So erhöhen Sie die Ausgangsleistung dieses einfachen CD4047-basierten Wechselrichters

Ich mache einen einfachen Wechselrichter mit der folgenden Schaltung. Ich verwende einen 3amp 12-0-12 Transformator. Die Nachteile der Schaltung sind mir bekannt. Ich habe also nie eine geregelte reine Sinuswellenausgabe von ihm erwartet. Die Schaltung funktioniert einwandfrei. Aber ich kann nur eine 5-Watt-CFL-Lampe zum Leuchten bringen. Ich habe versucht, 10- oder 15-Watt-CFLs anzuzünden, aber sie haben nicht funktioniert.

Wie kann ich die Ausgangsleistung des Wechselrichters erhöhen? Sollte ich R3 und R4 reduzieren? Ich denke, 3 Ampere Trafo ist gut genug für meine Erwartung.

Und ich habe nie gesehen, dass die LED leuchtet. Wenn jemand den Zweck der LED erklären könnte und welche Änderungen sie zum Leuchten bringen würden, wäre das großartig.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nun, Sie müssen herausfinden, warum die Schaltung nicht genug Strom liefert. Auf dem Weg dorthin werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass dies eigentlich eine schlechte Idee ist und Sie einen IC verwenden möchten, der einen Wechselrichter ansteuern sollte.
Wenn jemand den Zweck der LED erklären könnte und welche Änderungen sie zum Leuchten bringen würden, wäre das großartig. Ich möchte, dass Sie erraten, wofür die LED ist. Seine Funktion ist aus dem Schema ersichtlich. Fragen Sie sich: Wann leuchtet es auf?
Auch dieses Design ist nicht sehr gut. Zum Beispiel mit R1, OK, aber dann sollte ein Entkopplungskondensator auf der Versorgungsleitung sein. Wenn man einen 390.000 in Reihe mit einem 1.000-Pot verwendet, meine Güte, ist die Toleranz für diese 390.000 allein viel mehr als 1.000 von diesem Pot. Alles in allem nicht von jemandem entworfen, der weiß, was er tut. Wenn Sie ein so großes NMOS direkt von einem einzelnen CMOS-Ausgang aus fahren, "funktioniert" es sicher, etwas, was ich nicht tun würde.
@FakeMoustache genau. Ich meine, mit einem einfachen Vibrator einen Wechselrichter anzutreiben, sicher, so fingen die Dinge an, oder? Aber wenn man es auf die Low-Tech-Art macht, ist es wahrscheinlich eine gute Idee, mit einer gut entworfenen Schaltung zu arbeiten. Es gibt einfach zu viele "beängstigende Dinge" in dieser Schaltung. Zum Beispiel die Kombination von T1 mit völlig unbekannten Eigenschaften und C4 und Rechteckschaltung …
Außerdem ist R6 in dem Schaltplan, den er wahrscheinlich kopiert hat , 100 kΩ (der selbst wahrscheinlich eine Kopie von woanders ist, und das war eine Kopie des Schaltplans von der Cousine der Frau des Typen, die jemanden kannte, der das Magazin hatte, in dem der Artikel gedruckt wurde genommen aus dem Buch, das damals Ende der 1970er Jahre eine Erklärung der Schaltung und ihrer Grenzen enthielt. Ich verstehe wirklich nicht, warum Leute Dinge kopieren, die sie nicht einmal im Entferntesten verstehen oder für die sie Quellen haben).
@MarcusMüller Ich verstehe wirklich nicht, warum Leute Dinge kopieren, die sie nicht einmal im Entferntesten verstehen. Das liegt daran, dass sie nicht wissen, dass sie die Schaltung nicht verstehen. Sie wissen, dass es "funktioniert / etwas tut", also halten sie es für gutes Design. Die Wissenden sind voller Zweifel, während die Unwissenden voller Zuversicht sind.
@FakeMoustache heh. Das beruhigt mich etwas. Zumal mir klar wird, warum so viele Amateurfunkschaltungen herumschwirren, Bausätze verkauft werden, Fragen gestellt werden, die sich immer noch um Germaniumdioden drehen: Amateurfunker lieben es, wenn etwas passiert, besonders wenn es sich dabei um ein verrauschtes, warm klingendes Stück Audio handelt. Sie erfahren eigentlich nie, dass die Welt aus einem bestimmten Grund zu Silizium / GaAs-Halbleitern übergegangen ist.

Antworten (2)

Höchstwahrscheinlich haben Sie am Ausgang nicht genügend Spannung, um Ihre CFLs zu betreiben.

Sie treiben den 12-0-12-Transformator mit einer 12-V-Rechteckwelle an. Das ergibt auf der Ausgangsseite ungefähr eine 228-V-Rechteckwelle. Die Haushaltsspannung von 230 VAC, die zur Versorgung einer Last verwendet wird, beträgt etwa 322 Volt Spitze, und da fast überall ein Brückengleichrichter im Stromkreis der CFLs vorhanden ist, sind sie so ausgelegt, dass sie mit der Spitzenspannung und nicht mit dem Effektivwert betrieben werden.

Sie haben meiner Meinung nach zwei Möglichkeiten (und ich schlage dies nur zum Fahren von CFLs vor !!!!):

1) Erhöhen Sie Ihre Eingangsspannung. Das Windungsverhältnis für Ihren Transformator beträgt etwa 19:1. Um also näher an die 300-V-Spitze heranzukommen, benötigen Sie etwa 17 VDC. Sie könnten einen Aufwärtswandler verwenden, um dies aus Ihrer 12-V-Batterie bereitzustellen.

2) Ändern Sie Ihren Transformator, was schwieriger sein kann. Sie benötigen ungefähr einen 9-0-9-Volt-Transformator.

Hinweis ... großes rotes Blinklicht ... Sie stellen die Ausgangsspannung auf 300 V RMS ein, indem Sie eine dieser Lösungen implementieren. Versuchen Sie also nicht, etwas anderes als die CFLs (oder LED-230-VAC-Leuchten) mit Strom zu versorgen ) https://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square

So erhöhen Sie die Ausgangsleistung dieses einfachen CD4047-basierten Wechselrichters

Wahrscheinlich: Ersetzen Sie das Design durch etwas, das tatsächlich zum Antrieb eines Wechselrichters geeignet ist – es gibt viele ICs, die tatsächlich zum Antrieb von Wechselrichtern entwickelt wurden und Dinge wie Rückkopplungsschleifen haben. Ohne viel Zeit und ein tiefes Verständnis dafür, was passiert und warum, werden Sie nicht in der Lage sein, diese sehr minimalistische „Demo“-Schaltung zu verbessern.

Auf der anderen Seite gibt es viele Anwendungshinweise von Halbleiterherstellern, die tatsächlich die Theorie des Betriebs eines Geräts erläutern – und die Grenzen eines Designs auflisten. Es ist einfacher, dies von Grund auf gut zu machen, als dieses spezielle Design zu speichern.

Ein typisches Design würde einen Flyback-Controller verwenden, um einen Vollbrücken-MOS mit mehr als 100 kHz zu speisen, wodurch der Transformator klein bleibt (Kostenreduzierung ohne Leistungsreduzierung).

Der entstehende hochfrequente Wechselstrom würde mit einem klassischen Dioden-Brückengleichrichter gleichgerichtet und die Gleichspannung des Zwischenkreises erzeugt.

Aus dieser Gleichspannung würde ein weiterer Vier-FET-Controller Strom durch eine oder zwei Induktivitäten und Ihre Last "drücken", mit einer Art Rückkopplungsmechanismus, der darauf abzielt, einen sinusförmigen Ausgang zu erreichen, oder einfach nur ein vorberechnetes 50-Hz-Schalten.

Aus SPRABW0B von TI :

HF-Wechselrichter

Er ist erheblich komplizierter als Ihr CD4047-Wechselrichter, aber Sie erhalten tatsächlich viel mehr Effizienz – Sie müssen also keinen Transformator mit höherer Nennleistung kaufen oder Ihre Ausgangsspannung übersteuern, um normale Lasten zu versorgen.

Dies ist zwar eine gute Lösung, aber sehr viel komplizierter. Der Transformator und die Induktivitäten sind Ferroxcube und der Treiber ist sehr kompliziert mit dem Schalten (PWM) in den 10er - 100er kHz. Sicherlich kein einmaliges DIY-Projekt.
@JackCreasey sehr wahr! Dennoch ist ein > 15-W-Wechselrichter für 12 V -> 220 V, der weder unter Spannung steht noch eine Brandgefahr darstellt, zunächst einmal kein einmaliges DIY-Projekt.
@JackCreasey Um fair zu sein, könnte man den CDxxxx durch eine Art Mikrocontroller ersetzen, der ein Spannungsrückkopplungssignal von der Sekundärseite des Transformators erhält - und damit die beiden MOSFETs genauer schalten. aber dann würden Sie schnell erkennen, dass es wahrscheinlich eine Kupferverschwendung ist, nur die Hälfte der Primärspule zu erregen, und Sie machen am Ende mindestens eine der beiden Vierquadrantenbrücken ...
Müller. Die FETs werden im geschalteten Sättigungsmodus betrieben ... nicht PWM. Er verwendet einen einfachen 50/60-Hz-Transformator. Sie könnten sicherlich einen Brückenantrieb (bei 50/60 Hz, nicht PWM) für einen einzelnen 230/9-V-Transformator verwenden, aber es wäre teurer als das, was er bereits hat. Es ist zwar richtig, auf alle Nachteile des von ihm eingeschlagenen Implementierungspfads hinzuweisen. Mein Ziel bestand einfach darin, zu zeigen, was das Projekt als implementiertes Projekt auf einem minimalen Niveau zum Funktionieren bringen könnte. Das Projekt muss keine Brand- oder Lebensgefahr darstellen ... Sie könnten sicherlich die Verwendung von Sicherungen vorschlagen.
@JackCreasey Ich weiß – die Frequenz, mit der der CD4047 oszilliert, beträgt ungefähr 2/100 Hz :) ja, nicht zu sagen, dass eine bessere Sache billiger wäre! Und ich stimme voll und ganz zu, wenn OP eine CFL von dieser Spannung antreibt, wird eine Erhöhung von Vpp höchstwahrscheinlich helfen. Wir sind uns beide einig, dass die Behauptung von OP "diese Schaltung funktioniert gut" ausschließlich auf der Widerstandsfähigkeit der kleineren Last gegenüber dem nicht ganz perfekten Ausgang des Wechselrichters basiert. Ich denke, unsere Antworten ergänzen sich ziemlich gut: Ihre zeigt, wie es geht, mit ein bisschen zu verstehen, was die Schaltung von OP tut, sie zu verbessern, und meine zeigt, dass es Alternativen gibt und das Lesen cool ist :)
Ich habe diese Schaltung von Texas Instruments gesehen. Können Sie mir helfen, praktische Werte für die Komponenten zu erhalten?
So erhöhen Sie die Ausgangsleistung dieses einfachen CD4047-basierten Wechselrichters
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