インバーターのバッテリー、変圧器、MOSFETを計算する

この投稿では、パラメーターのマッチングを正しく計算することにより、バッテリーや変圧器などの関連ステージでインバーターパラメーターを正しく計算する方法を学習します。

前書き

一人でインバーターを作るのは間違いなくとても楽しいです。ただし、結果が満足のいくものでない場合は、プロジェクトの目的全体が完全に損なわれる可能性があります。

バッテリーや変圧器などのさまざまなインバーターパラメータを実際に組み立てられた回路に取り付けて構成するには、組み立てから最適な結果を引き出すために特別な注意と注意が必要です。

この記事では、バッテリーと変圧器を計算して関連する回路と照合する方法について説明し、発生する可能性のある障害とそれぞれのトラブルシューティング手順についても説明します。

この記事は、多くの新参者にいくつかの重要な手がかりを教えてくれます。これは、バッテリーと変圧器でインバーター回路を構成するときに役立つ可能性があり、効率的で最適な結果を達成できます。

変圧器とバッテリーの仕様の計算

一方 インバーターを作る 、2つの計算を広く考慮に入れる必要があります。変圧器とバッテリーの定格。

1） 変成器 インバータで使用されると予想される最大負荷の約2倍の定格である必要があります。たとえば、目的の負荷が200ワットの場合、変圧器の定格は最低300ワットである必要があります。これにより、インバーターのスムーズな動作と変圧器からの発熱が少なくなります。

ザ・ 変圧器の定格電圧 方形波インバータのバッテリ電圧よりわずかに低くする必要があります。

ただし、PWMまたはSPWMを含む概念の場合、MOSFETのゲートに印加される平均電圧と等しくなければなりません。これは、発振器段からMOSFETのゲートに印加される平均DC電圧を測定することによって測定できます。したがって、バッテリー電圧が12 Vであると仮定しますが、PWMのため、発振器からの平均スイッチング電圧は7.5 V DCを示します。これは、変圧器が12-0-12Vではなく7.5-0-7.5Vでなければならないことを意味します。

2）そして、バッテリーAhは、負荷の最大定格電流の10倍の定格でなければなりません。たとえば、バッテリーの定格が12Vで、負荷が200ワットの場合、200を12で割ると、16アンペアになります。したがって、バッテリーAhはこのアンペア時の10倍、つまり160Ahでなければなりません。これにより、バッテリーは健全な0.1C放電率で動作し、約8時間のバックアップが提供されます。

MOSFET定格の計算

インバーターのMOSFETの計算は実際には非常に簡単です。 MOSFETは他の何物でもないという事実を考慮に入れる必要があります 電子スイッチ 、および機械式スイッチを評価するのと同じように評価する必要があります。つまり、MOSFETの電圧および電流定格は、指定された最大負荷でも、MOSFETの動作がそのブレークダウンレベル内に十分収まるように適切に選択する必要があります。

上記の条件を確実にするために、あなたは参照することができます MOSFETのデータシート デバイスのドレイン-ソース間電圧と連続ドレイン電流のパラメータをチェックして、これらの値が両方とも負荷の最大消費値をはるかに上回っているか、かなりのマージンを持って選択されていることを確認します。

負荷の定格が200ワットであるとすると、これをバッテリー電圧12Vで割ると、16アンペアになります。したがって、MOSFETは、ドレイン-ソース間電圧として24V〜36Vの電圧定格で選択できます（ Vdss ）、およびその連続ドレイン電流として24アンペアから30アンペア（ Id ）。

上の画像のMOSFETの例を見てください。ここでは、指定されたMOSFETの最大許容電圧Vdssは75Vであり、適切なヒートシンクで動作した場合の最大許容電流Idは209アンペアです。これは、このMOSFETが負荷ワット数が14000ワット以下のすべてのアプリケーションに安全に使用できることを意味します。

これによりMOSFETが処理され、全負荷状態でもデバイスが完全に機能することが保証されますが、適切な寸法のヒートシンクに取り付けることを忘れないでください。

上で説明したように必要なすべてのコンポーネントを調達した後、それらが相互に互換性があるかどうかをチェックすることが重要です。

印刷された定格と充電された電圧条件がその信頼性を証明するのに十分でなければならないので、最も重要なメンバーの1つであるバッテリーだけが事前のチェックを必要としないことを願っています。ここでは、バッテリーの状態が良好で、比較的新しく「正常」であると想定しています。

変圧器の確認

インバーターの最も重要な部品である変圧器は、確かに徹底的な技術的評価が必要です。それは次のように行うことができます：

ザ・ 変圧器の定格 逆の順序でチェックするのが最適です。つまり、高電圧巻線をAC主電源入力に接続し、反対側の巻線で指定された出力をチェックします。低電圧セクションの定格電流が通常のマルチテスター（DMM）の最大制限内にある場合は、上記のACをオンにし、メーター（たとえば、AC 20 Ampに設定）を接続することで確認できます。関連する巻線。

巻線端子間に接続されたメーター製品を数秒間保持して、メーターで直接測定値を取得します。読み取り値が指定された変圧器電流と一致するか、少なくともそれに近い場合は、変圧器に問題がないことを意味します。

読み取り値が低い場合は、トランス巻線の定格が不良または誤っていることを意味します。組み立てられた回路は、パワートランジスタまたはMOSFETのベース全体で適切な発振出力がないか広くチェックする必要があります。

これは、回路をバッテリーに接続することによって行うことができますが、最初は変圧器を含めません。チェックは、適切な周波数計を使用するか、可能であればオシロスコープを使用して行う必要があります。上記のガジェットがない場合は、通常のヘッドホンを使用して大まかなテストを実行できます。

ヘッドホンジャックを関連するパワートランジスタのベースに接続すると、ヘッドホンで強いブーンという音が聞こえ、オシレータステージのサウンド機能を確認できます。

上記の確認は、すべてのセクションを一緒に構成するように促すのに十分なはずです。トランスを関連するトランジスタまたはパワーデバイスの端子に接続し、パワーデバイスが オシレーターステージ 。

最終的なインバーターセットアップのインストール

最後に、バッテリーを上記の構成の電源入力に接続することができます。ここでも、バッテリーのプラスと直列に適切な定格のヒューズを含めることを忘れないでください。これで、トランスの出力に指定された最大負荷を接続して、電源をオンにすることができます。

すべてが正しく配線されている場合、負荷は本格的な電力で動作を開始するはずです。そうでない場合は、回路ステージに問題があります。最終的な設置の前に発振器セクションが適切にチェックされたので、確かに故障はパワーデバイスステージにあるかもしれません。

障害が低電力出力に関連している場合は、ベース抵抗を微調整して障害の可能性を調整するか、既存のベース抵抗に並列抵抗を追加することで減らすことができます。

結果は上記のようにチェックできます。結果が正の場合、電力出力に改善が見られる場合は、期待される電力出力が得られるまで、抵抗を必要に応じてさらに変更できます。

ただし、これによりデバイスがさらに加熱される可能性があるため、冷却ファンを含めるか、ヒートシンクの寸法を大きくして、デバイスをチェックするように十分な注意を払う必要があります。

ただし、障害がヒューズの溶断を伴う場合は、明確な意味があります 短絡 パワーステージのどこか。

インバータ接続のトラブルシューティング

この問題は、誤って接続されたパワーデバイス、パワーデバイスの出力端子間または互いに完全に離しておく必要のある端子間の短絡の可能性によるパワーデバイスの吹き飛ばしを示している場合もあります。

インバータを最適に構成しながら上記の可能性のいくつかを説明したので、電子に​​関する完全な知識は、建設に関与する可能性のある個人の側から絶対に必要になり、それなしではプロジェクトの進行が何らかの形で危険にさらされる可能性があります。