Transformerless Inverter -Yang Perlu Anda Ketahui

Terkadang, teknologi dapat membuat lompatan besar ke depan bagi komunitas kolektif. Teknologi transformerless adalah salah satu perkembangannya. Menawarkan utilitas, produsen listrik independen, dan integrator pengiriman daya tak terbatas dan mengurangi kompleksitas. Ini berarti dua jenis instalasi PV komersial yang paling umum dapat menggunakan metode yang lebih efisien dan mengurangi biaya.

Inverter tanpa transformator lebih kecil dan lebih ringan daripada yang berbasis transformator, yang dapat menjadi alasan utama untuk mempertimbangkannya.

Baca terus untuk mengetahui cara kerja inverter transformerless, sirkuit terbaik untuknya, pertimbangan pemasangan, dan manfaatnya.

Apa Itu Inverter Tanpa Transformator?

Inverter daya mengubah listrik arus searah (DC) bertegangan rendah menjadi listrik arus bolak-balik (AC) bertegangan lebih tinggi, yang digunakan peralatan.

Daripada membutuhkan transformator internal untuk mengubah energi, inverter tanpa transformator dapat meningkatkan tegangan menggunakan proses multi-langkah yang terkomputerisasi. Komponen elektronik di dalam inverter mengubah daya DC frekuensi rendah menjadi AC frekuensi tinggi. Kemudian mengubah daya kembali ke DC dan akhirnya menjadi tegangan AC frekuensi standar.

3 Sirkuit Terbaik Untuk Inverter Tanpa Transformator

Tiga konfigurasi sirkuit terbaik untuk inverter transformerless adalah IC 4047, desain kompak 200 watt, dan sirkuit inverter surya. Mereka kecil, relatif sederhana, dan mengandalkan baterai atau tenaga surya daripada transformator internal.

IC 4047

Gambar 4:IC 4047

IC 4047 adalah salah satu rangkaian paling sederhana yang dapat Anda gunakan untuk inverter transformerless. Itu tidak memerlukan bootstrap atau memerlukan IC driver khusus.

Namun, ini dua hingga tiga kali lebih besar dari perangkat saluran-N serupa dengan penurunan toleransi termal dan peningkatan spesifikasi saat ini. Dengan demikian, desainer menghindarinya untuk unit profesional dan komersial.

Cara Kerjanya

IC 4047 adalah multi-vibrator berdaya rendah yang dapat Anda gunakan dalam mode MV astabil atau monostabil. Anda dapat mengintegrasikan input pemicu eksternal dalam mode astabil (true gating atau komplemen gating). Dalam mode monostabil, Anda dapat memicu tepi positif atau tepi negatif memicu IC.

Fitur yang dapat dipicu kembali memungkinkan Anda untuk memperpanjang waktu keluaran ke jumlah yang Anda butuhkan.

Ini juga memiliki osilator built-in yang memungkinkan opsi frekuensi variabel dengan jaringan RC eksternal.

Konfigurasi

• Kekuatan: Baterai dengan daya 190V saat terisi penuh dan 160V saat terisi sedang
• IC 555 :PWM
• IC Opamp :dikonfigurasi seperti pembanding dengan gelombang segitiga untuk memproses SPWM yang diperlukan
• Sakelar penyangga BJT :diatur sesuai dengan pulsa SPWM dengan MOSFET sisi rendah dialihkan ke pola yang sama
• MOSFET :harus dinilai untuk menangani inverter tanpa transformator 3kva (seperti IRFB4137PBF-ND)
• Inti ferit :sebagai pengganti trafo besi berat

Pengujian Frekuensi

Gunakan rumus berikut, mengukur f dalam Hz, Rt dalam Ohm, dan Ct dalam Farad:

f =1/1,453 x Rt x Ct

Anda sebaiknya menguji keluaran rentang frekuensi dengan pengukur frekuensi digital hingga Anda mendapatkan hasil yang diinginkan.

Daftar Suku Cadang

• C1 =0.1uF / PPC 
• R1 =56rb
• Resistor pin IC 10 /11 =330 ohm – 2nos 
• MOSFET saluran-P atas =FQP4P40 – 2nos
• MOSFET N-Channel Bawah =IRF740 =2nos
• Resistor gerbang MOSFET =100k – 2nos
• Opti-coupler =4N25 – 2 nos
• Dioda zener =12V, 1/2 watt – 2 nos

Desain Ringkas 200 Watt

Konfigurasi 200 watt sederhana dan efisien, tidak memerlukan transformator berat. Baterai yang memberi daya tidak memakan banyak ruang dan menghasilkan 110 V AC pada 200 watt.

Cara Kerjanya

Rangkaian inverter sederhana 200 Watt ini menggunakan tegangan input DC tegangan tinggi dari delapan belas baterai 12 volt. IC membutuhkan tegangan operasi yang ketat sebesar 5-15 volt, sehingga berasal dari salah satu baterai 12 volt.

Konfigurasi

• Kekuatan: delapan belas baterai 12 volt secara seri
• Osilator :gerbang N1 (dari IC 4093)
• IC :masukan dari salah satu baterai 12 volt, diterapkan ke IC keluar yang relevan
• Untuk inversi gelombang sinus sejati :gunakan generator gelombang sinus alih-alih osilator input

Daftar Suku Cadang

• Baterai =12V/4AH, 18 no.
• H1 =1N4148
• IC NAND =4093,
• Q1, Q2 =MPSA92
• Q3 =MJE350
• Q4, Q5 =MJE340
• Q6, Q7 =K1058,
• Q8, Q9 =J162

Sirkuit Inverter Surya Tanpa Transformator

Gambar 3:Sistem Sirkuit Inverter Surya Tanpa Transformator

Desain rangkaian inverter surya tanpa transformator menghilangkan transformator dengan menggunakan MOSFET tegangan tinggi untuk memanfaatkan energi matahari. Regulator tegangan dapat membantu mengatur fluktuasi daya berdasarkan kehilangan daya dan keuntungan dari fluktuasi sinar matahari.

Cara Kerjanya

Rangkaian inverter surya transformerless mengubah energi matahari menjadi listrik AC. Mereka memiliki tiga tahap utama:tahap osilator, keluaran, dan pengiriman daya.

Konfigurasi

• Kekuatan :panel surya dengan rentang tegangan rangkaian terbuka 17V (senja) hingga 24V (sinar matahari cerah), diumpankan ke B1 dan B2
• Menjatuhkan resistor dan dioda zener :batas tegangan zener 15V
• Penstabil tegangan: untuk mengatur tegangan keluaran matahari antara hari cerah dan berawan, yang dapat berkisar antara 170V-260V
• Mosfet :Tipe N dan P dengan rating 450V dan 5 amp
• Osilator :IC 555
• Keluaran :MOSFET daya tegangan tinggi

Rumus untuk R₁ , R₂ , dan C₁

T₁ =0,7(R₁ +R₂ )C dan T₂ =0,7R₁ C

jadi

T=0,7(R₁ +2R₂ )C atau f=1.4/(R₁ +2R₂ )C

dimana

T₁ =periode tinggi, T₂ =periode rendah, T =periode total, dan f =frekuensi

Daftar Suku Cadang

• B1 dan B2 =dari panel surya
• C1 =0.1uF
• Dioda =adalah 1N4148
• R1 =6K8
• R2 =140K
• R3 =10K, 10 watt,
• R4, R5 =100 Ohm, 1/4 watt
• Z1 =5.1V 1 watt

Atau, Anda dapat memasang rangkaian inverter H-bridge lengkap. Keuntungannya adalah Anda hanya perlu memasang satu susunan panel surya untuk mendapatkan output 220V.

Gambar 5:Sistem Rangkaian Inverter Surya Tanpa Transformator

Desain rangkaian inverter surya tanpa transformator menghilangkan transformator dengan menggunakan MOSFET tegangan tinggi untuk memanfaatkan energi matahari. Regulator tegangan dapat membantu mengatur fluktuasi daya berdasarkan kehilangan daya dan keuntungan dari fluktuasi sinar matahari.

Konfigurasi

• Kekuatan :panel surya dengan rentang tegangan rangkaian terbuka 17V (senja) hingga 24V (sinar matahari cerah), diumpankan ke B1 dan B2
• Menjatuhkan resistor dan dioda zener :batas tegangan zener 15V
• Penstabil tegangan: untuk mengatur tegangan keluaran matahari antara hari cerah dan berawan yang dapat berkisar antara 170V-260V
• Mosfet :Tipe N dan P dengan rating 450V dan 5 amp
• Osilator :IC 555
• Keluaran :MOSFET daya tegangan tinggi

Rumus untuk R₁ , R₂ , dan C₁

T₁ =0,7(R₁ +R₂ )C dan T₂ =0,7R₁ C

jadi

T=0,7(R₁ +2R₂ )C atau f=1.4/(R₁ +2R₂ )C

dimana

T₁ =periode tinggi, T₂ =periode rendah, T =periode total, dan f =frekuensi

Daftar Suku Cadang

• B1 dan B2 =dari panel surya
• C1 =0.1uF
• Dioda =adalah 1N4148
• R1 =6K8
• R2 =140K
• R3 =10K, 10 watt,
• R4, R5 =100 Ohm, 1/4 watt
• Z1 =5.1V 1 watt

Atau, Anda dapat memasang rangkaian inverter H-bridge lengkap. Keuntungannya adalah Anda hanya perlu memasang satu susunan panel surya untuk mendapatkan output 220V.

Pertimbangan Pemasangan Inverter Tanpa Transformator

Gambar 4:Pekerja yang memasang dan menguji inverter tanpa transformator

Menggunakan inverter tradisional berarti masing-masing harus dipasangkan dengan transformator tunggal atau isolasi khusus. Daya segera berkurang karena transformator terisolasi paling efisien 99%. Plus, ukuran besar dan batas jangkauan segera menghalangi Anda. Inverter tanpa transformator diikat langsung ke gedung atau sub panel jika ukurannya cukup.

Tanpa trafo berat, desainnya ringan dan dapat bermanuver, membuat opsi pemasangan meningkat. Saya juga akan menghilangkan sejumlah besar kabel DC dan panjang serta biaya kabel AC. Anda dapat menghubungkan beberapa inverter paralel tanpa transformator yang menggunakan daya langsung untuk kinerja yang paling stabil.

Perbedaan Antara Inverter Berbasis Transformer dan Tanpa Transformator

Perbedaan utama antara inverter transformerless dan inverter tradisional adalah transformator itu sendiri. Tidak adanya transformator membebaskan ruang untuk desain yang lebih bersih, lebih ringan, dan langsung. Itu juga membuatnya lebih efisien. Proses komputerisasi dan komponen listrik yang ditingkatkan menggantikan transformator.

Catu daya yang tidak pernah terputus ini sekarang umum di lingkungan pusat data dengan instalasi yang lebih kecil. Mereka tersedia dalam berbagai peringkat daya dari di bawah 10 kVA hingga sekitar 300 kVA.

Manfaat Menggunakan Inverter Tanpa Transformator

Gambar 5:Inverter transformerless yang ringan dan ringkas

Inverter tanpa trafo lebih efisien daripada yang konvensional dan mampu menghindari kehilangan energi internal. Ini juga menghilangkan biaya komponen tambahan karena tidak adanya transformator, yang besar dan besar. Versi transformerless ringan dan kompak dan menggunakan switching elektronik daripada mekanis.

Inverter tanpa transformator juga memiliki lebih sedikit kebisingan mekanis dan lebih sedikit panas dari komponen mekanis. Secara keseluruhan, properti ini membuat build lebih murah karena tidak memerlukan kipas pendingin, trafo, dan komponen besar lainnya.

Inverter konvensional bekerja melalui satu PowerPoint. Artinya, kinerja salah satu komponen yang rendah akan menurunkan output DC secara keseluruhan. Dengan inverter tanpa trafo, Anda dapat memasangnya dalam dua arah yang berbeda sambil menghasilkan keluaran DC.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, inverter tanpa trafo hemat biaya karena komponen listrik yang lebih sedikit dan lebih efisien. Anda memiliki opsi berbeda untuk dipilih dengan sirkuit, tetapi keuntungan keseluruhan dari model tanpa transformator adalah keserbagunaan. Penggunaan peralatan dan elektronik yang lebih kecil dan lebih ringkas membuat produksi dan biaya lebih murah bagi konsumen.

Opsi rangkaian tergantung pada jenis keluaran DC yang diperlukan. Sebagai alternatif, komponen tanpa transformator memberikan keuntungan kecepatan dan efisiensi. Teknologi ini telah berkembang dan meningkat selama beberapa dekade dan akan merevolusi konsumsi elektronik di masa depan.