חשב סוללה, שנאי, MOSFET במהפך

בפוסט זה אנו לומדים כיצד לחשב נכונה פרמטרים של מהפך עם שלבים נלווים כגון סוללה ושנאי, על ידי חישוב התאמת הפרמטרים בצורה נכונה.

מבוא

להכין מהפך לבד יכול בהחלט להיות כיף. אולם אם התוצאות אינן מספקות יכול לקלקל לחלוטין את כל מטרת הפרויקט.

התקנה ותצורה של פרמטר המהפך השונה כמו הסוללה והשנאי עם המעגל שהורכב בפועל זקוק לטיפול ותשומת לב מיוחדת להפקת תוצאות מיטביות מההרכבה.

המאמר דן כיצד לחשב ולהתאים סוללה ושנאי במעגל הרלוונטי וכן מאיר לגבי התקלות האפשריות שעלולות להיתקל ונהלי פתרון הבעיות בהתאמה.

המאמר מאיר את המצטרפים הרבים עם כמה רמזים חשובים, שעשויים להיות מועילים בעת קביעת תצורה של מעגל מהפך עם הסוללה והשנאי, כך שניתן יהיה להשיג תוצאות יעילות ואופטימליות.

חישוב מפרט שנאי וסוללה

בזמן ביצוע מהפך , יש לקחת בחשבון שני חישובים באופן כללי, כלומר. השנאי ודירוג הסוללה.

1) ה שַׁנַאי חייב להיות מדורג בערך כפול מהעומס המרבי הצפוי לשימוש עם המהפך. לדוגמא אם העומס המיועד הוא 200 וואט, אז השנאי חייב להיות מדורג לפחות 300 וואט. זה יבטיח פעולה חלקה של המהפך ופחות ייצור חום מהשנאי.

ה דירוג מתח של השנאי חייב להיות נמוך מעט ממתח הסוללה עבור ממירי גל מרובעים.

עם זאת, עבור מושגים הכוללים PWM או SPWM, זה צריך להיות שווה למתח הממוצע המופעל בשערי ה- MOSFET. ניתן למדוד זאת על ידי מדידת מתח ה- DC הממוצע המופעל בשער ה- MOSFET משלב המתנד. אז, נניח שמתח הסוללה שלכם הוא 12 וולט, אך בגלל PWM מתח המיתוג הממוצע שלכם מהמתנד מראה 7.5 וולט DC, זה אומר שהשנאי שלכם חייב להיות 7.5-0-7.5 וולט ולא 12-0-12 וולט.

2) ועל הסוללה Ah להיות מדורגת פי 10 מהדירוג המרבי של העומס. לדוגמא אם הסוללה מדורגת 12 וולט והעומס 200 וואט, אז חלוקה של 200 עם 12 נותנת לנו 16 אמפר. לכן הסוללה Ah חייבת להיות פי 10 מדירוג המגבר הזה, כלומר 160 Ah. זה יבטיח שהסוללה תפעל בקצב פריקה בריא של 0.1C ותספק גיבוי של כ- 8 שעות.

חישוב דירוג MOSFET

חישוב MOSFET עבור מהפך הוא למעשה די פשוט. צריך לקחת בחשבון את העובדה ש- MOSFET אינם אלא מתגים אלקטרוניים , וחייב להיות מדורג בדיוק כמו שאנחנו מדרגים את המתגים המכאניים שלנו. כלומר, יש לבחור כראוי את מתח הדירוג והזרם של MOSFET, כך שגם בעומס המקסימלי שצוין, תפקוד ה- MOSFET נמצא היטב ברמת הפירוק שלו.

כדי להבטיח את התנאי הנ'ל, אתה יכול להתייחס ל גליון נתונים של המוספט ובדוק את מתח הניקוז המקורי ואת הפרמטרים הנוכחיים לניקוז הרציף של המכשיר, כך ששני הערכים הללו נמצאים הרבה מעל ערכי הצריכה המקסימליים של העומס, או נבחרים עם שוליים ניכרים.

נניח שאם העומס מדורג ב -200 וואט, ואז מחלקים אותו עם מתח הסוללה 12V נקבל 16 אמפר. לכן ניתן היה לבחור את MOSFET עם דירוגי מתח בכל מקום בין 24V ל 36V כמתח מקור הניקוז שלה ( Vdss ), ו 24 אמפר עד 30 אמפר כזרם הניקוז המתמשך שלו ( תְעוּדַת זֶהוּת ).

קח את הדוגמה של ה- MOSFET בתמונה לעיל, כאן המתח המרבי Vdss של ה- MOSFET שצוין הוא 75V, והזיהוי הנוכחי המרבי המותר הוא 209 אמפר, כאשר הוא מופעל עם גוף קירור מתאים. פירוש הדבר שניתן להשתמש בבטחה ב- MOSFET זה לכל היישומים בהם הספק העומס אינו עולה על 14000 וואט.

זה מטפל ב- MOSFETs ומבטיח עבודה מושלמת של המכשירים גם בתנאי עומס מלא, אך אל תשכח להרכיב אותם על צלעות קירור ממדיות.

לאחר רכישת כל הרכיבים הדרושים כמוסבר לעיל, יהיה חשוב לבדוק אם הם מתאימים זה לזה.

רק הסוללה, שהיא החבר החשוב ביותר, מקווה שלא תזדקק לבדיקה מוקדמת מכיוון שהדירוג המודפס ותנאי המתח הטעונים צריכים להיות מספיקים כדי להוכיח את מהימנותה. כאן מניחים שמצבה של הסוללה טוב והיא יחסית חדשה ו'בריאה '.

בודק את השנאי

השנאי, שהוא המרכיב החשוב ביותר של המהפך, בוודאי זקוק להערכה טכנית יסודית. ניתן לעשות זאת באופן הבא:

ה דירוג השנאי ניתן לבדוק בצורה הטובה ביותר בסדר הפוך, כלומר על ידי חיבור מתפתל המתח הגבוה שלו לכניסת החשמל ולבדוק את הפיתולים שצוינו. אם הדירוגים הנוכחיים של קטע המתח התחתון הם בגבולות המקסימליים של רב-בודק רגיל (DMM), ניתן לבדוק זאת על ידי הפעלה של זרם החשמל הנ'ל וחיבור המונה (מוגדר למשל, אמפר AC 20) סלילה רלוונטית.

החזק את תקעי המונה המחוברים על גבי מסופי המתפתל למשך כמה שניות כדי לקבל את הקריאות ישירות על המד. אם הקריאה תואמת את זרם השנאי שצוין, או לפחות קרוב אליו, פירושו שהשנאי שלך תקין.

קריאות נמוכות יותר משמעותן מתפתל שנאי רע או שגוי. יש לבדוק את המעגל המורכב באופן כללי לגבי יציאות תנודה תקינות על בסיס בסיסי טרנזיסטורי הכוח או ה- MOSFET.

זה יכול להיעשות על ידי חיבור המעגל לסוללה, אך מבלי לכלול את השנאי בתחילה. הבדיקה צריכה להיעשות באמצעות מד תדרים טוב כלשהו או במידת האפשר באמצעות אוסצילוסקופ. אם הגאדג'טים שלעיל אינם שם איתך, ניתן לבצע בדיקה גסה באמצעות זוג אוזניות רגילות.

חבר את שקע האוזניות לבסיסי טרנזיסטורי הכוח הרלוונטיים. אתה אמור לקבל צליל זמזום חזק באוזניות, המאשר תפקוד קול של שלבי המתנד.

האישורים הנ'ל צריכים להספיק בכדי להנחות אותך להגדיר את כל הסעיפים יחד. חבר את השנאי לטרנזיסטור הרלוונטי או למסופי התקני החשמל וודא שהתקני החשמל משולבים כהלכה עם ה- שלב מתנד .

התקנת הגדרת המהפך הסופי

לבסוף הסוללה עשויה להיות מחוברת לכניסות החשמל של התצורה לעיל, שוב אל תשכח לכלול FUSE בעל דירוג מתאים בסדרה עם הסוללה חיובית. הפלט של השנאי כעת יכול להיות מחובר עם העומס המרבי שצוין וההספק עשוי להיות מופעל.

אם הכל מחובר כראוי, העומס אמור להתחיל לפעול במלוא כוחו, אם לא, אז משהו לא בסדר בשלב המעגל. מכיוון שקטע המתנד נבדק כראוי לפני ההתקנות הסופיות, בוודאי התקלה נעוצה בשלב התקני החשמל.

אם התקלה קשורה ליציאות צריכת חשמל נמוכות, נגדי הבסיס עשויים להיות משופרים עבור תקלות אפשריות, או עשויים להיות מופחתים על ידי הוספת נגדים מקבילים לנגדי הבסיס הקיימים שלהם.

ניתן לבדוק את התוצאות כפי שנדון לעיל, אם התוצאות חיוביות ואם תמצא שיפורים ביציאות ההספק, ניתן לשנות את הנגדים לפי הצורך, עד למסירת תפוקת הכוח הצפויה.

עם זאת, הדבר עלול להוביל לחימום נוסף של המכשירים ויש להקפיד על זהירות בכדי לשמור עליהם בבקרה על ידי הכללת מאווררי קירור או הגדלת מימדי גוף הקירור.

אולם אם התקלה מלווה בנשיפה של הנתיך, פירוש הדבר יהיה ברור קצר אי שם בשלב הכוח.

פתרון בעיות בחיבורי המהפך

הבעיה עשויה להצביע גם על מכשיר חשמל מחובר באופן שגוי, על התקן כוח מפוצץ עקב קיצור אפשרי בין מסופי הפלט של התקן החשמל או כל אחד מהמסופים שצריך להישמר זה מזה בצורה מושלמת.

לאחר שהסברנו על כמה מהאפשרויות לעיל תוך הגדרת תצורה אוטומטית של מהפך, ידע מעמיק בנוגע לאלקטרוני הופך להיות הכרח מוחלט מצד האדם שעשוי להיות מעורב בבנייה, שבלעדיו ההליך עם הפרויקט עלול להיפגע איכשהו.