Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 23 июл 2019, 12:27

Часовой пояс: UTC + 5 часов



JLCPCB – Прототипы печатных плат за $2/10pcs (Любой цвет!)
Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более 600000 клиентов и свыше 10000 заказов в день!
Получите скидку на почтовую отправку при первом заказе в JLCPCB!

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 16 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 15:58 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1183
Откуда: Сочи
Друзья,

Я тут в рамках программы самообразования думаю собрать subj. Для начала на том, что уже есть в куче хлама, хочу получить 250-300Вт выходной мощности. При этом обойтись без огромного железа и, по возможности, не получить утюг, то есть с высоким КПД.
Схема придумалась вот такая:
Изображение
Крупно
Идея заключается в том, чтобы формировать синус с помощью ШИМ-модулированного сигнала частотой, скажем 62,5 кГц.
При этом в каждом периоде должно меняться направление тока, что обеспечит размагничивание магнитопровода, чтобы не допустить его насыщения.
Формирование ШИМ-сигнала делается на микроконтроллере AVR ATTiny45. В коробке есть также AT90PWM316. Он имеет всякие плюшки, как раз для таких применений.

Есть пример программы для подобной задачи.

На первом этапе думаю обойтись без обратной связи, так как преобразователь должен иметь невысокое выходное сопротивление.

Основная сложность будет в трансформаторе, так как первичка содержит всего 1-2 витка.
Для расчетов буду использовать эти программы.

Предлагаю разобрать вместе достоинства и недостатки схемы.

А что, если добавить конденсатор к трансформатору, чтобы получить резонанс на частоте ШИМ и сделать мягкое переключение ключей?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 17:23 
Старожил

Зарегистрирован: 19 июн 2012, 14:17
Сообщения: 3440
antonluba писал(а):
Идея заключается в том, чтобы формировать синус с помощью ШИМ-модулированного сигнала частотой, скажем 62,5 кГц.

Идея не нова, так делают ИБП, только вот трансформатор для данной схемы всё же нужен тяжелый - 50Гц. Ну или если ставить импульсный, надо будет добавить выпрямитель и мост на выходе.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 17:25 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 03 сен 2011, 21:13
Сообщения: 13139
Откуда: г.Мариинск, Кемеровская обл. , мать Россия
может проще какой-нибудь усилитель класса D-взять +простенький генератор на 50гц? . хотя 200-300вт, наверно сложно найти будет, но в мосте многие тоже работают

_________________
Лишний повод не бриться: Если у меня растёт борода, значит, это зачем-то нужно? О, Господи, неужели я - философ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 18:02 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1183
Откуда: Сочи
Вот картинка сигнала на выходе усилителя класса D
Изображение
Что мне мешает получить то же самое, только с заранее заданной последовательностью, формируемой микроконтроллером?
Импульс противоположной полярности в каждом периоде обеспечит перемагничивание сердечника и нормальную работу импульсного транса. А фильтр не пропустит на выход ВЧ составляющую. По крайней мере ослабит ее.

Цитата:
только вот трансформатор для данной схемы всё же нужен тяжелый - 50Гц.

Можете пояснить, для чего?

Цитата:
Ну или если ставить импульсный, надо будет добавить выпрямитель и мост на выходе.

В смысле двойное преобразование? Так это лишние потери на выпрямителе и еще одном комплекте ключей. Смысл?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 18:11 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 03 сен 2011, 21:13
Сообщения: 13139
Откуда: г.Мариинск, Кемеровская обл. , мать Россия
>>Что мне мешает получить то же самое, только с заранее заданной последовательностью, формируемой микроконтроллером?

Да ничто не мешает, даже я. Я просто предложил ещё вариант, только проще. нет так нет

_________________
Лишний повод не бриться: Если у меня растёт борода, значит, это зачем-то нужно? О, Господи, неужели я - философ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 18:41 
Старожил

Зарегистрирован: 19 июн 2012, 14:17
Сообщения: 3440
antonluba писал(а):
Цитата:
только вот трансформатор для данной схемы всё же нужен тяжелый - 50Гц.

Можете пояснить, для чего?

Хз, делают так обычно... Видимо размагнитить сердечник не так просто, это же не однотактный преобразователь с диодом на выходе. Коротким обратным импульсом не отделаешься - прямой и обратный ход должны быть симметричны.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 19:32 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1183
Откуда: Сочи
Поскольку генератор импульсов на контроллере, легко менять последовательность, можно поэкспериментировать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 21:22 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 янв 2010, 20:18
Сообщения: 536
Непонятно откуда на вторичной обмотке возьмется 50 Гц. Мне кажется без выпрямителя не получится.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 21:41 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1183
Откуда: Сочи
На выходе усилителя класса Д, работающем на 200 кГц, откуда берется 20 Гц?

Вот здесь в принципе то же самое, только вместо динамика первичка трансформатора, а на вторичке до фильтра - вч импульсы, промодулированные 50 Гц, а после фильтра - чистые 50 Гц.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 22:02 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 янв 2010, 20:18
Сообщения: 536
В усилителе нет трансформатора. Чтобы на вторичке были 50 Гц надо и магнитный поток чтобы пульсировал по синусу с этими 50 Гц. А если трансформатор работает на 60 кГц то это на выходе и будет. Через фильтр такая частота не пройдет и заметного тока в нагрузке не возникнет. Амплитуду этих 60 кГц можно регулировать но, что это даст, без выпрямителя?

Всегда думал, что есть два основных варианта такого преобразователя.

1. вход 12 DC -> Мост -> 50 Гц транс -> выход 220 AC
2. вход 12 DC -> Мост -> 60-200 кГц транс -> выпрямитель -> инвертор -> выход 220 AC


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 22:43 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1183
Откуда: Сочи
Цитата:
Через фильтр такая частота не пройдет


А если, допустим, фильтр исключить, а в качестве нагрузки подключить электродвигатель асинхронный, и подать 60кГц, промодулированный 50 Гц, ток через нагрузку потечет?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 24 фев 2015, 22:52 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 янв 2010, 20:18
Сообщения: 536
antonluba писал(а):
Цитата:
Через фильтр такая частота не пройдет


А если, допустим, фильтр исключить, а в качестве нагрузки подключить электродвигатель асинхронный, и подать 60кГц, промодулированный 50 Гц, ток через нагрузку потечет?


Он промодулирован то как в АМ радиопередаче, НЧ выйдет только после детектора. Да и двигатель сам тоже фильтр для высокой частоты.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 25 фев 2015, 01:21 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1183
Откуда: Сочи
От вас, честно говоря, не ожидал.

Цитата:
2. вход 12 DC -> Мост -> 60-200 кГц транс -> выпрямитель -> инвертор -> выход 220 AC

Кстати, а как вот в этом всем инвертор работает? На частоте 50 Гц что-ли? Модифицированная синусоида? Это нам не подходит. А если шим-модулятор с частотой 50Гц, то какая разница, пройдет он через повышающий импульсный транс или нет?

Почему бы сразу не промодулировать?

Или причина в том, что при любом отклонении от симметричной формы сердечник вылетает в насыщение за несколько периодов?
А если сердечник взять с запасом по габариту и с зазором? Он все равно меньше железного транса будет.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 25 фев 2015, 09:52 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 14 апр 2014, 11:06
Сообщения: 1526
Откуда: Курск
12В -> двигатель на 12В -> генератор на 220В -> чистая синусоида 220В


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 25 фев 2015, 10:25 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 сен 2011, 16:24
Сообщения: 2424
Откуда: Москва
Цитата:
Почему бы сразу не промодулировать?

На выходе трансформатора будет амплитудно-модулированный сигнал (как в радиопередатчике).

Конечно можно и промодулировать - причем половинкой синусоиды. Но после трансформатора сигнал придется детектировать (выпрямлять с помощью диода (диодов) и переключать полярность от полуволны к полуволне. Я думал об этом, но как-то некрасиво получается.

По крайней мере, все промышленные инверторы, которые я разбирал (кроме UPS), были сделаны по схеме "вход 12 DC -> Мост -> 60-200 кГц транс -> выпрямитель -> инвертор -> выход 220 AC"

Насколько я знаю, в UPS с синусоидальным выходом синусоида формируется по схеме, аналогичной приведенной в самом первом сообщении, только она применяется в качестве двухтактного ШИМ формирователя сигнала 50 Гц (между ключами и трансформатором ставятся фильтры) и трансформатор используется на 50 Гц.

_________________
Никогда не говори никогда - вдруг на помощь прилетит демон Максвелла.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Преобразователь 12В ->220В с чистым синусом
СообщениеДобавлено: 25 фев 2015, 11:42 
Старожил

Зарегистрирован: 02 дек 2010, 13:52
Сообщения: 4860
Откуда: п. Борок, Ярославская область
Я делал с почти чистым синусом, по простой схеме 80-х годов (задающий генератор на К155ЛА3). Правда с железным трасформатором. Работало. КПД был около 70-80% - зависело от номинала и характера (активная/реактивная) нагрузки. Правда я делал на 100Вт и получился относительно тяжелым. На 300Вт конечно будет еще тяжелее, но КПД НЧ трансформаторов растет с увеличением мощности.

А импульсники с чистым синусом делают примерно так:
1. МК делает шим на подобие TL494 и управляет push-pull схемой так, чтобы на выходе транса были полу-волны синуса с частотой 100Гц.
2. На выходе трансформатора стоит выпрямитель (мост например) и небольшой кондер - такой, чтоб сгладить ВЧ колебания, но не зажимать 100Гц
3. Потом идет обычная мостовая схема на полевиках, которая инвертирует четные (или не-четные - кому как нравится) полу-волны.
4. По желанию выходной сигнал еще и через фильтр прогоняется (LC например - но это опять будет тяжело и громоздко).

Как-то так. Но там своих заморочек хватает. Во всяком случае в сети видел много схем, но дюже сложные - собирать и отлаживать лениво. А те, что простые - не такие надежные.

P.S. Мне нужен был чистый синус чтоб асинхронники питать. Там реактивная нагрузка и обычный кетайский преобразователь либо сам вылетал, либо мотор жег.

_________________
Ёж птица гордая, пока не пнешь - не полетит.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 16 ] 

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB