Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwornica 12/220V sinus

Stiepanowna 12 Kwi 2013 14:16 34386 8
  • Poszukiwania prostego schematu przetwornicy 12/220V z „czystym” sinusem na wyjściu spełzły na niczym. To, co w zamian się poleca to albo otrzymanie pseudosinusa za pomocą przetwornicy bez użycia transformatora niskich częstotliwości zwiększającego napięcie, albo wykorzystanie wzmacniacza klasy D sterowanego sinusoidalnym napięciem odniesienia. Często wskazuje się na mikrokontroler jako element sterujący i generujący sinusoidę lub odsyła się do rozmaitych aplikacji.

    Poniżej schemat urządzenia odpowiadającego założeniom prostoty i „czystości” sinusa:
    Przetwornica 12/220V sinus

    Parametry urządzenia:

    Napięcie wejściowe: 12... 14V;
    Napięcie wyjściowe: 50Hz, 220+/-2V;
    Maksymalna moc: 50W;
    Sprawność: 84... 90%.

    Opis zastosowanego rozwiązania


    Generator sterujący, źródło napięcia odniesienia i komparator zmontowano na DA2. Elementy DD1 i DD2 naśladują strukturę TL494 w tej części, która pracuje niestabilnie na niskich częstotliwościach (błędne działanie przerzutnika typu D).

    Następnie za pomocą filtru dolnoprzepustowego są tłumione wyższe harmoniczne, składowe PWM. Filtr dolnoprzepustowy składa się z dwóch części. Pierwsza - DA1.1 - to filtr z gładką charakterystyką amplitudowo-czestotliwościową. Drugi - DA1.2 - to filtr środkowozaporowy z częstotliwością tłumienia 150Hz. Analiza wykazuje, że w PWM zawiera się tylko pierwsza i nieparzyste harmoniczne i taki filtr wystarczy, żeby wygenerować „ładny” sinus (oscylogram nr 2). A ponieważ stopień pierwszej harmonicznej praktycznie liniowo zależy od współczynnika wypełnienia, otrzymujemy łatwy w sterowaniu sinus z dokładną stałą składową równą +2,5V. Potem dodatkowo otrzymujemy odwróconą sinusoidę (wyjście 14 DA1.4).

    Na DA3, DA5, VT1, VT2 zmontowano pierwszy kanał wzmacniacza niskich częstotliwości klasy D. Drugi kanał zmontowano na DA4, DA7, VT3, VT4. Na wyjściu pierwszego i drugiego kanału wzmacniacza niskich częstotliwości tworzą się sinusoidy w przeciwfazie (oscylogram nr 3).

    Z wyjścia transformatora poprzez mostek Graetza jest podawane sprzężenie zwrotne zgodnie z napięciem wyjściowym. W ten sposób jest zrealizowana stabilizacja napięcia wyjściowego.

    Konstrukcja i elementy


    Transformator TV1 to przerobiony ТП60-2, który był wykorzystany w znamienitym magnetowidzie «Электроника ВМ-12». Z transformatora zdejmujemy wszystkie uzwojenia wtórne, a w ich miejsce nawijamy jedno uzwojenie składające się z 33 zwojów drutu o średnicy 0,7mm – siedmioma drutami naraz [coś jak lica w.cz., przyp. tłum.].





    W momencie podania napięcia 220V na uzwojenie wtórne transformatora, na biegu jałowym wartość napięcia po stronie pierwotnej wynosi 6,5V.

    Dławiki L1 i L2 są nawinięte na pierścieniach ferrytowych 24*13*9,7mm i posiadają 22 zwoje przewodu o średnicy 1,5mm. Takie pierścienie są wykorzystywane w dławikach impulsowych zasilaczy komputerowych typu ATX.

    Tranzystory i układy scalone sterowników DA5, DA7 można znaleźć na płytach głównych.

    Wszystkie tranzystory są zamontowane na wspólnym radiatorze o powierzchni 15...20cm2. W celu ich izolacji od radiatora stosuje się podkładki mikowe.

    Kondensatory С21...С24 są przewidziane na napięcie 63V, a kondensator C25 na napięcie 630V.
    Diody można zastosować dowolne z napięciem wstecznym nie mniejszym niż 400V.
    Moc rezystorów R44, R45 jest nie mniejsza niż 0,25W.

    Kalibracja

    1. Odłączamy uzwojenie pierwotne transformatora.
    2. Za pomocą rezystora R9 ustalamy częstotliwość przebiegu impulsów 100Hz na wyjściu DA2 (oscylogram nr 1).
    3. Sprawdzamy obecność sygnału sinusoidalnego (oscylogram nr 2) na wyjściach 7 i 14 DA1. Sygnały powinny być w przeciwfazie, ale o jednakowej amplitudzie.
    4. Za pomocą rezystorów R22 i R31 ustawiamy sygnał na wyjściu pierwszego kanału zgodnie z oscylogramem nr 3. To samo robimy z drugim kanałem (R24 i R34).
    5. Ustawiamy suwak potencjometru R4 w wyższe położenie zgodnie ze schematem.
    6. Podłączamy do wyjścia przetwornicy obciążenie. Można do tego użyć żarówki o mocy 25W.
    7. Podłączamy uzwojenie pierwotne transformatora.
    8. Za pomocą rezystora R4 ustalamy napięcie 220V na wyjściu przetwornicy.

    PS.


    Według autora układ łatwo poddaje się skalowaniu w stronę zwiększania mocy.
    Projekt, po odpowiednich przeróbkach, będzie się nadawał do otrzymania innych częstotliwości wyjściowych - np. 60 lub 400Hz.

    Sprawność można nieco zwiększyć jeśli zmienimy dławiki L1 i L2 na mniej stratne.

    Są też pewne braki. Jest nim brak izolacji galwanicznej pomiędzy wejściowym a wyjściowym napięciem, co nieco zawęża obszar zastosowania przetwornicy. Ale można to zmienić, jeśli zastosujemy optoizolację sprzężenia zwrotnego. Inną nieprzyjemną cechą jest pewien dryft częstotliwości. Zgodnie z obserwacjami autora wynosi on do 1,5Hz po nagrzaniu urządzenia.

    Autor: A. W. Jewdokimow, eng_group(malpa)mail.ru

    Link do tłumaczonego tekstu: http://radiokot.ru/circuit/power/converter/19/


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 13 Kwi 2013 12:07
    komatssu
    Poziom 29  

    Filtry L1, L2, C21-C24 są zbędne, zobaczcie jak są zbudowane UPS APC (za filtrację odpowiada indukcyjność rozproszeniowa transformatora oraz kondensator kilka uF na uzwojeniu wtórnym) - to taka wskazówka dla osób które chciałoby wykonać podobny projekt.
    http://www.youtube.com/watch?v=6yMNlU9gueU

  • #3 13 Kwi 2013 22:12
    Svavo
    Poziom 23  

    komatssu napisał:
    Filtry L1, L2, C21-C24 są zbędne, zobaczcie jak są zbudowane UPS APC (za filtrację odpowiada indukcyjność rozproszeniowa transformatora oraz kondensator kilka uF na uzwojeniu wtórnym) - to taka wskazówka dla osób które chciałoby wykonać podobny projekt.
    http://www.youtube.com/watch?v=6yMNlU9gueU

    Owszem, ale wymagany jest wówczas transformator, który będzie miał wymaganą indukcyjność rozproszenia. Można oczywiście takie zamówić - mają wówczas dodatkową kolumnę(-y) i uzwojenie(-a), aby zwiększyć indukcyjność rozproszenia.

  • #4 14 Kwi 2013 17:04
    SCALAK-1989
    Poziom 12  

    Projekt jest czysto teoretyczny , czy został wykonany i pomierzony w praktyce?

  • #5 14 Kwi 2013 17:16
    Svavo
    Poziom 23  

    SCALAK-1989 napisał:
    Projekt jest czysto teoretyczny , czy został wykonany i pomierzony w praktyce?

    Z opisu wynika, że projekt został wykonany. Szkoda, że nie ma żadnych wyników pomiarów. No, chyba, że układu nie udało się odpalić ;)

  • #7 15 Kwi 2013 10:21
    komatssu
    Poziom 29  

    Svavo napisał:
    Owszem, ale wymagany jest wówczas transformator, który będzie miał wymaganą indukcyjność rozproszenia. Można oczywiście takie zamówić - mają wówczas dodatkową kolumnę(-y) i uzwojenie(-a), aby zwiększyć indukcyjność rozproszenia.

    Ten transformator niczym specjalnym się nie wyróżnia, nie ma w nim żadnej dodatkowej kolumny czy też bocznika magnetycznego. Co więcej - ten sam transformator jest używany do ładowania akumulatorów, wtedy falownik pracuje jako prostownik-konwerter "boost".

    ---------
    Edycja:
    Dla ścisłości - chodzi o główny transformator w UPS-ach SMART-UPS firmy APC, patrz mój poprzedni post.

  • #8 15 Kwi 2013 12:32
    Svavo
    Poziom 23  

    komatssu napisał:
    Svavo napisał:
    Owszem, ale wymagany jest wówczas transformator, który będzie miał wymaganą indukcyjność rozproszenia. Można oczywiście takie zamówić - mają wówczas dodatkową kolumnę(-y) i uzwojenie(-a), aby zwiększyć indukcyjność rozproszenia.

    Ten transformator niczym specjalnym się nie wyróżnia, nie ma w nim żadnej dodatkowej kolumny czy też bocznika magnetycznego. Co więcej - ten sam transformator jest używany do ładowania akumulatorów, wtedy falownik pracuje jako prostownik-konwerter "boost".

    Dla ścicłości - który to "ten" transformator?

  • #9 07 Sie 2013 07:46
    Bojleros
    Poziom 15  

    Nie widzę tu żadnych zabezpieczeń :
    ani od przeciążenia,
    ani od przegrzania kluczy

    Nie ma zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora - zresztą brak ograniczeń w torze sprzężenia zwrotnego może doprowadzić do nad modulacji a nie każdy odbiornik to polubi.