آموزش طراحی و ساخت مبدل DC به AC با فرکانس برق شهر [اینورتر]

آموزش طراحی و ساخت مبدل DC به AC یا اینورتر  ،  با توسعه روزافزون شبكه ­هاي قدرت در دنيا مباحثي از قبيل تبديل انرژي ، انرژيهاي نوين ، كاربردهاي مختلف سيستم هاي ساخت دست بشر در صنعت و ارتباط اين موارد باهم باعث شده تا موضوع مهندسي قدرت به عنوان يكي از شاخه ­هاي بزرگ و برجسته در ميان درياي علوم خود را تجلي كند. امروزه در اكثر جاهايي از دنيا كه تمدني وجود داشته باشد مي­توان نفوذ شبكه­ هاي قدرت را ديد. در اين ميان مبحث الكترونيك قدرت يكي از مهمترين شاخه­ هاي اين علم مي­باشد. ادوات الكترونيك قدرت امروزه در انواع مختلف و براي كاربردهاي گوناگوني ساخته شده ­اند. از آن جمله مي­توان به ركتيفاير­ها ،تنظيم ­كننده­ هاي AC-AC  ، برشگرهاي ولتاژ وجريان ، اينورترها ، منابع تغذيه و …. اشاره كرد. از اين بين اينورترها به عنوان يكي ازمهمترين و پركاربردترين اين ادوات مورد نظر مي­باشند.

معرفی پروژه مبدل DC به AC با فرکانس برق شهر

پروژه ی مورد نظر ساخت و طراحی یک اینورتر 100 وات می باشد.
در این پروژه سعی شده تا یک مبدل DC به AC با توان خروجی 100 وات به صورت عملی ارائه شود که در صنعت بسیار کاربرد دارد.این پروژه در اصل مدل کوچک و کاربردی از یک اینورتر می باشد،در اصل از اینورتر در صنعت برای تولید توان های بالا و کنترل دور موتور و ….. از اینورترهای سوئینگ استفاده می کنند که از پیچدگی به خصوصی برخوردار می باشد.که از بخش های گوناگون همچون قسمت نوسان ساز و تولید فرکانس و قسمت سینوسی کننده و تقویت کننده های قدرت و ترانس و… تشکیل شده است.

هدف از این پروژه تشریح نوع کارکرد مدارهای نوسان ساز و انواع نوسان سازهایی که می توان به کار گرفت ، انواع تقویت کننده های قدرت و نحوه ی وصل نمودن آنها به آی سی های نوسان سازو… می باشد. با توجه با اطلاعات موجود از اینوترها، این پروژه نیز از دو بخش تشکیل شده است. بخش اول پروژه مربوط به قسمت نوسان ساز و در واقع نحوه ی ایجاد فرکانس نوسان برق شهر می باشد که نحوه ی ساخت و مونتاژ این قسمت در فصلهای بعد به طور کامل تشریح خواهد شد. قسمت دوم پروژه ، بخش تقویت کننده های قدرت و ترانس افزاینده می باشد. نحوه ی ساخت ، طراحی و نیز مراحل ساخت این پروژه در فصلهای بعدی به تفضیل شرح داده خواهد شد.

 نحوه ی ساخت برد الکترونیکی

در شروع برای ساخت ، قسمت نوسان ساز و تولید فرکانس نوسان برق شهر مهمترین قسمت است که مد نظر می باشدکه این امر توسط آی سی CD4047  و کریستال خارجی و خازن و مقاومت صورت می گیرد در داخل آی سی CD4047 از نوسان سازهای آ استابل و مونو استابل و مقسم فرکانسی استفاده شده است که در شکل 2-1 به خوبی دیده می شود و خازن و مقاومت خارجی به نوسان ساز آ استابل وصل شده و فرکانس 50 هرتز برق شهر را تولید می کنند.که خروجی اسیلاتور را از پایه ی 13 گرفته و به بافر و تقویت کننده های قدرت انتقال می دهیم.

در مرحله ی بعد به قسمت بافر می رسیم که در این مورد از آی سی LM324 که حاوی چهار عدد تقویت کننده ی عملیاتی(Op Amp) می باشد استفاده شده که این تقویت کننده ها را طوری طراحی می کنیم که به صورت یک بافر عمل کند و قسمت تقویت کننده ی قدرت و ترانس را از قسمت نوسان ساز که دارای توان و قدرت مصرفی پائنی می باشد ایزوله کند که در زیر مدار داخلی و شکل مداری آن به خوبی دیده می شود.

در گام بعدی به قسمت تقویت کننده های قدرت سیگنال AC که توسط بافر ها از قسمت نوسان ساز جدا شده می پردازیم.ترانزیستور 2n3055 که یکی از پرکاربرد ترین ترانزیستورهای قدرت می باشد در این قسمت با ترانزیستور c1061 به صورت زوج دارلینگتون بسته شده و به صورت کلکتور مشتر عمل تقویت جریان و قدرت را انجام می دهند که در پائین شکل مداری و واقعی و نحوه ی شناسایی پایه هی آن دیده می شود. و در این قسمت به نحوه ی اتصال تقویت کننده های قدرت به ترانس و ساختن خروجی 220 ولت نیم آمپری تشریح می شود. همان طور که در شکل دیده می شود سیگنال AC با دامنه ی 12 ولت و جریان حداکثر 10 آمپر از ترانزیستور های قدرت جهت ساختن خروجی 220 ولت به ترانس سه سر اعمال می شود که در شکل زیر نشان داده شده است.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.