Converter amplificador de áudio em inversor de onda senoidal pura

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Se você não está interessado em entender os aspectos técnicos profundos de um verdadeiro inversor de potência de onda senoidal, mas deseja construí-lo em algumas horas, este artigo o ajudará a conseguir isso usando um amplificador de potência de áudio e alguns motores DC. Aqui veremos como converter amplificadores de áudio em inversores de onda senoidal pura

Consideraremos três projetos separados de inversor de onda senoidal verdadeira usando amplificadores de áudio de tamanho adequado e circuitos digitais de gerador de onda senoidal

Projeto # 1

Vamos começar entendendo como um par de pequenos motores CC pode ser usado para gerar sinais puros de ondas senoidais e, em seguida, prosseguir com os detalhes de emparelhamento dos motores com um amplificador de potência pronto para adquirir a verdadeira potência de onda senoidal da rede. Alimentação CA desejada. O artigo explica uma idéia inovadora para configurar algumas unidades pré-construídas, como um amplificador de potência, um par de motores DC e uma bateria em um inversor de energia de onda senoidal.

Existem pessoas cujas vidas dependem do poder que os inversores acessam e, para eles, esses dispositivos são realmente inestimáveis ​​e cruciais. Também existem pessoas que pretendem possuir investidores, mas são muito pouco informadas sobre suas especificações técnicas, etc. e, portanto, relutam em levá-los para casa.

Outro fator com os inversores é que eles podem ser imensamente caros, especialmente aqueles que podem funcionar universalmente com todos os tipos de aparelhos elétricos ou simplesmente com verdadeiros inversores de onda senoidal. Eu já discuti muitos diagramas de circuitos do inversor, desde a idéia mais comum do tipo hobby até os tipos altamente sofisticados de onda senoidal modificada e verdadeiro inversor de onda senoidal. No entanto, esses projetos são excessivamente técnicos e definitivamente não se destinam ao leigo.

As idéias explicadas não são simples e exigem experiência anterior em eletrônica para compreendê-las, além de um profundo conhecimento de eletrônica prática para construí-las. Então, significa que um leigo não conseguia entender essas magníficas casas de força? E isso significa que um leigo não tem o direito de aproveitar os benefícios de um inversor de energia de onda senoidal caseiro, que pode ser divertido não apenas de construir, mas também muito barato e confiável em comparação com os comerciais.

A seção a seguir mostrará claramente como um sofisticado inversor de onda senoidal verdadeira pode ser construído por praticamente qualquer pessoa com conhecimentos e habilidades técnicas comuns.

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A idéia explicada abaixo não é uma unidade baseada em circuito que precisa ser montada com PCBs, componentes eletrônicos etc., mas aqui compramos unidades prontas, como amplificadores, motores, baterias, transformadores, etc. e integramos tudo isso para construir a peça final. Vamos aprender como isso pode ser feito em uma hora.

AVISO: O CONCEITO É SOMENTE ASSUMIDO PELO AUTOR E NUNCA FOI VERIFICADO OU VERIFICADO MUITO POR SUA CONTA E RISCO, E SE VOCÊ TEM FÉ SUFICIENTE SOBRE A DISPONIBILIDADE DO CONTEÚDO EXPLICADO.

Princípio de funcionamento básico dos inversores

O conceito: inversores, como todos sabemos, nada mais são do que amplificadores de tensão ou steppers. O método mais conhecido para aumentar as tensões é através de transformadores, onde enrolamentos isolados são usados ​​para obter multiplicações surpreendentes do nível de tensão. Basicamente, o processo ocorre através de induções magnéticas para transformar fluxos de alta corrente em saídas de alta tensão.

Para atender ao processo acima, é necessária uma entrada CA alta que pode ser alimentada no enrolamento do transformador relevante para obter a energia CA 230 ou 120 volts desejada.

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No entanto, como todo o objetivo é converter uma fonte CC em níveis de rede, primeiro precisamos converter a CC de baixo nível para a entrada CA baixa. Nos inversores de onda quadrada, isso é facilmente conseguido através do uso de circuitos comuns comuns, mas uma saída de onda quadrada não é o que estamos procurando, então como podemos realmente “fabricar” uma entrada de onda senoidal verdadeira ou pura para nosso protótipo.

Usando motores DC para gerar sinal sinusoidal em vez de circuitos PWM

Obviamente, podemos fazer isso usando circuitos opamp complexos como um circuito “bubba”, mas como não queremos envolver grande parte da eletrônica aqui, uma solução mais simples seria usar um pequeno motor DC para esse fim. Tudo o que se sabe pode ser girado aplicando energia, as rotações são causadas pela interação de torção constante do ímã permanente e pelo efeito eletromagnético induzido.

Se revertermos o processo, ou seja, se girarmos um motor aplicando força mecânica externa, podemos induzir uma quantidade considerável de potencial variável através de seus terminais de enrolamento e a tensão recebida terá uma forma de onda sinusoidal. A forma de onda será perfeitamente natural e uma verdadeira onda senoidal.

Se essa entrada de onda senoidal for amplificada para os níveis desejados, talvez nossa missão possa simplesmente ser cumprida. Em vez de embarcar em circuitos mosfet complexos destinados a aplicações de inversores, pensei que era uma idéia melhor alimentar a entrada senoidal antiga em um amplificador de áudio de alta potência pronto para comprar do mercado.

Aqui está um desses modelos de amplificadores de amostra. As saídas que devem ser conectadas aos alto-falantes devem estar conectadas aos nossos transformadores de potência.

Se o amplificador for estéreo, podemos usar um par de transformadores e encerrar as saídas CA dos transformadores para separar as saídas CA para que diferentes dispositivos possam ser conectados.

O motor que realmente produz as ondas senoidais é alimentado por outro motor conectado a um mecanismo de polia / correia. O motor de acionamento funciona com a bateria disponível.

Peças necessárias

Você precisará das seguintes peças e unidades para fazer esse verdadeiro inversor de onda senoidal:

Um amplificador de áudio de alta potência e pronto para uso

Transformador: A classificação deve corresponder à potência do amplificador. Se o amplificador puder fornecer 500 watts a 50 volts, significa que o enrolamento de entrada do transformador deve ser classificado em 50 volts e 10 amperes.

Como alternativa, o transformador da fonte de alimentação do amplificador de potência pode ser removido e utilizado para essa finalidade.

Motores: as RPMs devem ser maiores que 3000 e devem estar exatamente definidas em 3000 RPMs para obter uma frequência de 50 z.

Guarda-roupa adequado para acomodar todo o conjunto.

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Porcas, parafusos, arruelas, cabos, bateria, etc.

Projeto de fiação para o inversor de onda senoidal proposto com um amplificador de áudio

usando o amplificador de áudio como um inversor de onda senoidal pura

Como montar o amplificador de áudio com bateria e entrada senoidal

É bastante simples e trata-se de integrar as unidades adquiridas de acordo com o diagrama fornecido. Todo o sistema, juntamente com o amplificador, o transformador e os motores, pode ser alojado em um gabinete de metal maior e protegido adequadamente.

Os motores devem ser conectados especialmente à base do gabinete do inversor para evitar vibrações e ruídos. O gabinete também deve incluir todos os terminais especificados com a unidade, fixados externamente para conexão da bateria e tomadas CA.

Através de um conceito simples, a idéia de construir um inversor de onda senoidal pura foi explicada no artigo. Leia todos os detalhes da construção.

Projeto # 2: Usando um módulo amplificador de 100 watts

É compreensível que os inversores de onda senoidal não sejam fáceis de construir devido a muitas razões diferentes. Mas é provável que seja o circuito mais ordenado e também bastante difícil de encontrar. Para pessoas que procuram desesperadamente por esse circuito, talvez este artigo possa ajudar.

Após muita reflexão, você provavelmente parece ter criado um conceito mais fácil (embora não suficientemente eficiente) de um circuito inversor de onda senoidal pura. Como o circuito não foi testado por mim, não poderei falar muito sobre as especificações exatas do circuito e gostaria de deixar os leitores decidirem a viabilidade do circuito atual.

A idéia me surpreendeu ao ler a descrição do circuito de um amplificador de áudio MOSFET. Todos sabemos que quando um sinal de áudio é alimentado na entrada de um amplificador, ele produz uma potência de saída amplificada que possui exatamente as mesmas propriedades da entrada.

Isso implica simplesmente que, em vez de um sinal de áudio, se um sinal CA puro de um circuito de ponte de Viena for aplicado à entrada de um amplificador de potência e de um transformador de inversor conectado à sua saída (onde um alto-falante normalmente seria conectado) Certamente produz uma réplica amplificada da entrada. E o enrolamento secundário do transformador do inversor conectado definitivamente produziria energia CA de onda senoidal (meu palpite).

O único grande problema é a perda de uma quantidade significativa de energia da bateria na forma de calor através dos dispositivos de energia, o que reduz a eficiência geral do inversor.

Vamos continuar e ver como funcionam os diferentes estágios do circuito proposto.

circuito gerador de onda senoidal

O circuito do oscilador

O circuito gerador de ondas senoidais simples mostrado a seguir pode ser usado para produzir as ondas senoidais necessárias na entrada do amplificador de potência, vamos estudar sua operação através das seguintes etapas:

O amplificador operacional A1 é basicamente conectado como um multivibrador astável,

A resistência R1 e o capacitor C1 definem a frequência de oscilação do astável.

A onda quadrada de A1 é alimentada para A2, que é configurado como um filtro passa-baixo de dois polos e é usado para filtrar os harmônicos de A1.

A saída A2 será quase uma onda senoidal pura, obviamente o pico dependerá da tensão de alimentação e do tipo de opamp usado.

A frequência do presente circuito foi ajustada para aproximadamente 50 Hz. Se os valores das partes mostradas entre parênteses forem selecionados, a frequência será de cerca de 60 Hz.

Lista de peças

Todos os resistores são de 1/8 watt, 1%, MFR

R1 = 14K3 (12K1),

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

R5, R6 = 2K2 (1K9),

R9 = 20K

C1, C2 = 1 µF, TANT.

C3 = 2µF, TANT (DOIS 1µF EM PARALELO)

C4, C6, C7 = 2 µ2 / 25V,

C5 = 100µ / 50v,

C8 = 22µF / 25V

A1, A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (National Semiconductor),

HEATSINK PARA IC2 COMO MOSTRADO NA FOTO,

TRANSFORMADOR = 0 – 24 V / 8 AMPS. SAÍDA – 120/230 V CA

PCB = FINALIDADE GERAL

fazendo inversor senoidal a partir de um amplificador de áudio

O circuito atual do amplificador

Tendo em vista manter as especificações do projeto muito simples e a contagem de componentes o mínimo possível, um amplificador de chip único era o requisito básico. Um amplificador razoavelmente poderoso usando o IC LM3886 (National Semiconductor) foi finalmente selecionado por mim para esse fim. As características mais destacadas deste chip de amplificador de potência são as seguintes:

Um IC verdadeiramente versátil e de alto desempenho em comparação com outros tipos de dispositivos discretos e híbridos.

Totalmente protegido internamente das altas temperaturas instantâneas,

Possui uma área operacional segura protegida dinamicamente,

A saída é perfeitamente protegida contra curto-circuito à terra ou alimentação positiva através de uma rede interna de circuitos limitadores de corrente.

A saída também é protegida contra surtos de saída devido a transientes de carga indutivos,

Pode ser operado com tensões tão baixas quanto 20 volts até 94 volts impressionantes.

Suas especificações técnicas são as seguintes:

A sensibilidade de entrada é de 1 Vrms

A potência de saída será próxima de 100 watts se a resistência primária do transformador for de cerca de 4 ohms.

A largura de banda de energia é de 10Hz a 100KHz.

Dicas de construção

O circuito consiste basicamente em apenas dois circuitos integrados como os principais componentes ativos e um punhado de outros componentes passivos, portanto o procedimento de construção deve ser muito fácil. A montagem inteira pode ser feita simplesmente em uma peça de placa de uso geral (aproximadamente 4 por 4 polegadas).

O IC2 deve ser colocado na borda da PCB para facilitar o ajuste do dissipador de calor. Este usa duas grandes baterias de caminhão de 24 volts. Conecte-os conforme mostrado no diagrama.

É necessário um carregador de bateria separado para carregar as baterias.

Projeto # 3: Inversor de onda senoidal pura de 500W

O post explica como fazer um inversor de onda senoidal pura de 500 watts usando um amplificador de áudio de 500 watts para obter resultados razoavelmente excelentes.

O circuito basicamente usa uma topologia push pull através de um par de baterias de 24V. O uso de duas baterias de 24V permite incorporar baterias mais baixas AH com maior eficiência e potência.

As baterias de 12V também podem ser testadas, no entanto, a potência de saída seria cortada pela metade.

Como uma fonte dupla é usada, o transformador conectado não precisa ser do tipo shunt central, mas um transformador comum de dois fios se torna adequado aqui.

Os dois projetos mostrados abaixo são tudo o que seria necessário para implementar este simples circuito inversor de onda senoidal pura.

O gerador de ondas senoidais

O primeiro circuito é o gerador básico de ondas senoidais que se torna a entrada de energia para o amplificador principal de ondas senoidais ou estágio de saída.

O gerador de onda senoidal produz uma saída pura de onda senoidal com os componentes mostrados em aproximadamente 50Hz, para outras frequências, a resistência de 2,5K pode ser alterada e testada em um simulador para definir os resultados desejados.

O circuito do gerador senoidal deve ser fornecido com +/- 12V e não diretamente da fonte de bateria de 24V, pois isso pode danificar permanentemente o IC.

Os amplificadores operacionais usados ​​neste gerador de seno são do IC TL072

circuito gerador de onda senoidal simples com dois amplificadores operacionais



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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