Diseño e implementación de un inversor monofásico de 500VA de bajo coste

En este documento se presenta el diseño y realización física de un convertidor DC/AC diseñado para alimentar cargas de uso doméstico como lámparas, televisor, radio, etc., durante actividades al aire libre y sin acceso a la red eléctrica durante acampadas o excursiones. La batería de 12Vdc del coche alimenta al convertidor, cuya salida es de 230Vac RMS a 50Hz con una potencia de salida máxima de 500VA. Para ello se requieren dos etapas de potencia. Una primera etapa que eleva la tensión mediante un convertidor DC/DC Push-Pull seguido de una etapa inversora DC/AC implementada con un inversor monofásico de puente completo. El control de ambas etapas de potencia se ha implementado digitalmente en el microcontrolador mbed LPC1768. A lo largo del documento se realiza un estudio de las tecnologías disponibles para la implementación del DC/AC. También se definen los requisitos eléctricos y mecánicos del convertidor DC/AC que a su vez determinarán los criterios de diseño y selección de componentes a aplicar. A lo largo del documento se presentan los resultados de simulación durante la etapa de diseño y a continuación se describe el proceso de montaje para culminar con los resultados experimentales que validan el diseño propuesto para el convertidor DC/AC. Como parte del proyecto se incluyen el diseño de la PCB, en el apéndice. Tras las conclusiones se presentan los costes del proyecto. Abstract: This document describes the design process of a DC/AC converter as well as the manufacturing and testing process. The converter is oriented to power appliances such as bulbs, TV, radio, fan and other devices during camping in remote places with no access to electricity. The input of the converter is powered by a 12 Vdc car battery to produce 230 Vac RMS at 50Hz while producing an output power of 500VA. The converter is composed by two power stages in series: a Push-Pull converter that boosts the input voltage from 12Vdc to 340Vdc and a monophasic full bridge inverter. The digital control of both converters is implemented in the LPC1768 microcontroller. Firstly, this document analyses the power topologies and the control techniques used in this application. The selection criteria of the used components are shown next. The assembly of the prototype is also described. The experimental results, that validate the compliance of the design, are discussed. The conclusion of this document reviews the key aspects of the design, difficulties found and the proposed solutions. Finally, the budget of the project is presented. In the annex the designs for the PCB are shown