In diesem Beitrag werden wir einen modifizierten Sinus-Wechselrichter mit Arduino konstruieren. Wir werden die Methodik des vorgeschlagenen Sinus-Wechselrichters untersuchen und schließlich einen Blick auf die simulierte Leistung dieses Wechselrichters werfen.
Durch
Unterschied zwischen Rechteckwelle und modifiziertem Rechteckwechselrichter
Wechselrichter haben uns vor kurzfristigen Stromausfällen zu Hause, in der Industrie und in Notaufnahmen bewahrt. Die Qualität der von Wechselrichtern gelieferten Leistung variiert je nachdem, was Wechselrichtertyp wird genutzt. Wechselrichter werden in drei Typen eingeteilt: Rechteck-, modifizierte Sinus- und reine Sinuswellen-Wechselrichter.
Ein Rechteck-Wechselrichter hat eine schlechte Ausgangsqualität und enthält viel harmonisches Rauschen, das für viele elektronische Geräte möglicherweise nicht geeignet ist. Seine Wellenform geht auf und ab Spitze. Widerstandslasten wie Glühlampen, Heizungen und einige Geräte, die Mitarbeiter von SMPS verwenden, weisen jedoch keine Probleme mit Rechteckwechselrichtern auf.
ZU modifizierte Sinuswelle oder eine modifizierte Rechteckwelle, um genau zu sein, kann die meisten elektronischen Geräte ohne große Probleme ausführen.
Die Wellenform geht von Spitze zu Spitze und fällt auf Null Volt ab und bleibt für einige Intervalle und geht von negativer Spitze und kehrt zu Null Volt zurück und wiederholt den Zyklus. Es hat harmonisches Rauschen, ist aber nicht so schlecht wie Rechteckwellen und kann leicht gefiltert werden. Dieses Design wird in den meisten kostengünstigen Wechselrichtern verwendet.
Ein reiner Sinus-Wechselrichter hat das raffinierteste und teuerste Design. Es kann alle elektronischen Geräte betreiben, einschließlich induktiver Lasten wie Motoren, die Probleme beim Betrieb mit anderen genannten Konstruktionen haben. Es hat keine Harmonischen und die Wellenform ist glatt sinusförmig.
Inzwischen kennen Sie den grundlegenden Unterschied zwischen Sinus-, modifizierten Sinus- und Rechteck-Wechselrichtern.
In diesem Projekt bauen wir einen Wechselrichter, der eine Leistung liefern kann, die dem Sinuswechselrichter entspricht.
Die Schaltung kann anhand des folgenden Blockdiagramms besser verstanden werden:
Das vorgeschlagene Design besteht aus einem Arduino, das eine konstante Rechteckwelle von 50 Hz erzeugt. Eine IC 555-Zerhackerschaltung erzeugt einen Hochfrequenzimpuls.
Das eigentliche Zerhacken dieser beiden Signale erfolgt durch den IC 7408, der ein UND-Gatter ist. Das gemischte Signal wird dem Gate des MOSFET zugeführt. Die Frequenz des IC 555 kann zum Einstellen der Ausgangsspannung durch Einstellen des variablen Widerstands variiert werden.
Schaltplan:
Die konstante 50-Hz-Rechteckwelle wird über Pin 7 und Pin 8 von Arduino erzeugt. Dieses Flip-Flop-Signal wird Pin 1 und Pin 4 des IC 7408 zugeführt. Diese beiden Pins bestehen aus zwei verschiedenen UND-Gattern.
Das Hochfrequenz-Zerhackersignal wird Pin 2 und 5 zugeführt. Das UND-Gatter erlaubt nur, wenn zwei Eingänge hoch sind, da der Arduino-Frequenzausgang niedriger und der IC555 höher ist, erhalten wir ein gehacktes Signal am entsprechenden Gatterausgang.
Der zerhackte Ausgang wird dem MOSFET mit einem Strombegrenzungswiderstand zur Begrenzung der Ladungsrate des Gatekondensators zugeführt. Ein Transformator mit 12 V, 15 A oder höher kann verwendet werden, wenn Sie eine höhere Leistung benötigen.
Ein 400-V-Metalloxid-Varistor wird über dem Ausgang verwendet, um einen anfänglichen Hochspannungsstoß zu unterdrücken, während der Wechselrichter eingeschaltet wird. Er kann mehrere hundert Volt groß sein.
Ein 9V-Regler wird für Arduino als Konstantspannungsquelle verwendet. Eine Kapazität von 1000 uF oder höher kann am Batterieeingang verwendet werden, um einen reibungslosen Start zu gewährleisten und den Wechselrichter vor plötzlichen Spannungsschwankungen zu schützen.
Chopper-Schaltung:
Die Zerhackerschaltung ist ein einfacher Generator mit variabler Frequenz und die Schaltung ist selbsterklärend.
Nun wollen wir sehen, wie gut die Frequenz von Arduino von der Hochfrequenzgeneratorschaltung abgeschnitten wird, um ein Sinuswellenäquivalent zu erreichen.
Die obige Simulation beschreibt die Ausgabe von Arduino. Es ist ein einfaches und stabiles 50-Hz-Signal.
Die obige Simulation zeigt die Wellenform nach dem Zerhacken des konstanten 50-Hz-Signals. Die Breite des Zerhackungsverhältnisses kann durch Einstellen des variablen Widerstands eingestellt werden, der auch die Ausgangsspannung bestimmt.
Das oben abgebrochene Signal sieht möglicherweise nicht wie eine Sinuswelle aus. Die gehackte Wellenform eines echten Sinus-Wechselrichters nimmt exponentiell über die x-Achse zu und ab. Beginnen Sie jedoch mit einem einfachen Entwurf. Die Zerhackungsfrequenz bleibt konstant und gut genug, um die meisten elektronischen Geräte zu betreiben.
Programm für Arduino:
//-------------Program developed by R.Girish-----------//
int out1 = 8
int out2 = 7
void setup()
{
pinMode(out1,OUTPUT)
pinMode(out2,OUTPUT)
}
void loop()
{
digitalWrite(out2,LOW)
digitalWrite(out1,HIGH)
delay(10)
digitalWrite(out1,LOW)
digitalWrite(out2,HIGH)
delay(10)
}
//-------------Program developed by R.Girish----------//
Für eine Vollbrückenversion können Sie sich auf dieses Design beziehen: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/
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