Calcular batería, transformador, MOSFET en inversor

En este post aprendemos a calcular correctamente los parámetros del inversor con etapas asociadas como batería y transformador, calculando la coincidencia de los parámetros correctamente.

Introducción

Definitivamente, hacer un inversor usted mismo puede ser muy divertido. Sin embargo, si los resultados no son satisfactorios, se puede arruinar por completo el propósito del proyecto.

La instalación y configuración de los diversos parámetros del inversor, como la batería y el transformador, con el circuito ensamblado real requiere un cuidado y atención especiales para obtener resultados óptimos del ensamblaje.

El artículo analiza cómo calcular y hacer coincidir una batería y un transformador con el circuito correspondiente y también aclara las posibles fallas que se pueden encontrar y los respectivos procedimientos de solución de problemas.

El artículo ilumina a los muchos recién llegados con algunas de las pistas importantes, que pueden ser útiles al configurar un circuito inversor con la batería y el transformador, para que se puedan lograr resultados eficientes y óptimos.

Cálculo de especificaciones de transformador y batería

Mientras haciendo un inversor , deben tenerse en cuenta en general dos cálculos, a saber. el transformador y las capacidades de la batería.

1) El transformador debe tener aproximadamente el doble de la carga máxima que se espera que se utilice con el inversor. Por ejemplo, si la carga prevista es de 200 vatios, entonces el transformador debe tener una potencia nominal mínima de 300 vatios. Esto asegurará un funcionamiento suave del inversor y menos generación de calor desde el transformador.

los voltaje nominal del transformador debe ser ligeramente inferior al voltaje de la batería para inversores de onda cuadrada.

Sin embargo, para los conceptos que involucran PWM o SPWM, debe ser igual al voltaje promedio aplicado en las puertas de los MOSFET. Esto se puede medir midiendo el voltaje de CC promedio aplicado en la puerta de los MOSFET desde la etapa del oscilador. Entonces, suponga que el voltaje de su batería es de 12 V, pero debido a PWM, su voltaje de conmutación promedio del oscilador muestra 7.5 V CC, lo que implica que su transformador debe ser 7.5-0-7.5 V y no 12-0-12 V.

2) Y la batería Ah debe tener una clasificación 10 veces mayor que la corriente nominal máxima de la carga. Por ejemplo, si la batería tiene una clasificación de 12V y la carga es de 200 vatios, dividir 200 entre 12 nos da 16 amperios. Por lo tanto, el Ah de la batería debe ser 10 veces superior a este amperaje, es decir, 160 Ah. Esto asegurará que su batería funcione con una tasa de descarga saludable de 0.1C y proporcione una copia de seguridad de alrededor de 8 horas.

Cálculo de la clasificación MOSFET

Calcular MOSFET para un inversor es bastante simple. Hay que tener en cuenta el hecho de que los MOSFET no son más que interruptores electronicos , y deben ser calificados como calificamos nuestros interruptores mecánicos. Lo que significa que las clasificaciones de voltaje y corriente del MOSFET deben seleccionarse adecuadamente para que incluso a la carga máxima especificada, el funcionamiento del MOSFET esté dentro de su nivel de ruptura.

Para garantizar la condición anterior, puede consultar el hoja de datos del mosfet y comprobar los parámetros Drain-Source Voltage y Continuous Drain Current del dispositivo, de forma que ambos valores estén muy por encima de los valores de consumo máximo de la carga, o se seleccionen con márgenes apreciables.

Supongamos que si la carga tiene una potencia nominal de 200 vatios, dividiendo esto con el voltaje de la batería de 12 V obtenemos 16 amperios. Por lo tanto, el MOSFET podría seleccionarse con valores nominales de voltaje entre 24 V y 36 V como su voltaje de fuente de drenaje ( Vdss ) y de 24 amperios a 30 amperios como su corriente de drenaje continua ( Identificación ).

Tome el ejemplo del MOSFET en la imagen de arriba, aquí el voltaje máximo tolerable Vdss del MOSFET especificado es 75V, y la corriente máxima tolerable Id es 209 amperios, cuando se opera con el disipador de calor adecuado. Significa que este MOSFET se puede utilizar de forma segura para todas las aplicaciones donde la potencia de carga no supera los 14000 vatios.

Esto se encarga de los MOSFET y asegura un funcionamiento perfecto de los dispositivos incluso en condiciones de carga completa, pero no olvide montarlos en disipadores de calor adecuadamente dimensionados.

Después de adquirir todos los componentes necesarios como se explicó anteriormente, sería importante verificar su compatibilidad entre sí.

Es de esperar que solo la batería, que es uno de los componentes más importantes, no requiera ninguna verificación previa, ya que la clasificación impresa y las condiciones del voltaje cargado deberían ser suficientes para demostrar su confiabilidad. Se asume aquí que la condición de la batería es buena y es relativamente nueva y 'saludable'.

Comprobando el transformador

El transformador, que es el componente más importante del inversor, seguramente necesita una evaluación técnica exhaustiva. Puede realizarse de la siguiente manera:

los clasificación del transformador se puede verificar mejor en el orden inverso, es decir, conectando su devanado de voltaje más alto a la entrada de la red de CA y verificando el devanado opuesto para las salidas especificadas. Si las clasificaciones de corriente de la sección de voltaje más bajo están dentro de los límites máximos de un probador múltiple regular (DMM), entonces se puede verificar encendiendo la CA anterior y conectando el medidor (establecido en, digamos CA 20 Amp) a través del bobinado relevante.

Mantenga las puntas del medidor conectadas a través de los terminales de bobinado durante un par de segundos para obtener las lecturas directamente en el medidor. Si la lectura coincide con la corriente del transformador especificado, o al menos está cerca, significa que su transformador está bien.

Las lecturas más bajas significarían un devanado del transformador malo o incorrectamente clasificado. En general, el circuito ensamblado debe verificarse para obtener salidas de oscilación adecuadas en las bases de los transistores de potencia o los MOSFET.

Esto se puede hacer conectando el circuito a la batería, pero sin incluir inicialmente el transformador. La verificación debe realizarse con un buen medidor de frecuencia o, si es posible, con un osciloscopio. Si los dispositivos anteriores no están contigo, se puede realizar una prueba burda con un par de auriculares comunes.

Conecte la toma de auriculares a las bases de los transistores de potencia correspondientes. Debería obtener un fuerte zumbido en los auriculares, confirmando el funcionamiento del sonido de las etapas del oscilador.

Las confirmaciones anteriores deberían ser suficientes para pedirle que configure todas las secciones juntas. Conecte el transformador al transistor correspondiente o los terminales de los dispositivos de potencia asegúrese de que los dispositivos de potencia estén integrados correctamente con el etapa del oscilador .

Instalación de la configuración final del inversor

Finalmente, la batería se puede conectar a las entradas de energía de la configuración anterior, nuevamente no olvide incluir un FUSIBLE con la clasificación adecuada en serie con el positivo de la batería. La salida del transformador ahora puede conectarse con la carga máxima especificada y la energía puede encenderse.

Si todo está conectado correctamente, la carga debería comenzar a funcionar a su máxima potencia, si no, entonces algo anda mal con la etapa del circuito. Dado que la sección del oscilador se verificó adecuadamente antes de las instalaciones finales, seguramente la falla puede estar en la etapa del dispositivo de potencia.

Si la falla está asociada con salidas de baja potencia, las resistencias base se pueden ajustar para posibles fallas, o se pueden reducir agregando resistencias en paralelo a sus resistencias base existentes.

Los resultados se pueden verificar como se discutió anteriormente, si los resultados son positivos y si encuentra mejoras en las salidas de potencia, las resistencias pueden modificarse aún más según se desee, hasta que se entregue la potencia de salida esperada.

Sin embargo, esto puede conducir a un mayor calentamiento de los dispositivos y se debe tener el debido cuidado para mantenerlos bajo control, ya sea incluyendo ventiladores de enfriamiento o aumentando las dimensiones del disipador de calor.

Sin embargo, si la falla va acompañada de una explosión del fusible, significaría una definitiva cortocircuito en algún lugar de la etapa de potencia.

Solución de problemas de las conexiones del inversor

El problema también puede indicar un dispositivo de alimentación mal conectado, un dispositivo de alimentación fundido debido a un posible cortocircuito entre los terminales de salida del dispositivo de alimentación o cualquiera de los terminales que deben mantenerse perfectamente separados entre sí.

Habiendo explicado algunas de las posibilidades anteriores al configurar un inversor de manera óptima, un conocimiento profundo en materia de electrónica se convierte en una necesidad absoluta por parte del individuo que puede estar involucrado en la construcción, sin lo cual el proceso de ejecución del proyecto puede verse comprometido de alguna manera.