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인버터 회로 마스터하기: 가정용 제작 종합 가이드

DC 배터리 저장소 같은 다양한 전기 전원과 인버터의 응용이 일반화되고 있습니다. 또한 전력 전자 스위칭 소자의 성장에 따라 인버터 전원은 훌륭한 추가 또는 예비 전원 공급을 제공합니다.

하지만 인버터 회로의 이점을 극대화하고 모든 것을 알기 위해 계속 읽어보세요. 특히 집에서 쉽게 만드는 방법을 알게 될 것입니다.

인버터 회로 마스터하기: 가정용 제작 종합 가이드

전자 다이오드 부품 사진

인버터 회로의 의미

인버터 회로는 직류 전기를 교류로 변환하여 전력망이나 독립 시스템에 전력을 공급합니다. 즉, DC(직류)를 AC(교류)로 바꾸는 장치입니다.

인버터 회로는 어떻게 작동하는가

간단합니다. 컨버터 회로는 정류 하에서 교류를 직류로 지속적으로 변환합니다. 즉, 교류가 사인파이기 때문에 파형의 크기와 방향이 시간이 지남에 따라 규칙적으로 변합니다.

따라서 다이오드는 전기를 통과시켜 직류로 변환하지만 역방향으로는 통과시키지 않습니다.

직류가 다이오드를 통과하면 순방향만 전기를 통과시켜 양의 피크만 나타납니다. 이는 사이클의 다른 절반이 음의 피크로 가지 않기 때문에 낭비됩니다.

따라서 다이오드 구조는 브리지처럼 만들어 음의 피크를 순방향으로 통과시킵니다. 이를 전파 정류라고 하며 음과 양의 파형 피크를 모두 변환합니다.

한편, 전파 정류만으로는 부드러운 파형을 만들 수 없으며 리플 전압과 교류 변동의 흔적이 남습니다.

따라서 정리하기 위해 커패시터가 반복적으로 충방전됩니다. 따라서 파형을 직류에 가깝게 평활화하고 교환합니다.

또한 이 간단한 인버터 회로는 다양한 주파수와 전압의 AC를 출력합니다. AC/DC 변환 과정은 IGBT(절연 게이트 양극 트랜지스터) 같은 파워 트랜지스터를 스위칭하면서 ON/OFF 간격을 변경하여 다양한 폭의 펄스 파형을 생성합니다.

그 후 이를 준 사인파인 PWM(펄스 폭 변조)으로 결합합니다.

컴퓨터가 펄스 폭을 자동으로 제어합니다. 예를 들어 일부 할당된 원칩 컴퓨터는 모터를 제어하며 사전 설치된 PWM 기능을 포함합니다.

따라서 원하는 매개변수를 지정하여 유사 사인파의 다양한 주파수를 생성하면서 모터 회전 속도를 제어하는 것이 가능합니다.

또 다른 측면에서, 전류 펄스 수가 정류 회로와 인버터 펄스 수를 분류하며, 이는 AC 입력 전압의 DC 측으로 흐릅니다.

또한 관련 정류 회로는 12펄스 정류기, 18펄스 정류기, 또는 그 이상일 수 있습니다. 한편 정류 회로는 제어될 때 인버전 모드로 작동합니다.

위 다이어그램의 구성은 이제 가변 속도 드라이브 응용이 있는 교류 전원 공급 장치에서 인기가 있습니다. 한편 추가 인버터가 결합되면 다른 세 개의 인버터로 18단계 인버터를 얻습니다.

인버터 회로 출력 파형

인버터는 회로 설계에 따라 변조 사인파, 사각파 출력, 펄스 폭 변조파, 펄스 사인파, 출력 전압 파형, 또는 사인파를 생성할 수 있습니다. 인기 있는 인버터 종류는 준사각파나 사각파를 생성합니다.

사인파 순도의 척도는 전체 고조파 왜곡(THD)입니다. 예를 들어 50% 듀티 펄스 사각파는 48% THD의 사인파와 같습니다.

한편 상업용 전력 배전망은 소비자 연결 지점의 파형에서 3% 미만의 THD를 가집니다. 더구나 IEEE 표준 519는 전력망에 연결된 시스템에 5% 미만의 THD를 권장합니다.

그러나 저전압 DC 소스에서 가정용 플러그인 전압을 생성하는 두 가지 주요 설계가 있습니다. 첫 번째는 스위칭 부스트 컨버터를 사용하여 더 높은 전압 DC를 생성한 후 AC로 변환합니다.

동시에 두 번째 설계는 배터리 레벨에서 직류를 교류로 변환하면서 라인 주파수 트랜스포머를 사용하여 출력 전압을 생성합니다.

인버터 회로 마스터하기: 가정용 제작 종합 가이드

벡터/아이소메트릭 태양광 패널 셀 시스템 이미지

파워 인버터 회로 만드는 방법

필요한 부품

주요 부품은 다음과 같습니다:

기타 기본 부품:

파워 인버터 회로 제작 단계

첫 번째 단계

먼저 알루미늄 시트를 구해 약 5×5인치 크기로 두 부분으로 자르거나 나눕니다. 이때 파워 트랜지스터에 맞게 구멍을 뚫습니다. 구멍 지름은 약 3mm여야 합니다.

또한 인버터 캐비닛에 단단하고 간단하게 장착할 수 있도록 적절한 구멍을 뚫거나 만듭니다.

두 번째 단계

다음, 아래 회로도에 표시된 것처럼 트랜지스터의 팔을 사용하여 교차 모드로 저항을 연결합니다.

세 번째 단계

또 다른 것은 볼트나 너트를 사용하여 트랜지스터를 방열판에 단단히 고정하는 것입니다.

네 번째 단계

그 후 저항, 방열판, 트랜지스터 조립체를 트랜스포머의 2차 회로를 통해 연결합니다.

다섯 번째 단계

마지막으로 트랜스포머 조립체와 완성된 PCB를 통풍이 잘 되는 금속 캐비닛에 넣습니다. 출력/입력 지점과 퓨즈 홀더를 캐비닛에 부착하고 연결합니다.

이제 인버터가 준비되었습니다. 인버터는 인버터 회로의 하우징 케이스로 도움이 될 수 있습니다. 또한 출력 전압, 주파수, 입력 전압, 전압 레벨, 일반적인 전력 처리는 특정 장치 설계에 달려 있습니다. 결과적으로 회로 제작 전에 모든 것을 고려해야 합니다.

테스트 방법

전체 규모로 사용하기 전에 회로의 작동 확인은 필요합니다. 장치를 테스트하려면 인버터의 출력 소켓을 사용하여 50-60와트 전구 연결을 수행하세요. 그런 다음 인버터의 입력 소켓을 사용하여 12볼트 배터리를 연결하세요.

전구가 선명하고 밝게 켜지면 회로 연결이 정확하고 아웃 인버터가 현장 작업을 수행할 준비가 된 것입니다. 그러나 전구가 켜지지 않으면 연결을 다시 확인해야 합니다.

인버터는 일반 발전기보다 그리드 주파수 주변의 변화에 더 빠르게 반응합니다. 따라서 인버터는 그리드 주파수와 동기화되어야 합니다.

참고:

인버터 회로 분류

인버터의 분류에는 소스, 출력, 부하 유형 기반 유형이 포함됩니다. 이들은 다음과 같습니다:

인버터 회로—출력 특징

인버터 회로—인버터 소스

인버터 회로—부하 유형

  1. 하프 브리지 인버터
  2. 풀 브리지 인버터

180도 모드; 이 작동 모드에서 사이리스터의 도통 시간은 180도입니다. 120도 모드; 이 작동 모드에서는 한 번에 두 개의 사이리스터만 도통합니다.

  1. 일반 2레벨 인버터
  2. 멀티 레벨 인버터

인버터 회로—기타 분류:

마이크로 인버터 - 개별 태양광 패널용 소형 인버터입니다.

CMOS 인버터 - (상보성 금속 산화막 반도체) CMOS는 논리 기능을 제공합니다. 주요 집적 회로 구성 요소입니다. CMOS 인버터는 반도체 위의 금속 게이트를 포함하는 전계 효과 트랜지스터입니다. 여러 전자 장치에 CMOS 인버터가 있으며 소형 회로 주변의 데이터를 제공합니다.

일반적인 인버터 회로 응용 분야

인버터 회로의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

1. 인버터 회로—무정전 전원 공급 장치

UPS(무정전 전원 공급 장치)는 메인 전원을 사용할 수 없거나 정전 시 인버터와 배터리를 사용하여 AC 전원을 공급합니다. 예를 들어 정전 시 갑작스러운 종료를 방지하기 위해 데스크톱 컴퓨터에 연결된 UPS.

2. 인버터 회로—냉동 압축기

또한 인버터를 사용하여 압축기 모터 속도를 제어하여 냉동 시 가변 냉매 유량을 추진할 수 있습니다.

또 다른 측면에서 AC 인버터 또는 AC 인버터 회로는 압축기 속도를 조절하여 가스(냉매) 유량을 제어하므로 전력과 전류 소비를 줄입니다.

3. 인버터 회로—전기 모터 속도 제어

같은 맥락에서 모터 회전 속도 조절을 돕습니다. 간단한 인버터로 회전 속도를 제어할 수 있습니다. 인버터는 가변 전압 가변 주파수(VVVF) 하에서 주파수와 전압을 변경합니다.

4. 인버터 회로—태양광

태양광 인버터는 오프그리드 및 그리드 연계 시스템용 광전지 시스템 구성 요소입니다. 즉, 이 유형의 인버터는 광전지 어레이용으로 만들어진 고유 기능을 가집니다.

5. 인버터 회로—전력망

또한 인버터의 또 다른 주요 응용은 전력 소비와 그리드입니다. 그리드 연계 인버터 제작은 전기 배전 시스템에 전력을 공급하기 위함입니다.

인버터 회로 마스터하기: 가정용 제작 종합 가이드

하이브리드 인버터가 있는 태양광 셀 시스템

결론

요약하면 위 단계들은 올바른 부품과 입력 전압으로 집에서 인버터 회로를 만들 수 있음을 보여줍니다. 여기서는 인버터 제작을 위한 간단한 절차와 제작에 필요한 부품을 설명했습니다.

또한 인버터 제작 후 효능을 확인하기 위해 테스트하는 것이 좋습니다. 또한 인버터 설계, 출력 전력 또는 파워 아웃풋에 주목해야 합니다.

한편, 이 기본 설계 단계가 꽤 복잡하다고 생각되거나 더 고급 설계를 탐색하고 싶다면 여기를 클릭하여 더 많은 설명이나 지원을 받으세요.


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