220V DC à 220V AC : Onduleur DIY Partie 2 : 17 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Bonjour à tous. J'espère que vous êtes tous en sécurité et que vous restez en bonne santé. Dans ce instructable, je vais vous montrer comment j'ai fait ce convertisseur CC en CA qui convertit la tension CC 220 V en tension CA 220 V. La tension CA générée ici est un signal à onde carrée et non un signal à onde sinusoïdale pure. Ce projet est une continuation de mon projet d'aperçus qui a été conçu pour convertir 12Volts DC en 220V DC. Il est fortement recommandé que vous visitiez d'abord mon projet précédent avant de continuer dans cette instructable. Le lien vers mon projet de convertisseur DC vers DC est:

www.instructables.com/id/200Watts-12V-to-2…

Ce système convertit le 220V DC en un signal alternatif de 220Volts à 50 Hertz qui correspond à la fréquence d'alimentation AC commerciale dans la plupart des pays. La fréquence peut être facilement ajustée à 60 Hertz si nécessaire. Pour que cela se produise, j'ai utilisé une topologie de pont en H complète utilisant 4 MOSFET haute tension.

Vous pouvez faire fonctionner n'importe quel appareil commercial avec une puissance nominale de 150 watts et environ 200 watts de crête pendant une courte durée. J'ai testé avec succès ce circuit avec des chargeurs mobiles, des ampoules CFL, un chargeur pour ordinateur portable et un ventilateur de table et tous fonctionnent bien avec cette conception. Il n'y avait pas non plus de bourdonnement pendant le fonctionnement du ventilateur. En raison du rendement élevé du convertisseur DC-DC, la consommation de courant à vide de ce système n'est que d'environ 60 milliampères.

Le projet utilise des composants très simples et faciles à obtenir et certains d'entre eux sont même récupérés à partir d'anciennes alimentations informatiques.

Alors sans plus tarder, commençons le processus de construction !

AVERTISSEMENT: Il s'agit d'un projet à haute tension et peut vous donner un choc mortel si vous ne faites pas attention. N'essayez ce projet que si vous maîtrisez bien la haute tension et avez de l'expérience dans la fabrication de circuits électroniques. N'essayez PAS si vous ne savez pas ce que vous faites

Fournitures

1. MOSFET IRF840 canal N - 4
2. CI SG3525N - 1
3. CI de pilote mosfet IR2104 - 2
4. Base IC 16 broches (en option) -1
5. Base IC 8 broches (en option) - 1
6. Condensateur céramique 0.1uF - 2
7. Condensateur électrolytique 10uF - 1
8. Condensateur électrolytique 330uF 200 volts - 2 (je les ai récupérés d'un SMPS)
9. Condensateur électrolytique 47uF - 2
10. 1N4007 diode à usage général - 2
11. Résistance 100K -1
12. Résistance 10K - 2
13. Résistance 100 ohms -1
14. Résistance de 10 ohms - 4
15. Résistance variable 100K (préréglé/trimpot) - 1
16. Borniers à vis - 2
17. Veroboard ou perfboard
18. Fils de connexion
19. Kit de soudure
20. Multimètre
21. Oscilloscope (facultatif mais aidera à affiner la fréquence)

Étape 1: Rassembler toutes les pièces requises

Il est important que nous réunissions d'abord toutes les pièces nécessaires afin de pouvoir passer rapidement à la réalisation du projet. Parmi ceux-ci, quelques composants ont été récupérés de l'ancienne alimentation électrique de l'ordinateur.

Étape 2: La banque de condensateurs

La batterie de condensateurs joue ici un rôle important. Dans ce projet, le courant continu haute tension est converti en courant alternatif haute tension, il est donc important que l'alimentation continue soit fluide et sans aucune fluctuation. C'est là que ces énormes condensateurs costauds entrent en jeu. J'ai obtenu deux condensateurs 330uF 200V d'un SMPS. Les combiner en série me donne une capacité équivalente d'environ 165 uF et augmente la tension nominale jusqu'à 400 volts. En utilisant la combinaison en série de condensateurs, la capacité équivalente est réduite mais la limite de tension augmente. Cela a résolu le but de ma demande. La haute tension continue est maintenant lissée par cette batterie de condensateurs. Cela signifie que nous obtiendrons un signal CA stable et que la tension restera assez constante pendant le démarrage ou lorsqu'une charge est soudainement connectée ou déconnectée.

AVERTISSEMENT: Ces condensateurs haute tension peuvent stocker leur charge pendant une très longue période de temps, pouvant aller jusqu'à plusieurs heures ! N'essayez donc de réaliser ce projet que si vous avez une bonne connaissance de l'électronique et si vous avez une expérience pratique de la gestion de la haute tension. A vos risques et périls

Étape 3: Décider du placement des composants

Étant donné que nous allons réaliser ce projet sur un veroboard, il est important que tous les composants soient placés stratégiquement afin que les composants pertinents soient plus proches les uns des autres. De cette façon, les traces de soudure seront minimes et moins de fils de liaison seront utilisés, ce qui rendra la conception plus ordonnée et soignée.

Étape 4: La section oscillateur

Le signal 50 Hz (ou 60 Hz) est généré par le populaire PWM IC-SG3525N avec une combinaison de composants de synchronisation RC.

Pour obtenir plus de détails sur le fonctionnement du CI SG3525, voici un lien vers la fiche technique du CI:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

Pour obtenir une sortie alternative de 50 Hz, la fréquence d'oscillation interne doit être de 100 Hz, ce qui peut être réglé en utilisant Rt environ 130 KHz et Ct égal à 0,1 uF. La formule de calcul de la fréquence est donnée dans la fiche technique du CI. Une résistance de 100 ohms entre les broches 5 et 7 est utilisée pour ajouter un peu de temps mort entre les commutations afin d'assurer la sécurité des composants de commutation (MOSFETS).

Étape 5: La section du pilote MOSFET

Étant donné que la haute tension CC sera commutée via les MOSFET, il n'est pas possible de connecter directement les sorties du SG3525 à la porte du MOSFET. Tout cela peut être géré efficacement par le pilote MOSFET IC IR2104 qui est capable de piloter/commuter des MOSFET qui permettent des tensions jusqu'à 600 volts. Cela rend le circuit intégré adapté à notre application. Étant donné que l'IR2104 est un pilote MOSFET à demi-pont, nous aurons besoin de deux d'entre eux pour contrôler le pont complet.

La fiche technique de l'IR2104 peut être trouvée ici:

www.infineon.com/dgdl/Infineon-IR2104-DS-v…

Étape 6: La section du pont en H

Le pont en H est responsable de la modification alternative du sens du courant dans la charge en activant et désactivant alternativement l'ensemble donné de MOSFETS.

Pour cette opération, j'ai choisi les MOSFET IRF840 canal N qui peuvent supporter jusqu'à 500 volts avec un courant maximum de 5 ampères, ce qui est plus que suffisant pour notre application. Le pont en H est ce qui sera directement connecté à notre appareil AC.

La fiche technique de ce MOSFET est donnée ci-dessous:

www.vishay.com/docs/91070/sihf840.pdf

Étape 7: Tester le circuit sur une planche à pain

Avant de souder les composants en place, c'est toujours une bonne idée de tester le circuit sur une maquette et de rectifier toute erreur ou erreur qui pourrait se glisser. Dans mon test de maquette, j'ai tout assemblé selon le schéma (fourni dans une étape ultérieure) et vérifié la réponse de sortie à l'aide d'un DSO. Au départ, j'ai testé le système avec une basse tension et ce n'est qu'après avoir confirmé qu'il fonctionnait que je l'ai testé avec une entrée haute tension.

Étape 8: Test de la planche à pain terminé

Comme charge de test, j'ai utilisé un petit ventilateur de 60 watts avec ma configuration de maquette et une batterie au plomb 12V. J'ai connecté mes multimètres pour mesurer la tension de sortie et le courant consommé par la batterie. Des mesures sont nécessaires pour s'assurer qu'il n'y a pas de surcharge et aussi pour calculer l'efficacité.

Étape 9: Le schéma de circuit et le fichier schématique

Ce qui suit est le schéma de circuit complet du projet et avec lui, j'ai joint le fichier schématique EAGLE pour votre référence. N'hésitez pas à modifier et à utiliser le même pour vos projets.

Étape 10: Démarrage du processus de soudure sur Veroboard

La conception étant testée et vérifiée, nous passons maintenant au processus de soudage. Tout d'abord, j'ai soudé tous les composants concernant la section oscillateur.

Étape 11: Ajout des pilotes MOSFET

La base du circuit intégré du pilote MOSFET et les composants d'amorçage étaient maintenant soudés

Étape 12: Insertion du CI en place

Faites attention à l'orientation du CI lors de l'insertion. Recherchez une encoche sur le circuit intégré pour la référence des broches

Étape 13: Souder la batterie de condensateurs

Étape 14: Ajout des MOSFETS du pont en H

Les 4 MOSFET du pont en H sont soudés en place avec leurs résistances de grille de limitation de courant de 10 Ohms et avec des bornes à vis pour une connexion facile de la tension continue d'entrée et de la tension de sortie alternative.

Étape 15: Terminez le module

Voici à quoi ressemble l'ensemble du module une fois le processus de soudure terminé. Remarquez comment la plupart des connexions ont été réalisées à l'aide de traces de soudure et de très peu de fils de liaison. Faites attention aux connexions desserrées en raison des risques de haute tension.

Étape 16: onduleur complet avec module convertisseur DC-DC

L'onduleur est maintenant complet avec les deux modules complets et attachés les uns aux autres. Cela a fonctionné avec succès pour charger mon ordinateur portable et alimenter simultanément un petit ventilateur de table.

J'espère que ce projet vous plaira:)

N'hésitez pas à partager vos commentaires, vos doutes et vos commentaires dans la section commentaires ci-dessous. Regardez les instructions complètes et la vidéo de construction pour plus de détails essentiels sur le projet et comment je l'ai construit, et pendant que vous y êtes, pensez à vous abonner à ma chaîne:)