De nos jours, nous ne pouvons même pas imaginer un monde sans électricité. Même une panne de courant intermittente est très gênante. Comme nous dépendons de l’électricité dans de nombreux domaines importants de notre vie, il est important de nous convaincre contre les pannes de courant et c’est là que l’onduleur joue un rôle important. Il existe plusieurs types d’onduleurs sur le marché, tels que les onduleurs à onde carrée, les onduleurs à onde sinusoïdale modifiée et les onduleurs à onde sinusoïdale pure. Les options les moins chères seraient les onduleurs à onde carrée et à onde sinusoïdale modifiée. Mais la différence entre les onduleurs à onde sinusoïdale modifiée et pure est que ces types d’onduleurs ne conviennent pas aux charges inductives telles que les moteurs, les ventilateurs, etc. C’est là que les onduleurs à onde sinusoïdale pure entrent en jeu. Ils produisent une onde sinusoïdale pure à la fréquence de ligne afin de ne pas affecter ces charges inductives.
Donc, dans ce projet, nous allons construire un onduleur à onde sinusoïdale pure avec une puissance nominale de 300W ou 800VA. Examinons les composants nécessaires à ce projet.
Composants requis
- Module EGS002 SPWM
- MOSFET canal N IRF3205
- MOSFET à canal N 90N03
- Régulateur de tension LM7505
- Diodes FR207
- Transistors S8050
- ventilateur 12V
- Résistances de 10 Ohms
- Résistance de 1 KOhms
- Résistance de 1 KOhms
- 10 KOhms CTN
- Préréglage 10 KOhms
- Condensateurs 0,1uF
- Condensateur 2,2uF 650V
- condensateurs 10uF
- Condensateur 2200uF
- Transformateur 0-9 V d’une puissance nominale de 400 W ou plus
- Dissipateur de chaleur
- Connecteurs
- Fils
- Plaqué cuivre / Panneau perforé
- Kit de soudure
Schéma de circuit de l’onduleur à onde sinusoïdale pure 300 W
Le schéma de circuit complet de l’onduleur à onde sinusoïdale pure est présenté ci-dessous.
Jetons maintenant un coup d’œil à chaque section.
Le section de puissance se compose d’une protection contre l’inversion de polarité basée sur un MOSFET canal N et un régulateur de tension LM7805 ainsi que des condensateurs de filtrage. L’entrée de la batterie est connectée à l’entrée d’alimentation, puis le positif est directement connecté à un interrupteur et au pont en H. Le négatif est connecté via un MOSFET canal N pour la protection contre l’inversion de polarité. LM7805 génère les 5 V nécessaires pour le module EGS002.
Le circuits de contrôle de la température et du ventilateur se compose d’un NTC 10K pour la mesure de la température et d’un transistor NPN pour piloter le ventilateur. La lecture de la température et le contrôle du ventilateur sont effectués par le module EGS002 lui-même.
Ensuite, le Circuit de commande H-Bridge et EGS002. Le H-Bridge est composé de quatre MOSFET IRF3205. Les lignes de commande de l’EGS002 sont connectées aux MOSFET via les résistances de grille. Le transformateur est connecté aux points TR1 et TR2.
Le circuit de rétroaction se compose d’un pont redresseur et d’un diviseur de tension. La résistance variable VR1 est utilisée pour ajuster la tension de sortie en ajustant la tension de rétroaction. La tension alternative du transformateur est connectée à l’entrée du pont redresseur et la tension abaisseur est connectée à la broche VFB du module EGS002. Le module ajustera le cycle de service SPWM par rapport à cette tension de rétroaction, pour maintenir la tension de sortie stable.
Le transformateur est connecté au H-Bridge aux points TR1 et TR2. En sortie, un condensateur de 2,2 uF 650 V est connecté pour filtrer tout composant haute fréquence du SPWM. Cette sortie filtrée est ensuite connectée à la charge et à une ligne de rétroaction de l’EGS002.
Construction et test du circuit inverseur à onde sinusoïdale pure
Vous pouvez soit construire ce projet dans un tableau perforé, soit créer un PCB avec les fichiers à partir du lien en bas de la page. Les fichiers PDF pour la méthode de transfert de toner et le fichier Gerber pour la fabrication sont inclus. Voici la disposition du PCB pour l’onduleur.
Et voici la vue PCV pour la même chose.
Une fois que vous avez réalisé le circuit avec toutes les connexions appropriées, connectez la batterie et allumez l’interrupteur. Si l’onduleur s’éteint au bout de quelques secondes avec la LED de l’EGS002 clignotant trois fois, c’est que la tension de sortie n’est pas calibrée. Connectez la sortie à un multimètre TrueRMS et ajustez la résistance variable jusqu’à ce que la tension de sortie soit réglée correctement.
Une fois la tension réglée, l’onduleur fonctionnera sans aucune erreur. Le module EGS002 est doté d’une coupure basse tension, donc si la tension d’entrée est réduite en dessous de la tension minimale, l’onduleur s’arrêtera automatiquement. De même, le module est doté d’une protection contre les surintensités et d’une protection contre la surchauffe. Jetons un coup d’œil au module EGS002 et à ses fonctionnalités.
PCB et composants principaux
Voici le PCB que j’ai réalisé et les composants utilisés. Vous pouvez voir que le nombre de composants est le strict minimum. L’entrée est fournie via un câble de gros calibre pour réduire la chute de tension due à la résistance du conducteur. Un condensateur tank de 2200uf est ajouté à l’entrée. Le 5 V du module EGS002 est généré à l’aide du régulateur de tension LM7805 et des condensateurs de filtrage. Comme déjà mentionné, le circuit de rétroaction AC se compose d’une diode pont composée de quatre diodes FR207, d’un diviseur de tension composé de deux résistances de 100 KOhms et d’un préréglage de 10 KOhms et d’un condensateur de filtre de valeur 10 uF.
Voici le Circuit en pont en H composé de quatre MOSFET à canal N. Vous pouvez utiliser IRF3025 ou tout autre compatible pour le circuit H-Bridge.
L’image ci-dessous montre la face inférieure du PCB. La face inférieure ne comporte qu’un seul composant. Et c’est un MOSFET à canal N pour la protection contre l’inversion de polarité. Les traces de puissance sont renforcées par de la soudure pour une meilleure gestion du courant. Toutes les autres traces sont recouvertes de soudure pour éviter l’oxydation des pistes PCB faites maison.
Module EGS002
EGS002 est une carte de commande conçue pour les onduleurs sinusoïdaux monophasés. Il utilise ASIC EG8010 comme puce de contrôle et IR2110S comme puce de pilote MOSFET. La carte pilote intègre des fonctions de protection contre la tension, le courant et la température, une indication d’avertissement LED et un contrôle du ventilateur. Nous pouvons utiliser des cavaliers pour configurer les paramètres suivants : fréquence de sortie (50/60 Hz), mode de démarrage progressif et temps mort.
Voici le tableau de description des broches du module EGS002-
Configurations de cavaliers
Comme déjà mentionné, l’EGS002 peut être configuré avec les cavaliers intégrés. Jetons un coup d’œil à ceux-ci. Le tableau suivant montre la fonction de chacun de ces cavaliers.
Indications LED et codes d’erreur :
Le module EGS002 peut donner des codes d’erreur avec la LED intégrée. Voici les codes d’erreur et leur signification.
Normale: Éclairage toujours allumé
Surintensité : Clignez deux fois, éteignez pendant 2 secondes et continuez à faire du vélo
Surtension : Clignote 3 fois, s’éteint pendant 2 secondes et continue à faire du vélo
Sous-tension : Clignote 4 fois, s’éteint pendant 2 secondes et continue à faire du vélo
Surchauffe : Clignez des yeux 5 fois, éteignez pendant 2 secondes et continuez à faire du vélo
Fonctionnement de l’onduleur sinusoïdal pur 300 W
Le gif ci-dessous montre le fonctionnement de l’onduleur à onde sinusoïdale pure. Le GIF présente le démarrage progressif de l’onduleur.
Voici la vue de la forme d’onde de la sortie de l’onduleur.
Vous pouvez augmenter la puissance de l’onduleur en ajoutant plus de MOSFET et en changeant le transformateur. Tous les fichiers nécessaires à la construction de ce projet se trouvent dans le dépôt GitHub suivant.
Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :
