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Inverter PWM 250 watt 2/2

inverter pwm 250watt progetto open source

Inverter pwm 250watt può alimentare qualsiasi dispositivo elettrico (TV, computer, lampade, eccetera) funzionante con la tensione di rete.

Se la tensione della batteria scende sotto gli 8,5 volt, l’uscita del secondo comparatore (pin 7) passa da un livello logico basso ad uno alto e va a chiudere il T7 che a sua volta blocca l’oscillazione di U1. Tramite il diodo D4, la tensione di uscita viene applicata all’ingresso non invertente, in questo modo anche se la tensione sale sopra gli 8,5 volt il blocco rimane. Occorre a questo punto scollegare la batteria e ricollegarne una nuova e carica. L’inverter dispone anche di un circuito di protezione in corrente che interviene quando la corrente assorbita dal carico supera un determinato valore.

Tale circuito fa capo alla resistenza di caduta R36 ed alla rete R41 e D11. Anche in questo caso la protezione agisce sul piedino 10 dell’integrato U1. Questo interviene anche nel caso di corto circuito tra i morsetti di uscita. Dopo aver visto come funzionano le protezioni, torniamo alla sezione di potenza. La tensione alternata a 30 Khz presente sul secondario del trasformatore elevatore viene raddrizzata dal ponte di diodi veloci contraddistinti dalle sigle D6÷D9: si tratta di quattro diodi BY399 il cui rendimento anche alle alte frequenze è molto buono.

La tensione viene quindi resa perfettamente continua dal condensatore elettrolitico C14 ai capi del quale è presente a vuoto una tensione continua di circa 300 volt che scende a circa 250 volt nelle condizioni di carico massimo. La tensione continua viene applicata all’uscita dell’inverter tramite un particolare circuito formato da quattro mosfet di potenza che vengono fatti lavorare a due a due alternativamente. In questo modo è possibile ottenere una tensione alternata; ovviamente la frequenza di commutazione è esattamente di 50 Hz.

Il valore massimo delle due semionde coincide (a meno della caduta drainsource dei mosfet) con la tensione continua presente ai capi del condensatore C14. E’ evidente perciò che se nel circuito non fosse presente uno stadio di regolazione, la tensione alternata di uscita varierebbe in funzione del carico applicato all’inverter. L’unico sistema per ottenere una tensione costante è quello di modificare la durata degli impulsi di controllo dei mosfet. In assenza di carico, con una tensione continua di circa 300 volt, gli impulsi presentano una durata di circa 6 msec che aumenta a mano a mano che l’inverter viene caricato fino al valore massimo di poco inferiore ai 10 msec.

A questa regolazione provvede l’integrato U3 a cui giunge, tramite la rete che fa capo ai piedini 1 e 9, una piccola porzione della tensione di uscita. In questo caso l’integrato U3 si comporta come vero e proprio regolatore PWM allargando e ristringendo l’impulso di uscita, ovvero i periodi di conduzione dei mosfet. Questi ultimi vengono controllati direttamente dalle uscite 11 e 14 dell’SG3525. I transistor T8 e T9 sfasano di 180 gradi il segnale di controllo. Così facendo durante una semionda conducono i mosfet T4 e T5 mentre durante la seconda semionda risultano in conduzione i mosfet T3 e T6. Nel nostro caso vengono utilizzati dei mosfet (IRF840) in grado di lavorare con una tensione massima di 500 volt e con una corrente di 4 ampère. La rete formata da C23, R42, R43 ed R44 controlla la frequenza di oscillazione del PWM.

Il segnale di retroazione può essere controllato mediante il trimmer R23, in modo da ottenere la miglior compensazione possibile. La ventola è sempre in funzione e viene alimentata dalla tensione della batteria tramite la resistenza R48.

regolatore_sg3525_schema_blocchi

Il led LD1 segnala quando il dispositivo è alimentato. Bene, completata l’analisi del circuito passiamo ora alla realizzazione pratica del nostro inverter. Allo scopo occorre per prima cosa realizzare la basetta utilizzando la traccia rame riportata nell’articolo. Procedere poi alla saldatura dei componenti seguendo la solita successione logica: prima quelli a basso profilo poi man mano quelli a più alto profilo. Per ultima va montata la ventola utilizzando quattro distanziali.

Per la taratura è necessario collegare innanzitutto la batteria utilizzando un cavo di diametro adeguato. Regolate a metà corsa tutti i trimmer e collegate all’uscita un frequenzimetro ed un tester (è anche possibile utilizzare un oscilloscopio). Regolate a questo punto il trimmer R43 in modo da ottenere una frequenza di 50 Hz esatti ed il trimmer R23 per avere in uscita una tensione a vuoto di 230÷240 volt. Applicate quindi un carico di un centinaio di watt e ritoccate leggermente il trimmer. Per il particolare modo di funzionamento del circuito di regolazione, è probabile che la tensione anziché diminuire subisca un leggero incremento; in questo caso regolate il trimmer in modo che la tensione scenda a 230 volt.

Verificate infine che, applicando un carico di 250 watt, la tensione di uscita non scenda sotto i 210÷215 volt. Lasciate l’inverter in funzione per una decina di minuti e controllate che la temperatura del trasformatore e quella dei mosfet T1 e T2 non superi i 40÷50 gradi. I quattro mosfet di uscita non necessitano di alcun dissipatore in quanto la corrente che fluisce attraverso questi componenti è decisamente più bassa (poco superiore ad 1 ampère). Controllate anche, applicando una tensione continua di tipo variabile in ingresso, che i due comparatori di tensione intervengano come previsto.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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