220V DC ke 220V AC: Inverter DIY Bagian 2: 17 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Halo semuanya. Saya harap Anda semua aman dan tetap sehat. Dalam instruksi ini saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membuat konverter DC ke AC ini yang mengubah tegangan DC 220V menjadi tegangan AC 220V. Tegangan AC yang dihasilkan di sini adalah sinyal gelombang persegi dan bukan sinyal gelombang sinus murni. Proyek ini merupakan kelanjutan dari proyek pratinjau saya yang dirancang untuk mengubah 12Volts DC menjadi 220V DC. Sangat disarankan agar Anda mengunjungi proyek saya sebelumnya terlebih dahulu sebelum melanjutkan ke depan dalam instruksi ini. Tautan ke proyek konverter DC ke DC saya adalah:

www.instructables.com/id/200Watts-12V-to-2…

Sistem ini mengubah 220V DC menjadi sinyal bolak-balik 220Volts pada 50 Hertz yang merupakan frekuensi suplai AC komersial di sebagian besar negara. Frekuensi dapat dengan mudah disesuaikan hingga 60 Hertz jika diperlukan. Agar hal ini terjadi, saya telah menggunakan topologi jembatan H penuh menggunakan 4 MOSFET tegangan tinggi.

Anda dapat menjalankan alat komersial apa pun dalam peringkat daya 150 watt dan sekitar 200 watt puncak untuk durasi singkat. Saya telah berhasil menguji sirkuit ini dengan pengisi daya Ponsel, lampu CFL, pengisi daya Laptop dan kipas meja dan semuanya bekerja dengan baik dengan desain ini. Tidak ada suara dengungan saat mengoperasikan kipas juga. Karena efisiensi tinggi dari konverter DC-DC, konsumsi arus tanpa beban dari sistem ini hanya sekitar 60 miliampere.

Proyek ini menggunakan komponen yang sangat sederhana dan mudah didapat dan beberapa di antaranya bahkan diambil dari catu daya komputer lama.

Jadi tanpa penundaan lebih lanjut, mari kita mulai dengan proses pembuatannya!

PERINGATAN: Ini adalah proyek tegangan tinggi dan dapat memberi Anda kejutan mematikan jika Anda tidak hati-hati. Cobalah proyek ini hanya jika Anda berpengalaman dalam menangani tegangan tinggi dan memiliki pengalaman dalam membuat sirkuit elektronik. JANGAN mencoba jika Anda tidak tahu apa yang Anda lakukan

Perlengkapan

1. MOSFET saluran IRF840 N - 4
2. IC SG3525N - 1
3. IC driver MOSFET IR2104 - 2
4. Basis IC 16 pin (opsional) -1
5. Basis IC 8 pin (opsional) - 1
6. kapasitor keramik 0.1uF - 2
7. kapasitor elektrolit 10uF - 1
8. 330uF kapasitor elektrolit 200 volt - 2 (Saya menyelamatkannya dari SMPS)
9. Kapasitor elektrolit 47uF - 2
10. 1N4007 dioda tujuan umum - 2
11. Resistor 100K -1
12. Resistor 10K - 2
13. Resistor 100 ohm -1
14. resistor 10 ohm - 4
15. Resistor variabel 100K (preset/ trimpot) - 1
16. Terminal sekrup - 2
17. Veroboard atau perfboard
18. Menghubungkan kabel
19. Perangkat solder
20. Multimeter
21. Osiloskop (opsional tetapi akan membantu menyempurnakan frekuensi)

Langkah 1: Kumpulkan Semua Bagian yang Diperlukan

Penting bagi kami untuk mengumpulkan semua bagian yang diperlukan terlebih dahulu sehingga kami dapat dengan cepat melanjutkan ke pembuatan proyek. Dari beberapa komponen ini telah diselamatkan dari catu daya komputer lama.

Langkah 2: Bank Kapasitor

Bank kapasitor memainkan peran penting di sini. Dalam proyek ini, DC tegangan tinggi diubah menjadi AC tegangan tinggi, oleh karena itu penting agar suplai DC keluar lancar dan tanpa fluktuasi. Di sinilah kapasitor gemuk besar ini berperan. Saya mendapat dua kapasitor peringkat 330uF 200V dari SMPS. Menggabungkannya secara seri memberi saya dan kapasitansi setara sekitar 165uF dan meningkatkan peringkat tegangan hingga 400 volt. Dengan menggunakan kombinasi seri kapasitor, kapasitansi ekivalen berkurang tetapi batas tegangan meningkat. Ini memecahkan tujuan untuk aplikasi saya. Tegangan tinggi DC sekarang dihaluskan oleh bank kapasitor ini. Ini berarti bahwa kita akan mendapatkan sinyal AC yang stabil dan tegangan akan tetap cukup konstan selama start-up atau ketika beban tiba-tiba terpasang atau terputus.

PERINGATAN: Kapasitor tegangan tinggi ini dapat menyimpan muatannya untuk jangka waktu yang sangat lama, yang bisa mencapai beberapa jam! Jadi, cobalah membuat proyek ini hanya jika Anda memiliki latar belakang elektronik yang baik dan memiliki pengalaman menangani tegangan tinggi. Lakukan dengan resiko ditanggung sendiri

Langkah 3: Memutuskan Penempatan Komponen

Karena kami akan membuat proyek ini di atas veroboard, penting bahwa semua komponen ditempatkan secara strategis sehingga komponen yang relevan lebih dekat satu sama lain. Dengan cara ini, jejak solder akan diminimalkan dan jumlah kabel jumper yang digunakan lebih sedikit sehingga desain lebih rapi dan rapi.

Langkah 4: Bagian Osilator

Sinyal 50Hz (atau 60Hz) sedang dibangkitkan oleh IC-SG3525N PWM populer dengan kombinasi komponen waktu RC.

Untuk mendapatkan detail lebih lanjut tentang cara kerja IC SG3525, berikut ini tautan ke datasheet IC:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

Untuk mendapatkan output bolak-balik 50Hz, frekuensi osilasi internal harus 100 Hz yang dapat diatur dengan menggunakan Rt sekitar 130KHz dan Ct sama dengan 0,1uF. Rumus untuk perhitungan frekuensi diberikan dalam lembar data IC. Sebuah resistor 100 ohm antara pin 5 dan 7 digunakan untuk menambahkan sedikit waktu mati antara switching untuk memastikan keamanan komponen switching (MOSFET).

Langkah 5: Bagian Driver MOSFET

Karena DC tegangan tinggi akan dialihkan melalui MOSFET, output SG3525 tidak dapat langsung dihubungkan ke gerbang MOSFET, juga mengganti MOSFET saluran N di sisi atas rangkaian tidak mudah dan menghasilkan rangkaian bootstrap yang tepat. Semua ini dapat ditangani secara efisien oleh IC driver MOSFET IR2104 yang mampu menggerakkan / mengganti MOSFET yang memungkinkan tegangan hingga 600Volts. Hal ini membuat IC cocok untuk aplikasi luar. Karena IR2104 adalah driver MOSFET setengah jembatan, kita akan membutuhkan dua di antaranya untuk mengontrol jembatan penuh.

Lembar data IR2104 dapat ditemukan di sini:

www.infineon.com/dgdl/Infineon-IR2104-DS-v…

Langkah 6: Bagian Jembatan H

Jembatan H adalah yang bertanggung jawab untuk mengubah arah aliran arus melalui beban secara alternatif dengan mengaktifkan dan menonaktifkan rangkaian MOSFET yang diberikan.

Untuk operasi ini saya telah memilih MOSFET saluran IRF840 N yang dapat menangani hingga 500 volt dengan arus maksimum 5 Amps, yang lebih dari cukup untuk aplikasi kita. Jembatan H inilah yang akan langsung dihubungkan ke alat AC keluar.

Lembar data untuk MOSFET ini diberikan di bawah ini:

www.vishay.com/docs/9170/sihf840.pdf

Langkah 7: Menguji Sirkuit di Breadboard

Sebelum menyolder komponen di tempatnya, selalu ada baiknya untuk menguji sirkuit pada papan tempat memotong roti dan memperbaiki kesalahan atau kesalahan yang mungkin muncul. Dalam pengujian papan tempat memotong roti saya, saya mengumpulkan semuanya sesuai skema (disediakan pada langkah selanjutnya) dan memverifikasi respons keluaran menggunakan DSO. Awalnya saya menguji sistem dengan tegangan rendah dan hanya setelah dipastikan berfungsi, saya mengujinya dengan input tegangan tinggi

Langkah 8: Tes Breadboard Selesai

Sebagai beban uji, saya menggunakan kipas kecil 60 watt bersama dengan pengaturan papan tempat memotong roti dan baterai asam timbal 12V. Saya menghubungkan multimeter saya untuk mengukur tegangan keluaran dan arus yang dikonsumsi dari baterai. Pengukuran diperlukan untuk memastikan tidak terjadi overloading dan juga untuk menghitung efisiensi.

Langkah 9: Diagram Sirkuit dan File Skema

Berikut ini adalah seluruh diagram rangkaian proyek dan bersama dengan itu saya telah melampirkan file skema EAGLE untuk referensi Anda. Jangan ragu untuk memodifikasi dan menggunakan yang sama untuk proyek Anda.

Langkah 10: Memulai Proses Solder di Veroboard

Dengan desain yang sedang diuji dan diverifikasi, sekarang kami melanjutkan ke proses penyolderan. Pertama, saya telah menyolder semua komponen tentang bagian osilator.

Langkah 11: Menambahkan Driver MOSFET

Basis IC driver MOSFET dan komponen bootstrap sekarang disolder

Langkah 12: Memasukkan IC di Tempat

Hati-hati dengan orientasi IC saat memasukkan. Cari takik pada IC untuk referensi pin

Langkah 13: Menyolder Bank Kapasitor

Langkah 14: Menambahkan MOSFET dari H Bridge

4 MOSFET jembatan H disolder di tempatnya bersama dengan resistor gerbang pembatas arus 10Ohm dan bersama dengan terminal sekrup untuk memudahkan koneksi tegangan input DC dan tegangan output AC.

Langkah 15: Modul Lengkap

Beginilah tampilan keseluruhan modul setelah proses penyolderan selesai. Perhatikan bagaimana sebagian besar sambungan dibuat menggunakan jejak solder dan sangat sedikit kabel jumper. Hati-hati terhadap sambungan yang longgar karena risiko tegangan tinggi.

Langkah 16: Inverter Lengkap Dengan Modul Konverter DC-DC

Inverter sekarang lengkap dengan kedua modul lengkap dan terpasang satu sama lain. Ini telah berhasil bekerja dalam mengisi daya laptop saya dan menyalakan kipas meja kecil secara bersamaan.

Saya harap Anda menyukai proyek ini:)

Jangan ragu untuk membagikan komentar, keraguan, dan umpan balik Anda di bagian komentar di bawah. Tonton instruksi lengkap dan buat video untuk detail yang lebih penting tentang proyek dan bagaimana saya membuatnya, dan sementara Anda di sana pertimbangkan untuk berlangganan saluran saya:)