Konvertujte zvukový zosilňovač na čistý sinusový invertor

Ak nie ste príliš horliví v porozumení hlbokých technických aspektov pravého sínusového invertora, a napriek tomu ho chcete zostaviť do niekoľkých hodín, potom vám tento článok pomôže dosiahnuť ho pomocou audio výkonového zosilňovača a niektorých jednosmerných motorov. Tu urobíme prevod audio zosilňovače do invertorov čistej sínusoidy

Zvážime 3 samostatné návrhy skutočného sínusového invertora s použitím primerane dimenzovaných zvukových zosilňovačov a obvodov digitálneho generátora sínusových vĺn

Dizajn # 1

Začnime tým, že pochopíme, ako sa dá na generovanie použiť niekoľko malých jednosmerných motorov signály čistej sínusovej vlny a potom pokračujte v podrobnostiach prepojenia motorov s pripraveným výkonovým zosilňovačom na získanie požadovaného výstupného výkonu skutočnej sínusovej vlny v sieti AC. Tento článok vysvetľuje inovatívny nápad konfigurácie niekoľkých hotových jednotiek, ako je výkonový zosilňovač, niekoľko jednosmerných motorov a batéria, do sínusového invertora.

Existujú ľudia, ktorých život závisí od energie získanej z invertorov, a pre nich sú tieto vychytávky skutočne neoceniteľné a rozhodujúce. Existujú aj jednotlivci, ktorí majú v úmysle vlastniť striedače, ale nie sú dostatočne informovaní o ich technických špecifikáciách atď., A preto sa zdráhajú ich priviesť domov.

Ďalším faktorom pri invertoroch je, že môžu byť nesmierne drahé, najmä tie, ktoré je možné prevádzkovať univerzálne so všetkými typmi elektrických spotrebičov alebo jednoducho so skutočnými sínusovými invertormi. Už som tu hovoril o mnohých schémach zapojenia invertorov, od najobyčajnejšia myšlienka hobby typu na veľmi sofistikovanú upravenú sínusovú vlnu a pravdu typy sínusových vĺn . Avšak tieto návrhy sú príliš technické a rozhodne nie sú určené pre laika.

Vysvetlené myšlienky nie sú jednoduché a na ich pochopenie je potrebná predchádzajúca odbornosť v oblasti elektroniky a tiež dôkladné znalosti týkajúce sa praktickej elektroniky. To znamená, že laik by nebol schopný porozumieť týmto nádherným energetickým domom? Znamená to, že laik nemá právo využívať výhody domáceho sínusového meniča, ktorý môže byť nielen veľmi zábavný, ale aj lacný a spoľahlivý v porovnaní s komerčnými partnermi.

Nasledujúca časť jasne ukáže, ako a sofistikovaný pravý sínusový invertor môže zostaviť skutočne ktokoľvek s bežnými technickými zručnosťami a znalosťami.

Myšlienka vysvetlená nižšie nie je obvodovou jednotkou, ktorá vyžaduje montáž pomocou plošných spojov, elektronických komponentov atď., Skôr tu kupujeme hotové jednotky ako zosilňovače, motory, batérie, transformátory atď. A integrujeme ich všetky do zostrojenia výsledného dielu. Poďme sa naučiť, ako to možno urobiť do hodiny.

UPOZORNENIE: POJEM VYDÁVA VÝHRADNE AUTOR A NIKDY NEKONTROLOVANÝ NEBO OVERENÝ PRAKTICKY, ZOSTAVTE SI TO NA VLASTNÉ RIZIKO A AK DOSTANETE DOSTATOČNÚ VERU VO VYSVETLIVOSTI VYSVETLENÉHO OBSAHU.

Základný pracovný princíp striedačov

Koncept: Ako všetci vieme, invertory nie sú nič iné ako napäťové zosilňovače alebo krokové zosilňovače. Najznámejšou metódou zvyšovania napätia je napätie transformátory kde izolované vinutie sa používa na dosiahnutie ohromujúceho znásobenia úrovne napätia. Proces v zásade prebieha prostredníctvom magnetickej indukcie na transformáciu tokov vysokého prúdu na výstupy vysokého napätia.

Na splnenie vyššie uvedeného postupu je potrebný vysoký vstup striedavého prúdu, ktorý je možné zasunúť do príslušného vinutia transformátora na získanie požadovaného napájacieho napätia 230 alebo 120 voltov.

Pretože však hlavným účelom je prevádzať zdroj jednosmerného prúdu na sieťové úrovne, musíme najskôr previesť zdroj nízkej úrovne na nízky vstup striedavého prúdu. V invertoroch s obdĺžnikovou vlnou sa toho dá ľahko dosiahnuť použitím bežných astabilných obvodov, ale výstup s obdĺžnikovou vlnou je to, čo absolútne nehľadáme, tak ako vlastne „vyrobíme“ skutočný alebo čistý sínusový vstup pre náš prototyp.

Použitie jednosmerných motorov na generovanie sínusového signálu namiesto obvodov PWM

Samozrejme to dokážeme pomocou zložitých operačných obvodov ako a Okruh „bubba“ , ale keďže tu nechceme zapojiť veľa elektroniky, jednoduchším riešením by bolo použiť na tento účel malý jednosmerný motor. Motor, ako všetci vieme, sa dá otáčať napájaním, rotácie sú spôsobené neustála krútivá interakcia permanentného magnetu a indukovaný elektromagnetický efekt.

Ak obrátime proces, to znamená, že ak rotujeme motor pomocou vonkajšej mechanickej sily, môžeme na jeho svorkách vinutia indukovať značné množstvo premenlivého potenciálu a prijaté napätie bude mať formu sínusovej vlny. Tvar vlny bude úplne prirodzený a bude obsahovať skutočnú sínusovú vlnu.

Ak je tento vstup sínusoidy zosilnený na požadované úrovne, potom možno možno našu misiu jednoducho splniť. Namiesto toho, aby som sa pustil do zložitých obvodov mosfetov určených pre invertorové aplikácie, považoval som za lepší nápad napájať vyššie uvedený sínusový vstup do vysoko výkonného zvukového zosilňovača zaobstaraného priamo z trhu.

Jeden taký model zosilňovača vzorky je zobrazený tu. Výstupy, ktoré majú byť pripojené k reproduktorom, musia byť spojené s našimi výkonovými transformátormi.

Ak je zosilňovač stereo, môžeme použiť dvojicu transformátorov a ukončiť AC výstupy transformátorov na oddelenie AC zásuviek, aby bolo možné k nim pripojiť rôzne spotrebiče.

Motor, ktorý v skutočnosti vyrába sínusové vlny, je poháňaný iným motorom pripevneným pomocou mechanizmu remenice / pásu. Hnací motor je napájaný z dostupnej energie z batérie.

Vyžadované diely

Na výrobu tohto pravého sínusového invertora budete potrebovať nasledujúce diely a jednotky:

Hotový vysoko výkonný audio zosilňovač

Transformátor - Hodnotenie by sa malo zhodovať s výkonom zosilňovača. Ak zosilňovač dokáže dodať 500 wattov pri 50 voltoch, znamená to, že vstupné vinutie transformátora musí byť dimenzované na 50 voltov a 10 ampérov.

Alternatívne je možné transformátor napájania výkonového zosilňovača odpojiť a použiť na tento účel.

Motory - Otáčky musia byť vyššie ako 3 000 a mali by byť upravené na presne 3 000 ot./min., Aby sa z nich dalo dosiahnuť frekvencie 50 z.

Vhodná skrinka na umiestnenie celej zostavy.

Matica, skrutky, podložky, vodiče, batéria atď.

Schéma zapojenia navrhovaného sínusového meniča pomocou audio zosilňovača

Ako zostaviť zvukový zosilňovač s batériovým a sínusovým vstupom

Je to celkom jednoduché a všetko o integrácii obstaraných jednotiek podľa daného diagramu. Celý systém spolu so zosilňovačom, transformátorom a motormi môže byť umiestnený vo vnútri väčšej kovovej skrinky a vhodne pripevnený.

Obzvlášť motory musia byť pevne upnuté k základni invertorovej skrinky, aby sa zabránilo vibráciám a hluku. Skrinka musí tiež obsahovať všetky svorky špecifikované v jednotke, pripevnené externe pre pripojenie batérie a zásuvky AC.

Prostredníctvom jednoduchého konceptu bola v článku vysvetlená myšlienka stavby invertora čistej sínusovej vlny. Čítajte ďalej a dozviete sa celé konštrukčné detaily.

Dizajn # 2: Použitie 100-wattového zosilňovacieho modulu

Je pochopiteľné, že sínusové invertory nie je ľahké zostaviť z mnohých rôznych dôvodov. Ale je to pravdepodobne najtriedenejší po okruhu a tiež dosť ťažké ho nájsť. Pre ľudí, ktorí zúfalo hľadajú takýto okruh, možno pomôže tento článok.

Po dlhom premýšľaní sa mi zdá, že som navrhol ľahší (aj keď nie celkom efektívny) koncept čistého sínusového obvodu invertora. Pretože okruh nebol mnou testovaný, nebudem vedieť povedať veľa o presných špecifikáciách okruhu a rád by som nechal na čitateľoch, aby rozhodli o uskutočniteľnosti súčasného okruhu.

Táto myšlienka ma napadla pri čítaní popisu obvodu a Zosilňovač zvuku MOSFET . Všetci vieme, že keď sa zvukový signál privádza na vstup zosilňovača, produkuje zosilnený výstupný výkon, ktorý má úplne rovnaké vlastnosti ako vstup.

To jednoducho znamená, že namiesto zvukového signálu, ak sa na vstup výkonového zosilňovača a invertorový transformátor pripojený k jeho výstupu (kde by bol bežne pripojený reproduktor), použije čistý AC signál povedzme z wienského mostného obvodu, určite vytvorí zosilnenú repliku vstupu. A sekundárne vinutie pripojeného invertorového transformátora by určite produkovalo striedavý prúd sínusovej vlny (môj predpoklad).

Jediným veľkým problémom je strata významného množstva energie z batérie vo forme tepla prostredníctvom výkonových zariadení, čo znižuje celkovú účinnosť invertora.

Poďme ďalej a pozrime sa, ako fungujú rôzne fázy navrhovaného obvodu.

Obvod oscilátora

Jednoduchý obvod generátora sínusových vĺn, ktorý je zobrazený vedľa, možno použiť na výrobu požadovaných sínusových vĺn na vstupe výkonového zosilňovača, poďme si predstaviť jeho fungovanie pomocou nasledujúcich krokov:

Operačný zosilňovač A1 je v zásade zapojený ako vynikajúci multivibrátor,

Rezistor R1 a kondenzátor C1 definujú frekvenciu kmitania astabilného.

Obdĺžniková vlna z Al sa privádza do A2, ktorý je konfigurovaný ako dvojpólový dolnopriepustný filter a používa sa na odfiltrovanie harmonických z A1.

Výstup z A2 bude takmer čistá sínusová vlna, vrchol bude zjavne závisieť od napájacieho napätia a od typu použitého operačného zosilňovača.

Frekvencia súčasného obvodu bola stanovená na približne 50 Hz. Ak sú vybrané hodnoty častí zobrazených v zátvorkách, frekvencia bude okolo 60 Hz.

Zoznam položiek

Všetky rezistory sú 1/8 wattu, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20 tis

C1, C2 = 1 uF, TANT.

C3 = 2µF, TANT (DVA 1 µF V PARALELNE)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22 uF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (National Semiconductor),

HEATSINK PRE IC2 UVEDENÝ NA OBRÁZKU,

TRANSFORMÁTOR = 0 - 24 V / 8 A. VÝSTUP - 120/230 V AC

PCB = VŠEOBECNÝ ÚČEL

Aktuálny obvod zosilňovača

Z dôvodu čo najväčšej jednoduchosti konštrukčných špecifikácií a čo najmenšieho počtu komponentov bol základnou požiadavkou zosilňovač s jedným čipom. Na tento účel som si nakoniec vybral primerane výkonný zosilňovač využívajúci IC LM3886 (National Semiconductor). Hlavné vlastnosti tohto čipu zosilňovača výkonu sú:

Skutočne všestranný a vysoko výkonný integrovaný obvod v porovnaní s ostatnými typmi hybridných a diskrétnych zariadení.

Úplne vnútorne chránený pred okamžitými špičkovými teplotami,

Má dynamicky chránenú bezpečnú oblasť prevádzky,

Výstup je dokonale tienený proti skratu so zemou alebo proti kladnému napájaniu prostredníctvom siete s vnútorným obvodom obmedzujúcim prúd.

Výstup je tiež chránený pred výstupom cez napätie v dôsledku prechodových javov indukčnej záťaže,

Môže byť prevádzkovaný s napätím od 20 voltov do závratných 94 voltov.

Jeho technické špecifikácie sú nasledujúce:

Vstupná citlivosť je 1 Vrms

Ak je primárny odpor transformátora okolo 4 ohmov, výstupný výkon sa bude pohybovať okolo 100 wattov.

Šírka pásma napájania je obrovských 10 Hz až 100 KHz.

Rady pre stavbu

Obvod v podstate pozostáva iba z dvoch integrovaných obvodov ako hlavných aktívnych komponentov a niekoľkých ďalších pasívnych komponentov, takže konštrukčný postup by mal byť veľmi jednoduchý. Celá montáž sa dá jednoducho vykonať cez kus dosky na všeobecné použitie (približne 4 x 4 palce).

IC2 by mal byť umiestnený na okraji PCB, aby sa uľahčilo ľahké namontovanie chladiča. V súčasnosti sa používajú dve veľké 24 voltové batérie pre nákladné vozidlá. Pripojte ich tak, ako je to znázornené na diagrame.

Na nabitie batérií je potrebná samostatná nabíjačka.

Dizajn č. 3: 500 W čistý sínusový invertor

Tento príspevok vysvetľuje, ako vyrobiť 500 wattový čistý sinusový invertor pomocou 500 watového zvukového zosilňovača, aby sa dosiahli primerane vynikajúce výsledky.

Obvod v podstate využíva push-top topológiu cez pár 24V batérií. Použitie dvoch 24V batérií umožňuje zabudovať nižšie AH batérie s vyššou účinnosťou a príkonom.

Vyskúšať možno aj 12V batérie, avšak výstupný výkon by sa znížil na polovicu.

Pretože sa používa duálne napájanie, pripojený transformátor nemusí byť typu so stredovým odbočením, je tu vhodný skôr dvojvodičový bežný transformátor.

Na prevedenie tohto jednoduchého invertorového obvodu s čistou sínusovou vlnou je potrebných niekoľko návrhov uvedených nižšie.

Generátor sínusových vĺn

Prvý obvod je základný generátor sínusových vĺn, ktorý sa stáva napájacím vstupom do hlavného zosilňovača sínusových vĺn alebo do výstupného stupňa.

Generátor sínusových vĺn produkuje čistý výstup sínusových vĺn so zobrazenými komponentmi pri frekvencii asi 50 Hz, pri iných frekvenciách je možné odpor 2,5 K zmeniť a testovať v simulátore na stanovenie požadovaných výsledkov.

Obvod sínusového generátora by mal byť napájaný +/- 12 V, a nie priamo z napájania 24 V batérie, pretože by to mohlo trvale poškodiť integrovaný obvod.

Opampy použité v tomto generátore sínusov sú z IC TL072

Použitie obvodu výkonového zosilňovača ako invertora

Nasledujúci diagram zobrazuje výstupný stupeň navrhovaného jednoduchého invertorového obvodu s čistou sínusovou vlnou, ktorý je v skutočnosti 500 wattovým zosilňovačom výkonu. Ako je vidieť, dizajn nie je vôbec komplikovaný.

Všetky príslušné komponenty sú štandardné a ľahko dostupné.

Mosfety sú IRF540n a IRF9540n, ktoré sa navzájom dopĺňajú, aby vytvorili požadovaný efekt push-pull na pripojenom transformátore.

S transformátorom 0-24V / 25amp a pár batériami 24V by obvod bol schopný generovať pri príslušnom napätí až 600 wattov čistého výstupu sínusoidy.

Výstup cez operačný zosilňovač pravej strany sínusového generátora sa má pripojiť cez vstup druhého obvodu na inicializáciu navrhovaných operácií.

Detaily zapojenia batérie pre vyššie uvedený obvod jednoduchého sínusového invertora