Como montar um Inversor de Tensão 12v/24v 110v/220v 11


Como montar um Inversor de Tensão 12v/24v 110v/220v

Como montar um Inversor de Tensão 12v/24v 110v/220v é um projeto open source podendo ser adaptado, modificado ou melhorado, por qualquer contribuidor, sendo necessário apenas a divulgação dos links dos respectivos idealizadores citados acima em forma de créditos.

Características

Tensão de entrada (Baterias)  12v ou 24v
Tensão de Saída 110v ou 220v
Potencia de 800 a 1000Watts
Consumo em Corrente das baterias em stand bay (Sem Carga na saída) 1,8 a 2,5 Amperes
Frequência de oscilação 50 a 60Hertz
Onda quadrada Modificada ou  meia senoide

Vejam abaixo os testes feito com o inversor na casa do Alex Lima

Projeto Inversor de Tensão Profissional - Eduardo Aquino

Se você chegou até esta página, provavelmente você tem o interesse em montar o seu próprio inversor de tensão profissional.

Pensando nisto e também no crescente aumento nas tarifas de energia elétricas em nosso país que Eduardo Aquino coloca a sua disposição um projeto profissional, onde irá ensinar e guiar você em todas as etapas do processo de montagem deste inversor de tensão.

Testes realizados por Eduardo Aquino

Fluxograma

Para entender o projeto criamos um fluxograma, vamos analisar a figura abaixo do inversor de tensão

fluxo grama grama inversor de tensão

Fluxograma Inversor de Tensão

A Bateria é  a entrada de 12 ou 24 volts que passa pelo voltímetro monitor bip onde monitora a tensão da bateria que ao entrar em baixa tensão a partir dos 10,8 volts aciona um bip sonoro como alerta protegendo a bateria. E continuando logo a corrente segue para a placa que chamamos de Central onde fica o circuito Oscilador PWM com o Circuito Integrado CD4047, junto com os derives e filtros para excitar o gate dos Mosfets no Circuito de Potência que por sua vez trabalham direto no transformador (Trafo) que eleva a tensão de12 /24 volts para 110/220 volts, passando ainda pelo circuito final que faz a filtragem ajudando a criar uma senoide modificada, desta forma proporcionando um melhor funcionamento aos equipamentos ligados na saída do nosso inversor. 

Materiais necessários (Vídeo)


Lista de Material

Semi-Condutores 

CI 4047  link http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-695909297-cd4047-_JM
Q3, Q4, Q5, Q6 Mosfets IRFP4668  link http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-729531308-lote-com-05
Obs: outros modelos estão relacionados abaixo
Q1 e Q2Tip41 Link http://eletronicos.mercadolivre.com.br/pecas-componentes-eletricos/tip-41_OrderId_PRICE
D1 Diodo Zener regulador 9,1v  1N4739A  lojas de eletrônica de R$050 a 1,00
D2 1N4004 em sucatas ou lojas de eletrônica de R$050 a 1,00

Capacitores 

C1 Capacitor 10nf Cerâmico ou poliéster  Identificado com o numero 103
C2 Capacitor 47uf 16v eletrolítico com polaridade  Identificado positivo e negativo
C3 Capacitor 100uf 16v eletrolítico com polaridade  Identificado positivo e negativo
C4 Capacitor 100nf Cerâmico ou poliéster  Identificado com o numero 104
C5 Capacitor 100nf Cerâmico ou poliéster  Identificado com o numero 104
C6 Capacitor 3,3uf 16v eletrolítico com polaridade  Identificado positivo e negativo
C7 Capacitor 3,3uf 16v eletrolítico com polaridade  Identificado positivo e negativo
C8 Capacitor 470nf Cerâmico ou poliéster  Identificado com o numero 474
C9 Capacitor 1000uf 16v eletrolítico com polaridade  Identificado positivo e negativo
C10 Capacitor 2,2nf 400v  poliéster  Identificado direto com 2,2nf 400v
C11 Capacitor 2,2nf 400v  poliéster  Identificado direto com 2,2nf 400v

Todos podendo ser retirados de Sucatas ou comprados em lojas de eletrônica que varia entre R$0,10 a 0,80

Resistores

R1 Resistor de 220R identificado nas cores (Vermelho Vermelho Vermelho)
R2 Resistor de 22k identificado nas cores (Vermelho Vermelho Amarelo)
R3 Resistor de 680R identificado nas cores (Azul Cinza Marrom)
R4 Resistor de 680R identificado nas cores (Azul Cinza Marrom)
R5 Resistor de 680R identificado nas cores (Azul Cinza Marrom)
R6 Resistor de 680R identificado nas cores (Azul Cinza Marrom)
RV1 Resistor Variável  50K

Todos removidos de sucata , ou comprados em lojas de eletrônica que varia entre R$0,50 a 0,20

Indutores

L1 e L2 Bobinas Retiradas de Fontes de PC

Trafo Transformador com baixa 12+12 e alta 110 ou 220v odendo ser encontradas nobreak em Ferro-Velhos ou lojas de equipamentos usados

Outros

CH1 Chave Liga desliga

F1 Fusível de 80A ou Disjuntor de 15A para 500w ou 20A para 1000w

2 Dissipadores de Calor de alumínio aproveidados de fonte de pc ou deste link http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-724932324-dissipador-de-calor-4-x-102-cm-_JM 

Fios 2,5mm para ligar os mosfetes em paralelo

Cabos de Baterias

Bornes Conectores de 2 vias para ligar fios de Led ventoinha cooler e outros

Led cor verde , Voltimetro DC digital 12v

Fios para jampes

 

 

Montagem dos Componentes Parte #1 (Vídeo)

Montagem dos Componentes Parte #2 (Vídeo)

Montagem dos Componentes Parte #3 (Vídeo)

Esquema completo do inversor de tensão usando como oscilador CI 4047

Esquema do Inversor com CD4047 - Eduardo Aquino

Esquema do Inversor com CD4047 – Eduardo Aquino

Layout da placa ilhada para a montagem

Layout Placa Inversor de Tensão 1000 watts - Eduardo Aquino

Layout Placa Inversor de Tensão 1000 watts – Eduardo Aquino

A placa perfurada

Acima temos o diagrama esquemático completo do projeto do inversor de tensão com o oscilador usando o circuito integrado CD047 com a malha RC capacitor de 100nf saindo do pino 1 fechando com os 2 resistores 1 de 22k e outro de 50k variável (trimpot) por onde é feito o ajusta de frequência posicionando exatamente aos 60HZ. Nos pinos 10 e 11 temos as saídas do osciladores que passa pelo filtro, resistores 680homs e capacitores eletrolíticos de 2,2uf, estabilizam e tiram sujeiras da onda. Depois do filtro o sinal e ampliado nos drives composto pelos transistores TIP41 que habilitam uma quantidade maior de mosfets, os mosfets devem ser de Canal N, abaixo mostramos alguns que poderão ser utilizados, mais podendo ser usado outros equivalentes como irfp250, irfp260 ou irf8010 entre outros, lembrando que todos devem possuir dissipadores de calor de alumínio.

Sobre os Mosfets

Este projeto do inversor de tensão tem a capacidade de garantir uma potencia de 800 a 1000 watts, sugerimos no minimo 5 mosfets em cada canal ligados em paralelo, podendo ser adaptado para uma quantidade maior aumentando a potencia, no entanto quanto maior a potencia mais consumo terá das baterias com o inversor em standbay ou seja sem nenhuma carga na saída sendo utilizada.

Sobre o Transformador

O transformador deve ser o mesmo utilizado em nobreak de 1kva de preferencia 12v+12 volts 110 ou 220 volts. Na entrada 12+12 volts utiliza-se o fio do meio direto no positivo da bateria como mostra o esquema, este fio do meio é o CT (Center Type), se o transformador não tiver o CT não vai servir para o nosso projeto. Geralmente encontramos estes no-breaks com estes tipos de transformadores em ferro velho de equipamentos usados.

Etapa de proteção

Na entrada da bateria é fundamental um fusível de 80A seguido de um diodo de 5A de proteção contra corrente reversa seguido de um diodo 1n4004 que tem a mesma função para o circuito oscilador, o Oscilador é protegido com um diodo zener regulador de tensão de 9.1V, os capacitores que aparecem aterrando, servem como filtros retificadores.

Circuito de Potencia Mosfets + Trafo para o  inversor de tensão

Este circuito é responsável pela potência direta do projeto do inversor de tensão, depois de alguns vários testes atestamos que inversores acima de 1000 watts consomem uma alta corrente das baterias, e circuitos menores de 600, 800 ate 1000 watts consomem bem menos. Em testes na bancada, com o inversor sem nenhuma carga ligada a sua saída, houve um consumo de 1,8 amperes das baterias e com circuitos acima de 1200 watts o consumo sebe para em média 3 amperes.

Veja abaixo alguns Mosfets recomendado

Recomendamos o uso de 5 mosfetes para canal (cada lado), ligados em paralelo para garantir uma potência de 800 a 1000 watts, abaixo uma pequena lista de mosfets que foram testados em bancada, podendo ser testados outros equivalentes de canal N.

mosfet inversor de tensão

IRFP250 – Datasheet  – http://www.vishay.com/docs/91212/91212.pdf
IRFP260 – Datasheet  – http://www.vishay.com/docs/91212/91212.pdf
IRF8010 – Datasheet  – http://www.marutsu.co.jp/contents/shop/marutsu/datasheet/IRF8010.pdf
IRFP4668 – Datasheet

Cada Transistor tem suas características como corrente e tensão  entre o Dreno e Source, tensão do Gate, potência de dissipação e temperatura de trabalho, e todas estas características encontramos nos Datasheet de cada modelo de Mosfet.

Este circuito com mosfets trabalha direto com o Trafo que deve seguir a mesma capacidade para o circuito de 800 a 1000 watts, deve usar um transformador de 1kva  (1000va) como já falado encontrado em no-braks.

O Circuito possui 2 canais com 5 mosfet  em cada lado que trabalham 1 para cada lado do transformador 12+12 volts ou 24+24 volts, hora o sinal joga para um lado hora o sinal joga para o outro lado numa frequência de 60Hertz por segundo controlado pelo oscilador.

 

 

Circuito Termo Cooler – Sensor De Temperatura Para Cooler do  inversor de tensão

Este circuito não é um luxo ou enfeite mais sim um circuito que garante a eficiência do inversor, o termo cooler mantem a refrigeração dos mosfets através de um sensor de temperatura aparafusado nos dissipadores de calor.

Circuito simples que pode ser ajustado para ser acionado de acordo com as informações de temperatura de trabalho informado no datasheet do fabricante do mosfet

Diagrama Esquemático

sensor de temperatura coolet

O Ajuste da temperatura deve ser feito com o auxilio de um termômetro.

O controle da temperatura e fundamental pois o aumento da temperatura diminui a potência do sistema,  sempre que houver carga na saída haverá aquecimento nos mosfets, que acionará automaticamente a ventoinha cooler que manterá o sistema refrigerado, e sempre que não houver carga na saída, o circuito estará frio não havendo necessidade e acionar o cooler garantindo também uma economia das baterias.

Estamos finalizando este projeto faltando ainda o circuito de filtragem de saída, logo em breve estaremos com mais novidades.


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