Меню

Синусоидальный преобразователь напряжения сам

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Синусоидальный инвертор на Arduino своими руками

Вы, вероятно, знакомы с широтно-импульсной модуляцией, широко известной как ШИМ. При этом Arduino или другой микроконтроллер выдает сигнал в течение короткого повторяющегося промежутка времени, который во многих случаях может заменить аналоговый выход. На основе ШИМ можно реализовать концепцию под названием синусоидальная широтно-импульсная модуляция для создания силового инвертора

Синусоидальный инвертор на Arduino своими руками

В данном проекте синусоидально изменяющиеся значения длительности импульса генерируются платой Arduino, которая воспроизводит одну сторону переменного сигнала. Затем добавляется второй инвертированный сигнал, представляющий собой ту же волну, которая начинается, когда положительный сигнал выключается. Когда оба сигнала прикладываются к полевым МОП-транзистоам к трансформатору и конденсатору, это позволяет получить что-то очень похожее на переменный ток.

Итак, в случае с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией ширина сигнала увеличивается и уменьшается, и это моделирует кривую синусоидальной волны. При импульсе малой ширины выходной сигнал будет немного увеличиваться, и это будет представлять зону после пересечения 0 синусоидальной волны. Затем с большей шириной выходной сигнал становится все больше и больше, а затем начинает снижаться, как синусоида. При использовании двух сигналов мы можем получить как положительные, так и отрицательные стороны синусоиды.

На рисунке ниже мы можем немного лучше увидеть, как ширина синусоидальной широтно-импульсной модуляции может создать хорошую синусоидальную форму на выходе. И это именно то, что необходимо для инвертора. Мы будем использовать Arduino для генерации этого сигнала на частоте 50 Гц, как обычного сигнала переменного тока из розетки дома. Мы применяем этот сигнал к драйверу, а затем к полевым МОП-транзисторам. Они будут подключены к трансформатору, который будет увеличивать напряжение, а также создавать синусоидальный сигнал.

Синусоидальный инвертор на Arduino своими руками

Схема подключения следующая:

Синусоидальный инвертор на Arduino своими руками

Питание подается на трансформатор, который имеет двойной вход катушки и один выход катушки. Таким образом, мы можем создавать положительные и отрицательные части волны.

Так как мы можем создать сигнал синусоидальной широтно-импульсной модуляции? Что касается Arduino, то в коде мы реализуем два выхода для ШИМ, устанавливая регистры TCCR1B и TCCR1A. Теперь нам нужно изменить ширину этого сигнала, изменив значение OCR1A. Но какие значения нам нужно использовать? Приведенные вначале кода значения не являются случайными, они должны следовать кривой синусоиды. Таким образом, зная диапазон минимума и максимума сигнала ШИМ, мы могли бы создать значения синусоиды от 0 до 180 градусов. Мы храним эти значения в векторе.

Читайте также:  Varta максимальное напряжение заряда

В коде присутствует пустой бесконечный цикл, поскольку в прерывании ISR есть все, что мы должны сделать для генерации сигналов. Здесь мы меняем ширину ШИМ для обоих выводов. Изменяя скорость в ISR, мы меняем частоту выходного сигнала, в данном случае реализуем сигнал 50 Гц. Вот код синусоедального инвертора на Arduino.

Источник



Инвертор «чистый синус» своими руками (со схемой)

Дата публикации: 15 марта 2019

Инвертор — это необходимый элемент в системе автономного дома, который приспосабливает параметры вырабатываемой альтернативными источниками энергии к параметрам, необходимым для питания технических приборов. Почитайте подробнее об опыте выстраивания такой системы здесь.

Принцип работы

Инвертор — это прибор для преобразования напряжения. Например, он может преобразовать постоянный ток с напряжением в 12 Вольт (полученный при помощи солнечной панели) в переменный с напряжением в 220 Вольт (подходит для питания бытовых устройств). Без этого небольшого устройства практически невозможно полноценное использование энергии гелиопанелей и ветряков для домашних нужд.

Инверторы бывают разные. В зависимости от конструкции прибора и его предназначения он выдает выходной сигнал разной формы:

  • синусоида;
  • квазисинусоида;
  • импульсный.

Увидеть форму можно, если подключить к цепи специальный измерительный прибор — осциллограф. Он как бы разворачивает сигнал во времени: по оси Х мы видим временной интервал, а по оси У — уровень напряжения.

Принцип работы

Самое качественное напряжение, близкое по параметрам к внешней электросети, выдает инвертор «чистый синус». Принцип его работы заключается в следующем:

  • При подаче энергии с аккумулятора на инвертор, она изменяется с 12 Вольт на 220 Вольт.
  • Преобразованная электроэнергия попадает на мостовой инвертор, где постоянный ток превращается в переменный.
  • Высокочастотный фильтр низких частот определяет форму чистой синусоиды у напряжения на выходе.

Плюсы и минусы

Если вы планируете превратить свое жилище в умный дом или поэкспериментировать с отдельными источниками альтернативной энергии, то рано или поздно вы придете к проблеме выбора инвертора для вашей системы. Иначе вы просто не сможете запитать бытовые приборы от сгенерированной и накопленной энергии.

Плюсы использования устройства с чистым синусом:

  • Параметры выходного напряжения близки параметрам внешней электросети.
  • Возможность безопасного подключения сложных устройств, которые требовательны к качеству напряжения.
  • Улучшаются условия использования сетевой нагрузки: меньше шумов, перепадов напряжения и так далее.
  • Бытовые приборы и устройства, питаемые от инвертированной энергии, дольше служат.
Читайте также:  Тестер показывает неправильное напряжение

Плюсы и минусы

К минусам прибора можно отнести лишь его высокую стоимость по сравнению с инверторами, выдающими выходное напряжение другого вида. Но с этим недостатком можно бороться, если сделать прибор самостоятельно. Составляющие элементы стоят значительно дешевле готового устройства.

Самодельный инвертор с чистым синусом

Цена ценой, но это достаточно сложный прибор. Поэтому за самостоятельное его изготовление стоит браться только при наличии определенного опыта. Пригодятся уверенные знания схемотехники, а также навыки и опыт пайки, монтажа схем, использования измерительных приборов и настройки элементов микросхемы.

Инвертор «чистый синус»: схема

Самодельный инвертор с чистым синусом

Рассмотрим эту простую, но популярную даже в промышленности схему чуть подробнее. Сигналы генерируются при помощи микросхемы КП1114ЕУ. Два транзистора IRFZ44N используются как ключи. Конденсатор служит фильтром высокочастотного шума, а трансформатор обеспечивает выходное напряжение в 220 Вольт.

В первый раз схему лучше собрать на макетной плате. Для получения чистого синуса многие элементы придется подбирать или дополнительно настраивать (ориентируясь на показания осциллографа). Неопытным схемотехникам потребуется изрядная доля терпения, поэтому лучше заранее найти специалиста, у которого можно будет попросить совета или помощи.

  • 14.02.2015. Тенденции и выставки14.02.2015. Тенденции и выставки
  • На энергетическом рынке ФРГ грядут переменыНа энергетическом рынке ФРГ грядут перемены
  • Солнечная энергия даромСолнечная энергия даром
  • В России простимулируют использование возобновляемых источников энергииВ России простимулируют использование возобновляемых источников энергии

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Синусоидальный преобразователь напряжения сам

Преобразователь 12/220В с синусом на выходе.

Автор: Евдокимов А.В.
Опубликовано 25.11.2008

Предисловие.
Около месяца назад я искал в нете схему простого преобразователя 12/220в с «чистым» синусом на выходе и к своему удивлению обнаружил, что её нет. Всё что обычно предлагается, сводится либо к получению псевдосинуса путём преобразования без использования низкочастотного повышающего трансформатора, либо к совету использовать усилитель D-класса, управляемый опорным синусоидальным напряжением. В качестве устройства управления и генерации синусоиды предлагается применять микроконтроллер. Либо даётся ссылка на смартапс. В общем, получается не слишком просто. Пришлось потратить довольно много отпускного времени, чтобы разработать схему более отвечающую требованиям простоты и «чистоты» синуса.

Характеристики:
Входное напряжение 12. 14В
Выходное напряжение 50Гц 220+/-2В
Максимальная мощность 50Вт
КПД 84. 90%.

Работа.
Задающий генератор, источник опорного напряжения и компаратор собраны на DA2. Внешние элементы DD1 и DD2 повторяют внутреннюю структуру TL494, в той её части, которая неустойчиво работает на низких частотах (ложные срабатывания D-триггера).
Далее с помощью ФНЧ подавляются верхние гармонические составляющие ШИМ. ФНЧ состоит из двух частей. Первая- DA1.1, ФНЧ с гладкой характеристикой АЧХ. Второй- DA1.2 режекторный фильтр с частотой подавления 150Гц. Анализ показывает, что в ШИМ содержаться только первая и нечётные гармоники, потому такого фильтра оказывается достаточно, чтобы сформировать «красивый» синус (осциллограмма 2). А, поскольку уровень первой гармоники практически линейно зависим от скважности, то получаем хорошо управляемый синус с точной постоянной составляющей, равной +2,5В. Далее, дополнительно получаем инверсную синусоиду (вывод 14 DA1.4).
На DA3, DA5, VT1, VT2 собран первый канал УНЧ класса D. Второй канал соответственно собран на DA4, DA7, VT3, VT4. На выходе первого и второго канала УНЧ формируются противофазные синусоиды (осциллограмма 3).
С выхода трансформатора, через диодный мост подаётся обратная связь по выходному напряжению. Таким образом выходное напряжение стабилизируется.

Читайте также:  Чем выше напряжение тем тоньше провода

Конструкция и детали.
Трансформатор TV1 это доработанный ТП60-2, который применялся в знаменитом видеомагнитофоне «Электроника ВМ-12». С трансформатора сматываются все вторичные обмотки, и вместо них наматывается одна обмотка, содержащая 33 витка обмоточного провода диаметром 0,7мм, сложенного всемеро. Можно использовать и медную шину, подходящую по площади сечения. При подаче напряжения 220В на вторичной (в преобразователе она первичная) обмотке трансформатора, на холостом ходу, напряжение составляет 6,5В.
Дроссели L1 и L2 наматываются на ферритовых кольцах типоразмера 24*13*9,7мм и содержат 22 витка обмоточного провода диаметром 1,5мм. К сожалению марка и магнитная проницаемость этих ферритовых колец мне неизвестна. Они используются во вторичных цепях импульсных компьютерных блоков питания типа ATX.
Транзисторы и микросхемы драйверов DA5, DA7 можно найти на материнских платах.
Все транзисторы устанавливаются на один радиатор площадью 15. 20см2. Для их изоляции от радиатора используются слюдяные прокладки.
Конденсаторы С21. С24 типа К73-17 на напряжение 63В.
Конденсатор С25 типа К73-17 на напряжение 630В.
Диоды можно использовать любые, с максимальным обратным напряжением не менее 400В.
Резисторы R44, R45 мощностью не менее 0,25Вт.

Настройка.
1. Отсоединить первичную обмотку трансформатора.
2. Резистором R9 установить частоту следования импульсов 100Гц на выходе DA2 (осциллограмма 1).
3. Проверить наличие синусоидального сигнала (осциллограмма 2) на выводах 7 и 14 DA1. Сигналы должны быть противофазны, но одинаковы по форме.
4. Резисторами R22 и R31 установить сигнал на выходе первого канала УНЧ согласно осциллограмме 3. Тоже проделать со вторым каналом (R24 и R34).
5. Установить подвижный контакт резистора R4 в верхнее по схеме положение.
6. Подключить к выходу преобразователя эквивалент нагрузки. Можно использовать лампу накаливания мощностью 25Вт.
7. Подключить первичную обмотку трансформатора.
8. Резистором R4 установить напряжение 220В на выходе преобразователя.

Источник