Схемы бесперебойников с чистой синусоидой: ИБП с правильной (чистой) синусоидой (для котлов отопления, серверов)

Необходимость схем инверторов с чистой синусоидой

Разработкой схем инвертора с чистой синусоидой заняты не только многие народные умельцы, но и научно-технические центры. Инверторы, или блоки бесперебойного питания, приобрели популярность с развитием компьютерных технологий. Сбои в программном обеспечении, потеря информации при внезапном отключении питания вынудили принять необходимые меры безопасности. Первые устройства выдавали импульсное напряжение прямоугольной формы – меандр. Они обеспечивали небольшой промежуток времени, в течении которого можно было сохранить информацию и выполнить штатное выключение компьютера. Дальнейшие разработки позволили создать усовершенствованные модели преобразователей.

Конструкция инвертора.

Увеличение емкости аккумуляторов, номинальной мощности инверторов позволило не только увеличить время работы компьютеров, но и применить ИБП для работы других устройств и приборов при перебоях в электроснабжении.

Первый опыт эксплуатации показал, что длительная работа оборудования на импульсном напряжении приводит к ускоренному износу и отказу техники.

Определенные категории оборудования оказались не способными работать на напряжении, отличающемся от синусоиды. Мощность источников питания не позволяла подключать несколько устройств одновременно.

Возникла необходимость в инверторах с синусоидальной формой напряжения, способных выдержать нагрузку в несколько киловатт. Частичное решение проблемы было найдено. Производители предложили преобразователи с квази – синусом. Такая форма представляет собой синусоиду, состоящую из множества небольших ступенек.

Естественная и искусственная синусоида

Рисунок 1. Схема питания преобразователя.

Синусоидальная форма напряжения, вырабатываемая промышленными генераторами, создается вращением полюсов магнитного поля. Работа электродвигателей основана на создании электроэнергией вращающегося магнитного поля для воздействия на ротор. При форме напряжения, отличающейся от синусоиды, вращение ротора будет происходить неравномерно, с ускорением или замедлением, что отразится на техническом состоянии двигателя и рабочей части.

Использование напряжения искаженной формы пока не прошло достаточных испытаний на практике, поэтому использовать его для питания дорогостоящего оборудования без гарантий производителя нежелательно. Большинство ИБП предназначено для поддержания основных жизненно необходимых функций.

Сетевое напряжение не всегда имеет идеальную форму. Повышающие и понижающие трансформаторные станции, различные виды потребляющего оборудования создают определенные изменения в форму сетевого напряжения. Преобладающее использование индуктивных нагрузок без компенсационных конденсаторных установок создает в сети определенный сдвиг фаз, влияющий на форму синусоиды. Массовое подключение импульсных блоков питания также вносит свою долю искажений, несмотря на наличие фильтров.

Рисунок 2. Установка на выходе фильтра.

Получить чистый синус при использовании радиоэлектронных компонентов довольно сложно. Решение вроде бы лежит на поверхности. Прямоугольный импульс в упрощенном представлении состоит из гармонического ряда синусоид, первая из которых соответствует частоте импульсов.

Требуется всего лишь установить на выходе соответствующий фильтр.

Эффективность эксплуатации такого устройства довольно низкая. Значительная часть энергии задержится на элементах фильтра и преобразуется в тепло. Вес и габаритные размеры преобразователя значительно возрастут. Выделить и использовать отфильтрованную энергию для зарядки также довольно сложно. Схема значительно усложнится, возрастет ее стоимость, снизится надежность.

Большинство экспериментаторов сходится во мнении, что модифицированная синусоида вполне приемлема для большинства бытовых и промышленных устройств, приборов.

Вернуться к оглавлению

Схема инвертора с чистым синусом

Питание преобразователя (рис.1) может быть от источника со сложной формой напряжения или постоянного тока. При использовании аккумулятора фильтр Ф и диодный мост М можно не устанавливать. Для работы низковольтной части схемы используется мост М1, собранный на маломощных диодах. Изготовить такую схему своими руками довольно сложно. У исполнителя должен быть определенный опыт выполнения подобных работ.

Рисунок 3. Подгонка катушек под напряжением 220 В.

Схема работает следующим образом. Задающий генератор на микросхеме D5 создает синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц. Его схема представляет собой модифицированный вариант генератора Вина. Изменения внесены для увеличения надежности схемы и уменьшения потребления энергии. Контроллеры D1, D2 модулируют синусоидальный сигнал. Для модуляции на микросхемах используются различные входы: прямой и инвертирующий. Поэтому одна сторона запускается при положительной волне, вторая – при отрицательной. С контроллеров выходной сигнал поступает на микросхемы D3, D4, формирующие сигнал для управления транзисторами.

Силовая часть собрана по принципу мостовой схемы. Нагрузка подключается в одну диагональ моста, питающее напряжение – в другую. При прохождении одного из полупериодов ток проходит от минусовой клеммы через VT4, обмотку L1, нагрузку, VT1, плюсовую клемму источника питания. При другом полупериоде работают транзисторы VT2, VT3.

Защита по превышению максимально допустимого тока собрана на резисторах R17-19, R22 и диодах VD11,12. При превышении падения напряжения на резисторах в силовой цепи разница поступает на соответствующие контакты D1, D2, и схема прекращает работу.

Вернуться к оглавлению

Дополнительный фильтр

Схема чистой синусоиды.

Имеющийся в наличии преобразователь с прямоугольным импульсным напряжением можно модернизировать, установив на выходе фильтр (рис.2), отсеивающий высшие гармоники. Точный расчет и тщательное изготовление деталей помогут снизить потери на фильтре до минимума.

При изготовлении следует учитывать, что устройство используется для силовых цепей. Все элементы и комплектующие должны выдерживать максимально допустимый ток.

В состав входят два LC контура с резонансной частотой 50 Гц. В одном из них емкость с индуктивностью подключены последовательно, во втором – параллельно. Дроссели для контуров рассчитываются и изготавливаются идентично, конденсаторы также должны иметь одинаковые параметры. Оптимальная емкость для конденсаторов 100 мкФ, допустимое напряжение не меньше 300 В. Электролитические полярные конденсаторы использовать нельзя.

Сердечники для катушек индуктивности должны быть из трансформаторного железа. Для точной подгонки дросселя в железе нужно вырезать зазор. Необходимое количество витков можно рассчитать, используя соотношения для расчета резонансной частоты контура. Для намотки желательно использовать гибкий медный провод. Минимальное сечение должно быть не менее 2,5 мм².

Общую площадь намотки необходимо сравнить с размерами окна в сердечнике. После сборки необходимо выполнить подгонку катушек, подключив сетевое напряжение 220 В (рис.3). Сопротивление нагрузки представляет собой лампу накаливания, измерительный прибор можно использовать любого типа с необходимым диапазоном. Правильная настройка определяется по максимальному напряжению. В зазор нужно уложить прокладки несколько больше расчетной величины. Затем следует убавлять толщину прокладок, контролируя напряжение по вольтметру. Значение должно увеличиваться при изменении толщины зазора, затем снижаться. Зазор при максимальном напряжении является самым оптимальным вариантом. При наладке необходимо стягивать железо сердечника до плотного контакта с прокладочным материалом. После подгонки следует собрать и подключить фильтр.

При наличии осциллографа можно проверить форму напряжения до и после фильтра. При наличии всех необходимых деталей и определенного опыта устройство вполне доступно для изготовления своими руками.

Как выбрать ИБП (UPS) — andpro.ru

В момент принятия решения неподготовленному покупателю трудно переварить такой поток информации. Поэтому он обращается к знакомым любителям компьютерной электроники или действует по велению магазинного консультанта.

Этот материал для тех, кто хочет знать, как выбрать ИБП самостоятельно, — оптимальный по цене и подходящий по всем параметрам для конкретной задачи. Итак, начнём.

Цель использования ИБП

Главная задача любого UPS — обеспечить надежное питание подключенного оборудования, недоступное в обычных электросетях. Этот прибор выполняет две основные функции:

• Защищает аппаратуру от кратковременных и длительных всплесков напряжения, а также других нарушений электроснабжения. При этом некоторые ИБП также способны стабилизировать параметры питания в заданном диапазоне.

• Подключает резервный источник питания (аккумуляторную батарею), когда отсутствует напряжение в первичном источнике — сети переменного тока. Таким образом, UPS обеспечивает непрерывность электроснабжения.

Источники бесперебойного питания, как правило, используют:

• В быту и офисе — когда нужно защитить оборудование от скачков напряжения, предотвратив его возможный выход из строя. В случае с ПК прибор позволяет завершить его работу без потери данных при отключении электроэнергии.

• В промышленности — чтобы обеспечить стабильность технологических процессов. Это важно, поскольку даже кратковременное нарушение электроснабжения без использования ИБП может привести к остановке производства.

• Для систем безопасности — когда критически необходима возможность продолжительного функционирования оборудования после отключения основного источника электроснабжения, а также защита системы от перегрузок и КЗ.

Виды источников бесперебойного питания

По назначению UPS подразделяются на три основные категории:

Для компьютера и монитора (бытовые) — приборы невысокой мощности (обычно до 1000 В·А), построенные на схемах Off-Line (резервные) или Line-Interactive (интерактивные). Таких ИБП вполне достаточно, чтобы защитить вычислительную технику от скачков напряжения и предотвратить потерю данных при отключении электричества.

Пример широко распространённой модели этого уровня — APC Back-UPS 500VA (BK500EI).

Для серверного оборудования (серверные) — более сложные устройства на схеме Line-Interactive или On-Line с точной стабилизацией напряжения и частоты, байпасом и коррекцией коэффициента мощности. Для таких ИБП часто доступна горячая замена батарей и подключение внешних аккумуляторов, повышающих время автономной работы.

Пример серверной модели — APC Smart-UPS 1500VA RM (SMT1500RMI2U).

Для ЦОД и промышленности (высокомощные) — вторичные источники электроснабжения, обеспечивающие защиту аппаратуры высокой мощности самого разного назначения. Подобные UPS отличаются крупными размерами и богатыми функциональными возможностями, необходимыми для гибкой настройки оборудования.

Пример решения такого уровня — APC Symmetra PX 16000VA (SY16K48H-PD).

Основные критерии выбора ИБП

Источники бесперебойного питания отличаются множеством параметров, главные из которых — мощность и схема построения. Первый из них указывает, на какую общую нагрузку рассчитан прибор, второй — на степень защиты и соответствие поставленной задаче. Обе характеристики мы подробно разберём в настоящей статье.

Также при выборе ИБП учитывают:

• Тип входного разъёма для соединения прибора с основным источником электроснабжения. Большинство моделей массового сегмента запитываются через IEC-320 C14/C20 или стандартный шнур с защитным заземлением (Schuko), для предприятий — через Hard Wire / клеммную колодку.

• Тип выходных разъёмов для подключения нагрузки. Этот параметр подбирают под подключаемые устройства. Большинство массовых ИБП оснащены несколькими выходными разъёмами IEC-C320 C13/C19 или розетками системы Schuko, решения для предприятий подключаются через Hard Wire / клеммную колодку.

• Время переключения ИБП на питание от аккумуляторной батареи. Чем оно меньше, тем ниже вероятность, что в этот момент произойдёт перезагрузка или иной сбой. Характеристика актуальна только для интерактивных и резервных ИБП.

• Входное напряжение сигнала, измеряемое в вольтах. Этот параметр может быть важен для конкретного оборудования. У массовых источников бесперебойного питания обычно входное напряжение имеет значение 230, реже — 220 В. В свою очередь, оборудование старшего сегмента позволяет задавать напряжение с шагом 1-5 В.

Кроме основных критериев, могут играть роль наличие ЖК-экрана и интерфейсных портов (RS-232, USB, RJ-45), возможность установки карт мониторинга и управления SmartSlot, форм-фактор, возможность подключения внешних батарей и другие критерии.

Схемы построения ИБП

От этого параметра зависит обеспечиваемая прибором степень защиты, амплитуда выходного сигнала, габаритные размеры и, конечно, стоимость. Существуют три основных схемы построения ИБП:

Резервная (Off-Line, Standby) — самый простой вариант, при котором нагрузка получает питание от электросети, а прибор лишь фильтрует возможные помехи. Когда напряжение пропадает или выходит за границы заданного диапазона, UPS переключает оборудование на питание от аккумуляторной батареи с помощью инвертора. При восстановлении электроснабжения от первичного источника нагрузка снова переключается на электросеть.

Пример резервного ИБП — Powercom WOW 500VA (WOW-500U).

Интерактивная (Line-Interactive) — более сложная схема, которая, в отличие от резервной, оснащена простым стабилизатором. При незначительных нарушениях работы электросети такой прибор может корректировать выходное напряжение без использования батареи. Кроме этого, интерактивные ИБП обычно имеют меньшее время переключения на аккумуляторы, чем модели, основанные на резервной схеме.

Пример такого прибора — APC Back-UPS 500VA (BX500CI).

Интерактивные с чистой синусоидой (Line-Interactive Sin) — ещё более высокий класс UPS, который подходит не только для устройств с импульсными БП, но и оборудования, использующего трансформаторные БП и асинхронные двигатели (например, котлы). Такая техника чувствительна к качеству напряжения, из-за чего использование обычного линейно-интерактивного или резервного ИБП с аппроксимированной формой сигнала может вывести её из строя.

Пример подобного прибора — Powercom Infinity 1100VA (INF-1100).

С двойным преобразованием (On-Line) — лучшее, но и самое дорогое решение для защиты критически важного и требовательного к качеству электропитания оборудования. Главный плюс таких моделей — отсутствие переключения на батарею (так называемое «нулевое время переключения»). Их аккумуляторы постоянно включены в сеть, поэтому полностью исключена вероятность сбоя при отключении электроснабжения. Кроме того, ИБП с двойным преобразованием создают выходной сигнал с чистой синусоидой, благодаря чему подходят для аппаратуры с любыми блоками питания.

Пример — APC Smart-UPS SRT 3000VA (SRT3000XLI).

Какую же схему выбрать?

Ответ на этот вопрос зависит исключительно от области применения ИБП.

Резервные или интерактивные — оптимальный вариант для компьютера и монитора, блоки питания которых сами выпрямляют и фильтруют напряжение. Соответственно, нет смысла платить больше за UPS с синусоидальным сигналом типа Line-Interactive Sin или On-Line. Кроме этого, модели на резервной или интерактивной схеме компактны и почти всегда бесшумны, что важно в условиях дома или офиса.

Интерактивные с чистой синусоидой — разумный выбор для защиты оборудования с асинхронными двигателями, например, котлов. Подобные ИБП не так дороги, как On-Line, при этом обеспечивают необходимые характеристики.

С двойным преобразованием — решение для серверов, рабочих станций и любого оборудования, требовательного к качеству выходного сигнала. Такие UPS обеспечивают высочайшую надёжность, однако и стоят в несколько раз дороже моделей остальных типов.

Выходная мощность

От этого параметра зависит, какую общую нагрузку способен выдержать ИБП. Он может быть указан:

• В вольт-амперах (В·А, V·A) — полная мощность, одна часть которой совершает работу (активная), другая — передаётся электромагнитным полям цепи (реактивная). Другими словами, это общая мощность, потребляемая из сети.

• В ваттах (Вт, W) — активная (потребляемая) мощность, которая преобразуется в энергию или совершает работу. Именно она выдаётся нагрузке.

Возникает вопрос: зачем указывают полную мощность в вольт-амперах?

Дело в том, что значение активной мощности, то есть потребляемой прибором-потребителем, зависит от его коэффициента мощности (далее — КМ). В зависимости от характеристик блока питания, этот показатель может иметь значение от 0,55 до 0,96. Умножив вольтамперную характеристику на КМ, мы получаем активную мощность нагрузки в ваттах.

Чтобы не усложнять выбор потребителям и установить какой-то минимальный запас, производители ИБП обычно считают КМ равным 0,6. В этом случае про ИБП на 800 В·А можно сказать, что он рассчитан на нагрузку с активной мощностью до 480 Вт (800*0,6).

Однако у современных блоков питания с коррекцией КМ (PFC) эта характеристика может быть выше. Например, у моделей, сертифицированных по программе 80 PLUS, КМ равен минимум 0,9 при 100 % нагрузке. В этом случае нужно понимать, что два 480-ваттных БП — с PFC и без него — могут иметь разную активную мощность в пределах от 280 до 460 Вт. Поэтому сравнивать стоит только активную мощность ИБП (В·А*0,6) и нагрузки.

Рассчитываем мощность

Чтобы правильно выбрать этот параметр, обычно рекомендуют суммировать активные мощности подключаемых к ИБП устройств, затем прибавить к полученному значению 20-30 % — это и будет оптимальное значение в ваттах. В этом случае вы получаете немалый запас, который полезен при возможном увеличении нагрузки на прибор или в ситуации, когда все подключенные устройства работают на пике своей производительности.

В случае со стандартным компьютером и монитором обычно выбирают ИБП с мощностью от 500 до 1000 В·А — его схемотехника рассчитана на такую нагрузку (батарея не в счёт, о ней в следующем разделе). Для серверов, систем хранения данных и сетей начального уровня — 1-5 кВ·А, для ЦОД, корпоративных сетей и промышленности — от 5 кВ·А и выше.

Время автономной работы ИБП

Этот параметр зависит от характеристик аккумуляторов и мощности аппаратуры, подключенной к UPS. В большинстве случаев от бытовых моделей источников бесперебойного питания не ждут высоких показателей — достаточно нескольких минут на завершение работы ПК.

Как правило, производитель указывает примерное время автономной работы ИБП при нагрузке, на которую он рассчитан. В качестве примера рассмотрим популярную модель APC Back-UPS 700VA (BE700G-RS) с 12-В батареей на 9 А·ч.

Такой аккумулятор обеспечит питание 200-ваттной нагрузки в течение 7-8 минут. При максимально допустимой мощности (~400 Вт) время уменьшится примерно до 2 минут. Выбор другой модели с двумя аналогичными батареями удвоит мощность нагрузки до 400 Вт при тех же 7-8 минутах либо увеличит время до 17-24 минут при значении 200 Вт.

Каким же должно быть минимальное время автономной работы UPS при его номинальной нагрузке? Правильный ответ — около 5 минут. В этом случае прибор сможет выполнять свою функцию (давать возможность корректно завершить работу ПК при отключении электроснабжения) даже спустя пару лет с момента покупки.

Типы корпусов ИБП

Источники бесперебойного питания представлены в разных форм-факторах, которые выбирают в зависимости от области применения устройства.

Самые популярные варианты:

• Tower — корпус башенного типа, который занимает минимум места на столе или под ним. Как правило, в таких ИБП индикаторы/экран и кнопка питания находятся спереди, входные и выходные разъёмы — сзади.
  

Пример подобной модели — Powercom RAPTOR 600VA (RPT-600A).

• Brick — такие UPS выполнены в корпусе, лежащем на широкой грани. Они занимают больше места на столе, при этом удобнее, когда нужно быстро подключить или отключить устройство. Кроме того, некоторые приборы форм-фактора Brick оснащены креплением для монтажа на стену.

Пример — APC Back-UPS 550VA (BE550G-RS).

• Rack — ИБП, предназначенные для установки в телекоммуникационный шкаф или стойку. Большинство подобных моделей относятся к серверным.

Пример — APC Smart-UPS 750VA RM (SUA750RMI1U).

• Rack/Tower — универсальные модели, которые могут быть установлены в стойку или отдельно — в вертикальном положении.

Пример такого решения — APC Smart-UPS RT 1000VA RM (SURT1000RMXLI).

Какой же форм-фактор выбрать?

Для дома и офиса оптимальные варианты — Tower и Brick. Любой из них можно расположить на столе или под ним, второй — повесить на стену. Для профессиональных задач выбирают Rack или универсальный Rack/Tower, который можно использовать как в стойке, так и в виде устройства, расположенного вертикально и занимающего минимум пространства.

Замена батарей

В любом источнике бесперебойного питания аккумуляторы постепенно теряют свои свойства. Как правило, о необходимости замены батареи уведомляет сам UPS соответствующим индикатором.

В зависимости от модели, эту процедуру может выполнить сам пользователь или сервисный центр компании продавца — когда требуется разборка прибора. Во втором случае рекомендуем не нарушать это правило эксплуатации, чтобы сохранить гарантию на ИБП.

Производители

Согласно статистике издания «Бестселлеры IT-рынка», в России самыми крупными поставщиками источников бесперебойного питания в массовом сегменте являются компании APC by Schneider Electric, Powercom и Ippon. На эти марки приходится максимум продаж UPS типа Line-Interactive и Off-Line.

В более старших сегментах высокие показатели имеют APC by Schneider Electric, Eaton, Delta Electronics и другие компании, в том числе малоизвестные на рынке. Они лидируют по продажам дорогих и мощных моделей, которые выходят за рамки потребностей домашнего и офисного использования.

ИБП любого из этих брендов можно смело рекомендовать как надёжные изделия от ведущих игроков на рынке устройств по управлению электропитанием.

Рейтинг ИБП

Предлагаем вашему вниманию краткий обзор пяти источников бесперебойного питания, каждый из которых заслуживает право называться одним из лучших для своих задач.

Бюджетный на интерактивной схеме — Powercom IMPERIAL 525VA (IMP-525AP)

Эта модель способна обеспечить резервным питанием до трёх устройств с общей мощностью 315 Вт. Кроме этого, предусмотрены две розетки, обеспечивающие защиту подключенного оборудования от всплесков напряжения, перегрузок и КЗ. Использование интерактивной схемы обеспечит стабилизацию напряжения в заданном диапазоне без переключения на питание от батареи.

Недорогой от лидера рынка — APC Back-UPS 500VA (BK500EI)

Эта одна из простых моделей от самого известного производителя ИБП. Она основана на резервной схеме и оснащена четырьмя выходными разъёмами IEC-C320 C13 (компьютерными). Прибор защитит подключенное оборудование общей мощностью до 300 Вт от скачков напряжения, перегрузок и коротких замыканий.

Доступный с двойным преобразованием — Eaton 9SX 1000VA(9SX1000IR)

Этот UPS башенного типа обеспечит высококачественное питание для серверов и важного телекоммуникационного оборудования с общей мощностью до 900 Вт. Благодаря поддержке внешних батарейных блоков прибор можно легко модернизировать, а наличие слота SmartSlot позволит расширить возможности управления ИБП.

Универсальный с двойным преобразованием — Ippon Innova RT 1500VA (621778)

Этот ИБП предназначен для серверного и сетевого оборудования. Он обеспечит резервным питанием до восьми устройств с общей мощностью 1350 Вт. К прибору можно подключить внешние батарейные блоки, что увеличит время автономной работы при отсутствии электроснабжения. Модель Ippon Innova RT 1500VA может эксплуатироваться как в стойке (размер — 2U), так и отдельно, в вертикальном положении.

Для серверов и чувствительного оборудования — APC Smart-UPS 1500VA (SMT1500I)

Этот ИБП башенного типа обеспечит питанием до 8 устройств с общей мощностью до 980 Вт. Модель построена на интерактивной схеме с чистой синусоидой, что делает её подходящей для оборудования, чувствительного к форме выходного сигнала. Прибор оснащён слотом SmartSlot для более гибкого управления, а также поддерживает горячую замену основной батареи.

Надеемся, этот материал помог вам понять матчасть по ИБП.

Удачного выбора!

Как выбрать источник бесперебойного питания?

Оглавление

1. Принцип работы
2. Резервный (ИБП)
3. Интерактивный (ИБП)
4. Он-лайн (ИБП)

1. Принцип работы

Источник бесперебойного электропитания (ИБП) – это автоматическое устройство, основная функция которого – питание нагрузки за счёт энергии аккумуляторных батарей при пропадании сетевого напряжения или выхода его параметров (напряжение, частота) за допустимые пределы. Кроме этого, в зависимости от схемы построения, ИБП корректирует параметры электропитания.

Различают три схемы построения ИБП:

2. Резервный ИБП (off-line)

Принцип работы резервного источника бесперебойного питания заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании или выхода его параметров (напряжение и частота) за допустимые пределы. Батарея автоматически подзаряжается при работе ИБП от сети.

Отличительной особенностью такой схемы является наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть/батарея).

Резервный ИБП используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по резервной схеме.

Преимущества:

• Компактность
• Экономичность
• Лёгкость
• относительная дешевизна

3. Интерактивный ИБП (line-interactive)

Принцип работы интерактивного источника бесперебойного питания полностью идентичен резервному, за исключением ступенчатой стабилизации выходного напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора.

Интерактивный ИБП используется для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам в электросети.

Преимущества:

4. Он-лайн ИБП (on-line)

Принцип работы он-лайн источника бесперебойного питания построен на двойном преобразовании напряжения: входное напряжение трансформируется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя (инвертора).

Он-лайн ИБП используется для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания.

Считается, что схема он-лайн является самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания.

Преимущества:

• полная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов, помехи, генерируемые нагрузкой не пропускаются обратно в сеть
• питание нагрузки “чистым” синусоидальным напряжением стабильным по величине и форме, как при работе от сети, так при работе от батарей
• переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют

По сравнению с другими типами ИБП online источники обладают рядом существенных преимуществ, основное из которых это отсутствие временного промежутка между пропаданием внешнего питания и началом питания нагрузки от батарей. Характеризуя данный тип ИБП, очень часто используют выражение «Время переключения 0» или «Нулевое время переключения», что в действительности не совсем корректно, однако полностью описывает суть данного преимущества.

Еще одним достоинством ИБП с двойным преобразованием является возможность корректировать не только напряжение, но и частоту на выходе источника. По сути online источники бесперебойного питания являются самыми лучшими стабилизаторами напряжения. Выходное напряжение у ИБП данного типа всегда имеет форму чистой синусоиды.

Наряду с достоинствами online ИБП присущи и некоторые недостатки, к которым можно отнести высокую стоимость (в два, три раза дороже, чем линейно-интерактивные ИБП), низкий КПД (85% – 94%), повышенное тепловыделение и высокий уровень шума.

Не смотря на некоторые недостатки, именно онлайн ИБП обеспечивают наивысший уровень защиты по энергоснабжению критичной нагрузки. Поэтому для обеспечения бесперебойного энергоснабжения таких важных и дорогостоящих устройств, как файловые серверы, промышленное оборудование, телекоммуникационные системы и т.д., используют только источники бесперебойного питания со схемой online.

Для выбора ББП перейдите в наш Интернет-магазин раздел “Батарейные инверторы“.

Дополнительная информация в разделе “Источники бесперебойного питания”

Эта статья прочитана 14127 раз(а)!

Продолжить чтение

• 10000

  Резервные системы электроснабжения — Наши установки В данном разделе приведена информация по некоторым спроектированным нашей компанией системам резервного электроснабжения. Все объекты смонтированы нами или нашими партнерами в регионах. Резервных систем мы смонтировали множество, здесь приведены некоторые примеры резервных систем без…

• 10000

  Сравнение возможностей различных инверторов и ББП Очень часто возникают вопросы, какой инвертор или ББП выбрать для системы резервного или автономного электроснабжения. Не всегда сразу понятно, почему при вроде бы одинаковых показателях по номинальной мощности, одни инверторы стоят существенно дороже, чем…

• 10000

  Инверторы, Блоки бесперебойного питания и солнечные контроллеры  Studer Innotec О производителе Studer Innotec была основана в 1987 году Рональдом Штудером, который до настоящего времени является главой предприятия. С 1987 по 1991 годы компания занималась исследованиями в области применения фотоэлектрических батарей…

• 10000

  Что выбрать для защиты электропитания загородного дома — инвертор или компьютерный UPS? Жители пригорода — и простые дачники и жители коттеджных поселков — часто сталкиваются у себя на участках с проблемой перебоев с электричеством. Так как многие люди уже не…

• 60

  Про различные инверторы и особенности их применения на нашем сайте написано много статей. Для облегчения поиска информации об инверторах используйте приведенные ниже ссылки и разделы. Общая информация по инверторам Батарейные инверторы Сетевые фотоэлектрические инверторы Ссылки для перехода к заказу и…

• 51

  Инверторы для систем электроснабжения Инверторы служат для преобразования постоянного тока в переменный ток напряжением 220 В. Инверторы могут преобразовывать постоянный ток от аккумуляторов, солнечных батарей или других источников постоянного тока (например, ветрогенераторов или микроГЭС, генерирующих напряжение постоянного тока — электрической…

Как подключить ИБП к сети? ➔ Схемы подключения источников бесперебойного питания на Newet.ru

Чтобы определить, как подключить ИБП к электронному оборудованию правильно и без ошибок, необходимо сначала разобраться с особенностями конструкции и принципом работы этих устройств. Источники бесперебойного питания предназначены для автономного электропитания компьютерной техники, отопительных котлов, рабочих станций, телекоммуникационных систем, контрольно-измерительной аппаратуры, средств автоматизации техпроцессов и различного электрооборудования при возникновении проблем с централизованной электросетью.

В случае сбоя или отключения сети бесперебойник автоматически переключает нагрузку на питание от аккумуляторных батарей. Дополнительно современные ИБП защищают подключенное оборудование от скачков напряжения, шумов, помех, отклонений частоты, выбросов, гармонических искажений. Благодаря этому обеспечивается высокая эффективность работы электроаппаратуры, продлевается срок ее службы.

Способы подсоединения ИБП к электросети

Существует три основных типа бесперебойников в зависимости от схемы подключения ИБП к сети:

1. Резервные. В нормальном режиме устройства обеспечивают питание нагрузки непосредственно от первичной электросети. При возникновении проблем с электроснабжением ИБП переключает потребителей на электропитание от аккумуляторных батарей. Данная схема отличается рядом недостатков. К ним относится достаточно большое время задержки между появлением неполадок в сети и переключением на автономное снабжение, а также невысокий уровень фильтрации возмущений и помех. Поэтому резервная схема подключения источника бесперебойного питания подходит только для защиты малочувствительного некритичного оборудования. Ее можно применять, например, для бытовой техники и домашних ПК. Преимущества устройств — невысокая стоимость, низкая шумность в нормальном режиме, высокий КПД.
2. Интерактивные. Такие бесперебойники оснащаются ступенчатым стабилизатором на выходе из электроцепи. Он обеспечивает корректировку характеристики выходного напряжения, фильтрацию высоковольтных скачков. Их быстродействие выше, чем у резервных ИБП, но при этом использование стабилизатора снижает общий КПД системы. Интерактивные модели можно применять для защиты бытовой и офисной техники, файловых серверов, маршрутизаторов, аппаратуры локальных вычислительных сетей.
3. Онлайн. Этот вариант подключения ИБП к сети использует схему двойного преобразования. Питание потребителей в нормальном режиме осуществляется не напрямую от электросети, а через аккумуляторы бесперебойника. Входное переменное напряжение подается на выпрямитель, который преобразует его в постоянное. Оно заряжает батарею и поступает в инвертор, который выполняет обратное преобразование постоянного напряжения в переменное. В результате потребитель получает высококачественный электроток с чистой синусоидой, отсутствием помех и возмущений. Основное преимущество онлайн ИБП заключается в мгновенном реагировании на отключение первичной сети. Это позволяет использовать его для крайне чувствительного оборудования.

Особенности подключения оборудования

Рассмотрим последовательность действий и правильную схему подключения источника бесперебойного питания на примере системы автономного электроснабжения газового котла. Котельное оборудование характеризуется повышенной чувствительностью к электропитанию, поэтому требует особо внимательного подхода при подсоединении ИБП.

Этапы работ:

1. Подключаем бесперебойник к аккумуляторам. При подсоединении батареи необходимо, чтобы устройство было в выключенном состоянии. Коммутацию рекомендуется осуществлять проводами двух цветов — красного для клеммы «+» и черного для «-». Не все модели ИБП оснащены защитой от переполюсовки, поэтому крайне важно соблюдать правильную полярность. Если батарей несколько, то предварительно следует соединить их между собой. Для этого используются стандартные перемычки или медный провод.
2. Подключаем сетевой кабель к ИБП и включаем устройство. Проверяем значение напряжения на дисплее. Если все в порядке, отключаем бесперебойник и подключаем к нему котел.
3. Снова подаем напряжение и проверяем показания на экране.
4. Если мощность источника бесперебойного питания слишком большая для подключения его в обычную розетку, придется прокладывать отдельную линию от распределительного щита и устанавливать отдельные автоматические выключатели.
5. Имитируем отключение электроэнергии. Для этого выключаем фазный автомат в электрощитке.
6. Проверяем показания на дисплее бесперебойника, тестируем работу электророзжига котла.

Правила установки ИБП

• источник бесперебойного питания рекомендуется устанавливать в помещении с постоянной температурой 18-25оС. Слишком высокие или низкие температуры приводят к падению емкости АКБ и сокращению срока службы устройства;
• при подключении ИБП к сети нужно, чтобы не только фаза, но и нейтраль разрывалась с источником электропитания при срабатывании защиты. Для этого необходимо создать дополнительную шину нейтрали в обход дифавтомата или УЗО. При этом ноль от щита должен сначала идти на ИБП, а затем распределяться на потребителей;
• нужно обеспечить хорошую вентиляцию внутренних компонентов ИБП. Между устройством и стеной/потолков должен быть зазор 200-400 мм;
• нельзя ставить бесперебойник рядом с водопроводными или газовыми трубами, под вентилями, местами соединения трубопроводов;
• устройство обязательно нужно заземлять через розетку с заземлением или через отдельный винт;
• не допускается параллельное подключение ИБП и электросети к потребителю — необходимо использовать только последовательное соединение;
• запрещено заряжать аккумуляторы от внешнего зарядного устройства, если батареи подключены к бесперебойнику.

При подключении ИБП к сети важно сначала подсоединять защитный проводник РЕ и нейтраль, а только потом фазу.

Инверторы, ИБП (UPS) с чистой синусоидой производства России. Преобразователи напряжения DC/DC, DC/AC (12/24/220), авто ксенон. Разработчик и производитель

Различные типы инверторов для сети переменного напряжения 220В и анализ их работы с разными видами электроприборов. г. Новосибирск 20 июля 2009 года Инновационная компания «A-electronica.ru» ( При копировании любой части нашего первоисточника ссылка на сайт www.a-electronica.ru обязательна! ) Содержание: 1.        Вступление. Описание рассматриваемых типов инверторов: трансформаторный, с вч преобразованием, с синусоидальной формой напряжения. 2.        Виды электроприборов с активным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. 3.        Виды электроприборов с индуктивным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. 4.        Виды электроприборов с емкостным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. 5.        Виды электроприборов с выпрямителем на входе и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. 6.        Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с различными типами нагрузок. Заключение. 1.        Вступление. Описание рассматриваемых типов инверторов: трансформаторный, модифицированный синус, чистый синус. Инвертор- прибор преобразующий постоянное напряжение в переменное. Потребность в инверторах существует для решения задачи питания устройств для бытовой сети 220В 50Гц от источников постоянного напряжения, например аккумуляторов. С развитием электроники эта задача решалась все более сложными методами, дающими более качественные параметры выходной электроэнергии. Однако на практике применяются как современные, так и более архаичные приборы, поэтому рассмотрим основные типы инверторов в историческом порядке. Первыми появились инверторы на основе трансформаторов работающих на частоте сети 50Гц. Блок-схема инвертора приведена на рис. №1. Рис. №1. Блок-схема трансформаторного инвертора. Источник энергии постоянного тока, в самом распространенном случае аккумулятор 12В, подключается к трансформатору через трехпозиционный коммутатор. Коммутатор представляет собой набор электронных ключей, обеспечивающий 3 состояния: к первичной обмотке трансформатора подключен источник питания положительной полярностью, к первичной обмотке трансформатора подключен источник питания отрицательной полярностью и состояние когда первичная обмотка закорочена. Последовательно переключая эти состояния, на первичной обмотке формируется переменное напряжение частотой 50Гц и амплитудой 12В. На вторичной обмотке трансформатора при этом формируется напряжение с той же частотой и формой, однако эффективное напряжение составляет 220В. Графики напряжения на трансформаторе приведены на рис. №2. Выходное напряжение снимается с вторичной обмотки, поэтому имеет такие же параметры. Рис. №2. Графики напряжения на трансформаторе Данная форма напряжения называется «модифицированная синусоида» и широко применяется в инверторах для сети 50Гц, поэтому параметры, описывающие ее, рассмотрены более подробно. Вообще параметры, задающие форму модифицированной синусоиды, это амплитуда выходного напряжения и коэффициент заполнения, показывающий отношение длительности импульса к периоду сигнала. Эти параметры задаются при конструировании инверторов. Из соображений того, что инвертор должен заменять сеть 220В 50Гц, обычно выбирается амплитудное значение напряжения модифицированной синусоиды такое же, как и в сети, то есть 311В. При этом, чтобы обеспечить эффективное напряжение 220в, такое же как и в сети, коэффициент заполнения получается 0.5. Однако в инверторе этого типа амплитуда выходного напряжения получается зависящей прямо пропорционально от напряжения источника. Если в качестве источника энергии используется аккумулятор, а это самый распространенный случай, то его напряжение при разряде понижается, и амплитуда модифицированной синусоиды на выходе преобразователя также понижается, соответственно понижается и эффективное значение напряжение на выходе преобразователя. Для того чтобы улучшить качество энергии на выходе преобразователя в этих условиях часто применяют схемы управления, которые изменяют коэффициент заполнения выходного напряжения таким образом, чтобы поддерживать эффективное напряжение неизменным. Например, инвертор, рассчитанный на напряжение источника 12В, работает от разряженного аккумулятора с напряжением 10В. При этом амплитудное напряжение на выходе снижается пропорционально до 259В. Схема управления изменяет коэффициент заполнения выходного напряжения до 0.72, при этом эффективное напряжение остается равным 220В. Однако форма напряжения и его амплитуда меняется, что может быть недопустимо для некоторых нагрузок, что будет показано далее. Так как основным элементом инвертора этого типа является трансформатор 50Гц, возможности по миниатюризации, уменьшении материалоемкости и повышении эффективности работы инвертора весьма ограничены. Поэтому на основе современной элементной базы были разработаны инверторы с вч преобразованием. Блок-схема такого инвертора приведена на рис. №3. Рис. №3. Блок-схема инвертора с вч преобразованием. Источник энергии постоянного тока подключается на вход высокочастотного преобразователя постоянного напряжения (dc\dc преобразователь). Данный блок преобразует входное напряжение в напряжение, соответствующее амплитуде сетевого напряжения, 311В. Это преобразование происходит с помощью трансформатора, работающего на повышенной (десятки и сотни килогерц) частоте, поэтому габариты и материалоемкость инвертора значительно уменьшились. Выходное напряжение преобразователя подается на коммутатор, аналогичный коммутатору в инверторе трансформаторного типа. График выходного напряжения коммутатора имеет такой же вид, как и напряжение на выходе коммутатора в трансформаторном инверторе, однако амплитуда напряжения достигает 311В. Выход коммутатора является выходом инвертора, и график выходного напряжения соответствует напряжению на вторичной обмотке трансформатора в трансформаторном инверторе (рис.2). Соображения насчет формы выходного напряжения, изложенные выше, справедливы и для данного типа инвертора. Изменение же формы выходного напряжения в зависимости от величины входного напряжения может происходить либо нет, это зависит от топологии dc\dc преобразователя. Если преобразователь стабилизированный, то при изменении входного напряжения выходное напряжение преобразователя не изменяется. При этом также форма и амплитуда выходного напряжения инвертора не изменяется. Однако существуют и более простые разновидности dc\dc преобразователей, которые не являются стабилизированными, и выходное напряжение которых пропорционально входному. Для инверторов, собранных на основе таких преобразователей, справедливы заключения насчет изменения выходного напряжения для трансформаторных инверторов. С развитием электроники появилась возможность создать инверторы с синусоидальной формой напряжения на основе вч преобразования электрической энергии. С помощью данных инверторов возможно получение выходного напряжения, удовлетворяющего стандартам на качество электроэнергии в энергетике, что невозможно для преобразователей ранее рассмотренных типов. Блок-схема инвертора приведена на рис. №4. Рис. №4. Блок-схема инвертора с синусоидальным выходным напряжением. Источник энергии постоянного тока подключается на вход высокочастотного преобразователя постоянного напряжения, как и в инверторе с вч преобразованием, рассмотренном ранее. Выходное напряжение инвертора может быть различным в зависимости от конструкции, однако оно должно быть выше амплитудного напряжения сети, то есть выше 311В. Выходное напряжение преобразователя поступает на вч инвертор (dc/ac), представляющий собой управляемый понижающий импульсный преобразователь. Данный преобразователь может устанавливать на своем выходе напряжение по сигналу от схемы управления в диапазоне от нуля до напряжения питания, то есть до напряжения больше 311В. Вч инвертор обычно содержит два таких канала по мостовой схеме, таким образом, напряжение между их выходами может достигать от -311В до +311В, как и в сети 220В. Графики выходного напряжения по обоим выходным проводам и результирующее выходное напряжение инвертора представлены на рис. №5. Из графиков следует, что схема управления подает особый сигнал на каждый канал вч преобразователя, изменяющийся во времени таким образом, что выходное напряжение каждого канала вч преобразователя изменяется по синусоидальному закону с частотой 50Гц, и смещено по фазе на 180? между каналами. Напряжение же между выходами представляет собой синусоиду без постоянной составляющей амплитудой 311В. Изменение формы выходного напряжения в зависимости от величины входного напряжения не происходит вследствие того что либо dc/dc преобразователь либо вч инвертор исполняются стабилизированными, то есть выходное напряжение не зависит от входного. Рис. №5. Графики напряжения на выходах инвертора. 2.        Виды электроприборов с активным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. Электрические приборы с активным характером сопротивления распространены повсеместно. К ним относятся различные виды нагревательных приборов, а также осветительные приборы на основе ламп накаливания. Также распространены комбинированные нагрузки, в которых кроме основного потребителя с активным характером сопротивления присутствуют другие потребители с различным характером сопротивления, однако мощность этих потребителей значительно ниже. Например, нагревательный элемент со схемой контроля температуры. Такие нагрузки также можно считать приближенными к активными, степень приближения определяется отношением мощностей основной активной нагрузки и дополнительной не активной. Вообще активная нагрузка является наиболее простым видом нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора в любой момент времени, то есть при любом мгновенном значении выходного напряжения, ограничен и определяется законом Ома. Поэтому допустима любая форма выходного напряжения инвертора, например модифицированная синусоида. Также весь выходной ток инвертора идет на создание выходной активной мощности, поэтому эффективность работы (величина коэффициента полезного действия) инверторов любого типа будет максимальна при данном типе нагрузки. Для корректной работы активных нагрузок важно лишь среднеквадратичное значение напряжения, а все рассмотренные ранее типы инверторов способны выдавать такое же среднеквадратичное напряжение, как и сеть 220В. Однако потенциально важным моментом для работы с активной нагрузкой является способность инвертора выдавать постоянное среднеквадратичное напряжение при изменяющемся напряжении питания. Все рассмотренные ранее типы инверторов имеют такую возможность при соответствующих функциях системы управления, однако каждая конкретная модель инвертора может иметь или нет подобную функцию. Также нагрузки с активным характером сопротивления могут быть линейными или нелинейными, то есть сопротивление нагрузки может быть постоянным или меняющимся во времени. Типичным примером нелинейной нагрузки является лампа накаливания, причем отличие в сопротивлении в горячем и холодном состоянии может достигать 10 раз. При работе инвертора с таким типом нагрузки может возникать кратковременное, но значительное увеличение тока нагрузки. В этом случае возможна потеря работоспособности инвертора из-за срабатывания защиты по максимальному выходному току. Однако работа схемы защиты не зависит от типа преобразователя, поэтому различия между работой различных моделей инверторов будут происходить из-за различия в системах защиты, а не из-за принципиального различия в типах инверторов. Различие между типами инверторов с различной формой        выходного напряжения можно оценить с помощью частотного анализа по гармоническому составу выходного напряжения. Инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения содержат в спектре выходного напряжения только основную гармонику 50Гц. Инверторы же с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды содержат в спектре выходного напряжения также высшие нечетные гармоники значительной амплитуды. Так как форма выходного тока при активной нагрузке повторяет форму напряжения, то подобные заключения будут справедливы и про спектр выходного тока. Практически оценить различия в форме выходного тока можно по производимому им акустическому эффекту. Акустический эффект может иметь различную физическую природу, например сила Ампера, вынуждающая колебаться проводники с током, или магнитострикционный эффект в материалах, находящимся в магнитном поле, возбуждаемом током. Акустический эффект может возникать во всех участках последовательной выходной цепи, например в потребителе или соединительных проводах, или в самом инверторе. Человек способен на слух различать гармонический состав производимого акустического эффекта. Так, звук от инвертора с синусоидальной формой выходного напряжения ощущается как однотонный гудящий (низкочастотный) шум. А звук от инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды более тембрально окрашен, с выраженными обертонами, более походящий на стук. 3.        Виды электроприборов с индуктивным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. Электрические приборы с индуктивным характером сопротивления часто встречаются в технике и в быту. К этим приборам относятся электровибрационные приборы, например бритвы и насосы, осветительные приборы с индуктивными балластами, электромеханические реле, электрические двигатели. Реальная индуктивная нагрузка представляет собой частично чистую индуктивность и частично активную нагрузку. Для описания индуктивной нагрузки возможно использовать последовательную модель, в которой нагрузка представляется в виде последовательно соединенных индуктивности и сопротивления. Для описания соотношения влияния этих элементов на выходной ток преобразователя используют параметр «коэффициент мощности (КМ)», который определяет отношение активной мощности к полной мощности. При индуктивной нагрузке КМ<1. Таким образом, полная мощность, потребляемая нагрузкой с индуктивным характером сопротивления, будет больше, чем активная мощность, обычно указываемая на электроприборе в качестве номинальной. Поэтому индуктивная нагрузка представляет собой более сложный вид нагрузки для инвертора, потому что выходной ток инвертора идет как на создание выходной активной мощности, так и на запасание энергии в индуктивности (реактивная мощность). Потери энергии в инверторе при работе на нагрузку с индуктивным характером сопротивления будут больше чем при работе на нагрузку с активным характером сопротивления такой же номинальной (активной) мощности. Это очень важное свойство, поскольку часто при эксплуатации инверторов именно уровень потерь энергии, то есть тепловая мощность, нагревающая инвертор, является определяющей для обеспечения работоспособности. Однако для разных типов инверторов степень увеличения потерь при индуктивной нагрузке разная. Это связано с тем, что при различных топологиях построения инверторов путь выходного тока, нагревающего преобразователь, может быть различен и захватывать разное количество составных блоков преобразователя. Рассмотренные типы инверторов относительно данного вопроса разделяются на два вида: однокаскадные и двухкаскадные. Однокаскадным инвертором является трансформаторный инвертор. Выходной ток инвертора проходит через весь инвертор: через выходной трансформатор, в трансформированном виде через ключи инвертора и через источник входного напряжения. При этом нагреваются все вышеназванные компоненты цепи и потери велики. Отличием двухкаскадных инверторов является наличие внутреннего звена постоянного тока. Инвертор с вч преобразованием, с формой выходного напряжения как модифицированной синусоидой так и с чистым синусом, является двухкаскадным инвертором. Он содержит емкостной накопитель энергии на выходе dc\dc преобразователя, через который протекает часть реактивного выходного тока. Поэтому через входную часть преобразователя, то есть через dc\dc преобразователь и источник входного напряжения, протекает значительно меньшая величина переменного тока, и соответственно эти блоки инвертора меньше нагреваются. Поэтому двухкаскадные типы инверторов могут иметь КПД выше, чем однокаскадные для данного типа нагрузок. При работе потребителей с индуктивным характером нагрузки от различных типов преобразователей проявляется различие эффективного тока нагрузки. Данный эффект существует потому что для индуктивной нагрузки кроме эффективного напряжения важно еще и среднее значение напряжения за период. Этот вывод следует из закона электромагнитной индукции, согласно которому размах амплитуды переменного тока на индуктивности пропорционален приложенным вольт — секундам (В*С). А среднее напряжение для синусоиды с эффективным напряжением 220В и для модифицированной синусоиды с пиковым напряжением 311В и эффективным напряжением 220В весьма различно и составляет 198В и 156В соответственно. Для определения численного значения различия эффективного тока и активной мощности нагрузки произведено моделирование в среде micro-cap, результаты которого представлены на рис.№6. В качестве нагрузки при моделировании использовалась RL цепочка с КМ=0.7, т.е. ее активное сопротивление и модуль индуктивного сопротивления равны и составляют по 100Ом (величина индуктивности 318мГ). Ток в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды Активная энергия, выделяющаяся в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды Рис. №6. Графики тока и потребления активной энергии при индуктивной нагрузке. Из графиков следует, что активная энергия более эффективно потребляется при синусоидальном источнике напряжения, причем разница составляет 16%. Такая же разница будет и в активной мощности. То есть, если подключить нагрузку, предназначенную для работы от сети 220В к инвертору с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды, то потребляемая активная мощность снизится на 16% . Эффективный ток при этом снизится на 9% . Для функционирования нагрузок данное понижение активной мощности будет иметь негативные последствия: электровибрационные приборы понизят механическую мощность, осветительные приборы будут светить тусклее. 4.        Виды электроприборов с емкостным характером нагрузки и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. Электрические приборы с емкостным характером сопротивления редко применяются как законченный блок, однако часто встречаются как часть других электроприборов, например емкостные компенсаторы реактивной мощности или фазосдвигающие емкостные цепи для электродвигателей. Так как остальные виды нагрузок рассматриваются в других разделах, имеет смысл рассмотреть отдельно работу инверторов различных типов на реальную емкость. Модель реальной емкости учитывает потери энергии в сопротивлении выводов применяемых конденсаторов и представляет собой последовательно включенные идеальный конденсатор и эмулирующий сопротивление выводов резистор. Сначала рассмотрим работу инвертора с формой выходного напряжения в виде чистой синусоиды на реальную емкость. Процессы, протекающие в этой цепи аналогичны процессам при работе такой же нагрузки от сети 220В. Как известно, конденсатор в цепи переменного тока представляет собой реактивную нагрузку, то есть полная мощность нагрузки большей частью состоит из циркулирующей от нагрузки к сети и обратно реактивной мощности и лишь небольшая часть полной мощности представляет собой активную мощность потерь. При этом полезный эффект нагрузки создает именно реактивная мощность, а активная мощность представляет собой паразитный эффект, нагревающий как саму нагрузку так и инвертор. Величина активной мощности, выделяющейся в инверторе, пропорциональна выходному сопротивлению инвертора. Теперь же рассмотрим работу на такую же нагрузку инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды. Для получения наглядных результатов использовалось моделирование в среде micro-cap. Модель инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды представляет собой источник напряжения с формой модифицированной синусоиды и последовательно включенного сопротивления потерь Rг. Для сравнения использовалось моделирование схемы с той же самой нагрузкой, но работающей от источника переменного напряжения 220В 50Гц с таким же выходным сопротивлением. Схемы для моделирования представлены на рис. №7. Номиналы элементов типичны для обычных применений и составляют: Сн=10мкФ, Rн=Rг=1Ом. Рис. №7. Схемы для моделирования в среде micro-cap Результаты моделирования представлены на рис. №8. Из графиков тока нагрузки видно, что форма и амплитуда токов весьма различны. Ток нагрузки с синусоидальным источником напряжения имеет также синусоидальную форму и амплитуду 977мА, а ток нагрузки с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды имеет вид экспоненциальных импульсов с амплитудой 152А и весьма короткой (десятки микросекунд) длительностью. Такие различия обусловлены тем, что в случае с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды конденсатор заряжается от импульсного источника напряжения с высокой скоростью изменения напряжения, для которого конденсатор имеет низкое сопротивление. Поэтому напряжения на сопротивлениях потерь Rг и Rн в импульсе заряда велики и соответственно велики потери. Исходя из графика выделения энергии на сопротивлении потерь, общая мощность потерь составляет для синусоидального источника напряжения 0.95Вт, а для источника напряжения в виде модифицированной синусоиды 98Вт, то есть отличается в сто раз. Ток в нагрузке. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды Энергия, выделяющаяся в сопротивлении потерь. Красный график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, синий — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды Рис. №8. Графики тока и энергии потерь для различных видов источников напряжения. Можно показать, что мощность потерь при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды не зависит от сопротивления потерь, а только от величины конденсатора. Однако распределение потерь между инвертором и конденсатором пропорционально их внутренним сопротивлениям. Но в любом случае, такой высокий уровень пиковых токов и мощности потерь нежелателен как для инвертора, так и для нагрузки. Немногие типы конденсаторов для сети 220В способны работать с внутренними потерями в 100 раз большими, чем номинальные. Также высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на емкость весьма широкополосен, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух. 5.        Виды электроприборов с выпрямителем на входе и особенности работы различных типов инверторов с данным видом нагрузки. Электрические приборы с выпрямителем на входе повсеместно встречаются в технике и в быту. К этим приборам относится бытовая электроника с трансформаторным или импульсным блоком питания. Эквивалентная схема подключения такой нагрузки представлена на рис №9. Источник питающего напряжения, в данном случае инвертор, представлен в виде генератора напряжения Vг с сопротивлением потерь Rг. Сам электрический прибор питается выпрямленным напряжением и представлен сопротивлением Rн. Блок питания электроприбора состоит из мостового выпрямителя и фильтрующего конденсатора Сн. Неидеальность конденсатора моделируется последовательным сопротивлением Rк. Сопротивление выпрямителя, входных проводников и трансформатора питания (в случае трансформаторного блока питания) моделируется последовательным сопротивлением Rп. Рис. №9. Эквивалентная схема подключения электроприбора с выпрямителем на входе. Работа такой нагрузки сильно отличается при использовании инверторов с различными видами выходного напряжения. Причина этого такая же, как и для емкостной нагрузки и заключается в том, что фильтрующий конденсатор Сн заряжается от входного источника напряжения. Если скорость изменения напряжения велика, как при работе от источника с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды, то потери в элементах цепи увеличиваются многократно. Можно аналитически показать, что при работе от источника с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды общие потери энергии будут зависеть лишь от амплитуды переменной составляющей напряжения на конденсаторе Сн и величины емкости этого конденсатора, и не зависеть от величины сопротивлений Rг, Rп и Rк. От величины этих сопротивлений будет зависеть только распределение потерь среди элементов схемы. Для получения наглядных результатов снова использовалось моделирование в среде micro-cap. Для сравнения использовалось моделирование схемы с одной и той же нагрузкой, но работающей от инвертора с синусоидальной формой напряжения 220В 50Гц и от инвертора с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды. Номиналы элементов схемы для моделирования составляют: Rн=500Ом, Сн=47мкФ, Rг=Rп=Rк=1Ом. Такие номиналы типичны для блока питания бытовой электроники мощностью 150Вт, например телевизора. Результаты моделирования представлены на рис. №10. Из графиков выходного тока инвертора видно, что форма и амплитуда токов весьма различны для инверторов с различными видами выходного напряжения. Ток инвертора с синусоидальным источником напряжения имеет плавную форму и амплитуду 3.1А, а ток нагрузки с источником напряжения в виде модифицированной синусоиды имеет вид экспоненциальных импульсов с амплитудой 20.2А и весьма короткой (сотни микросекунд) длительностью. Исходя из графика выделения энергии на сопротивлении потерь, общая мощность потерь составляет для синусоидального источника напряжения 3.5Вт, а для источника напряжения в виде модифицированной синусоиды 9.4Вт. Таким образом, общая мощность потерь при работе нагрузки от инвертора с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды почти в 3 раза больше чем при работе той же нагрузки от инвертора с синусоидальной формой напряжения. Так как сопротивления потерь включены последовательно, распределение мощности потерь на каждом конкретном элементе будет тоже сохраняться, поэтому например сам инвертор будет выделять мощности в 3 раза больше, конденсатор и трансформатор блока питания также будут греться в 3 раза больше. Элементы бытовых приборов могут не иметь трехкратного запаса по мощности и выйти из строя в результате питания от инверторов с формой напряжения в виде модифицированной синусоиды. График тока в нагрузке. Зеленый график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, красный — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды Энергия, выделяющаяся в сопротивлении потерь. Зеленый график при источнике напряжения в виде чистой синусоиды, красный — при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды Рис. №10. Графики выходного тока инвертора и энергии потерь для различных видов инверторов. Как и для емкостной нагрузки, для нагрузки с выпрямителем на входе, высокий уровень токов при источнике напряжения в виде модифицированной синусоиды создает повышенный акустический эффект при работе инвертора. Спектральный состав выходного тока инвертора с формой выходного напряжения в виде модифицированной синусоиды при работе на нагрузку с выпрямителем на входе весьма широкополосен, а амплитуда тока весьма велика, поэтому звуковой эффект производимый этим током весьма громкий и неприятный на слух. При этом производить звуковой эффект может любой элемент схемы, через который протекает выходной ток инвертора, этот элемент может находиться в инверторе или в подключаемом электроприборе, или в соединительных проводах. 6.        Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок. Заключение. Для того чтобы систематизировать выявленные в предыдущих частях статьи отличия в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок была составлена табл. №1. Для сравнения акустического эффекта, тепловых потерь в нагрузке и эффективной мощности для одинаковых нагрузок в качестве отсчета была выбрана сеть переменного напряжения 220В 50Гц. Для сравнения потерь в инверторе разных типов, но с одинаковым выходным сопротивлением, в качестве отсчета был выбран инвертор с синусоидальной формой выходного напряжения. Табл. №1. Сводная таблица отличий в работе различных типов инверторов с разными видами нагрузок. . . Виды инверторов Виды нагрузок Параметры Трансформаторный ВЧ модиф. синус Вч чистый синус Активная Эффективная мощность Как при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В . Акустический эффект Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В Индуктивная Эффективная мощность Меньше чем в сети 220В Меньше чем в сети 220В Как при работе от сети 220В Емкостная Потери в нагрузке Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В . Потери в инверторе Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения . . Акустический эффект Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В С выпрямителем Потери в нагрузке Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В . Потери в инверторе Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения Больше, чем с инвертором с синусоидальной формой напряжения . . Акустический эффект Больше, чем при работе от сети 220В Больше, чем при работе от сети 220В Как при работе от сети 220В Как следует из таблицы, применять для питания всевозможных типов нагрузки, не опасаясь негативных эффектов возможно только инверторы с выходным напряжением в виде чистой синусоиды. Инверторы с выходным напряжением в виде модифицированной синусоиды, возможно применять без опасений для питания активных нагрузок при невысоких требованиях к акустическому эффекту. г. Новосибирск 20 июля 2009 года Инновационная компания «A-electronica.ru» ( При копировании любой части нашего первоисточника ссылка на сайт www.a-electronica.ru обязательна! )

Чистая синусоида VS её ступенчатая аппроксимация. Часть I | ИБП | Блог

Временами приходится пользоваться устройствами для автономного или резервного питания. Это могут быть автономные инверторные бензогенераторы, автомобильные инверторы, источники бесперебойного питания в режиме работы от батарей. В общем, все те устройства, в составе которых присутствует инвертор. И все бы ничего, но не все подобные устройства выдают на выходе синусоидальное переменное напряжение, на которое, собственно, и рассчитано все электрооборудование. То есть переменное-то оно у всех, а вот форма этого напряжения может быть далеко не синусоидальная.

В таких случаях в характеристиках устройства, в строке «Форма выходного напряжения» пишут «Ступенчатая аппроксимация синусоиды» или «Модифицированная синусоида» или «Квазисинусоида» или как-то еще.

Это означает, что там совсем не синусоида, а разнополярные прямоугольные импульсы, которые следуют с определенной паузой. Ниже на осциллограммах показаны синусоидальная форма напряжения в бытовой электросети (слева) и осциллограммы так называемой «квазисинусоиды», снятые с разных устройств.

а)                                          б)                                         в)

Форма напряжения: а) в бытовой электросети; б) на выходе ИБП Back-UPS CS 500; в) на выходе инвертора 12/220 Mean Well

Нетрудно заметить, что амплитуды импульсов на осциллограммах с квазисинусоидой отличаются и составляют в первом случае 350–360 В, во втором — 290–300 В. Но их ширина подобрана таким образом, что среднеквадратичное значение получаемого переменного напряжения соответствует 225–230 В.

Казалось бы, нет проблем. Частота напряжения 50 Гц, среднеквадратичное значение соответствует 230 В. Но это только на первый взгляд. В сигнале, который отличается от синусоиды, присутствуют гармоники, т. е. получаемые разнополярные импульсы состоят не только из сигнала частотой 50 Гц, но и из сигналов более высоких частот, кратных основной частоте 50 Гц (150, 250, 350 и т. д.). Не будем углубляться в теорию, а просто скажем, что при запитывании оборудования подобной «квазисинусоидой» на него подается напряжение не только частотой 50 Гц, но и частотой 150 Гц, 250 и далее по нарастающей. При этом амплитуды этих напряжений хоть и уменьшаются с ростом частоты, но все же могут иметь достаточно высокий уровень. Уровень этих гармоник зависит от ширины импульса, его амплитуды и скорости нарастания.

Спектрограммы гармоник напряжения с выхода ИБП Back-UPS CS 500 (слева) и инвертора 12/220 Mean Well (справа) при нагрузке 25 Вт

Далее мы подробно рассмотрим различное электрооборудование и попробуем определить, насколько для него критична форма питающего напряжения.

Нагревательное электрооборудование

Оборудование, которое представляет собой активную нагрузку и не имеет в составе каких-либо регулирующих электронных устройств (диммеров), конденсаторов, индуктивностей, абсолютно не восприимчиво к форме питающего напряжения. Например, лампы накаливания, утюги, паяльники и другие нагревательные приборы. Но, к сожалению, такое оборудование всегда в меньшинстве.

Люминесцентные, светодиодные лампы и светильники

В конструкции таких ламп всегда присутствует устройство (драйвер), преобразующее напряжение 220–230 В в необходимое для питания светоизлучающих компонентов. Естественно, рядовой пользователь не знает принцип работы драйвера конкретной лампы или светильника и не может предположить, как они поведут себя при питании не синусоидальным напряжением, ведь они не рассчитаны на такие условия.

Проведем эксперимент, для статистики возьмем несколько ламп и светильников различных моделей и сравним их потребляемую мощность и другие параметры при подключении к обычной розетке и к устройству с «прямоугольной аппроксимацией синусоиды». Таким устройством будет источник бесперебойного питания фирмы APC с полной мощностью 500 В*А.

По результатам тестов заметно, что электрические характеристики ламп изменяются при питании квазисинусом. В большинстве случаев изменяются они в худшую сторону — увеличивается ток потребления и уменьшается коэффициент мощности. Критический случай, если в светодиодной лампе в качестве токоограничивающего элемента установлен конденсатор. При питании такой лампы квазисинусом со значительным уровнем гармоник потребляемая мощность может увеличиваться в разы, значит, и ток через светодиоды возрастает. Это можно наблюдать и визуально по изменению яркости свечения. Конечно, лампа в таком режиме прослужит недолго. Что интересно, при подключении такой лампы к автомобильному инвертору (12/230 В) подобного увеличения мощности не наблюдалось. Это связано с тем, что используемый для тестов инвертор выдавал разнополярные импульсы с меньшим уровнем гармоник, чем источник бесперебойного питания (рис. 2).

Напрашивается вывод: подключение светодиодных и люминесцентных ламп к источнику с прямоугольной апроксимацией синусоиды — это своего рода лотерея. Нет гарантии продолжительной работы ламп, и срок их службы будет зависеть от применяемого драйвера и конкретных параметров квазисинуса.

Устройства с трансформаторными источниками питания

Следующая группа электрооборудования — устройства, имеющие в своем составе трансформаторы. Для проведения тестов были выбраны два устройства — отечественный трансформатор ТС-40-2 и сетевой трансформаторный адаптер с выходным стабилизированным напряжением. Результаты тестов в таблице.

Схема классического трансформаторного источника питания

В тестировании трансформаторных источников питания помимо источника бесперебойного питания использовался инверторный преобразователь, который тоже имеет на выходе квазисинусоиду, но их параметры немного отличаются, о чем было сказано выше.

По результатам экспериментов можно наблюдать, что трансформаторные источники питания при питании их квазисинусом ведут себя вполне приемлемо и даже хорошо. Первое, что можно отметить это уменьшение тока холостого хода. И, как оказалось, чем больше уровни гармоник в питающем напряжении, тем этот ток меньше. Это связано с тем, что трансформатор в большей степени представляет собой индуктивную нагрузку, а реактивное сопротивление индуктивности с ростом частоты возрастает.

Из отрицательных моментов можно выделить следующее. Даже если у источника со ступенчатой аппроксимацией синусоиды среднеквадратичное напряжение будет составлять 230 В, но амплитуда импульсов будет завышена, то и на выходе выпрямителя мы получим завышенное напряжение. Это связано с тем, что фильтрующий конденсатор С (рис. 3) стремится зарядиться до амплитудного значения выпрямленного напряжения. Так, в указанной выше схеме при смене питающего синусоидального напряжения на квазисинусоиду напряжение на выходе повышалось с 16 до 19 В, что, естественно, повышало общую потребляемую мощность. Данный эффект наблюдался при питании этой схемы от источника бесперебойного питания, у которого при среднеквадратическом значении напряжения в 230 В амплитуда импульсов достигает 350 В.

Однако при питании данной схемы от автомобильного инвертора с амплитудой импульсов около 300 В наблюдалось даже некоторое уменьшение выходного напряжения. При этом среднеквадратичное значение напряжения инвертора также составляло 230 В.

Резюмируя, можно сказать, что, кроме возможного повышения напряжения во вторичных цепях трансформаторных источников питания, других негативных последствий для трансформаторов от квазисинусоиды не выявлено. Превышение же напряжения может в некоторой степени увеличить нагрев источника питания в целом, а будет это превышение или нет зависит от модели используемого ИБП или отдельного инвертора.

Необходимо отметить, что при питании трансформатора ступенчатой аппроксимацией синусоиды прослушивается характерный «звонкий» гул от трансформатора. «Звонкость» звука как раз и говорит о том, что в питающем напряжении есть составляющие с более высокими частотами, чем 50 Гц. Кроме возможных неприятных слуховых ощущений для человека этот звук не несет никаких негативных последствий для трансформатора.

В следующей части статьи будет рассмотрено поведение другого электрооборудования при питании его напряжением с формой, отличной от синусоидальной.

Гибридный источник бесперебойного питания с чистой синусоидой с функцией стабилизатора APS 1500W-24V, 1500Вт, 24В, EYEN

Гибридные Источники бесперебойного питания серии APS  — это высококачественные многофункциональные устройства, предназначенные для создания систем гарантированного электропитания частных домов, коттеджей и объектов мини-бизнеса. Данный продукт совмещает в себе инвертор — преобразователь постоянного тока DC в переменный AC с чистой синусоидой и мощное зарядное устройство, способное быстро зарядить аккумуляторные батареи большой емкости а также стабилизатор сетевого напряжения. Такая комбинация позволяет создать систему бесперебойного электропитания мощностью от 1 до 6 кВт с большим временем автономной работы, значительно повышающую качество электропитания Вашего объекта.

Основные преимущества гибридных инверторов серии APS:

1. Стабилизация выходного напряжения 220 В ± 10% 50 Гц ± 0.3 Гц.
2. Наличие ECO-режима, позволяющего максимально снизить потребление электроэнергии. Это достигается наличием возможности установить приоритетность сетевой электроэнергии(генератора) или альтернативного источника электроэнергии(аккумуляторы). Если установлен приоритет альтернативного источника энергии, то в первую очередь используется энергия, запасенная в аккумуляторах и только при достижении напряжением на аккумуляторе напряжения отключения нагрузки(10,5В), инвертор переключает нагрузки на сетевое электричество.
3. Высокая перегрузочная способность инвертора — до 300% номинальной мощности (в течении 20 сек.).
4. Максимальная мощность инвертора в режиме транзита-8800Вт.
5. Высокая скорость переключения на работу от батарей — 5-10 мс;
6. Очень экономичен в энергосберегающем режиме работы – функция снижения собственного потребления при нагрузке мнение 25 Вт.
7. Интеллектуальное зарядное устройство обеспечивает трехшаговый заряд аккумуляторных батарей. Имеется 8 программ заряда, каждая из которых расчитана на конкретный тип аккумуляторных батарей, среди которых — AGM, GEL, заливные АКБ и другие.
8. Мощное зарядное устройство от позволяет быстро заряжать аккумуляторные батареи.
9. Многоуровневая система защиты от перегрузки, перенапряжения и КЗ, от изменений частоты и др.

Панель для подключений к инвертору выглядит так.

1. DC Terminal – Вывод постоянного тока
2. RJ11 Remote Port – порт управления RJ11
3. DC Fan – Вентилятор постоянного тока
4. DIP-Switch – DIP-переключатель
5. DIP-Switch (Battery/AC Priority) – DIP-переключатель (Приоритет переменного тока/аккумулятора)
6. Grounding Terminal – Вывод заземления
7. Inverter Output Circuit Breaker – Автоматический выключатель выходного тока инвертора
8. Charger Input Circuit Breaker – Автоматический выключатель питания зарядного устройства инвертера
9. AC Terminal – Вывод переменного тока
10. Auto Gen Start (Optional) – Порт запуска электрогенератора

 

Пример схемы подключения Гибридного Источника бесперебойного питания с чистой синусоидой с функцией стабилизатора

 

Схема электрических соединений Гибридного Источника бесперебойного питания с чистой синусоидой с функцией стабилизатора

Описание схемы

ИБП – Инвертор
СЭ – Прибор учета электроэнергии
ТГ – Топливная электростанция (с дистанционным запуском)
АВР – Автоматическое реле выбора питающей линии
АКБ – Аккумуляторная батарея
ДУ – Пульт дистанционного управления
F1 – Автоматический выключатель 10А – 40А
F2 – Автоматический выключатель 10А – 40А
F3 – Автоматический выключатель 10А – 40А
F4 – Автоматический выключатель 10А – 40А

В предлагаемой схеме сетевое напряжение поступает на инвертор AC INPUT через автоматическое реле выбора линии питания. Ко второму входу реле подключена топливная электростанция (дизель – генератор, бензо — электрогенератор) с функцией дистанционного старта.

Сеть гарантированного питания стабилизированным напряжением 220В подключена к выходу инвертора AC OUTPUT.
Для нагрузок работающих с занулением нейтрального провода (газовые котлы, сенсорные выключатели, резервуарные насосы) допускается заземление нейтрали на контур рабочего заземления (показано пунктиром)

 

 

 

 

 

 

 

 

Светодиодные индикаторы Гибридного Источника бесперебойного питания с чистой синусоидой с функцией стабилизатора

 

SHORE POWER ON/ ВНЕШНИЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ВКЛЮЧЕН	GREEN LED lit in AC Mode/ЗЕЛЕНЫЙ ИНДИКАТОР АКТИВЕН в режиме переменного тока
INVERTER ON/ ИНВЕРТОР ВКЛЮЧЕН	GREEN LED lit in Inverter Mode/ ЗЕЛЕНЫЙ ИНДИКАТОР АКТИВЕН в режиме инвертора
FAST CHARGE/ БЫСТРАЯ ЗАРЯДКА	Yellow LED lit in Fast Charging Mode/ЖЕЛТЫЙ ИНДИКАТОР активен при быстрой зарядке
FLOAT CHARGE/ ПЛАВАЮЩАЯ ЗАРЯДКА	GREEN LED lit in Float Charging Mode/ЗЕЛЕНЫЙ ИНДИКАТОР АКТИВЕН при плавающей зарядке
OVER TEMP TRIP/ ТОЧКА СРАБАТЫВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕГРЕВА	RED LED lit in Over Temperature/КРАСНЫЙ ИНДИКАТОР АКТИВЕН при перегреве
OVER LOAD TRIP/ТОЧКА СРАБАТЫВАНИЯ ПЕРЕГРУЗКИ	RED LED lit in Over Load/КРАСНЫЙ ИНДИКАТОР активен при перегрузке
POWER SAVER ON/РЕЖИМ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ВКЛЮЧЕН	GREEN LED lit in Power Saver Mode (Power Saver Load ≦25W)/ЗЕЛЕНЫЙ ИНДИКАТОР АКТИВЕН при режиме энергосбережения

 

 Инструкция на русском

 

Технические характеристики Источника бесперебойного питания с чистой синусоидой с функцией стабилизатора APS 1500W-24V, 1500Вт, 24В приведены в таблице.

 

Модель		APS 1500W-12V
Цена, долл. США		450 долл. США
Выходные хар-ки в режиме инвертора	Номинальная мощность	1500Вт
	Импульсная максимальная мощность (20сек.)	4500Вт
	Запустит электродвигатель мощностью	1100Вт
	Форма выходного напряжения	Чистая синусоида (при работе от АКБ) / как и входная (в режиме транзита)
	Номинальный КПД	88%
	Линейный КПД	>95%
	Коэффициент мощности	0.9-1.0
	Номинальное выходное напряжение	220В
	Стабильность выходное напряжение	± 10% (среднеквадратичное значение)
	Выходная частота	50 Гц ± 0.3 Гц
	Защита от короткого замыкания	Да, (Отключение на 1сек после срабатывания)
	Максимальное время переключения на работу от АКБ	10 мс
	Коэффициент нелинейных искажений синусойды	<10%
Входные хар-ки на стороне постоянного тока	Номинальное входное напряжение	24В
	Минимальное напряжение запуска	20.0В
	Сигнализация разряда аккумулятора	21,0В / 22.0В
	Ограничение разряда аккумулятора	21.0/23.0В (выбор переключателем SW1)
	Сигнализация и ограничение от повышенного напряжения	32.0В
	Возврат к нормальной работе(после защиты от повышенного напряжения)	31.0В
	Холостое потребление – режим поиска	<25Вт когда активен режим «Power Saver On»
Хар-ки работы в режиме зарядного устройства	Выходное напряжение	Зависит от вида и номинального напряжения аккумулятора
	Номинал выключателя Зарядки	15A
	Алгоритм управления максимальным ток зарядки	трехступенчатый
	Максимальный зарядный ток	25А ±5A
	Диапазон напряжений аккумулятора для работы зарядного устройста	20-31.4В
	Защита отключением от перезаряда	31.4В
	Дистанционное управление	да. Опционально
Хар-ки работы в режиме транзит и защиты	Форма входного напряжения	Синусоида (Сеть или генератор)
	Номинальное напряжение	220В
	Максимальное входное напряжение сети	270В
	Номинальная входная частота	50Гц или 60Гц (Авто определение)
	Ограничение от пониженной частоты	47±0.3Гц для 50Гц, 57±0.3Гц для 60Гц
	Ограничение от повышенной частоты	55±0.3Гц для 50Гц, 65±0.3Гц для 60Гц
	Защита от перегрузки	Автоматический выключатель
	Защита от короткого замыкания	Автоматический выключатель
	Номинал транзитного выключателя	15A
	Номинал выключателя выхода	30А
	Транзит без подключения аккумулятора	Да
	Максимальный транзитный ток	30А
	Токовая перегрузка транзита	35А: Сигнализация
Функция стабилизации напряжения	Диапазон входного напряжения	150-276В±4%
	Стабилизированное выходное напряжение	230В ±10%
Механические и др. хар-ки	Установка	настенная
	Размеры инвертора (Д/Ш/В)	442/242/198 мм
	Масса инвертора	17кг
	Дисплей	Светодиодный-индикатор
	Функция Auto Generator start	нет
	Гарантия	1 год

DIY дешевый чистый синусоидальный инвертор мощностью 1000 Вт (от 12 В до 110 В / 220 В): 26 шагов (с изображениями)

Введение: дешевый инвертор мощностью 1000 Вт с чистой синусоидой (от 12 В до 110 В / 220 В)

Автомобильные аккумуляторы для питания вашего дома? Создайте недорогой инвертор с чистой синусоидой от 12 В до 220 В (DC-AC) с нуля! Проект основан на недорогом модуле платы драйвера EGS002 SPWM. Плата инвертора DIY может обрабатывать до 1 кВт (в зависимости от размера трансформатора). На создание этого проекта из местных деталей было потрачено около 30 долларов.

Посмотреть мой полный учебник на YouTube:

Особенности этого проекта:

• Трансформатор можно заменить для работы с выходами 110/220/230 В
• Имеет обратную связь по выходному напряжению (постоянное выходное напряжение переменного тока)
• Неискаженный выход чистой синусоиды (с нагрузкой)
• Выбираемая выходная частота (60 Гц / 50 Гц)
• Защита по току
• Защита по напряжению
• Температурная защита
• Выход охлаждающего вентилятора
• ЖК-экран (V, I, Freq, Temp)
• Модульная конструкция с возможностью замены

Ключевые моменты:

• В электростанциях используются генераторы, которые генерируют чистый синусоидальный сигнал.Это то, что вы найдете в сетке. Все наши приборы переменного тока изначально были разработаны для работы с этой формой волны.
• Несколько лет назад синусоидальные инверторы были чрезвычайно дорогими (200–1000 долларов).
• В результате прямоугольная волна и модифицированная прямоугольная волна стали обычными и доступными вариантами.
• Преобразователи прямоугольной формы менее эффективны и могут повредить чувствительные приборы.
• Помимо того, что инверторы прямоугольной формы являются дешевыми и распространенными, они создают неприятный гудящий шум в двигателях, трансформаторах, в основном во всем, что вы к ним подключаете.
• Теоретически синусоидальные инверторы более эффективны, чем прямоугольные, в зависимости от качества реализации.

Что нужно улучшить:

• Часть 2 видео покажет, как реализовать катушку индуктивности с одной катушкой для быстрого переключения, заменяя конструкцию сердечника EI, используемую в этом проекте. Я посмотрю, даст ли он более высокую эффективность, чем дизайн ядра EI из этого руководства.
• Обновит это руководство для более подробного стендового тестирования.В настоящее время я создаю регистратор данных DC & AC Wattmeter SD для мониторинга данных для этого проекта и моего будущего проекта силовой электроники.
• Будет реализовывать компоненты SMT, чтобы уменьшить плату.
• Ожидается, что следующая конструкция индуктора с одной катушкой даст меньший форм-фактор, более высокую эффективность преобразования и более низкое энергопотребление в режиме ожидания. Плата в этом проекте потребляет 12 Вт мощности без нагрузки (немного, ххх).
• Текущая плата на этой плате ограничена входом 20 В постоянного тока из-за того, что источник управления затвором драйвера MOSFET привязан к Vcc и ограничению входного напряжения регулятора 7805. .Я перенастрою плату и заменю регулятор 7805 на импульсный регулятор XL7005A и несколько линейных регуляторов на разные шины для платы инвертора для работы с источниками питания 80 В (12 В / 24 В / 48 В / 72 В).

Заявление об отказе от ответственности:

Будьте особенно осторожны с этим проектом, так как он обеспечивает выход высокого напряжения — высокого тока. Плата была разработана для трансформатора мощностью 1 кВт. Из-за отсутствия я смог приобрести только лишний трансформатор ИБП мощностью 500 Вт 12 В — 220 В.Насколько мне известно, я смог достичь только 400 Вт с минимальным искажением синусоидальной волны. Во второй части видеоурока будет показан процесс устранения неполадок и подключения к большему трансформатору. В части 3 будет показан процесс разработки инвертора для конкретного пользователя с использованием модуля EGS002, а в части 4 — о создании лучшего инвертора с входом 48 В для моей автономной солнечной панели.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: НЕОБХОДИМЫЕ ЧАСТИ:

НЕОБХОДИМЫЕ ЧАСТИ:

— EGS002 Модуль драйвера инвертора SPWM

— IRF3205 или IRLB4132 MOSFETS (9000 В / 16x)

— Комплект изоляции TO-220 (16 шт.)

— Транзистор TIP31C NPN

— Регулятор 7805

— Диод 1N4007 (8 шт.)

— Термистор NTC 10 кОм 10 0005

— Многооборотный подстроечный резистор 10 кОм

Ом резистор (4 шт.)

-2.Резистор 2 кОм

— Резистор 10 кОм (4x)

— Резистор 100 кОм (2x)

— 470 нФ Конденсатор 25 В

— 2,2 мкФ + Конденсатор 350 В

— Конденсатор 25 В 2,2 мкФ

— 10 мкФ — Конденсатор 100 мкФ, 25 В

ДЛЯ HOMEBREW PCB:
— Фотопозитивная пресенсибилизированная печатная плата

— Проявление раствора (гидроксид натрия)

— Травление (хлорид железа)

— Hacksaw

Плата EGS002

EGS002 — это универсальное комплексное решение за 3 доллара для создания инверторов с чистой синусоидой.Вы можете построить из него инверторные блоки малой мощности и высокой мощности! Прямо из коробки, это еще не инвертор. Вам нужно будет построить вокруг него несколько компонентов, чтобы превратить его в функциональный инверторный блок.

Почему это так хорошо?

Коммерческие чистые синусоидальные инверторы большой мощности очень дороги! Они варьируются от 120 до 400 долларов. С EGS002 вы можете проектировать всевозможные инверторы с входным напряжением, выходным напряжением и номинальной мощностью по вашему выбору! Всего за 20 долларов, в зависимости от ваших спецификаций и источника ваших компонентов.

Что на плате EGS002?

• Микроконтроллер SOIC EG8010 — EGS002 использует микросхему микроконтроллера EG8010 ASIC (специализированная интегральная схема), предназначенная для вывода логических сигналов SPWM для управления инверторами H-Bridge. Микросхема также оснащена входами / выходами, специально разработанными для контроля напряжения замкнутого контура, контроля тока отключения, контроля температуры и вывода привода вентилятора. В отличие от проекта инвертора на базе Arduino, чип предварительно запрограммирован и готов к использованию.
• Драйвер MOSFET / IGBT со стороны высокого и низкого уровня — Плата также содержит два драйвера MOSFET IR2110S для управления N-канальным H-мостовым MOSFET для SPWM и переключения полярности на трансформатор или катушку индуктивности. Эта микросхема гарантирует, что полевые МОП-транзисторы с низкой и высокой стороны (в частности) полностью насыщены. Это предотвращает потери мощности из-за сопротивления включению за счет подачи на затворы соответствующих напряжений затвора, чтобы гарантировать наименьшее сопротивление в открытом состоянии по сравнению со спецификациями.
• OP-AMP для измерения тока — На плате есть OP-AMP LM393 для усиления напряжения от шунтирующего резистора. Усиленное напряжение возвращается на аналоговый вход EG8010, поскольку микросхема использует его для защиты от перегрузки по току.
• Выход на ЖК-дисплей — Микроконтроллер EG8010 уже был предварительно запрограммирован для работы с собственным ЖК-дисплеем. Вы можете добавить доллар к EGS002 за 3 доллара, чтобы получить дополнительный ЖК-экран. Отображает выходное напряжение, ток, температуру и частотный режим.
• Индикация ошибок с одним светодиодом — На плате есть один красный светодиод, который будет мигать определенное количество раз, отображая ошибки для устранения неполадок.

Следите за обновлениями для следующего видео и обучающего руководства, так как я не буду углубляться в обратный инжиниринг и процесс проектирования построения пользовательской инверторной платы с EGS002 в этом руководстве.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: EGS002 & EG8010 Datasheet Details

Будет загружено отдельное руководство для подробностей EGS002.Оставайтесь в курсе!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 4: Настройка EGS002 (выбор 60 Гц и 50 Гц)

На задней верхней левой стороне EGS002 есть несколько перемычек для настройки определенных параметров платы. Вы можете обратиться к фотографии выше для получения таблицы возможных настроек. Для начинающих любителей, которые находят инструкции в таблице данных запутанными, вот упрощенная инструкция ниже

Установка перемычки Подробные инструкции:

• Установить частоту переменного тока — В зависимости от страны или континента, в котором вы живете, частота переменного тока устройства будет варьироваться.Например: на Филиппинах и в Америке это 60 Гц, в Индии, Китае и Европе это 50 Гц. Прежде чем устанавливать эту настройку, попробуйте изучить частоту использования бытовой техники в вашей стране. По умолчанию установлено значение 50 Гц.
  1. Установить на 60 Гц — Припаять JP1 и удалить JP5.
  2. Установить на 50 Гц — Припаять JP5 и удалить JP1.

• Подсветка ЖК-дисплея — Если у вас есть комбинированный пакет EGS002 + ЖК-дисплей, вы можете отключить светодиодную подсветку ЖК-экрана, если хотите сэкономить дополнительную энергию.Вы также можете припаять переключатель к JP9, если хотите иметь возможность включать и выключать его в любое время. По умолчанию он включен.
  1. Включить подсветку ЖК-дисплея — Припой JP9.
  2. Отключить подсветку ЖК-дисплея — демонтаж JP9.

• Режим плавного пуска — Режим плавного пуска — полезная функция, позволяющая предотвратить скачок потребляемой мощности после подключения источника постоянного тока к инвертору при подключенной нагрузке. В режиме плавного пуска напряжение будет медленно увеличиваться до установленного вами выходного напряжения в течение 3 секунд (например: 0-220 В за 3 секунды).Это также предотвращает появление огромных искр при подключении инвертора к батарее. Если вы планируете построить схему ИБП, вам придется отключить ее.
  1. Включение плавного пуска в течение 3 с — Припаяйте JP2 вместе и снимите JP6.
  2. Отключить плавный пуск — припаяйте JP6 вместе и снимите JP2.

• Deadtime — Deadtime — это время в секундах, в течение которого полевые МОП-транзисторы выключаются перед переключением фаз. Это сделано для предотвращения перекрестной проводимости (быстрого короткого замыкания) через полумостовой МОП-транзистор (пара вертикальных МОП-транзисторов) во время высокоскоростного переключения установки Н-моста.300 нс кажется приемлемым для большинства настроек, более медленное мертвое время 1,5 мкс необходимо использовать для полевых МОП-транзисторов с высокой емкостью затвора. Предлагаю оставить эти перемычки по умолчанию.
  1. Мертвое время 300 нс — Отпаяйте JP3 и JP4, затем припаяйте JP7 и JP8.
  2. Мертвое время 500 нс — Отпаяйте JP4 и JP7, затем припаяйте JP3 и JP8.
  3. 1.0us Deadtime — Снимите JP3 и JP8, затем припаяйте JP4 и JP7.
  4. 1,5 мкс Мертвое время — распаковать JP7 и JP8, затем припаять JP3 и JP4

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Схема

Как обсуждалось на видео, левый блок схемы относится к тому, что находится на плате EGS002, а справа — схема, которую мы должны были бы построить, чтобы построить полностью функциональный инвертор.Я почти не внес изменения в этот, так как схема образца таблицы данных также хорошо подойдет для конфигурации 16 MOSFET.

Мои настройки из таблицы данных Пример схемы:

Я связал контакты стока MOSFET, охлаждающий вентилятор 12 В и контакт 12 В EGS002 в качестве моего Vcc (источника входного питания). Обратите внимание, что вывод 12 В EGS002 — это то, что обеспечивает управляемые выходы драйвера IR2110S для затворов ваших полевых МОП-транзисторов. Это означает, что максимальное входное напряжение для инвертора ограничено максимальным напряжением затвора вашего MOSFET (обычно 20 В) и максимальным входным напряжением регулятора 5 В (35 В для 7805).Я скоро опубликую еще один учебник для систем инверторов с более высоким входным напряжением (24 В / 48 В / 72 В). Я также подключил 4 полевых МОП-транзистора параллельно для каждого из 4-х полевых МОП-транзисторов, используемых в установке H-Bridge, что в сумме дает 16 МОП-транзисторов. Это было сделано для уменьшения сопротивления системы в открытом состоянии для установки более мощных трансформаторов (+1 кВт при 12 В). Вы можете оставить некоторые слоты MOSFET пустыми для схем 4/8/12 MOSFET. С другой стороны, регулятор 7805 был подключен к линии 12 В постоянного тока для подачи постоянного напряжения 5–5 В на вывод EGS002 (используемый для логических компонентов).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Проектирование печатной платы (сборка или покупка)

Вы можете изготовить собственную самодельную печатную плату или сделать это профессионально с помощью службы изготовления печатных плат, такой как PCBway.

Домашняя печатная плата:

Для этого проекта я решил сделать домашнюю двустороннюю печатную плату, чтобы любители старой школы могли наслаждаться утомительным процессом (LOL). Вместо переноса тонера я использовал метод изготовления светочувствительной печатной платы, аналогичный тому, который используют фабрики.Он удобен для струйной печати, в отличие от технологии переноса тонера. Если вы новичок в фоточувствительных печатных платах, вы можете посмотреть мой другой подробный видеоурок выше. Вы можете скачать PDF-файлы для печати визуализированного изображения печатной платы ниже. Вы можете использовать его для всех методов доморощенных печатных плат.

Заказать мой загруженный дизайн печатной платы с PCBway:

Вы можете выбрать, чтобы ваши печатные платы были профессионально изготовлены службой изготовления печатных плат. Это сэкономит вам время от долгого процесса изготовления печатной платы в домашних условиях.Файлы gerber также были включены в мой zip-архив. Вы можете легко заказать печатные платы на PCBway, не выполняя процесс загрузки gerber, просто щелкнув ссылки ниже. Сообщите мне, если есть проблемы с дизайном. Я тестировал его только на своей доморощенной печатной плате.

1. Основная плата инвертора (https://bit.ly/3mBFWTv)
2. Отводная плата фильтра (https://bit.ly/31QBJU2)

Пакет файлов: Схема, печатная плата и документация Files Zip Download

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Резка печатной платы

Используйте распечатки печатной платы в качестве трафарета и с помощью ножовки разрежьте печатную плату в соответствии с границами распечатки.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Фотоэкспозиция

Снимите светозащитную пленку с фоточувствительной печатной платы. Если вы не используете прозрачную пленку для макета печатной платы, вы можете использовать немного детского масла, чтобы сделать распечатку на бумаге полупрозрачной, это позволит свету сквозь бумагу проходить. Затем я поместил его в свой самодельный ящик для УФ-экспонирования на 7 минут для фото-проявки. Я сделал туториал по его версии с белой светодиодной лентой. Смело смотрите видео ниже.Если вы используете светодиодные ленты или люминесцентные лампы, это займет около 10-15 минут.

После процесса фотоэкспозиции я погрузил мою экспонированную печатную плату в свой проявочный раствор (поставляемый с пакетами фоточувствительных печатных плат). Используемое химическое вещество — щелочь или гидроксид натрия, смешанные с водой. В конечном итоге появятся следы линейной маски.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Травление

Я схватил свой баллон с травителем с хлоридом железа и погрузил фото проявленную печатную плату на моем самодельном травильном станке, заполненную хлоридом железа.

Вот руководство по созданию машины для травления:

Это сэкономит вам время от встряхивания емкости с травителем. Это делает процесс травления менее утомительным и намного более быстрым.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 10: Удаление краски

Важно удалить оставшуюся краску. Если оставить его на плате, в дальнейшем вам будет очень сложно паять.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 11: Сверление

Я использовал свою мини-дрель и 0.Бита 8 мм для компонентов. С другой стороны, я использовал аккумуляторную дрель и сверло на 3 мм для мощных переходных отверстий, сквозных отверстий и креплений для винтов.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 12: Пайка самодельных сквозных отверстий

Одним из ограничений самодельных печатных плат является отсутствие проводящих сквозных отверстий и переходных отверстий. Я разработал печатную плату для работы с импровизированными сквозными отверстиями. Просто зачистите сплошной провод Guage 12 и припаяйте его, чтобы соединить сильноточные линии с каждой стороны.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 13: Линии лужения для дополнительной мощности

Вы можете залудить следы припоем, чтобы обеспечить больший ток и предотвратить окисление меди в будущем.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 14: Припаяйте обе стороны

Как было сказано в предыдущем шаге, домашние печатные платы не имеют сквозных отверстий. Обязательно припаяйте ножки компонента к верхней и нижней медным площадкам.

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 15: Отметьте и просверлите отверстия радиатора

Совместите радиатор с полевыми МОП-транзисторами и используйте маркер.Используйте сверло и сверло 3 мм, чтобы просверлить в нем отверстия.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 16: Добавить изоляцию полевого МОП-транзистора

Полевые МОП-транзисторы, которые я использую, входят в комплект TO-220. Металлический язычок полевого МОП-транзистора технически привязан к его сливному штифту. Необходимо обеспечить электрическую изоляцию, чтобы избежать проводимости между другими наборами полевых МОП-транзисторов. Я обычно оставляю верхние полевые МОП-транзисторы H-образного моста неизолированными, поскольку они имеют общий вывод стока (Vcc).

1. Добавьте немного термопасты
2. Нанесите изолирующую прокладку (слюда / стекловолокно)
3. Добавьте термопасту
4. Добавьте пластиковую втулку (винтовая изоляция)
5. С силой прикрутите болты к радиатору

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 17: Изоляция радиатора из воздуховода

Домашние печатные платы также не имеют паяльной маски.Возьмите клейкую ленту и изолируйте нижнюю часть радиатора, чтобы он не закоротил медные дорожки на верхнем слое вашей печатной платы.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 18: Импульсный шунтирующий резистор

Шунтирующий резистор используется в цепи для измерения тока и защиты от перегрузки по току. Вместо громоздких резисторов большой мощности вы можете использовать сплошной медный провод в качестве импровизированного низкопрофильного шунтирующего резистора. Я зачистил сплошной провод Guage 12, отрезал его до 60 мм, согнул и припаял к плате.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 19: Добавление конденсатора емкости к VCC

Я добавил емкостной конденсатор емкостью 3300 мкФ 25 В через землю и вход питания +12 В постоянного тока для повышения стабильности.

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 20: Добавьте датчик температуры и вентилятор

Датчик NTC 10 кОм должен быть подключен к контактным площадкам на плате для контроля температуры. Я не пробовал исключать NTC, но если вы планируете не использовать датчик температуры из-за его недоступности, просто подключите к нему резистор 10 кОм.С другой стороны, инвертор все равно будет работать с охлаждающим вентилятором 12 В или без него.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 21: Подключите ЖК-дисплей

Когда вы покупаете комбо EGS002 + LCD, вы получаете 7-контактный межфланцевый соединитель. Просто подключите контакты ЖК-дисплея к выходу на ЖК-дисплее EGS002 соответственно. Как на ЖК-дисплее, так и на плате EGS002 есть ярлыки о том, где его подключить.

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 22: Припаяйте входные провода и провода трансформатора

Припаяйте провода трансформатора к плате, а также некоторые провода Guage 8-12 ко входу питания.Вы можете добавить несколько разъемов XT60 или XT90 для отсоединения.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 23: Подключите схему фильтра

Конденсатор фильтра должен быть добавлен для сглаживания грубого и остроконечного выхода SPWM от трансформатора. Согласно таблице данных, должен работать простой конденсатор 2,2 мкФ + 350 В (неполяризованный). Я сделал для него простую коммутационную плату, подключив к ней параллельно три винтовых клеммы. Пара проводов идет к высоковольтному выходу трансформатора, другая пара — к розетке, а другая пара — обратно к входу обратной связи основной платы инвертора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 24: С Vs. Без фильтра

Вот как выглядят осциллограммы с конденсатором и без него.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 25: Калибровка выходного напряжения

Перед использованием инвертора с приборами обязательно откалибруйте выходное напряжение. В собранном проекте инвертора предусмотрена регулировка с обратной связью по выходному напряжению. Это означает, что пользователь может установить конкретное выходное напряжение, и инвертор будет стараться поддерживать это установленное выходное напряжение, даже когда напряжение падает, когда батарея (источник питания) начинает разряжаться.У этого есть предел: если ваш инвертор больше не может поддерживать установленное выходное напряжение, светодиод ошибки будет мигать, и инвертор автоматически отключится.

1. Подключите вольтметр к фильтруемому выходу переменного тока
2. Установите вольтметр на диапазон переменного тока
3. Включите инвертор
4. Поворачивайте многооборотный подстроечный резистор, пока не достигнете желаемого напряжения (220 В / 230 В)

Добавить вопрос TipAsk Загрузить

Шаг 26: Тестирование под нагрузкой

Литий-ионный аккумулятор 3S6P 18650 был подключен в качестве источника питания во время тестирования под нагрузкой.Я выбрал для теста литий-ионный аккумулятор, так как каждая ячейка может сбросить 20 А или ток (всего 120 А). Что касается выходного сигнала, то мне удалось получить только около 400 Вт на выходе с чистой формой выходного сигнала. Инвертор отключается сам по себе, когда я иду выше.

Часть 2 видео покажет процесс устранения неполадок.

Добавить Тип Задать вопросЗагрузить

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!

Я сделал это!

Рекомендации

ИБП синусоидального сигнала с использованием PIC16F72 | Проекты самодельных схем

Предлагаемая схема ИБП с синусоидальным инвертором построена с использованием микроконтроллера PIC16F72, некоторых пассивных электронных компонентов и связанных с ними силовых устройств.

Данные предоставлены: Mr. hisham bahaa-aldeen

Основные характеристики:

Основные технические характеристики обсуждаемого синусоидального инвертора PIC16F72 можно оценить по следующим данным:

Выходная мощность (625/800 ВА) полностью настраиваемая и может быть повышенным до других желаемых уровней.
Батарея 12 В / 200 Ач Выходное напряжение инвертора
: 230 В (+ 2%)
Выходная частота инвертора: 50 Гц
Форма выходного сигнала инвертора: ШИМ-модулированная синусоида
Гармонические искажения: менее 3%
Пик-фактор: менее 4: 1
КПД инвертора : 90% для системы 24 В, около 85% для системы 12 В
Звуковой шум: менее 60 дБ на расстоянии 1 м

Функции защиты инвертора

Отключение при низком заряде батареи
Отключение при перегрузке
Отключение при коротком замыкании на выходе

Функция обнаружения и отключения разряда батареи

Звуковой сигнал Запуск инициирован в 10.5 В (звуковой сигнал каждые 3 секунды)
Выключение инвертора при напряжении около 10 В (5 звуковых сигналов каждые 2 секунды)
Перегрузка: звуковой сигнал инициируется при нагрузке 120% (звуковой сигнал с частотой 2 секунды)
Инвертор Отключение при перегрузке 130% (5 звуковых сигналов каждые 2 секунды)

Светодиодные индикаторы предусмотрены для следующего:

Инвертор включен
Низкий заряд батареи — Мигает в режиме низкого заряда батареи с аварийным сигналом
Горит постоянно во время отключения- Не горит
Перегрузка — мигает при отключении перегрузки с аварийным сигналом
Горит постоянно во время отключения
Режим зарядки — мигает в режиме зарядки
Горит постоянно во время абсорбции
Индикация сети — горит светодиод

Характеристики цепи

На основе 8-битного микроконтроллера Схема управления
Топология инвертора с H-мостом
Обнаружение неисправности переключения Mosfet
Алгоритм зарядки: режим переключения на основе Mosfet PWM Контроллер зарядного устройства 5-ампер / 15-ампер
2-ступенчатая зарядка Шаг-1: режим ускорения (светодиодная вспышка)
Шаг-2 : Режим абсорбции (светодиод горит)
Инициализация вентилятора постоянного тока для Внутреннее охлаждение во время зарядки / инверсии

Принципиальная схема

:

PIC-коды можно просмотреть ЗДЕСЬ

Подробная информация о печатной плате представлена ​​ЗДЕСЬ

Следующее объяснение предоставляет подробную информацию о различных этапах схемы, задействованных в конструкции:

ОБНОВЛЕНИЕ:

Вы также можете сослаться на эту очень простую в создании синусоидальную схему инвертора на основе Arduino.

В режиме инвертора

Как только сеть пропадает, логическая схема батареи обнаруживается на выводе № 22 ИС, который немедленно побуждает секцию контроллера переключить систему в режим инвертора / батареи.

В этом режиме контроллер начинает генерировать необходимые ШИМ через свой вывод № 13 (выход ccp), однако скорость генерации ШИМ реализуется только после того, как контроллер подтвердит логический уровень на выводе № 16 (переключатель INV / UPS).

Если на этом выводе обнаруживается высокий логический уровень (режим INV), контроллер инициирует полностью модулированный рабочий цикл, который составляет около 70%, и в случае низкого логического уровня на указанной выводе IC, тогда контроллер может быть запрошен для генерации пакета ШИМ в диапазоне от 1% до 70% с периодом 250 мс, что называется выходом с мягкой задержкой в ​​режиме ИБП.

Контроллер одновременно с ШИМ также генерирует логику «выбора канала» через вывод № 13 PIC, который затем применяется к выводу № 8 IC CD4081.

В течение начального периода времени импульса (т.е. 10 мс) на выводе 12 контроллера ШИМ отображается высокий уровень, так что ШИМ может быть получен исключительно от вывода 10 CD4081, а после 10 мс на выводе 14 контроллера высокий логический уровень, и ШИМ доступен из pin11 CD4081, в результате при использовании этого метода становится доступной пара антифазных ШИМ для включения полевых МОП-транзисторов.

Помимо того, что высокий логический уровень (5 В) становится доступным с контакта 11 контроллера ШИМ, этот контакт становится высоким каждый раз, когда инвертор включен, и заканчивается низким, когда инвертор выключен. Этот высокий логический уровень применяется к выводу 10 каждого драйвера MOSFET U1 и U2 (вывод HI), чтобы активировать полевые МОП-транзисторы высокого уровня двух банков МОП-транзисторов.

Для модернизации предлагаемого ИБП Sinewave с микроконтроллером следующие данные могут быть использованы и реализованы соответствующим образом.

Следующие данные предоставляют полную информацию об обмотке трансформатора:

Отзыв от Mr.Хишам:

Привет, мистер Свагатам, как дела?

Я хочу сказать вам, что в схеме синусоидального инвертора есть некоторые ошибки, загрузочный конденсатор 220 мкФ следует заменить на конденсаторы (22 мкФ, 47 мкФ или 68 мкФ), конденсаторы 22 мкФ, которые подключены между контактом 1 и контактом 2 ir2110 2. неправильный и должен быть удален, также шестнадцатеричный код под названием eletech. Hex не следует использовать, потому что он отключает инвертор через 15 секунд при низком заряде батареи и звуковых сигналах, если у вас большой вентилятор постоянного тока, поэтому транзисторы следует заменить на более высокий ток, для безопасности MOSFET рекомендуется подключать регулятор 7812. ir2110…Также есть d14, d15 и d16 не должны быть заземлены.

Я протестировал этот инвертор и его действительно чистую синусоиду, я запустил стиральную машину, и она работает бесшумно, без шума, я подключил конденсатор 220nf на выходе вместо 2,5 мкФ, холодильник тоже работает, я поделюсь скоро несколько фотографий.

С уважением

Схема, обсуждаемая в вышеупомянутой статье, была протестирована и изменена с несколькими соответствующими исправлениями г-ном Хишамом, как показано на следующих изображениях, зрители могут ссылаться на них для повышения производительности того же самого: Давайте изучим, как можно построить ступень переключения МОП-транзистора, с помощью следующего объяснения.

Переключение полевого МОП-транзистора:

Проверьте схему переключения полевого МОП-транзистора ниже:

В этом случае используются драйверы МОП-транзистора с высокой / низкой стороны U1 (IR2110) и U2 (IR2110), сверьтесь с листом данных этой ИС, чтобы понять больше. В этом случае два блока полевых МОП-транзисторов с полевыми МОП-транзисторами верхнего и нижнего уровня предназначены для переключения первичной стороны трансформатора.

В данном случае мы обсуждаем только функционирование банка (с применением IC U1), поскольку дополнительные банковские вождения не отличаются друг от друга.

Как только инвертор включен, контроллер отображает вывод 10 U1 в высокий логический уровень, который впоследствии активирует полевые МОП-транзисторы высокого уровня (M1 — M4), ШИМ для канала 1 с вывода 10 CD4081 применяется к выводу 12 микросхемы драйвера. (U1) и аналогично он вводится в базу Q1 через R25.

В то время как ШИМ имеет высокий логический уровень, вывод 12 U1 также имеет высокий логический уровень и запускает полевые МОП-транзисторы нижнего уровня банка 1 (M9 — M12), поочередно он запускает транзистор

Q1, который, соответственно, отображает напряжение на выводе 10 логического уровня U1, после этого выключите полевые МОП-транзисторы верхнего плеча (M1 — M4).

Следовательно, это означает, что по умолчанию логика высокого уровня с вывода 11 микроконтроллера включается для полевых МОП-транзисторов высокого уровня среди двух массивов полевых МОП-транзисторов, и в то время как связанный ШИМ имеет высокий уровень, полевые МОП-транзисторы низкого уровня включены, а полевые МОП-транзисторы высокого уровня. выключены, и при этом последовательность переключения повторяется.

Защита переключения Mosfet

Контакт 11 U1 может использоваться для выполнения механизма аппаратной блокировки каждого из блоков драйверов.

В стандартном фиксированном режиме этот вывод можно считать фиксированным с низкой логикой, но всякий раз, когда ни при каких обстоятельствах не удается инициировать переключение MOFET нижнего уровня (предположим, из-за короткого замыкания o / p или генерации ошибочного импульса на выходе), VDS можно ожидать, что напряжение на полевых МОП-транзисторах низкого уровня резко возрастет, что немедленно приведет к тому, что выходной вывод 1 компаратора (U4) станет высоким и заблокируется с помощью D27, и отобразит вывод 11 U1 и U2 на высоком логическом уровне, и тем самым отключит две ступени драйвера MOSFET эффективно предотвращают возгорание и повреждение MOSFET.

Pin6 и pin9 имеют + VCC IC (+ 5V), pin3 — + 12V для питания затвора MOSFET, pin7 — привод затвора MOSFET верхней стороны, pin5 — маршрут приема MOSFET верхней стороны, pin1 — низкий Сторона привода MOSFET, а pin2 — приемный тракт MOSFET нижней стороны. pin13 — это земля микросхемы (U1).

LOW BATTERY PROTECTION:

В то время как контроллер работает в режиме инвертора, он постоянно контролирует напряжение на своих контактах 4 (BATT SENSE), pin7 (OVER LOAD) и pin2 (AC MAIN).

Если напряжение на выводе 4 поднимется выше 2,6 В, контроллер не заметит этого, и можно будет увидеть переход в дополнительный режим измерения, но как только напряжение здесь упадет примерно до 2,5 В, каскад контроллера запретит свою работу при в этот момент отключите инверторный режим, при этом загорится светодиод разряда батареи и прозвучит звуковой сигнал.

ПЕРЕГРУЗКА:

Защита от перегрузки — обязательная функция, реализованная в большинстве инверторных систем.Здесь, наверху, чтобы отключить инвертор в случае, если нагрузка выходит за пределы характеристик безопасной нагрузки, ток батареи сначала определяется через отрицательную линию (то есть падение напряжения на предохранителе и отрицательный путь блока полевых МОП-транзисторов низкого напряжения. ), и это значительно пониженное напряжение (в мВ) пропорционально усиливается компаратором U5 (состоящим из контактов 12,13 1-го 14) (см. принципиальную схему).

Этот усиленный выход напряжения с контакта 14 компаратора (U5) настроен как инвертирующий усилитель и подается на контакт 7 микроконтроллера.

Программа сравнивает напряжение с опорным, которое для этого конкретного вывода составляет 2 В. Как уже говорилось ранее, контроллер измеряет напряжения на этом выводе, помимо работы системы в режиме инвертора, каждый раз, когда ток нагрузки увеличивает напряжение на этом выводе.

Всякий раз, когда напряжение на выводе 7 микросхемы контроллера превышает 2 В, процесс отключает инвертор и переключается в режим перегрузки, выключает инвертор, включает светодиод перегрузки и вызывает зуммер, который после 9-ти звуковых сигналов вызывает инвертор снова включен, проверяя напряжение на выводе 7 во второй раз, предположим, что в случае, если контроллер определяет напряжение на выводе 7 ниже 2 В, он затем переводит инвертор в нормальный режим, в противном случае он снова отключает инвертор, и это процесс известен как режим автоматического сброса.

Как и в этой статье, мы заранее сформулировали, что в инверторном режиме контроллер считывает напряжение на своем выводе 4 (для низкого уровня заряда), выводе 7 (при перегрузке) и выводе 2 для состояния основного напряжения переменного тока. Мы понимаем, что система может работать в двойном режиме (а) в режиме ИБП, (б) в режиме инвертора.

Итак, перед проверкой напряжения на выводе 2 PIC процедура, прежде чем что-либо еще, подтвердит, в каком режиме устройство может работать, обнаружив логику высокого / низкого уровня на выводе 16 PIC.

Инвертор для переключения на сеть (INV-MODE):

В этом конкретном режиме, как только обнаруживается, что напряжение сети переменного тока находится около 140 В переменного тока, можно увидеть, что действие переключения реализовано, этот порог напряжения предварительно установлен. устанавливается пользователем, подразумевает, что в случаях, когда напряжение на выводе 2 выше 0.9 В, ИС контроллера может выключить инвертор и переключиться в режим питания от сети, где система проверяет напряжение на контакте 2, чтобы проверить сбой в сети переменного тока и поддерживать процесс зарядки, который в этой статье мы объясним позже.

Переключение инвертора на батарею (ИБП-MODE):

В рамках этой настройки каждый раз, когда напряжение сети переменного тока приближается к 190 В переменного тока, можно увидеть, что переключение происходит принудительно в режим работы от батареи, этот порог напряжения также устанавливается предварительно программно, это означает, что когда напряжение на контакте 2 выше 1.22V можно ожидать, что контроллер включит инвертор и переключится на режим работы с батареями, в котором система проверяет напряжение на контакте 2, чтобы убедиться в отсутствии сети переменного тока, и управляет графиком зарядки, который мы будем обсуждать ниже в статье.

ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА:

В процессе СЕТИ ВКЛЮЧЕНА Зарядка аккумулятора может быть начата. Как мы можем понять, в режиме зарядки аккумулятора система может работать с использованием технологии SMPS, давайте теперь разберемся с принципом работы, лежащим в основе этого.

Для зарядки аккумулятора используется выходная цепь (полевой МОП-транзистор и инверторный трансформатор) в виде повышающего преобразователя.

В этом случае все полевые МОП-транзисторы нижнего уровня двух массивов МОП-транзисторов работают синхронно как переключающий каскад, в то время как первичная обмотка инверторного трансформатора действует как индуктор.

Как только все полевые МОП-транзисторы нижнего уровня включены, электроэнергия накапливается в первичной части трансформатора, и как только полевые МОП-транзисторы выключаются, эта накопленная электрическая мощность выпрямляется встроенным диодом внутри полевых МОП-транзисторов. и постоянный ток возвращается к аккумуляторной батарее, мера этого повышенного напряжения будет зависеть от времени включения полевых МОП-транзисторов нижнего уровня или просто отношения метка / пространство рабочего цикла, используемого для процесса зарядки.

РАБОТА С ШИМ

В то время как оборудование может работать в режиме питания от сети, ШИМ зарядки (от контакта 13 микро) постепенно увеличивается с 1% до максимального значения, если ШИМ повышает напряжение постоянного тока на батарее, напряжение аккумулятора также увеличивается, что приводит к скачку зарядного тока аккумулятора.

Ток зарядки аккумулятора контролируется через предохранитель постоянного тока и отрицательную шину печатной платы, и напряжение дополнительно усиливается усилителем U5 (вывод 8, вывод 9 и вывод 10 компаратора), это усиленное напряжение или обнаруженный ток прикладываются к выводу 5 микроконтроллер.

Напряжение на этом выводе программируется в программном обеспечении в виде 1 В, как только напряжение на этом выводе поднимается выше 1 В, можно увидеть, что контроллер ограничивает рабочий цикл ШИМ, пока, наконец, он не опустится ниже 1 В, предполагая, что напряжение включено. этот вывод уменьшается до уровня ниже 1 В, контроллер немедленно начнет улучшать полный выход ШИМ, и можно ожидать, что процесс будет продолжаться таким образом, когда контроллер будет поддерживать напряжение на этом выводе на уровне 1 В и, следовательно, ограничение тока зарядки.

SINEWAVE ИБП ТЕСТИРОВАНИЕ И ОБНАРУЖЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Создайте карту, тем самым подтверждая каждую проводку, включая возможность подключения светодиодов, переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, обратную связь через инверторный трансформатор, 6-вольтовый датчик сети на CN5, -VE аккумулятора на карту, + VE батареи к большому радиатору.

Первоначально не подключайте первичную обмотку трансформатора к паре небольших радиаторов.

Подключите провод батареи + ve к плате через MCB и амперметр на 50 ампер.

Перед тем, как приступить к рекомендуемым испытаниям, обязательно проверьте напряжение + VCC на контактах

U1 — U5 в следующей последовательности.

U1: контакты 8 и 9: + 5 В, контакт 3: + 12 В, контакт 6: + 12 В,
U2: контакты 8 и 9: + 5 В, контакт 3: + 12 В, контакт 6: + 12 В ,
U3: контакт 14: + 5 В, U4: контакт 20: + 5 В, контакт 1: + 5 В, U5: контакт 4: + 5 В.

1) Включите аккумуляторный MCB и проверьте амперметр, а также убедитесь, что он не превышает 1 ампер. Если ампер резко возрастает, ненадолго снимите U1 и U2 и снова включите MCB.

2) Включите питание, переключив соответствующий переключатель ВКЛ / ВЫКЛ инвертора, и проверьте, щелкнуло ли реле, при этом загорится светодиод «INV».Если это не так, проверьте напряжение на выводе № 18 PIC, которое должно быть 5 В. Если он отсутствует, проверьте компоненты R37 и Q5, возможно, один из них неисправен или неправильно подключен. Если вы обнаружите, что светодиод «INV» не включается, проверьте, составляет ли напряжение на контакте № 25 PIC 5 В или нет.

Если описанная выше ситуация выполняется нормально, перейдите к следующему шагу, как описано ниже.

3) Используя тестовый вывод № 13 осциллографа на плате PIC путем попеременного включения / выключения переключателя инвертора, вы можете ожидать увидеть хорошо модулированный сигнал ШИМ, появляющийся на этой распиновке каждый раз, когда сетевой вход инвертора отключается, если нет. тогда вы можете предположить, что PIC неисправен, кодирование выполнено неправильно, или IC плохо припаяна или вставлена ​​в гнездо.

Если вам удастся получить ожидаемую измененную подачу ШИМ через этот вывод, перейдите к выводу № 12 / в № 14 ИС и проверьте наличие частоты 50 Гц на этих выводах, в противном случае это укажет на некоторую неисправность в конфигурации PIC, снимите и замените его. Если вы хотите получить утвердительный ответ на эти контакты, перейдите к следующему шагу, как описано ниже.

4) Следующим шагом будет проверка контакта № 10 / контакта № 12 микросхемы U3 (CD4081) для модулированных ШИМ, которые, наконец, интегрированы с каскадами драйвера MOSFET U1 и U2.Кроме того, вам также потребуется проверить разность потенциалов на контакте № 9 / контакте № 12, который должен быть приблизительно на уровне 3,4 В, а на контакте № 8 / контакте № 13 может быть подтверждено значение 2,5 В. Аналогичным образом проверьте, чтобы на контакте № 10/11 было 1,68 В.

В случае, если вы не можете идентифицировать модулированный ШИМ на выходных контактах CD4081, вам нужно будет проверить дорожки, заканчивающиеся на соответствующих контактах IC CD4081 от PIC, которые могут быть сломаны или каким-либо образом препятствовать ШИМ от достигнув U3.
Если все в порядке, переходим на следующий уровень.

5) Затем прикрепите CRO к вентилю U1, включите / выключите инвертор и, как это было сделано выше, проверьте ШИМ в этом месте, то есть M1 и M4, а также вентили M9, M12, однако не удивляйтесь, если ШИМ-переключение видно не в фазе M9 / M12 по сравнению с M1 / ​​M4, это нормально.

Если ШИМ полностью отсутствуют на этих вентилях, то вы можете проверить контакт № 11 U1, который, как ожидается, будет низким, и если высокий уровень будет указывать на то, что U1 может работать в режиме выключения.

Чтобы подтвердить эту ситуацию, проверьте напряжение на выводе №2 U5, которое может быть на уровне 2,5 В, и точно так же на выводе № 3 U5 может быть 0 В или ниже 1 В, если обнаружено, что оно ниже 1 В, затем продолжите и проверьте R47 / R48, но если будет обнаружено, что напряжение выше 2,5 В, проверьте D11, D9, а также M9, M12 и соответствующие компоненты вокруг них, чтобы устранить сохраняющуюся проблему, пока она не будет исправлена ​​удовлетворительно.

В случае, если контакт # 11 из U1 обнаружен низкий уровень, и вы все еще не можете найти ШИМ от контакта №1 и контакта №7 U1, тогда пришло время заменить IC U1, что, возможно, исправит проблему, что побудит нас перейти к следующий уровень ниже.

6) Теперь повторите процедуры точно так же, как это было сделано выше для ворот массива M5 / M18 и M13 / M16, поиск и устранение неисправностей будет точно таким же, как описано, но со ссылкой на U2 и другие дополнительные этапы, которые могут быть связаны с ними. mosfet

7) После завершения вышеуказанного тестирования и подтверждения, теперь, наконец, пришло время подключить первичную обмотку трансформатора к радиаторам mosfet, как показано на принципиальной схеме синусоидального ИБП. Как только это будет настроено, включите инверторный переключатель, отрегулируйте предварительную настройку VR1, чтобы получить доступ к необходимому регулируемому постоянному синусоидальному напряжению 220 В переменного тока на выходной клемме инвертора.
Если вы обнаружите, что выходное значение превышает это значение или ниже этого значения и не соответствует ожидаемому регулированию, вы можете искать следующие проблемы:

Если выход намного выше, проверьте напряжение на выводе # 3 PIC, который предполагается, что он составляет 2,5 В, в противном случае проверьте сигнал обратной связи, полученный от преобразователя инвертора к разъему CN4, затем проверьте напряжение на C40 и подтвердите правильность компонентов R58, VR1 и т. д., пока проблема не будет устранена.

8) После этого подключите соответствующую нагрузку к инвертору и проверьте регулирование, падение на 2-3 процента может считаться нормальным, если вы все же не срабатываете, проверьте диоды D23 —- D26, вы можете ожидать один из них неисправен, или вы также можете попробовать заменить C39, C40 для устранения проблемы.

9) После успешного завершения вышеуказанных процедур вы можете продолжить, проверив работу LOW-BATT. Чтобы визуализировать это, попробуйте замкнуть R54 с помощью пары пинцета со стороны компонентов, что должно немедленно привести к тому, что светодиод LOW-Batt загорится, а зуммер будет издавать звуковой сигнал в течение примерно 9 секунд с частотой звукового сигнала за второй примерно.

В случае, если вышеуказанное не происходит, вы можете проверить контакт № 4 PIC, который обычно должен быть выше 2.5 В, и все, что ниже этого, вызывает предупреждение о низком уровне заряда батареи. Если здесь обнаружен несоответствующий уровень напряжения, проверьте, находятся ли R55 и R54 в правильном рабочем состоянии.

10) Затем следует подтвердить функцию отключения при перегрузке. Для тестирования вы можете выбрать лампу накаливания 400 Wait в качестве нагрузки и подключить ее к выходу инвертора. При настройке VR2 отключение при перегрузке должно сработать в какой-то момент заданного вращения.

Чтобы быть точным, проверьте напряжение на выводе № 7 PIC, где при правильных условиях нагрузки напряжение будет выше 2 В, и все, что выше этого уровня, вызовет действие отключения по перегрузке.

Для образца 400 Вт попробуйте изменить предустановку и попробуйте инициировать отключение при перегрузке, если этого не произошло, проверьте напряжение на выводе № 14 U5 (LM324), которое должно быть выше 2,2 В, если нет, то проверьте R48, R49, R50, а также R33, возможно, что-то из них неисправно, если здесь все правильно, просто замените U5 на новую IC и проверьте реакцию.

В качестве альтернативы вы также можете попробовать увеличить значение R48 примерно до 470 КБ, 560 КБ или 680 КБ и т. Д. И проверить, помогает ли это решить проблему.

11) Когда оценка обработки инвертора закончена, поэкспериментируйте с переключением сети. Удерживайте переключатель режима в режиме инвертора (держите CN1 разомкнутым), включите инвертор, подключите сетевой провод к вариатору, увеличьте вариак напряжение до 140 В переменного тока и проверьте, происходит ли срабатывание переключения обратного переключения на сеть. Если вы не обнаружите переключения в этом случае, подтвердите напряжение на выводе 2 микроконтроллера, оно должно быть> 1,24 В, в случае, если напряжение меньше 1,24 В, тогда проверьте напряжение измерительного трансформатора (6 В переменного тока на его вторичной обмотке) или посмотрите у компонентов R57, R56.

Теперь, когда переключение показывает вверх, уменьшите переменное напряжение до уровня ниже 90 В и проверьте, установлено ли действие переключения с сети на инвертор. Переключение должно произойти, поскольку теперь напряжение на выводе 2 микроконтроллера меньше 1 В.

12) Вскоре после завершения вышеуказанной оценки поэкспериментируйте с переключением сети в режиме ИБП. Включение переключателя режимов в режиме ИБП (оставьте CN1 закороченным) запустите инвертор, подключите сетевой провод к вариатору, увеличьте переменное напряжение примерно до 190 В переменного тока и наблюдайте за переключением ИБП на сеть или нет.Если нет никакого переключения, просто посмотрите на напряжение на выводе 2 микроконтроллера, оно должно быть выше 1,66 В, пока напряжение ниже 1,66 В, тогда просто подтвердите напряжение измерительного трансформатора (6 В переменного тока на его вторичной обмотке). ) или возможно осмотреть элементы R57, R56.

Сразу после появления сообщения о переключении уменьшите переменное напряжение до 180 В и выясните, произойдет ли переключение с сети на ИБП. Переключение должно произойти, поскольку теперь напряжение на выводе 2 микроконтроллера может быть выше 1.5В.

13) В конце концов обратите внимание на индивидуальную зарядку подключенного аккумулятора. Удерживайте переключатель режима в режиме инвертора, подайте напряжение в сеть и увеличьте переменное напряжение до 230 В переменного тока, а также определите зарядный ток, который должен плавно возрастать в амперметре.

Поиграйте с зарядным током, изменяя VR3, чтобы можно было наблюдать изменение тока в среднем от 5 до 12/15 ампер.

На всякий случай, если ток зарядки намного выше и не может быть уменьшен до предпочтительного уровня, вы можете попробовать увеличить значение R51 до 100 кОм и / или, если все же это не улучшает зарядный ток до ожидаемый уровень, тогда, возможно, вы можете попробовать уменьшить значение R51 до 22K, имейте в виду, что как только измеренное эквивалентное напряжение на выводе 5 микроконтроллера станет равным 2.5 В можно ожидать, что микроконтроллер будет регулировать ШИМ и, следовательно, зарядный ток.

Во время режима зарядки помните, что именно нижняя ветвь полевых МОП-транзисторов (M6-M12 / M13-M16) переключается на частоте 8 кГц, а верхняя ветвь полевых МОП-транзисторов выключена.

14) Кроме того, вы можете проверить работу ВЕНТИЛЯТОРА, ВЕНТИЛЯТОР включен каждый раз, когда инвертор включен, и можно увидеть, что ВЕНТИЛЯТОР выключен, когда инвертор выключен. Аналогичным образом FAN включается, как только зарядка включена, и FAN будет выключена, когда зарядка выключена.

Лучшая схема синусоидального повышения напряжения для надежного и стабильного питания

Отлично. ИБП с чистой синусоидой — это важные аксессуары, которые значительно улучшат ваш рабочий процесс, обеспечивая питание по требованию. Эти. Чистая синусоидальная схема ИБП позволит вам защитить домашний или рабочий компьютер от скачков и провалов электроэнергии. Они обеспечивают питание компьютеров и других устройств постоянным и стабильным электрическим током для обеспечения постоянной производительности. Файл. Схема чистых синусоидальных ИБП доступна со скидкой на Alibaba.com

The. ИБП с чистой синусоидальной волной оснащен самыми современными технологиями и инновациями, чтобы соответствовать постоянно меняющимся компьютерным архитектурам. Мысли, стоящие за. Цепь ИБП с чистой синусоидой Конструкции и стили гарантируют наилучшую производительность, долговечность и эстетичный вид. На Alibaba.com собрана обширная коллекция файлов. ИБП с чистой синусоидой дает вам правильный выбор с точки зрения требований к питанию, физического размера и других характеристик.Выберите подходящий именно вам сегодня на Alibaba.com и забудьте о перебоях в подаче электроэнергии и повреждении устройства.

В случае полного отключения света эти мощные. ИБП с чистой синусоидой защитит вас от потери важных данных и несохраненной работы. Файл. Цепь ИБП с чистой синусоидой будет поддерживать питание ваших компьютеров и серверов до включения резервного генератора и синхронизации подачи энергии. Цепь ИБП с чистой синусоидой Цепь ИБП с чистой синусоидой представлены на Alibaba.com тщательно проверены и сертифицированы, чтобы гарантировать неизменно высокое качество продукции при каждой покупке.

Воспользуйтесь этими привлекательными. Чистая синусоидальная схема ИБП на Alibaba.com, чтобы получить товары высшего качества и сэкономить деньги. Оптовики могут заказывать большие количества и получать самые выгодные и индивидуальные предложения в соответствии с вашими требованиями.

Конструкция ИБП с чистой синусоидой + принципиальная схема

@kashmirihasan • 12 июл, 2013

Как сделать чистую синусоиду ап ??? какая-то принципиальная схема? и в чем разница между чистой синусоидальной волной и модифицированной синусоидальной волной?

@kashmirihasan • 13 июл, 2013 кто-нибудь здесь?

@Jeffrey Arulraj • 13 июл, 2013 Привет, синусоида, полученная от инверторов, не может быть на 100% чистой

Но одно решение, которое я могу придумать, — это использовать ГУН, настроенный на ту же частоту выхода инвертора, и, таким образом, мы получаем почти гладкую синусоидальную волну

PS: Но почему Вам нужна 100% чистая синусоида?

@kashmirihasan • 13 июл, 2013 Итак, вы говорите, что 100% чистой синусоиды не существует?

@kashmirihasan • 13 июл, 2013 мне нужна чистая синусоида для моего компьютера

@Jeffrey Arulraj • 14 июл, 2013

kashmirihasan

Мне нужна чистая синусоида для моего компьютера

Ваш компьютер разработан для работы в широком диапазоне напряжений и с фиксированной частотой 50 Гц или 60 Гц

Этот сигнал не обязательно является синусоидальным, он может легко работать, если вход является также прямоугольная волна

Обычно, если ваша система имеет SMPS, входной сигнал немедленно преобразуется в постоянный ток для использования, поэтому используемый вами сигнал имеет меньшее значение

@Cyborg 009 • 15 июл, 2013 MY BE проект СОЛНЕЧНЫЙ ИНВЕРТОР СИНУС-ВОЛНЫ MPPT…

@Cyborg 009 • 15 июл, 2013 Нет необходимости в чистом синусе в устройствах SMPS, которые используют выпрямители на первом этапе.
Вся ваша тяжелая работа по созданию синусоидальной волны уходит насмарку при преобразовании в постоянный ток.
КЛЛ и компьютеры хорошо работают при 230 В постоянного тока ..

@Jeffrey Arulraj • 15 июл, 2013

Cyborg 009

Нет необходимости в чистом синусе в устройствах SMPS, которые используют выпрямители на первой ступени.
Вся ваша тяжелая работа по созданию синусоидальной волны уходит насмарку, когда она преобразуется в постоянный ток.1/2

@Cyborg 009 • 15 июл, 2013 230 В от сети — среднеквадратичное напряжение … Vpeak = 325V
230Vrms AC = 230V DC

@kashmirihasan • 15 июл, 2013 у меня сгорел блок питания bcz, я использовал модифицированный синусоидальный инвертор. мой друг сказал мне использовать чистые синусоидальные волны.

@Cyborg 009 • 15 июл, 2013 инвертор ты сделал ???
в мод. Синусоиде сигнал o / p некоторое время находится на нуле, чтобы напоминать синусоидальную волну.

@kashmirihasan • 15 июл, 2013 нет инвертор был построен моим другом.но он сказал мне, что это была измененная синусоида, и чувствительные устройства, такие как компьютер, перегорели из-за измененной синусоиды … bcz в инверторе никогда не может быть чистой синусоиды с прерывателем

@Cyborg 009 • 17 июл, 2013 некоторая информация об инверторе pwm ..
https://www.electroschematics.com/5865/pwm-inverter/

Первый шаг для получения 325 В постоянного тока из 12 В постоянного тока. Это можно сделать с помощью двухтактного преобразователя постоянного тока .. O / P может быть настроен на 230 В постоянного тока и может использоваться для питания цепей SMPS..
https://danyk.cz/dcdc_en.html

2-й шаг для подачи синусоидальных сигналов ШИМ на мост H, питаемый от постоянного тока 325 В.
затем выходное напряжение моста фильтруется для получения чистого синуса 230 В переменного тока. @ 1 -5% THD
Я использовал поисковую таблицу atmega16 и синусоиды для получения требуемых сигналов ШИМ.

@manojCC • 01 мар, 2014 в конце концов, вам нужно преобразовать синусоидальную волну в DC в конце … зачем вам ходить вокруг куста, когда у вас есть чистый путь для ходьбы …

@Jeffrey Arulraj • 04 мар, 2014

manojCC

в конце концов вам нужно преобразовать синусоидальную волну в постоянный ток… зачем вам ходить вокруг куста, когда у вас есть чистая дорога для прогулки ..

Ну, я не согласен с этим термином во всех практических сценариях. Некоторым схемам нужен переменный ток, и поэтому нам нужны инверторы для их повышения, разве вы не думаете, что они также нуждаются в некоторой справедливости по отношению к ним. вывод изображения

@ a.alandkar • 07 мар, 2014 • Нравится: 1 Может быть сгенерирована 100% чистая синусоида.Вот несколько шагов для этого.
1. Получите ШИМ, взвешенный по синусоиде (50 Гц) с несущей 2-3 кГц, как вам удобно.
3. Теперь, используя цифровую логику, сделайте 4 импульса из этих 2 импульсов.
4. Изолируйте все 4 импульса и используйте их для включения IGBT / MOSFET.
5. Результирующий сигнал o / p будет синусоидальным. Вы можете проверить это, используя R-C или L-C на этапе o / p.

@vamsi kancharla • 04 мая, 2014

kashmirihasan

Как сделать чистую синусоиду взброса ??? какая-то принципиальная схема? и в чем разница между чистой синусоидальной волной и модифицированной синусоидальной волной?

инверторов / ИБП с чистой синусоидой (98%) доступны на рынках для покупки, тогда зачем их проектировать для задач, отнимающих много времени

Создайте свой собственный синусоидальный инвертор

Инвертор обеспечивает резервное питание для сетевых устройств в случае сбоя питания.Большинство инверторов, доступных на рынке, имеют сложную схему и не очень экономичны. Некоторые из них выдают прямоугольный сигнал на выходе, что нежелательно для индуктивных нагрузок. Проект представляет собой простую схему синусоидального инвертора, которая выдает квазисинусоидальный сигнал частотой 50 Гц с использованием одной микросхемы CD4047 и некоторых дискретных компонентов, что делает его очень экономичным решением.

На рис. 1 показана схема синусоидального инвертора на базе полевого МОП-транзистора с частотой 50 Гц. Он состоит из мультивибратора CD4047 (IC1), полевых МОП-транзисторов IRF250 (с T1 по T8), транзисторов и нескольких дискретных компонентов.

IC CD4047 имеет встроенные средства для нестабильных и бистабильных мультивибраторов. Для применения инвертора требуются два выхода, сдвинутые по фазе на 180 градусов. Таким образом, IC1 подключен для создания двух прямоугольных выходных сигналов на выводах 10 и 11 с частотой 50 Гц, 50-процентным рабочим циклом и фазовым сдвигом на 180 градусов. Частота колебаний определяется внешней предварительной настройкой VR1 и конденсатором C1.

Рис. 1: Схема синусоидального инвертора

Эти два сигнала поочередно управляют двумя банками полевых МОП-транзисторов (банк-1 и банк-2).Когда на контакте 10 IC1 высокий уровень, а на контакте 11 низкий, полевые МОП-транзисторы банка 1 (с T1 по T4) проводят, в то время как полевые МОП-транзисторы банка 2 (с T5 по T8) остаются в непроводящем состоянии. Поэтому через первую половину первичной обмотки инверторного трансформатора X1 протекает большой скачок тока, а во вторичной обмотке возникает переменный ток 230 В.

В течение следующего полупериода напряжение на выводе 10 IC1 понижается, а напряжение на выводе 11 высокое. Таким образом, полевые МОП-транзисторы банка-2 работают, в то время как полевые МОП-транзисторы банка-1 остаются непроводящими.Следовательно, ток течет через другую половину первичной обмотки, и 230 В переменного тока возникает через вторичную обмотку.

Таким образом, на вторичной обмотке получается переменное выходное напряжение.

Выходной синусоидальный сигнал получается путем формирования баковой цепи с вторичной обмоткой инверторного трансформатора, включенной параллельно конденсаторам с C5 по C7. Два конденсатора по 2,2 мкФ подключены к затворам полевых МОП-транзисторов в обеих батареях по отношению к земле, если не создается надлежащая синусоида.Собственная частота контура резервуара доведена до 50 Гц. Потребление тока без нагрузки составляет всего 500 мА из-за 50-процентной продолжительности включения прямоугольного сигнала. По мере увеличения нагрузки увеличивается потребление тока.

Напряжение питания IC1 ограничено до 5,1 В за счет использования стабилитрона ZD1 и резистора R4 с внешней батареей, как показано на рис. 1.

Индикатор разряда батареи

Схема индикации разряда батареи состоит из транзистора T9, предустановки VR2, стабилитрона ZD2, резисторов R5, R6 и R7, LED2 и конденсатора C2.Напряжение питания 12 В от BATT.1 подается на цепь индикатора разряда батареи с полной нагрузкой (не более 1000 Вт), подключенной к выходу инвертора. Напряжение на нагрузке составляет 230 В переменного тока. В этот момент отрегулируйте предварительную настройку VR2 так, чтобы стабилитрон ZD2 и транзистор T9 проводили падение напряжения коллектора до 0,7 В, при этом LED2 оставался выключенным.

Если напряжение питания падает ниже 10,5 В, напряжение на нагрузке снижается с 230 В переменного тока до 210 В переменного тока. В этот момент стабилитрон ZD2 и транзистор T9 не проводят ток, и, следовательно, напряжение на коллекторе увеличивается примерно до 10.5 вольт и светодиод 2 светится, указывая на низкое напряжение батареи. В то же время пьезобуззер PZ1 издает звуковой сигнал, указывающий на низкий заряд батареи.

Отключение при разряде батареи

Если аккумулятор многократно разряжается до нуля вольт, срок его службы сокращается. Схема отсечки разряда батареи состоит из транзистора T10, предустановки VR3, стабилитрона ZD4, резисторов R8 и R9, конденсатора C3 и диода D1.

Отрегулируйте предварительную настройку VR3 так, чтобы, когда напряжение на нагрузке превышало 200 вольт, стабилитрон ZD4 и транзистор T10 проводили.Напряжение коллектора T10 в этом случае составляет около 0,7 В, и, следовательно, SCR (SCR1) не будет проводить.

Рис. 2: Односторонняя печатная плата фактического размера для схемы синусоидального инвертора 3: Компоновка компонентов для печатной платы

Загрузите файлы печатной платы и компоновки компонентов в формате PDF:

щелкните здесь

Но если напряжение на нагрузке упадет ниже 200 вольт, стабилитрон ZD4 и транзистор T10 не будут проводить, и напряжение коллектора T10 увеличится, в результате чего SCR будет проводить.

После того, как SCR проведет, напряжение питания на IC1 (CD4047) будет равно 0.7 вольт, из-за чего IC1 не сможет генерировать импульсы напряжения на выходных контактах 10 и 11, и инвертор автоматически выключится. В этом состоянии SCR продолжает работать.

Отсечка по нижнему пределу инвертора может быть установлена ​​при напряжении нагрузки 170 вольт для лампового освещения, вентилятора и т. Д. Таким образом, ламповый светильник и вентилятор не будут выключаться, пока напряжение не упадет ниже 170 вольт.

Отключение холостого хода

Если на выходе инвертора нет нагрузки, выходное напряжение составляет от 270 до 290 вольт.Это напряжение измеряется отводом 0-12 В на вторичной обмотке инверторного трансформатора X1, который подключен к цепи отключения холостого хода, содержащей стабилитрон ZD5, транзистор T11, предварительно установленный VR4, резисторы R12 и R11 и конденсатор C4. .

Когда нагрузка не подключена, напряжение на отводе 12 В также увеличивается. Это напряжение выпрямляется двухполупериодным мостовым выпрямителем, состоящим из диодов с D3 по D6, фильтруется конденсатором C4 и подается на транзистор T11.

Отрегулируйте предустановку VR4 так, чтобы, если напряжение инвертора превышает 250 вольт, стабилитрон ZD5 и транзистор T11 проводят ток.Это увеличивает напряжение эмиттера, следовательно, SCR срабатывает, чтобы «выключить» инвертор. При подключении соответствующей нагрузки инвертор автоматически включается.

Строительство

Односторонняя печатная плата фактического размера для схемы синусоидального инвертора показана на рис. 2, а компоновка ее компонентов — на рис. 3. На печатной плате имеется подходящий разъем CON1 для внешнего подключения блоков полевых МОП-транзисторов и трансформатора. Контакты разъема CON1 с A по F также отмечены на схеме. Соберите схему на печатной плате, так как это экономит время и сводит к минимуму ошибки сборки.Тщательно соберите компоненты и дважды проверьте, нет ли пропущенных ошибок. МОП-транзисторы следует монтировать над радиаторами, используя слюдяные прокладки в качестве изоляторов между ними.

Подключите клемму питания 24 В непосредственно к центральному отводу первичной обмотки инверторного трансформатора, который пропускает максимальный ток более 50 ампер при 1000 Вт. Сила тока зависит от приложенной нагрузки. Нет необходимости добавлять переключатель в цепь высокого тока, чтобы инвертор включался и выключался. Инвертор можно включать и выключать слаботочным выключателем S1.

---

Д-р Р.В. Декале: Он доцент и глава отдела физики, Кисан Вир Махавидьялая, Вай, округ Сатара, Махараштра.

Интересно? Другие проекты доступны

здесь .

Статья была впервые опубликована 27 марта 2016 г. и недавно обновлена ​​13 декабря 2018 г.

Цифровой источник бесперебойного питания (ИБП) с синусоидальной волной

Microchip Эталонный дизайн

Эталонная конструкция цифрового источника бесперебойного питания (ИБП) с синусоидальной волной Microchip основана на серии цифровых контроллеров сигналов (DSC) с цифровым питанием серии dsPIC33F «GS».Этот эталонный дизайн демонстрирует, как методы цифрового питания, применяемые к приложениям ИБП, позволяют легко вносить изменения с помощью программного обеспечения, использовать меньшие магнитные устройства, интеллектуальную зарядку батарей, более высокую эффективность, компактные конструкции, снижение звукового и электрического шума за счет более чистого синусоидального выхода Связь через USB и недорогая общая ведомость материалов. Этот эталонный дизайн не требует лицензионных отчислений. Щелкните здесь, чтобы просмотреть полную документацию и информацию о конструкции программного и аппаратного обеспечения.

Этот эталонный дизайн реализован с использованием одного цифрового силового преобразователя dsPIC33F «GS» от Microchip, который обеспечивает полное цифровое управление преобразованием мощности и функциями управления системой. Как показано в этом эталонном дизайне, устройства dsPIC33F «GS» позволяют разработчикам легко и экономично создавать продукты с использованием передовых методов переключения, таких как LLC, которые снижают потери переключения и обеспечивают эффективность до 95%. Эталонный дизайн преобразователя постоянного тока в постоянный ток LLC предоставляется бесплатно при использовании в соответствии с лицензионным соглашением.

Цифровая система ИБП с синусоидальной волной работает в двух режимах:

Режим ожидания — Работа при наличии сетевого напряжения переменного тока; аккумулятор заряжается в этом режиме.
Режим ИБП — Работает при отключении электроэнергии; система переключается на функцию, называемую инвертором, для подачи питания на нагрузку. Заряд, хранящийся в батарее, преобразуется в выходной ток переменного тока.

Хотите демонстрацию?

Свяжитесь с местным офисом продаж в вашем регионе и запросите демонстрацию.
Щелкните здесь, чтобы найти всемирную сеть продаж и поддержки

Простые схемы синусоидального инвертора

Ищете простые синусоидальные схемы инвертора, которые можно настроить в соответствии с вашими конкретными потребностями? Следующие идеи могут помочь вам в достижении ваших целей.

Синусоидальный инвертор — это устройство, которое преобразует мощность постоянного тока (батареи, аккумуляторы) в переменный ток (обычно 220 вольт, 50 Гц, синусоидальный или скорректированный).Наш общий аварийный источник питания, как правило, представляет собой аккумулятор постоянного тока на 220 В переменного тока. Говоря простым языком, инвертор — это устройство, преобразующее постоянный ток в переменный.

Будь то в отдаленной деревне, или в поле, или при отключении электроэнергии, инвертор — очень хороший выбор. Чаще всего в машинном отделении используется источник питания ИБП, в случае внезапного отключения электроэнергии инвертор постоянного тока ИБП может быть преобразован в переменный ток для использования компьютером, чтобы предотвратить внезапное отключение электроэнергии, вызванное потерей данных. .

В этой статье будут представлены две относительно простые принципиальные схемы синусоидального инвертора. И это показывает, что заинтересованные друзья могут учиться, самому делать инвертор действительно очень чувство выполненного долга. Один из них — более распространенная принципиальная схема инвертора.

Вышеупомянутое относительно легко создать принципиальную схему инвертора, вы можете инвертор напряжения питания постоянного тока 12 В, напряжение сети 220 В, цепь из BG2 и BG3 состоит из мультигармонического генератора для продвижения, а затем BG1 и BG2 для управления BG6 и BG7 работают.Колебательный контур группой источника питания BG5 и DW, так что выходная частота может быть более стабильной. При производстве трансформатора можно использовать обычно применяемый сдвоенный выходной сетевой трансформатор на 12 В. В соответствии с необходимостью выбрать подходящую емкость аккумулятора 12 В.

Ниже представлена ​​электрическая схема высокоэффективного синусоидального инвертора, схема с питанием от батареи 12 В. Сначала с двойным напряжением модуля напряжения для блока питания операционного усилителя. Можно выбрать ICL7660 или MAX1044.Операционный усилитель 1 генерирует синусоидальную волну 50 Гц в качестве опорного сигнала. ОУ 2 как инвертор. Операционный усилитель 3 и операционный усилитель 4 в качестве гистерезисного компаратора. Фактически, ОУ 3 и переключатель 1 составляют пропорциональный импульсный источник питания. Операционный усилитель 4 и переключатель 2 одинаковы. Его частота переключения нестабильна. В операционном усилителе 1 выходной сигнал имеет положительную фазу, операционный усилитель 3 и переключатель работают. В это время выход операционного усилителя 2 имеет отрицательную фазу. В это время положительный входной потенциал операционного усилителя 4 (константа 0) выше, чем отрицательный потенциал входной клеммы, поэтому выходная константа 1 операционного усилителя 4 отключается.В ОУ 1 на выходе отрицательная фаза, наоборот. Это позволяет двум переключателям работать поочередно.

Когда опорный сигнал, чем сигнал обнаружения, то есть операционный усилитель 3 или 4 отрицательного входного сигнала, чем положительный входной сигнал выше, чем небольшое значение, выход компаратора равен 0, трубка переключателя открыта, а затем обнаружение сигнал быстро увеличивается, когда сигнал обнаружения по сравнению с опорным сигналом выше, чем небольшое значение, выход компаратора 1 отключается.Следует отметить, что компаратор имеет процесс положительной обратной связи при переключении схемы, что является характеристикой компаратора гистерезиса. Например, при условии, что опорный сигнал ниже, чем сигнал обнаружения, опорный сигнал сразу выше, чем сигнал обнаружения в определенный момент, поскольку их разности близки друг к другу. Это «определенное значение» влияет на частоту переключения. Чем ниже частота.

C3, C4 роль состоит в том, чтобы пропустить частоту тока свободного хода переключателя, а более низкую частоту сигнала 50 Гц создать больший импеданс.C5 рассчитывается по формуле: 50 =. L обычно составляет 70 часов, лучшее время для проведения теста. Таким образом, C составляет около 0,15 мкм. Соотношение R4 и R3 должно быть строго равным 0,5, большие искажения формы волны значительно, маленькие не могут запускаться, но были бы довольно большими, а не маленькими. Максимальный ток трубки переключателя: I == 25A.

Существующий инвертор имеет два вида выходных сигналов прямоугольной формы и синусоидальной волны. Выход прямоугольной волны эффективности инвертора высок, для использования конструкции мощности синусоидальной волны электрических приборов, в дополнение к небольшому количеству электрических приборов не применяются к большинству электроприборов, применимых, выходной инвертор синусоидальной волны не Есть это недостатки, но есть неэффективные недостатки, как выбирать это нужно, исходя из собственных потребностей.

Схема инвертора синусоидальной волны с использованием генератора Bubba

В следующей статье показаны способы построения схемы инвертора синусоидальной волны с использованием генератора Bubba

Долгожданный инвертор синусоидальной волны с помощью генератора Bubba может быть распознан с помощью следующих пунктов:
Каскад, состоящий из двух микросхем 555, настроен как генераторы ШИМ, где IC1 формирует генератор прямоугольных импульсов для ШИМ, а IC2 формирует моностабильный генератор ШИМ в отношении входного сигнала модуляции, подаваемого на его вывод 5.
Входная модуляция синусоидальной волны на выводе 5 микросхемы IC2 достигается за счет использования генератора бабба, созданного с помощью четырех операционных усилителей микросхемы LM324.
Создаваемые синусоидальные импульсы устанавливаются с точной частотой 50 Гц и передаются на вывод 5 IC2 через общий коллектор BJT для еще большей обработки.
Частота 50 Гц для осциллятора баббы устанавливается путем выбора R точно с помощью следующей формулы:

Перед изучением того, как построить схему синусоидального инвертора с использованием осциллятора Баббы, важно узнать кое-что об осцилляторе баббы

Осциллятор Баббы представляет собой уникальную форму генератора сдвига фазы.Идея использует 4 уровня для обеспечения невероятно стабильной выходной частоты.

Доступность интегральных схем с четырьмя операционными усилителями позволяет упростить их выполнение. Каждый из 4 операционных усилителей включает в себя соответствующую RC-цепь, внешнюю по отношению к микросхеме.

Все эти сети добавляют сдвиг периода 45, чтобы получить общий сдвиг фазы 180, который, безусловно, требуется для позиционирования ответа в функции передачи при колебаниях. Получение 4 уровней также помогает поддерживать скорость изменения периода относительно времени, адекватно уменьшенную для лучшей эффективности и баланса.

Как только сигнал проходит через каждый операционный усилитель, выражение обратной связи (B на диаграмме на рисунке 1), вероятно, будет 1/4

Учитывая, что мы хотели бы получить подлинную часть ответа, A * B, Чтобы уравнение переноса стало сравнимым с одним, коэффициент усиления генератора Буббы должен быть равен 4. Генератор Буббы будет использовать операционные усилители в топологии буферизации, чтобы избежать нагрузки между каждым отдельным операционным усилителем.

Стабильность частоты становится намного лучше на каждом последующем уровне.

Вы можете настроить частоту на предыдущих ступенях схемы, тем не менее, это может повлиять на эффективность. Например, общие гармонические искажения после второй ступени могут быть намного хуже, чем после 4-й ступени.

В различных других программах, в случае, если более серьезные общие гармонические искажения допустимы в компоновке, нажатие в пределах предыдущей позиции может помочь вам сэкономить место и затраты, учитывая, что гораздо меньше компонентов будет необходимо.

Простая схема инвертора с чистой синусоидой мощностью 500 ВА

Давайте попробуем детально разработать предлагаемую схему простой схемы инвертора с чистой синусоидой мощностью 500 ВА со следующими фактами: IC2 и IC3, в частности, разработаны в форме ступенчатого генератора ШИМ.

IC2 формирует высокочастотный генератор, необходимый для переключения формы сигнала ШИМ, который обрабатывается IC3.

Для работы с колебаниями IC2 требуется, чтобы IC3 запитывался через инструкцию сравнения синусоидальных сигналов на выводе №5 или управляющий вход правого IC 555.

Учитывая, что создание синусоидальной формы волны несколько затруднительно по сравнению с треугольной волн, треугольник был предпочтен, потому что его было намного легче визуализировать, но он работает в значительной степени как аналог синусоидальной волны.

IC1 подключен как генератор треугольных волн, результат которого в конечном итоге применяется к выводу №5 IC3 для получения ожидаемого среднеквадратичного синуса, аналогичного его выводу №3.

Несмотря на это, вышеупомянутые уточненные сигналы ШИМ должны быть модулированы по двухтактной версии конструкции, чтобы сигналы имели возможность заряжать трансформатор переменным рабочим током.

Это может потребоваться для создания вторичной сети, состоящей из как положительных, так и отрицательных полупериодов.

IC 4017 введен в основном для выполнения этой функции.

Микросхема выдает последовательный вывод со своего контакта №2 на контакт №4, на контакт №7, на контакт №3 и возврат на контакт №2, в соответствии с почти каждой стороной восходящего импульса на контакте №14. Этот импульс создается на выходе IC2, который в основном определен как 200 Гц, чтобы гарантировать, что выходы IC4017 будут иметь частоту 50 Гц на протяжении всей последовательности из вышеупомянутых выводов.

Выводы №4 и №3 специально игнорируются, чтобы создать «мертвую» зону вокруг затворов срабатывания соответствующих транзисторов / МОП-транзисторов, подключенных к соответствующим выходам IC4017.

Это время простоя гарантирует, что полевые транзисторы ни в коем случае не включаются вместе, возможно даже на наносекунду в периоды переключения, тем самым гарантируя работоспособность устройств.

Работающие положительные выходы на выводах №2 и 7 активируют соответствующие полевые транзисторы, которые затем заставляют трансформатор насыщаться источником питания переменного тока, подаваемым на конкретную обмотку.

Это приводит к созданию примерно 330+ В переменного тока на вторичной обмотке трансформатора.

Тем не менее, это напряжение вполне могло быть прямоугольной волной с чрезмерным среднеквадратичным значением, если это нельзя было обработать с помощью ШИМ от IC3.

Транзистор T1 вместе с его коллекторным диодом применяется с импульсами ШИМ таким образом, чтобы T1 работал в этой точке, и заземляет базовые напряжения выходных полевых транзисторов в соответствии с информацией ШИМ.

Это способствует выходу, который может быть точным воспроизведением примененного полностью оптимизированного питания ШИМ ….. построение абсолютно вытравленного аналога переменного синусоидального сигнала.

Объясненная схема инвертора с чистой синусоидой мощностью 500 ВА обладает и другими особенностями, например схемой изменения выходного напряжения вручную.

Пара транзисторов BC108 установлена ​​для регулирования уровней коммутируемого напряжения затвора МОП-транзисторов, базовый ток этих конкретных транзисторов исходит от крошечной измерительной обмотки на трансформаторе, которая передает требуемые данные измерения выходного напряжения на транзисторы.

В случае, если выходное напряжение должно выйти за пределы ожидаемой нормальной интенсивности, базовое напряжение вышеупомянутых транзисторов можно было бы перестроить и уменьшить, отрегулировав предустановку 5K, что, следовательно, снизит проводимость МОП-транзисторов, в конечном итоге выпрямляя выведите AC до желаемых границ.