры, мониторы имеют пусковые токи, превышающие номинальный в 3 раза. Длительность пускового тока составляет от 0.25 до 0.5 сек.

Суммарная пусковая мощность не рассчитывается, потому что складывать её имело бы смысл только при одновременном (с точностью до долей секунды) включения электроприборов.

Имеет смысл ориентироваться только на самую большую из пусковых мощностей.

ИБП или инвертор для дома должен выдерживать перегрузку не меньше суммарной мощности постоянной нагрузки и наибольшей из пусковых мощностей

Лучшие из «корпоративных» ИПБ выдерживают максимум полуторную пусковую перегрузку от своего номинала, в то время как инверторы для дома OutBack выдерживают двукратную перегрузку пусковыми токами.

Для  коттеджа  использование качественного инвертора выгоднее, чем использование корпоративного ИБП, потому что при равной резервируемой мощности потребуется ИБП, более мощный, чем инвертор.

вверх

вернуться на Бесперебойное питание коттеджа

Как рассчитать номинальную мощность инвертора и время автономной работы инверторной батареи ~ Изучение электротехники

Инверторные системы широко используются в наших домах и на рабочих местах, где они играют важную роль в обеспечении бесперебойного питания чувствительных нагрузок и устройств. Для бытовых применений необходимо подобрать подходящий размер инвертора, чтобы он мог удовлетворить ожидаемую нагрузку.

Инверторы преобразуют постоянное напряжение в переменное. У них есть аккумуляторная система, которая обеспечивает достаточное время резервного питания для обеспечения непрерывного питания в доме. Затем инверторная система преобразует напряжение батареи в напряжение переменного тока с помощью электронной схемы. Инверторная система также имеет некоторую систему зарядки, которая заряжает аккумулятор во время работы от сети. При питании от сети батарея инвертора заряжается, и в то же время питание подается на нагрузки в доме. При сбое сетевого питания аккумуляторная система начинает подавать питание через инвертор на нагрузки в доме, как показано ниже:

Как определить и рассчитать требуемую мощность инвертора

Мощность инвертора измеряется в ВА или кВА.

Мощность в ВА = Напряжение переменного тока x Ток переменного тока в амперах

Мощность в кВА = Напряжение переменного тока x Ток переменного тока в амперах/1000

Мощность в ваттах = напряжение переменного тока x ток переменного тока в амперах x PF коэффициент мощности

Мощность в кВт = напряжение переменного тока x ток переменного тока в амперах x коэффициент мощности/1000

Также   Мощность в Вт = мощность в ВА x коэффициент мощности

          Мощность в кВт = мощность в кВА x PF

Предположим, мы хотим подобрать инвертор для следующих нагрузок:

1. Осветительная нагрузка, 300 Вт 3. 2 ЖК-телевизора, 100 Вт

4. 1 Музыкальная система для домашнего кинотеатра, 200 Вт

5. 1 Соковыжималка, 150 Вт

Подаваемая мощность в кВт = мощность в кВА x PF

Мощность в кВА = мощность в кВт/ PF = мощность в кВт/0,8    (номинальный PF = 0,8, что является стандартным для жилых домов)

Общая нагрузка в Вт = 300 + (3 x 70) + 200 + 200 + 150 = 1060 Вт = 1,06 кВт

Мощность в кВА = 1,06/0,8 = 1,325 для перевозки вышеперечисленных грузов.

Как рассчитать время резервного питания инверторного аккумулятора

Время резервного питания для аккумуляторов в инверторной системе зависит от количества аккумуляторов, а также их емкости в ампер-часах.

Время резервного питания инвертора от батареи рассчитывается как:

Время резервного питания = мощность батареи в ватт-часах (Втч)/подключенная нагрузка в ваттах (Вт)

мощность батареи в Вт-ч = емкость батареи в Ач x напряжение батареи (В) x количество батарей

Let Сократим формулу, используя следующие символы:

Пусть BUT = время резервного питания от батареи в часах

            C = емкость батареи в Ач

    V = напряжение батареи в вольтах

    N = количество батарей, соединенных последовательно или параллельно может быть.

    $P_L$ = подключенная нагрузка в ваттах (Вт)

Теперь

$$BUT = {\frac{C*V*N}{P_L}}$$

Предположим, что в нашем примере выше мы имеем выбрана инверторная система 24 В, 1,5 кВА, в которой используются две батареи 12 В, соединенные последовательно, и предположим, что емкость наших батарей составляет 200 Ач каждая, тогда: = 2

$P_L$   = 1060 Вт

$$BUT = {\frac{200 * 12 * 2}{1060}} = 4,53 часа$$

Расчет батареи, трансформатора, МОП-транзистора в инверторе

В этом посте мы узнаем, как правильно рассчитать параметры инвертора с соответствующими каскадами таких как батарея и трансформатор, путем правильного расчета соответствия параметров.

Введение

Изготовление инвертора своими руками может быть очень увлекательным занятием. Однако, если результаты неудовлетворительны, это может полностью испортить всю цель проекта.

Установка и настройка различных параметров инвертора, таких как батарея и трансформатор, с фактической собранной схемой требует особой осторожности и внимания для получения оптимальных результатов сборки.

В статье обсуждается, как рассчитать и согласовать аккумулятор и трансформатор с соответствующей схемой, а также рассказывается о возможных неисправностях, которые могут возникнуть, и соответствующих процедурах устранения неполадок.

Статья знакомит многих новичков с некоторыми важными подсказками, которые могут оказаться полезными при настройке схемы инвертора с батареей и трансформатором для достижения эффективных и оптимальных результатов.

Расчет характеристик трансформатора и батареи

При изготовлении инвертора необходимо учитывать два основных расчета, а именно. трансформатор и номинал батареи.

1) Трансформатор должен иметь номинальную мощность выше, чем максимальная нагрузка, которую предполагается использовать с инвертором. Например, если предполагаемая нагрузка составляет 200 Вт, то мощность трансформатора должна быть не менее 300 Вт. Это обеспечит плавную работу инвертора и меньшее тепловыделение трансформатора.

Номинальное напряжение трансформатора должно быть немного ниже, чем напряжение батареи для прямоугольных инверторов.

Однако для концепций, включающих ШИМ или ШИМ, оно должно быть равно среднему напряжению на затворах МОП-транзисторов. Это можно измерить, измерив среднее постоянное напряжение, подаваемое на затвор полевых МОП-транзисторов со стороны каскада генератора. Итак, предположим, что напряжение вашей батареи составляет 12 В, но из-за ШИМ ваше среднее напряжение переключения от генератора показывает 7,5 В постоянного тока, что означает, что ваш трансформатор должен быть 7,5-0-7,5 В, а не 12-0-12 В.

2) Аккумулятор Ач должен иметь номинал в 10 раз больше, чем максимальный номинальный ток нагрузки. Например, если батарея рассчитана на 12 В, а нагрузка 200 Вт, то деление 200 на 12 дает нам 16 ампер. Следовательно, аккумуляторная батарея должна быть в 10 раз больше этого номинала, то есть 160 Ач. Это гарантирует, что ваша батарея будет работать со здоровой скоростью разряда 0,1C и обеспечит резервное копирование примерно на 8 часов.

Расчет мощности MOSFET

Расчет MOSFET для инвертора на самом деле довольно прост. Нужно учитывать тот факт, что МОП-транзисторы — это не что иное, как электронные переключатели, и их номинальные характеристики должны быть такими же, как мы оцениваем наши механические переключатели. Это означает, что номинальные значения напряжения и тока полевого МОП-транзистора должны быть адекватно выбраны, чтобы даже при максимальной указанной нагрузке работа полевого МОП-транзистора находилась в пределах его уровня пробоя.

Чтобы обеспечить вышеуказанное условие, вы можете обратиться к техническому описанию MOSFET и проверить параметры «Напряжение стока-истока» и «Непрерывный ток стока» устройства, чтобы оба эти значения были значительно выше максимальных значений потребления нагрузки или выбираются с заметным отрывом.

Допустим, если нагрузка рассчитана на 200 Вт, то, разделив это на напряжение батареи 12 В, мы получим 16 ампер. Поэтому MOSFET может быть выбран с номинальным напряжением от 24 до 36 В в качестве напряжения сток-исток (9).0147 Vdss ) и от 24 до 30 ампер в качестве непрерывного тока стока ( Id ).

Возьмем в качестве примера полевой МОП-транзистор на изображении выше, здесь максимально допустимое напряжение Vdss указанного полевого МОП-транзистора составляет 75 В, а максимальный допустимый ток Id составляет 209 ампер при работе с надлежащим радиатором. Это означает, что этот полевой МОП-транзистор можно безопасно использовать для всех приложений, где мощность нагрузки не превышает 14000 Вт.

Хотя в реальной жизни грузоподъемность может быть даже ниже этой.

Как правило, убедитесь, что значение Vdds x Id как минимум на 30% выше, чем максимальная мощность нагрузки, а полевые МОП-транзисторы имеют достаточный теплоотвод.

Это позаботится о полевых МОП-транзисторах и обеспечит безупречную работу устройств даже при полной нагрузке, но не забудьте установить их на радиаторы соответствующего размера.

После закупки всех необходимых компонентов, как описано выше, важно проверить их на совместимость друг с другом.

Только аккумулятор, который является одним из наиболее важных элементов, надеюсь, не потребует предварительной проверки, потому что напечатанные характеристики и условия заряженного напряжения должны быть достаточными для подтверждения его надежности. Здесь предполагается, что состояние батареи хорошее, она относительно новая и «здоровая».

Проверка трансформатора

Трансформатор, который является наиболее важным компонентом инвертора, безусловно, нуждается в тщательной технической оценке. Это можно сделать следующим образом:

Номинал трансформатора лучше всего проверять в обратном порядке, т.е. подключив его обмотку более высокого напряжения к входу сети переменного тока и проверив противоположную обмотку на указанные выходы. Если номинальное значение тока секции более низкого напряжения находится в максимальных пределах обычного мультитестера (DMM), то его можно проверить, включив вышеуказанный переменный ток и подключив счетчик (скажем, на 20 ампер переменного тока) через соответствующую обмотку.

Удерживайте на пару секунд стержни счетчика, подключенные к клеммам обмотки, чтобы получить показания непосредственно на счетчике. Если показания соответствуют указанному току трансформатора или хотя бы близки к нему, значит, ваш трансформатор исправен.

Более низкие значения означают неисправность или неправильный номинал обмотки трансформатора. Собранную схему необходимо проверить на правильность выходных колебаний на базе силовых транзисторов или полевых МОП-транзисторов.

Это можно сделать, подключив цепь к батарее, но без первоначального включения трансформатора. Проверку следует выполнять с помощью хорошего частотомера или, если возможно, с помощью осциллографа. Если вышеуказанных гаджетов с собой нет, можно провести грубое тестирование с помощью пары обычных наушников.

Подключите разъем для наушников к базам соответствующих силовых транзисторов; в наушниках должно получиться сильное гудение, подтверждающее исправное функционирование каскадов генератора.

Приведенных выше подтверждений должно быть достаточно, чтобы предложить вам настроить все разделы вместе. Подключите трансформатор к соответствующему транзистору или клеммам силовых устройств; убедитесь, что силовые устройства правильно интегрированы с каскадом генератора.

Окончательная установка инвертора

Наконец, батарея может быть подключена к входам питания указанной выше конфигурации, опять же не забудьте включить плавкий предохранитель соответствующего номинала последовательно с положительным полюсом батареи. Теперь к выходу трансформатора можно подключить указанную максимальную нагрузку и включить питание.

Если все подключено правильно, нагрузка должна начать работать на полную мощность, если нет, то что-то не так со схемой. Поскольку секция генератора была соответствующим образом проверена перед окончательной установкой, неисправность, безусловно, может быть связана с каскадом силового устройства.

Если неисправность связана с низкой выходной мощностью, базовые резисторы могут быть изменены для возможных неисправностей или могут быть уменьшены путем добавления параллельных резисторов к их существующим базовым резисторам.

Результаты могут быть проверены, как описано выше, если результаты положительные и если вы обнаружите улучшения в выходной мощности, резисторы могут быть дополнительно модифицированы по желанию, пока не будет достигнута ожидаемая выходная мощность.

Однако это может привести к дальнейшему нагреву устройств, поэтому необходимо соблюдать должную осторожность, чтобы держать их под контролем, включив охлаждающие вентиляторы или увеличив размеры радиатора.

Однако, если неисправность сопровождается перегоранием предохранителя, это будет означать явное короткое замыкание где-то в силовом каскаде.

Поиск и устранение неисправностей соединений инвертора

Проблема может также указывать на неправильное подключение силового устройства, перегорание силового устройства из-за возможного короткого замыкания между выходными клеммами силового устройства или любой из клемм, которые необходимо держать в стороне. друг друга.

После объяснения некоторых из вышеперечисленных возможностей при оптимальной настройке инвертора глубокие знания в области электроники становятся абсолютной необходимостью со стороны человека, который может быть вовлечен в строительство, без которого выполнение проекта может быть поставлено под угрозу.