2 Sơ đồ nguyên lý mạch kích điện 12V lên 220V sử dụng IGBT hay Mosfet

Mạch kích điện inverter là gì ? Tìm hiểu về sơ đồ và nguyên tắc hoạt động giải trí của mạch kích điện inverter 12V DC lên 220V AC sử dụng IGBT hay Mosfet .

1. Mạch kích điện 12V lên 220V là gì

Mạch kích điện 12V DC lên 220V AC là mạch quy đổi điện áp một chiều 12V sang điện áp xoay chiều 220V. Được ứng dụng trong những trường hợp có nhu yếu sử dụng những thiết bị điện xoay chiều 220V nhưng không có điện lưới, hoặc phòng khi mất điện. Khi đó hoàn toàn có thể dùng những loại bình ắc quy 12V và mạch kích điện lên 220V. Hoặc sử dụng phối hợp với pin nguồn năng lượng mặt trời vì những loại pin này có đầu ra 12V, cần quy đổi lên 220V để phân phối cho những thiết bị điện mái ấm gia đình như máy tính, Ti Vi, sạc điện thoại thông minh …

Mạch kích điện từ 12V lên 220V

Ngày nay với nhu yếu sử dụng điện không phụ thuộc vào vào điện lưới càng cao thì nhu yếu sử dụng những bộ kích điện cũng tăng cao. Các bộ kích điện được sản xuất ngày càng phong phú về mẫu mã, size lẫn hiệu suất. Do số lượng giới hạn hiệu suất của nguồn điện một chiều, những bộ kích điện có hiệu suất thường thấy từ vài trăm Watt đến vài chục nhìn Watt. Nếu sử dụng với hiệu suất lớn hơn người ta thường sử dụng máy phát điện sử dụng nguyên vật liệu xăng hay dầu thay vì dùng mạch kích điện và điện một chiều .

2. Các dạng ngõ ra của mạch kích điện inverter

Các bộ kích điện thời nay có 3 loại dạng sóng ngõ ra phổ cập : sóng vuông, sóng mô phỏng sin và sóng chuẩn sin .

Dạng sóng ngỏ ra của mạch kích điện inverter

+ Sóng vuông ( Square wave ) là dạng kích điện đơn thuần rẻ tiền nhất. Có thể sử dụng được cho những loại thiết bị điện, nhưng có điểm yếu kém gây ra tiếng ồn, dễ làm hỏng những thiết bị điện .
+ Sóng mô phỏng sin ( Modified sine wave ) là một dạng sóng vuông nhưng được kiểm soát và điều chỉnh theo những bước ( step ) để gần giống với sóng sin .
+ Sóng chuẩn sin ( Pure sine wave ) là dạng sóng giống với điện áp lưới, hoàn toàn có thể biến hóa để hòa vào lưới điện như những ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời. Các mạch kích chuẩn sin thường phức tạp với giá tiền cao, nhưng được cho phép tải hoạt động giải trí không thay đổi, nhanh và không gây tiếng ồn .

3. Mạch kích điện 12V lên 220V sử dụng IGBT hay Mosfet

3.1 Mạch nghịch lưu 12 lên 220 sóng vuông đơn thuần

Sơ đồ mạch nghịch lưu tạo ra điện áp 220V vuông được vẽ như hình bên dưới .

Mạch nghịch lưu sử dụng mosfet (IGBT)

Nguyên lý hoạt động giải trí của mạch như sau :
+ Mạch sử dụng IC tạo xung giao động CD4047, phong cách thiết kế mạch điện như trong hình. IC được cho phép 2 xung ngỏ ra Q. và Q. đảo ngược pha nhau và hoàn toàn có thể đổi khác được tần số. Tần số được đổi khác bằng cách biến hóa giá trị tụ ở chân 1, và giá trị điện trở ở chân 2. Để đơn thuần thì trong mạch này sử dụng điện trở 390 k tiếp nối đuôi nhau với biến trở 100 k .
Do xung ngỏ ra từ IC CD4047 có dạng xung vuông và biên độ 5V nên không đủ để kích dẫn Mosfet trọn vẹn, do đó cần mạch lái để điều khiển và tinh chỉnh đóng cắt Mosfet .
+ Nguyên lý mạch kích Mosfet như sau :
Khi tín hiệu ngỏ ra Q. ở mức thấp thì transistor Q5 không dẫn, điện trở R3 kéo điện áp ở cực B của transistor Q4 lên 12V, làm Q4 dẫn điện. Q4 dẫn kéo điện áp cực cổng của Mosfet Q1 lên mức cao làm kích dẫn Mosfet .
Khi tín hiệu ngỏ ra Q. ở mức cao thì Q5 dẫn điện, kéo cực B của hai transistor Q3, Q4 xuống 0V. Q3 dẫn điện và đồng thời tụ ký sinh bên trong Mosfet xả điện thông qua điện trở R9 và Q3 .

+ Do tín hiện Q và Q đảo ngược pha nhau nên khi Mosfet Q1 dẫn thì Q2 ngưng và Q2 dẫn thì Q1 ngưng. Biến áp sử dụng có điểm giữa được nối với nguồn 12V, khi hai Mosfet Q1 và Q2 luân phiên dẫn điện thì bên thứ cấp xuất hiện điện áp xoay chiều 220 dạng xung vuông.

Video mô phỏng xung mạch tạo điều khiển tần số ngỏ ra IC CD 4047 và xung kích Mosfet

3.2 Mạch nghịch lưu sóng chuẩn sin

Có hai giải pháp được sử dụng để đổi khác điện áp 12V DC lên 220V AC :
+ Đầu tiên quy đổi điện áp thấp DC lên điện áp cao DC, sau đó chuyển điện áp DC cao sang điện áp AC bằng chiêu thức PWM .
+ Phương pháp thứ 2 là chuyển đổi điện thấp DC sang điện áp thấp AC, sau đó sử dụng biến áp để chuyển lên điện áp cao AC
Ngoài ra hoàn toàn có thể sử dụng mạch khuếch đại như ở những mạch khuếch đại âm thanh, để biến hóa áp AC thấp sang điện áp AC cao. Nhưng tổn hao trên linh phụ kiện hiệu suất trên mạch là rất lớn nên thường không được sử dụng .
Phương pháp thứ hai lúc bấy giờ được sử dụng thoáng rộng hơn nên tất cả chúng ta sẽ khám phá về nguyên tắc của giải pháp này .

a. Mạch kích điện 12V lên 220V sử dụng IGBT hay Mosfet

Sơ đồ bên dưới là ví dụ sử dụng cầu H 4 Mosfet để nghịch lưu điện áp 12V DC sang điện áp AC sử dụng chiêu thức PWM ở tần số cao ( 6 – 20K hz ). Điện áp này được đưa vào sơ cấp của máy biến áp để quy đổi lên điện áp 220V ở thứ cấp. Đầu ra thường sử dụng tụ điện và cuộn dây để lọc sóng cao tần .

Mạch cầu H kích điện 12v lên 220v sử dụng Mosfet hoặc IGBT

Ta hoàn toàn có thể sử dụng mạch cầu H sử dụng Mosfet kênh P. ở trên và Mosfet kênh N ở dưới vì mạch này tương đối dễ tinh chỉnh và điều khiển. Nhưng tổn hao hiệu suất lớn hơn trường hợp sử dụng 4 Mosfet kênh N ( hình trên ). Tuy nhiên việc tinh chỉnh và điều khiển mạch cầu H dùng 4 Mosfet kênh N tương đối phức tạp hơn .
Nguyên lý và sơ đồ mạch điều khiển và tinh chỉnh mạch cầu H 4 Mosfet kênh N sung sướng xem lại ở bài viết dưới đây .


b. Tạo tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh kỹ thuật Analog PWM

Xem thêm: Hệ Thống Thư Điện Tử Công Vụ Tỉnh Bắc Giang, Mail An Giang – Chia Sẻ Kiến Thức Điện Máy Việt Nam – Chia Sẻ Kiến Thức Điện Máy Việt Nam

+ Để tạo tín hiệu người ta sử dụng một mạch so sánh với hai ngỏ vào, ngỏ vào là tín hiệu tham chiếu có dạng sóng sin và cùng tần số với điện áp ngỏ ra mong ước ( 50H z ). Ngỏ vào thứ hai là tín hiệu dạng xung răng cưa hoặc tam giác thường được gọi là sóng mang có tần số hơn rất nhiều lần tần số tham chiếu ( ví dụ 5K hz ) .
Khi điện áp của sóng mang lớn hơn điện áp của tín hiệu tham chiếu ngỏ ra của bộ so sánh ở một trạng thái, và khi điện áp của sóng mang nhỏ hơn thì ngỏ ra của bộ so sánh sẽ ở trạng thái ngược lại .

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Điện Tử Bách Khoa