Comment faire un Onduleur 220V / 300W



Avertissement
Cette réalisation est assez simple, et ne demande quasiment aucun réglage. Cependant, elle met en jeu des tensions assez élevées et le risque d'électrocution est bel et bien présent. A ne pas prendre à la légère donc... D'autre part, le coût de cette réalisation est assez élevé, par rapport au prix d'un produit équivalent du commerce. Cela ne devient intéressant que si on peut récupérer le transformateur dans un appareil HS ainsi que les connectiques (qui valent bien souvent aussi cher que le plus coûteux composant de la carte...) Bien sûr, le côté pédagogique peut aussi être un but en soi.
Prérequis
- Circuit imprimé double face
- Quelques notions en haute tension et courants forts...

Les courants pouvant être très importants (plusieurs dizaines d'ampères), il est conseillé de ne pas faire n'importe quoi. Une erreur de câblage peut avoir des conséquences dramatiques pour le montage, la batterie, et l'environnement du montage (incendie).

Caractéristiques

- Convertisseur "Square-Wave" 12 V vers 220 V / 300W (Attention : ne convient pas à certains appareils)
- Sécurité et indicateur de surchauffe
- Sécurité et indicateur de batterie faible
- Limitation en courant
- PWM réglable
- Référence 50Hz pilotée par quartz

Réalisation

Voici les documents utiles à la réalisation...
- Un schéma en trois pages : page 1, page 2 et page 3.
- Une liste de composants

Tout ce qu'il faut pour réaliser le circuit imprimé (j'ai indiqué les côtes exactes du CI pour faciliter la mise à l'échelle) :
- Face Top
- Face Bottom (vue d'au dessus)

Et pour le câblage : un magnifique plan !
 
Un peu de méthode

- Commencer par s'assurer de pouvoir se procurer tous les composants
- Réaliser le circuit imprimé (epoxy 1.6mm)
- Vue l'utilisation, il n'est pas un luxe d'étamer à chaud et de renforcer les pistes qui doivent faire passer des courants forts
- Souder tous les petits fils traversant (vias) qui remplacent les trous métallisés
- Bien nettoyer la plaque au solvant, ne pas s'en mettre sur les doigts et aérer la pièce
- Souder tous les composants
- Vérifier son câblage
- Vérifier encore une fois...

Important, correctifs

Certains composants ont été oubliés de la BOM et du PCB (le schéma est à jour). Heureusement, il est assez facile de les ajouter après coup en les soudant en dessous... - R25, et R26, 4.7 kohms
- C19, 10 uF
- C20, 470 nF
- C21, 1 uF
- P1, 10Kohms

Conseils divers

1) Shunt de mesure de courant :
Pour une mesure précise du courant, il y a 4 fils sur un shunt de précision : 2 gros dans lesquels le courant passe, et deux petits qui viennent prélever la tension aux bornes du shunt. Les gros fils vont sur K4 et K5. Les deux petits vont sur K6. Cette photo montre le câblage au niveau du shunt (on voit à gauche le thermocontact 80°C, c'est tout ce que j'avais sous la main):

2) Transformateur :

Le transfo que j'ai utilisé est un 220V / 2x12V d'une taille suffisament grosse... (à la louche, ou au poids, plutôt). Il est bien sûr possible d'utiliser un modèle torique, c'est mieux, mais c'est plus cher. Il y a donc deux enroulements 12 V avec un point commun, je vous laisse réfléchir deux secondes pour savoir comment le connecter sur K1, K2 et K3...

3) Dissipation thermique :
Un soin tout particulier est à accorder au refroidissement des transistors de puissance. La photo ci-dessous montre la taille du dissipateur utilisé. Si vous avez un doute, vous pouvez toujours refaire les calculs, c'est très formateur. On voit sur la droite le shunt de puissance, qui lui aussi doit être refroidit, et le thermocontact de sécurité. En bas à gauche, on voit P1, qui a été collé sous le CI (voir plus haut pourquoi), et qui permet de régler le PWM pour ajuster éventuellement un peu la tension moyenne de sortie.



4) Disjoncteur :

Comme j'avais un dijoncteur en rab... j'en ai ajouté un derrière la boite. Vous voyez ici ma connectique bas coût - fort courant : des vis M4 et écrous papillons. Notez qu'ici, j'ai bridé le convertisseur à une centaine de watts, ce qui fait un courant d'une dizaine d'ampères sur le 12V, ce pourquoi les fils sont si "fins".


Mise en route :

- Commencer sans le transfo... et utiliser une alim stabilisée réglable
- Vérifier la présence des impulsions 50Hz sur pin6 de IC5
- Observer la tension sur OUTA (pin13) de IC1 et régler P1 pour avoir un rapport cyclique légèrement inférieur à 50%
- Faire baisser la tension progressivement pour vérifier le fonctionnement de l'alarme batterie faible et l'hystérésis
- Avec une tension de 12V, vérifier le fonctionnement de l'alarme de température en approchant le fer à souder du thermocontact
- Si tous ces tests sont passés avec succès, brancher le transfo avec une lampe de 50W sur le 220V
- Utiliser cette fois une batterie de 12V, vérifier la présence des fusibles
- Mettre sous tension
- Régler finement le PWM pour avoir la tension moyenne recherchée en sortie (utiliser un voltmètre TRUE RMS)

source  : poildegris.free.fr
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