Pretvorite audio pojačalo u pretvarač čistog sinusnog vala

Ako niste previše zainteresirani za razumijevanje dubokih tehničkih aspekata istinskog pretvarača snage s sinusnim valovima, a želite ga izraditi u roku od nekoliko sati, ovaj će vam članak pomoći da to postignete pomoću audio pojačala i nekih istosmjernih motora. Ovdje ćemo saznati kako pretvoriti audio pojačala u čiste pretvarače sinusnog vala

Razmotrit ćemo 3 zasebna dizajna pretvarača s istinskim sinusnim valovima koji koriste odgovarajuće dimenzionirana audio pojačala i krugove digitalnih generatora sinusnih valova

Dizajn # 1

Počnimo s razumijevanjem kako se nekoliko malih istosmjernih motora može koristiti za proizvodnju čisti sinusni signali a zatim nastavite s detaljima spajanja motora s gotovim pojačalom snage za postizanje željene izmjenične snage istinskog sinusnog napona. Članak objašnjava inovativnu ideju konfiguriranja nekoliko gotovih jedinica poput pojačala snage, nekoliko istosmjernih motora i baterije u pretvarač snage s sinusnim valom.

Postoje ljudi čiji život ovisi o snazi ​​koju imaju pretvarači i za njih su ti uređaji doista neprocjenjivi i presudni. Postoje i pojedinci koji namjeravaju posjedovati pretvarače, ali su previše loše informirani o njihovim tehničkim specifikacijama itd., Pa ih stoga nerado vraćaju kući.

Još jedan faktor kod pretvarača je da oni mogu biti neizmjerno skupi, posebno oni kojima se može univerzalno upravljati svim vrstama električnih uređaja ili jednostavno pravim pretvaračima sinusnog vala. Ovdje sam već raspravljao o mnogim dijagramskim shemama pretvarača, počevši od najobičnija ideja tipa hobija vrlo sofisticiranom modificiranom sinusnom valu i istinitom tipovi sinusnih pretvarača . Međutim, ovi su dizajni previše tehnički i definitivno nisu namijenjeni laicima.

Objašnjene ideje nisu jednostavne i za njihovo razumijevanje potrebna je prethodna stručnost s elektronikom, a također i temeljito znanje o praktičnoj elektronici za njihovu izgradnju. Pa znači li to da laik ne bi mogao razumjeti ove veličanstvene kuće moći? A znači li to da laik nema pravo uživati ​​u blagodatima domaćeg pretvarača snage s sinusnim valovima, koji može biti ne samo zabavna za izgradnju, već i vrlo jeftin i pouzdan u usporedbi s komercijalnim kolegama.

Sljedeći odjeljak jasno će pokazati kako a sofisticirani pravi pretvarač sinusnog vala može izgraditi gotovo svatko tko ima uobičajene tehničke vještine i znanja.

Ideja objašnjena u nastavku nije jedinica zasnovana na krugu kojoj treba sastavljanje pomoću PCB-a, elektroničkih komponenata itd., Već ovdje kupujemo gotove jedinice poput pojačala, motora, baterija, transformatora itd. I integriramo sve to za izradu završnog dijela. Naučimo kako se to može učiniti u roku od sat vremena.

UPOZORENJE: KONCEPT SAMO PREUZIMA AUTOR I NIKAD NIJE PRAKTIČNO PROVJEREN, NITI GA IZGRADIO NA SVOJ RIZIK I AKO IMATE DOVOLJNU VJERU U IZVODLJIVOST OBJASNJENOG SADRŽAJA.

Osnovni princip rada pretvarača

Koncept: Pretvarači, kao što svi znamo, nisu ništa drugo do pojačala napona ili steperi. Najpoznatija metoda pojačavanja napona je kroz transformatori gdje se izolirani namot koristi za postizanje nevjerojatnih umnožavanja razine napona. U osnovi se proces odvija magnetskim indukcijama za transformiranje visokostrujnih tokova u visokonaponske izlaze.

Da bi se udovoljilo gore navedenom postupku, potreban je visoki ulaz izmjeničnog napona koji se može utaknuti u odgovarajući namot transformatora radi dobivanja željene snage izmjeničnog napajanja od 230 ili 120 volti.

Međutim, budući da je cijela svrha pretvoriti izvor istosmjerne struje u mrežnu razinu, prvo moramo pretvoriti istosmjernu struju niske razine u ulaz niske izmjenične vrijednosti. U pretvaračima s kvadratnim valom to se lako postiže korištenjem uobičajenih nestabilnih sklopova, ali kvadratni val je ono što apsolutno ne tražimo, pa kako zapravo 'proizvesti' pravi ili čisti sinusni ulaz za naš prototip.

Korištenje istosmjernih motora za generiranje sinusnog signala umjesto PWM krugova

Naravno, to možemo učiniti koristeći složene opampske sklopove poput Krug 'bubba' , ali s obzirom da ovdje ne želimo uključivati ​​veći dio elektronike, jednostavnije rješenje bilo bi koristiti malu DC motor u tu svrhu. Motor kao što svi znamo može se okretati primjenom snage, rotacije su uzrokovane stalna interakcija uvijanja trajnog magneta i inducirani elektromagnetski učinak.

Ako preokrenemo postupak, tj. Ako zakrećemo motor primjenjujući vanjsku mehaničku silu, možemo inducirati priličnu količinu različitog potencijala na njegovim stezaljkama namotaja, a primljeni napon imat će oblik sinusnog vala. Valni oblik bit će savršeno prirodan i pravi sinusni val.

Ako se ovaj ulaz sinusnog vala pojača na željene razine, tada se naša misija može jednostavno ostvariti. Umjesto da se upuštam u složene mosfet sklopove namijenjene primjenama pretvarača, smatrao sam da je bolja ideja hraniti gore navedeni sinusni ulaz u pojačalo velike snage snažno nabavljeno gotovo s tržišta.

Ovdje je prikazan jedan takav model pojačala. Izlazi koji su namijenjeni spajanju zvučnika moraju biti spojeni s našim energetskim transformatorima.

Ako je pojačalo stereo, možemo koristiti par transformatora i završiti izmjenične izlaze transformatora kako bismo odvojili utičnice za izmjeničnu struju tako da se na njih mogu povezati različiti uređaji.

Motor koji zapravo proizvodi sinusne valove pokreće drugi motor pričvršćen remenicom / remenskim mehanizmom. Pogonskim motorom upravlja se dostupnom snagom baterije.

Potrebni dijelovi

Za izradu ovog pravog pretvarača sinusnog vala bit će vam potrebni sljedeći dijelovi i jedinice:

Gotovo audio pojačalo velike snage

Transformator - Ocjena bi se trebala podudarati sa snagom pojačala. Ako pojačalo može isporučiti 500 vata na 50 volti, to znači da ulazni namot transformatora mora biti nominiran na 50 volti i 10 ampera.

Alternativno se transformator napajanja pojačala može ukloniti i koristiti u tu svrhu.

Motori - RPM mora biti veći od 3000 i treba ga podesiti na točno 3000 RPM, tako da se iz njega može postići frekvencija 50 z.

Prikladan ormar za smještaj cijelog sklopa.

Matica, vijci, podloške, žice, baterija itd.

Izgled ožičenja za predloženi pretvarač sinevalnih valova pomoću audio pojačala

Kako sastaviti audio pojačalo s baterijskim i sinusnim ulazom

Prilično je jednostavno, a sve je u integraciji nabavljenih jedinica prema datom dijagramu. Cijeli sustav, zajedno s pojačalom, transformatorom i motorima, može se smjestiti u veći metalni ormar i na odgovarajući način učvrstiti.

Motori posebno moraju biti čvrsto stegnuti bazom pretvarača kako bi se izbjegle vibracije i buka. Ormar također mora sadržavati sve terminale navedene s jedinicom, vanjski učvršćene za priključak baterije i AC utičnice.

Jednostavnim konceptom u članku je objašnjena ideja izgradnje čistog pretvarača sinusnog vala. Pročitajte kako biste saznali cijele detalje o konstrukciji.

Dizajn # 2: Korištenje modula pojačala od 100 W

Razumljivo je da pretvarače sinusnog vala nije lako izraditi iz mnogo različitih razloga. Ali to je vjerojatno najrazvrstanije nakon kruga i također ga je prilično teško pronaći. Ljudima koji očajnički traže takav sklop možda ovaj članak može pomoći.

Nakon puno razmišljanja, čini se da sam vjerojatno osmislio lakši (iako ne sasvim učinkovit) koncept pretvarača s čistim sinusnim valom. Budući da sklop nisam testirao, tako da neću moći reći puno o točnim specifikacijama sklopa i želio bih da čitateljima prepusti da odluče o izvedivosti sadašnjeg sklopa.

Ideja me pogodila čitajući opis sklopa a MOSFET audio pojačalo . Svi znamo da kada se audio signal napaja na ulaz pojačala, on daje pojačanu izlaznu snagu koja ima potpuno ista svojstva kao i ulaz.

To jednostavno podrazumijeva, umjesto zvučnog signala ako se čisti ulazni signal izmjenične struje iz Wienovog kruga mosta primijeni na ulaz pojačala snage i pretvarača pretvarača spojenog na njegov izlaz (gdje bi obično bio spojen zvučnik), to bi sigurno proizvesti pojačanu repliku ulaznih podataka. A sekundarni namot spojenog pretvarača pretvarača definitivno bi proizveo izmjeničnu snagu sinusnog vala (moja pretpostavka).

Jedini veliki problem je gubitak značajne količine energije baterije u obliku topline kroz uređaje za napajanje smanjujući ukupnu učinkovitost pretvarača.

Krenimo dalje i vidjet ćemo kako funkcioniraju različite faze predloženih sklopova.

Oscilatorni krug

Jednostavni sklop sinusnog generatora prikazan uz njega može se koristiti za stvaranje potrebnih sinusnih valova na ulazu pojačala snage, proučimo njegovo funkcioniranje kroz sljedeće korake:

Op amp A1 je u osnovi ožičen kao nestalni multivibrator,

Otpor R1 i kondenzator C1 definiraju frekvenciju titranja nestabilnog.

Kvadratni val iz A1 dovodi se u A2 koji je konfiguriran kao dvopolni niskopropusni filtar i koristi se za filtriranje harmonika iz A1.

Izlaz iz A2 bit će gotovo čisti sinusni val, vrh će očito ovisiti o naponu napajanja i o vrsti korištenog opampa.

Frekvencija sadašnjeg kruga fiksirana je na približno 50 Hz. Ako su odabrane vrijednosti dijelova prikazanih u zagradama, frekvencija će biti oko 60 Hz.

Popis dijelova

Svi otpornici su 1/8 vata, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

R2, R3, R4, R7, R8 = 1K,

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

C1, C2 = 1µF, TANT.

C3 = 2µF, TANT (DVA 1µF U PARALELI)

C4, C6, C7 = 2µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22µF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (Nacionalni poluvodič),

HLADNJAK ZA IC2 KAKO JE PRIKAZAN NA SLICI,

TRANSFORMATOR = 0 - 24 V / 8 AMPS. IZLAZ - 120/230 V AC

PCB = OPĆA SVRHA

Strujni krug pojačala

S obzirom na to da su projektne specifikacije vrlo jednostavne, a broj komponenata što je moguće manji, osnovni zahtjev bio je pojačalo s jednim čipom. Ja sam u konačnici odabrao razumno snažno pojačalo pomoću IC LM3886 (National Semiconductor). Istaknute značajke ovog čipa pojačala snage su sljedeće:

Doista svestran i IC visokih performansi u usporedbi s ostalim vrstama hibridnih i diskretnih uređaja.

Potpuno interno zaštićen od trenutnih vršnih temperatura,

Ima dinamično zaštićeno sigurno područje rada,

Izlaz je savršeno zaštićen od kratkog spoja sa zemljom ili pozitivnog napajanja kroz unutarnju mrežu strujnih krugova.

Izlaz je također zaštićen od izlaznih napona zbog induktivnih prijelaznih opterećenja,

Može se raditi s naponima od samo 20 volti do nevjerojatnih 94 volta.

Njegove tehničke specifikacije su sljedeće:

Ulazna osjetljivost je 1 Vrms

Izlazna snaga bit će oko 100 vata ako je primarni otpor transformatora oko 4 Ohma.

Propusnost snage je ogromnih 10 Hz do 100 KHz.

Savjeti za izgradnju

Strujni krug u osnovi se sastoji od samo dvije IC kao glavne aktivne komponente i nekolicine drugih pasivnih komponenata, pa bi postupak izrade trebao biti vrlo jednostavan. Cijeli sklop može se jednostavno izvesti na komadu ploče opće namjene (približno 4 x 4 inča).

IC2 bi trebao biti postavljen na rubu PCB-a kako bi se olakšalo postavljanje hladnjaka. Danas koristi dvije velike baterije za kamione od 24 volta. Spojite ih kako je prikazano na dijagramu.

Za punjenje baterija potreban je zaseban punjač.

Dizajn # 3: Pretvarač čistog sinusnog vala od 500 W

Post objašnjava kako napraviti pretvarač od čistog sinusnog vala od 500 W pomoću audio pojačala od 500 W da biste dobili razumno izvanredne rezultate.

Strujni krug u osnovi koristi push-topologiju kroz nekoliko 24V baterija. Korištenje dviju 24V baterija omogućuje ugradnju nižih AH baterija uz veću učinkovitost i snagu.

Također se mogu isprobati baterije od 12 V, ali bi se izlazna snaga smanjila na pola.

Budući da se koristi dvostruko napajanje, priključeni transformator ne treba biti središnji tip, već ovdje postaje prikladan dvožični obični transformator.

Nekoliko izvedbi prikazanih u nastavku su sve što je potrebno za provedbu ovog jednostavnog kruga pretvarača s čistim sinusnim valom.

Generator sinusnog vala

Prvi je krug osnovni sinusni generator koji postaje ulazni signal glavnog pojačala sinusnog vala ili izlaznog stupnja.

Generator sinusnog vala proizvodi čisti sinusni val s prikazanim komponentama na oko 50Hz, za ostale frekvencije 2.5K otpornik može se mijenjati i testirati u simulatoru za fiksiranje željenih rezultata.

Krug sinusnog generatora trebao bi biti isporučen s +/- 12V, a ne izravno iz napajanja od 24V baterije, jer to može trajno oštetiti IC.

Opampi korišteni u ovom generatoru sinusa su iz IC TL072

Korištenje kruga pojačala snage kao pretvarača

Sljedeći dijagram prikazuje izlazni stupanj predloženog jednostavnog kruga pretvarača s čistim sinusnim valom koji je zapravo dizajn pojačala snage 500 W. Kao što se vidi, dizajn uopće nije složen.

Sve uključene komponente su standardne i lako dostupne.

MOSFET-ovi su IRF540n i IRF9540n koji se međusobno nadopunjuju kako bi proizveli potreban push-pull efekt preko priključenog transformatora.

Uz transformator 0-24V / 25amp i nekoliko 24V baterija krug bi mogao generirati čak 600 vata čistog sinusnog izlaza na odgovarajućem naponu.

Izlaz preko desnog opampa generatora sinusa mora biti povezan preko ulaza drugog kruga za inicijalizaciju predloženih operacija.

Pojedinosti ožičenja baterije za gornji jednostavni krug pretvarača sinusnog vala