Описания и схемы ИНВЕРТОРА синус 220вольт 50 герц

Так как предыдущая тема немного уже захламлена
и найти в ней трудновато то что нужно для постройки инвертора
решено было создать отдельную тему
просьба тут не хламить а выкладывать конкретно по теме)))

Чистый синус "Для Чайников"
Эта статья касается главным образом растерянных новичков с паяльником, а также не новичков, которым срочно дешего потребовался преобразователь с какого-нибудь напряжения в такое же, как в розетке, а глубоко разбираться нет желания.
Один из самых простых вариантов который только возможно себе представить, это купить готовый кит набор (или готовый преобразователь =)) на али или ebay.
Широко доступны варианты 1 и 2 кВт. Но! Внимание к комплектующим из набора! Ключи попадаются битые!
Спаять эту красивую плату можно за вечер, однако в тот вечер вы так и не увидите роскошную плавную линию на осле, если не знаете где взять 320-380 вольт ПОСТОЯННОГО ТОКА.
К готовой плате необходимо подключить 15, 5 и 320-380 вольт постоянного тока, и вуа-ля!
Но в этой главе это пока вас не интересует, пока все внимание на "мозг". Eg8010.
Зачем он нужен? Он управляет четырьмя ключами так, что аш дух захватывает). Но он лишь мозговой центр, сами ключи под контролем драйвера ключей с изолированными воротами IR2110. В описании к мозгам приводятся и варианты с оптической развязкой, однако в реальном мире лично мне такие на глаза не попадались. Мозг чуток и проницателен, помимо т.н. ШИМ нарезки контролирует не просядает ли 220 вольт, и также не позволяет перегрузить схему. Он же позволяет разные вариации с частотой, но тех, кому нужно "Чтобы в машине была розетка также как в доме" это не интересует. Но, не берите в голову)
Предлагаю рассмотреть разные "узлы" конструкции.

1. Мозговой центр eg8010 с "воспитателями транзисторов ir2110s"
2. Силовые ключи
3. Дроссель
4. Самая, пожалуй, емкая тема - "А 350 вольт то зачем, где я их возьму???""
5. Как вариант т.н. "Трансформаторная схема"

Итак, за паяльники, Господа! Ну, или к следующей главе)

Часть вторая "Силовые ключи"
Тут 2 варианта:
1. Трансформаторная схема
2. Готовое питание 350 вольт


1. В схеме с низкочастотным трансформатором лучше будут работать ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ. Все по классике: чем меньше сопротивление канала и емкость затвора - тем лучше.
Возможные варианты:
Для 12 вольтовой схемы: IRF1404, IRF1405, IRF3205, IRFZ44N и другие из линейки для синхронного выпрямления напряжением на всякий случай вольт 50. Хотя можно и меньше.
Их можно напараллелить сколько душа просит, не забывая про ограниченный ток драйвера ir2110.
Для 24 вольтовой схемы примерно такие же как и для 12 вольтовой.
Для 36 вольт с запасиком вольт до 60
Для 48 IRF3808, P75NF75, можно и IRFB4310 (не совсем то, тяжеловат) до 80 вольт.


2. Коммутируем 350 вольт.
Можно использовать irfp460, irf840. Точно так же как и в схеме с нч трансом их можно напараллелить, соблюдая те же правила. НО! Как показывает жестокая, ну просто беспощадная практика, в таком варианте лучше работают IGBT. Хотя некоторым профессионализм исполнения позволяет даже на жалких irfp450 запускать и холодильники, и перфораторы, насосы.
Что же мешает запараллелить IGBT? Ничего не мешает, однако для этого у них негодные температурные характеристики (в сравнении с полевиками).
Суть вкратце такая, при паралельном соединении IGBT с немного разными характеристиками
один из IGBT будет больше греться, чем больше будет греться тем больше брать на себя тока,
соответственно ещё больше греться, что может привести к выходу из строя.

А У мосфетов другой эффект, чем больше греются тем меньший ток пропускают через себя,
и получается что нагрузка на паралельные транзисторы распределяеться равномерно.

Однако можно заглянуть в datasheet и посмотреть какой ток при какой температуре они могут проводить не взрываясь. Параллельное соединение не отменяет этих характеристик, тот неудобный температурный эффект просто не позволяет рассчитывать на уверенное суммирование максимальных токов параллельно соединенных IGBT, как в случае с полевиками. Но даже при таком раскладе, у IGBT характеристики пошикарнее будут. На какую мысль это вас наводит? Правильно! Нужны хорошие радиаторы!!!

Возможные варианты Fgh40n60sfd (ufd), Fgh30n60, IXYS, те, которые ставят в сварочные аппараты до 600 вольт. Так же из практики известно что IGBT IGBT рознь. Чтобы не попасть в ловушку бракоделов, научитесь быть удачливыми) Это единственное, что можно посоветовать). Если же требования к аппарату великие, а карман при ходьбе звенит золотом, можно и IGBT модули присобачить. Но на плату с Али их не припаять, там уж как говорят в шахматах, "Ваш ход!"

Очень много зависит от выходного дросселя (о нём в следующей главе)!!
если хороший дроссель то и с полевиками нормально работает
на IGBT менее это критично у них характеристика плавнее за счет этого и получше себя ведут
но если поставить ХОРОШИЙ дроссель и поставить нормальные IGBT с нормальным драйвером для отслеживания сквозняка и перегруза то получится СУПЕР инвертор!!!!!!!!

Часть третья "Дроссель"

Зачем он нужен? Представьте себе, что рядом с вами что-то постоянно жужжит ("Отгадай в каком ухе у меня жужжжит?" Домомучительница). Мало того что это раздражает, ещё и голова начинает болеть. А теперь предствьте что появляется кто-то, кто не только заткнул жужжалку, но и направил энергию жужжания вам на пользу. Господа, этот "кто-то" - это Дроссель!!! (Со своим другом конденсатором).
В первом приближении дроссель можно сравнить с пружиной. Вот сжали мы пружину, как только перестаем давить, она вваленную в неё энергию сжатия назад реализует, уже с инвертированым знаком (вектором). А это нам и надо.
Практически вся та красота кривой синуса принадлежит кисти дросселя (конденсатор в подмастерьях).
Говоря о дросселе, как о элементе инвертора "чистый синус", наверное, невозможно переоценить его роль.

В попытке выбрать себе дроссель, для начала задайтесь вопросом "Что я хочу?" Ответ именно на этот вопрос и определит ваш выбор.

Невозможно провести прямую аналогию дросселя с пружиной (а вы попробуйте найти легко понятный аналог дросселя в электротехническом смысле в механике или любой другой сфере). Но, все же, попробуем. Любую пружину можно характеризовать, к примеру длинной, и упругостью. Так вот приблизительная аналогия: упругость - это максимальная мощность, длина (или диаметр) это индуктивность.
В описании разработчиков EG8010 советуют индуктивность 3,3 мГн. Но такую индуктивность можно намотать и на мизерный сердечник! (пружинку из наручных часов). Получится ли использовать пружинку из наручных часов, к примеру, в качестве буфера многотонных нагрузок? Думаю, вы уловили суть. Да! Чем больше оперируемая мощность, тем более мощной должна быть пружина (габариты дросселя), при той же конструктивной длине (индуктивности).

Возможные варианты сердечников для дросселя, в порядке убывания из субъективных данных (к сожалению всемирно известная уполномоченная комиссия по определению иерархии идеальности сердечников дросселей пока не вынесла свой окончательный вердикт =) если она вообще существует):

1 место мп-140 ( назовём условно пермаллой).
2 место Сендаст или по нашему Альсифер.
3 место феррит с зазором.

Справедливости ради стоит отметить что и на распылёнке (желтые кольца выходов бп) работало, для тех кто на али заказывает деталюги то лучший вариант сендаст, если ничего нет то лучше ферит с зазором чем из блоков питания распылёнка.

между 1 место и 2 место по заявлению учёных умов разница не велика но вот сендаст значительно дешевле чем МП-140

Какого размера взять сердечник дросселя?
Господа теоретики сейчас готовятся брызгать слюной. Хорошо, берем калькулятор колец, вводим необходимые поля, получаем результат.
Но выше уже озвучено, что с пружиной аналогия не прямая. На практике выходит, что даже на небольшую нагрузку МОЖНО ставить сердечник бОльших габаритов, чем расчетное. Но не наоборот. Хотя может и наоборот, но лучше не надо. При хорошем раскладе это будет работать, но в ухе опять зажужжжжжжит. =))

Примерные варианты:
Распыленное железо (желтое кольцо) из блока питания компьютера самое большое лично у меня работало до 400 ватт без искажения плавности синусоиды, может и больше, но больше на то время не позволял преобразователь. Огромный минус - перегрев, повышенный х.х.
Мп-140 диаметром за 50 мм сложенное из двух половинок, по утверждениям работало в районе 4 квт. (Не факт что это предел)
Пробовал на феррите с зазором, трансформатор ТПИ , мотал до заполнения, зазором выводил нужную индуктивность, это работало, но целую партию IGBT загробил (опять же, возможно у вас будет лувше рабоать).

Как получить нужный дроссель на непонятно каком кольце непонятного диаметра, но чтобы подошел? Мотаем витков 170, мерим индуктивность, отматывает, подматываем. Но, зависимость индуктивности от витков КВАДРАТИЧНАЯ!
Если же кольцо с характеристиками, легко считаем витки по формуле.

Если говорить как закадычные товарищи, без вот этих вот расчетов, пересчетов, то на 2 киловатта смело можно брать 2 сердечника диаметром 47, лучше больше, ставить рядом и мотать, или мотать по отдельности вдвое меньшую индуктивность и соединять их последовательно (не забываем про коммутируемые токи, диаметр провода соответствует току ). Это с запасом, на всякий случай. Хуже не будет))
На этом, что касается получения чистого синуса - все!

Следующая глава о том, как из любого напряжения (условно) получить так нужные нам 350 вольт

А где продолжение?

В попытке выбрать себе дроссель, для начала задайтесь вопросом "Что я хочу?" Ответ именно на этот вопрос и определит ваш выбор.

Не лишнее будет если вставить небольшое дополнение к этому чудесному прибору ДРОССЕЛЬ.а именно немагнитный зазор в его сердечнике.Что мы от этого поимеем ? Казалось бы совсем немного.... регулирование насыщения магнитного материала дросселя,регулирование мах. тока в последовательной резонансной цепи,да и частота тоже зависит от этого немагнитного зазора..... и ЭТО только начало !! Если копать глубже,то можно и до оливинового слоя дорыть, а это уже Au и ртуть.как близкие соседи.

А так хорошо начиналось.