Rangkaian dan Layout PCB Power Inverter DC/AC 250-5000 Watt PWM

Rangkaian dan Layout PCB Power Inverter DC/AC 250-5000 Watt PWM

Caratekno – Pemadaman listrik secara total hampir seluruh pulau Jawa akibat pembangkit listrik mengalami “black out” lebih dari 10 jam tanggal 4 Agustus 2019 tentu bagi masyarakat perkotaan yang sangat bergantung pada kebutuhan listrik tentu masalah besar dan momok jika listrik mati.

Sebenarnya banyak alternatif penerangan tenaga cadangan listrik salah satunya adalah inverter dari DC 12 volt ke AC 200 volt.

Inverter sederhana berdaya 100-500 Watt telah mencukupi untuk kebutuhan listrik poko seperti pompa air, rice cooker dan kipas angin Rangkaian inverter PWM ini menggunakan IC SG3524.

Catatan:

1> Desain skema rangkaian di atas untuk output 250 watt, sedangkan gambar di atas adalah inverter 1500 watt, untuk meningkatkan daya rangkaian Anda harus menambahkan lebih banyak transistor Q7 dan Q8 secara paralel, masing-masing pasangan yang Anda buat dan tambahkan akan meningkatkan daya Anda sebesar 250 watt, mis: untuk mendapatkan daya 750 watt dari inverter Anda perlu menambahkan paralel 2 kali transistor Q7 dan 2 kali transistor Q8 disambungkan ke rangkaian utama.

2>Jika Anda ingin meningkatkan daya transistor Anda harus memperbesar ukuran transformator T2 agar sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan, maka trafo menggunakan 25 amp (hitungan secara teori) untuk menangani daya 250 watt 220v, Tentu saja ini akan menjadi mahal sekali dan belitan gulungan trafo menjadi tebal jika Anda membutuhkan lebih dari 750 watt, saya sarankan Anda menggunakan suplai 24VDC sebagai alternatif tegangan 12 volt:

Tegangan DC dan rekomendasi ukuran Transformer “T2” model CT (center tap):
(Daya) ( Suplai Tegangan) ( Transformer)
(750w) (12VDC) (P: 24V “12-0-12” / S: 220V)
(1500w) (24VDC) (P: 48V “24-0-24” / S: 220V )
(2250w) (36VDC) (P: 72V “36-0-36” / S: 220V)
(3000w) (48VDC) (P: 96V “48-0-48” / S: 220V)
(3750w) (60VDC) (P: 120V “60-0-60” / S: 220V)
(4500w) (72VDC) (P: 144V “72-0-72” / S: 220V)
(5250w) (84VDC) (P: 168V “84-0-84” / S: 220V)
* Trafo harus “CT” di sisi primer.
** Anda dapat membuat 110v sekunder jika voltase hanya 110V.
*** Trafo dalam gambar adalah yang dibuat (48V center tapped / 220v) 2000 watt, beratnya sekitar 10 kilogram.

Note15-Feb-16 : (48V center tapped berarti: P: 48V “24-0-24” / S: 220V)

Note18-Feb-16 : Uji terlebih dahulu transformator sebelum melakukan proyek ini pastikan kondisi baik. Putuskan terlebih dahulu sambungan transformator dari apa pun yang terhubung dengannya terutama sumber listrik 220v AC.

**** Suplai tegangan input ke rangkaian driver inverter jangan dengan lebih dari 24VDC maksimal karena IC regulator tegangan “7812” akan terbakar. Lihatlah dan perhatikan gambar rangkaian untuk suplai 24V DC.

3> R1 adalah resistor untuk mengatur siklus tugas PWM ke 220v. Hubungkan voltmeter ke output AC inverter Anda dan variasikan VR1 hingga voltase bertuliskan 220V.

4> R2 adalah untuk mengatur frekuensi ke 50 atau 60 Hz (rentang R2 adalah antara 40Hz hingga 75Hz), jadi apabila anda tidak memiliki pengukur frekuensi dapat meletakkan variabel resistor ini pada rentang frekuensi 50 ~ 60 Hz.

Jika mau, Anda dapat mengganti resistor variabel dengan resistor tetap menggunakan rumus berikut: F = 1.3 / (RxC)
dalam kasus ini untuk mendapatkan output 50Hz dengan menghapus resistor 100K dan variabel 100K baik dari pin 6 dan mengganti resistor pengganti 260K dan 0.1uF (104 tutup) apa adanya, perubahan ini harus memberikan frekeunsi tetap 50Hz sesuai rumus:

1.3 / (260.000 ohm x 0,0000001 farad) = 50Hz

Tapi pada kenyataannya tidak ada frekeunsi 50Hz karena resistor 260K memiliki margin nilai kesalahan spesifik begitu juga dengan kapasitor, itu sebabnya saya merekomendasikan variabel resistor untuk dikalibrasi dengan akurasi tepat.

5> Gunakan bahan tantalum atau film poliester “seperti dalam gambar” untuk 104 tutup, bahan keramik kapasitor sangat peka terhadap panas, kapasitor akan berubah nilai kapasitansinya saat panas dan ini menyebabkan perubahan pada frekuensi inverter sehingga tidak direkomendasikan.

6>Pin 10 dari IC SG3524 dapat digunakan untuk mematikan inverter secara otomatis, setelah tegangan positif diberikan dan bukan negatif ke pin10, SG3524 akan berhenti berosilasi. Ini berguna untuk orang yang ingin menambahkan fitur otomasi ke inverter seperti “cut-off overload”, “cut-off low batt” atau “cut-off overheating”.

7> Pemasangan kabel-kabel harus tebal dan bagus sehingga tidak gampang panas akibat aliran arus yang besar dari baterai. Saya tandai kabel tebal ini dalam skema rangkaian dengan garis hitam tebal.

8>Desain rangkaian inverter tidak termasuk pengisi daya baterai karena setiap orang akan membuat versi khusus inverter saja dengan kebutuhan daya spesifik. Jika Anda membeli trafo yang dibuat khusus, Anda dapat memesan dengan gulungan kawat suplai tegangan tambahan 0 dan 14 Volt secara terpisah (bukan CT) nanti dapat dipakai untuk mengisi baterai 12v, tentu saja ini perlu sirkuit terpisah untuk mengontrol pengisian otomatis cut-off. Tapi bagaimanapun ini tidak dianjurkan karena akan memperpendek umur transformator itu sendiri karena menggunakannya bersamaan sebagai pengisi daya lapisan-lapisan enamel kabel tembaga lebih panas dari waktu ke waktu.

9>Kipas pendingin diperlukan untuk mengurangi panas pada heatsink alumunium dan transformator, saya sarankan gunakanlah kipas 220v dan menghubungkannya ke output T2 transformator, fungsinya ketika rangkaian inverter ini berfungsi normal dan kondisi baik outputnya 220v maka akan menghidupkan kipas, anda bisa menggunakan kipas power supply komputer lama bila ada.

Catatan: Kipas harus menyedot udara keluar dari box inverter dan TIDAK meniup ke dalam, jadi pasang dengan cara yang benar sehingga aliran udara panas keluar.

10> 2 buah sekering sangat direkomendasikan, satu untuk DC dan satu untuk AC, tergantung pada desain Anda
Contoh: untuk desain 24vDC (1500 watt), pasang pemutus 60Amp di sisi DC dan 6Amp di sisi AC.

11> 2 heatsink harus cukup besar untuk mendinginkan transistor, terpisah dan TIDAK boleh saling menyentuh.

12> Apabila anda ingin menggunakan suplai tegangan 24V DC pastikan untuk tidak melebihi tegangan maksimum 24V. Contohnya: Jika anda memiliki 4 buah baterai 4×12 = 48V, sambungkan kutub + baterai ke terminal V+ rangkaian dengan kawat tipis.

13> Berhati-hatilah saat membangun sirkuit ini karena melibatkan tegangan tinggi yang berbahaya dan mematikan, bagian apa pun yang Anda sentuh saat rangkaian AKTIF dapat memberi Anda sentakan menyakitkan yang menyakitkan, khususnya heat-sink, jangan menyentuh saat sirkuit menyala walau sekedar tahu apakah transistornya panas !! Saya pernah beberapa kali 🙂

14> “Peringatan tegangan rendah” opsional sudah tertulis dalam tata letak PCB, Anda dapat mengabaikannya dan tidak memasang komponennya jika Anda tidak membutuhkannya. Tanda ini tidak mempengaruhi fungsi sirkuit inverter utama, hanya sekedar nada bel.

15> Transistor merek Motorola 2N6277 adalah transistor daya handal yang tahan lama, banyak digunakan untuk piranti tank AS, sayangnya sangat sulit ditemukan, sebagai penggantinya Anda dapat mengganti 2N6277 dengan 2 x 2N3773 atau yang setara dan persamaannya.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.