ИНВЕРТОР ДЛЯ АВТОНОМНОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 12-220 ВОЛЬТ

Инвертор по принципу работы представляет собой преобразователь постоянного тока в переменный, с изменением величины его действующего напряжения.

Инвертор позволяет питать от аккумуляторной батареи (АКБ) различные бытовые приборы (нагрузку), рассчитанные на сетевое напряжение.

Инвертор является важной частью многих электроприборов и систем, начиная от смартфонов и заканчивая электромобилями, солнечными генераторами и системами автономного энергоснабжения.

По форме выходного напряжения инверторы можно разделить на следующие виды которые представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Виды выходного напряжения

• Постоянное напряжение 220 В или высокочастотное переменное импульсное напряжение (десятки кГц) не используют в инверторах, так как такое выходное напряжение является непригодным для большинства источников потребления.
• Меандр (50Гц) – выходное напряжение также содержит большое количество высокочастотных составляющих, однако такой вид напряжения применяют в инверторах для адаптеров питания телефонов, ламп накаливания, светодиодных и люминесцентных ламп.
• Модифицированный синус (50Гц) часто используют в инверторах и других преобразователях, так как данный вид выходного напряжения способен запитать практически любой бытовой прибор, однако менее эффективно, по сравнению с обычной синусоидой. Приводит это к тому, что устройства начнут сильнее греться, гудеть и работать с меньшей мощностью.
• Синусоидальное напряжение является универсальным для всех типов потребителей, наиболее дорогие типы инверторов стараются использовать именно этот вид выходного напряжения, однако добиться чистого синусоидального напряжения гораздо сложнее, нежели представленных выше.

На рисунке 2 представлена схема простого преобразователя напряжения 220В, 50Гц.

Выходная мощность преобразования – около 100 Ватт. Задающий генератор выполнен по схеме симметричного мультивибратора, на транзисторах VT1 и VT2 (KT315).

Мультивибратор — это релаксационный генератор, который может функционировать в одном из трёх основных режимов:

1. Автогенераторный режим. Используется для формирования бесконечной импульсной последовательности с установленными значениями амплитуды и частоты импульсов.

2. Режим ожидания. Генерирует единичный выходной импульс заданной амплитуды и продолжительности в ответ на поступление входного запускающего импульса произвольной амплитуды и продолжительности.

3. Режим синхронизации и деления частоты. Позволяет генерировать единичный выходной импульс в ответ на поступление целого числа входных импульсов.

Рисунок 2. Cхема простого преобразователя напряжения 220В, 50Гц

Простой схема называется за счет простоты управления. Выходные каскады преобразователя собраны на составных транзисторах ѴТ3 и ѴТ4 (IRF3205). Эти транзисторы устанавливают без изолирующих прокладок за счет выведенного стока. Схема потребляет от аккумулятора ток до 20 А. В качестве силового использован готовый сетевой трансформатор на 100 Ватт. Для того, чтобы частота работы задающего генератора была равна 50 Гц, подбирают номиналы резисторов R1 и R2. Мультивибратор генерирует на выход напряжение типа меандр, чего будет вполне достаточно для питания систем уличного освещения, однако может не подойти для других устройств.

Заключение

Инверторы играют важную роль в фотоэлектрических системах, обеспечивая преобразование постоянного тока от солнечных панелей и аккумуляторных батарей в переменный ток, необходимый для питания различных нагрузок и связи с внешней сетью. Они также предотвращают разряд аккумуляторов и защищают систему от перегрузок и коротких замыканий. Для питания светодиодных ламп, использующихся в системах уличного освещения, можно использовать схему простого инвертора, с выходным напряжением типа меандр.