Bolo preskúmaných 7 modifikovaných obvodov sínusových invertorov - 100 W až 3 kVA

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Keď je menič so striedavým výstupom s obdĺžnikovými vlnami upravený tak, aby generoval surový sínusový výstup so striedavým prúdom, nazýva sa to zmenený striedač sínusových vĺn.

V nasledujúcom článku je predstavených 7 zaujímavých návrhov upravených sínusových invertorov s vyčerpávajúcim popisom jeho konštrukčného postupu, schémy zapojenia, výstupu krivky a podrobných zoznamov dielov. Návrhy sú určené na výučbu a tvorbu experimentálnych projektov inžinierov a študentov.



Tu diskutujeme o rôznych variáciách upravených vzorov, od skromných 100 wattov až po masívny model s výkonom 3 kva.

Ako fungujú upravené striedače

Ľudia, ktorí v elektronike začínajú, môžu byť trochu zmätení, pokiaľ ide o rozdiel medzi štvorcovými vlnami a upravenými invertormi štvorcových vĺn. Možno to pochopiť prostredníctvom nasledujúceho krátkeho vysvetlenia:



Ako všetci vieme, invertor bude vždy generovať striedavý prúd (AC) podobný nášmu domácemu sieťovému sieťovému napätiu, aby ho mohol nahradiť pri výpadkoch napájania. AC v jednoduchých slovách je v podstate nárast a pokles napätia určitej veľkosti.

V ideálnom prípade by sa však tento AC mal čo najviac priblížiť k sínusovej vlne, ako je to znázornené nižšie:

obraz sínusového priebehu

Základný rozdiel medzi sínusovým a štvorcovým priebehom

Tento nárast a pokles napätia sa deje pri konkrétnej rýchlosti, tj. Pri konkrétnom počte opakovaní za sekundu, ktoré sa označujú ako jeho frekvencia. Napríklad 50 Hz striedavý prúd znamená 50 cyklov alebo 50 vzostupov a poklesov konkrétneho napätia za jednu sekundu.

V sínusovej vlne striedavého prúdu, ktorá sa nachádza v našej bežnej domácej sieťovej zásuvke, je uvedený nárast a pokles napätia vo forme sínusovej krivky, to znamená, že jeho priebeh sa postupne mení s časom, a preto nie je náhly ani náhly. Takéto plynulé prechody v krivke striedavého prúdu sa stávajú veľmi vhodnými a odporúčaným typom napájania pre mnoho bežných elektronických prístrojov, ako sú televízory, hudobné systémy, chladničky, motory atď.

Avšak vo vzorci štvorcových vĺn sú vzostupy a poklesy napätia okamžité a náhle. Takýto okamžitý nárast a pokles potenciálu vytvára ostré hroty na okrajoch každej vlny a stáva sa tak veľmi nežiaducim a nevhodným pre zložité elektronické zariadenie. Preto je vždy nebezpečné prevádzkovať ich cez napájanie invertora so štvorcovou väzbou.

Modifikovaná krivka

V modifikovanom dizajne štvorcových vĺn, ako je uvedené vyššie, tvar štvorcových vĺn v zásade zostáva rovnaký, ale veľkosť každej časti tvaru vlny je primerane dimenzovaná tak, aby sa jej priemerná hodnota úzko zhodovala s priemernou hodnotou krivky striedavého prúdu.

Ako vidíte, medzi jednotlivými štvorcovými blokmi je proporcionálne množstvo medzier alebo nulových plôch, tieto medzery nakoniec pomôžu formovať tieto štvorcové vlny do podoby sinusových vĺn (aj keď surovo).

A čo je zodpovedné za prispôsobenie týchto dimenzovaných štvorcových vĺn na funkcie podobné sinusovkám? Je to inherentná charakteristika magnetickej indukcie transformátora, ktorá efektívne vyrezáva prechody „mŕtveho času“ medzi blokmi štvorcových vĺn do sínusovito vyzerajúcich vĺn, ako je uvedené nižšie:

Vo všetkých 7 designoch vysvetlených nižšie sa snažíme implementovať túto teóriu a zabezpečiť, aby bola hodnota RMS štvorcových vĺn primerane riadená rozsekaním vrcholov 330 V na 220 V modifikovaný RMS. To isté možno použiť pre 120 V str.

Ako vypočítať pomocou ľahkých vzorcov

Ak vás zaujíma, ako vypočítať vyššie upravený priebeh tak, aby viedol k takmer ideálnej replikácii sínusoidy, kompletný návod nájdete v nasledujúcom príspevku:


Vypočítajte upravenú štvorcovú vlnu RMS sínusovej ekvivalentnej hodnoty


Dizajn # 1: Použitie IC 4017

Poďme preskúmať prvý upravený dizajn meniča, ktorý je dosť jednoduchý a používa a jediný IC 4017 na spracovanie požadovaného upraveného priebehu.

Ak hľadáte ľahko zostaviteľný upravený sínusový obvod výkonového invertora, potom vás možno zaujme nasledujúci koncept. Vyzerá to úžasne jednoduché a nízke náklady s výstupom, ktorý je do veľkej miery porovnateľný s inými sofistikovanejšími náprotivkami sínusových vĺn.

Vieme, že keď sa hodinový vstup použije na jeho pin # 14, IC vytvorí 10 cyklov logiky vysokých cyklov posuvu cez svojich 10 výstupných pinov.

Pri pohľade na schému zapojenia zistíme, že vývody IC sú zakončené tak, aby napájali základňu výstupných tranzistorov tak, že vedú po každom alternatívnom výstupnom impulze z IC.

To sa deje jednoducho preto, že bázy tranzistorov sú striedavo pripojené k vývodom IC a stredné vývody sú iba eliminované alebo udržiavané otvorené.

Vinutia transformátora, ktoré sú pripojené k kolektoru tranzistora, reagujú na spínanie alternatívneho tranzistora a na svojom výstupe vytvárajú zosilnený striedavý prúd, ktorý má tvar vlny presne tak, ako je to znázornené na diagrame.

Výkon tohto modifikovaného sínusového výkonového invertora nie je síce celkom porovnateľný s výstupom čistého sínusového invertora, ale bude určite oveľa lepší ako výkon bežného invertora s obdĺžnikovými vlnami. Myšlienka je navyše veľmi jednoduchá a lacná. Ideálne upravený obvod invertora sínusovej vlny

UPOZORNENIE: PROSÍM, PRIPOJTE OCHRANNÉ DIÓDY CEZ EMITÉR ZBERAČA TRANSISTORA TIP35 (KATÓDA KOLEKTORA, ANÓDA DO EMITRA)


AKTUALIZÁCIA: Podľa výpočtov uvedených v tento článok , výstupné piny IC 4017 by mohli byť ideálne nakonfigurované na dosiahnutie pôsobivo vyzerajúceho upraveného sínusového invertora.

Upravený obrázok je možné vidieť nižšie:

Modifikovaný sínusový invertor založený na IC 4049

UPOZORNENIE: PROSÍM, PRIPOJTE OCHRANNÉ DIÓDY CEZ EMITÉR ZBERAČA TRANSISTORA TIP35 (KATÓDA KOLEKTORA, ANÓDA DO EMITRA)


Video ukážka:

Minimálne špecifikácie

  • Vstup: 12V z olovenej batérie, napríklad 12V 7Ah batéria
  • Výstup: 220 V alebo 120 V v závislosti od výkonu transformátora
  • Priebeh: Upravená sínusová vlna

Spätná väzba od jednej z oddaných divákov tohto blogu, pani Sarah

Ahoj Swagatam,

To je to, čo som získal z výstupu post odporov IC2 R4 a R5. Ako som už skôr povedal, očakával som, že budem mať bipolárnu vlnu. Jeden pozitívny a druhý negatívny. simulovať cyklus striedavých vĺn. Dúfam, že tento obrázok pomôže. Potrebujem cestu vpred, prosím.

Vďaka

Moja odpoveď:

Ahoj Sarah,

IC výstupy nebudú zobrazovať bipolárne vlny, pretože signály z týchto výstupov sú určené pre identické tranzistory typu N a z jedného zdroja .... je to transformátor, ktorý je zodpovedný za vytvorenie bipolárnej vlny na svojom výstupe, pretože je nakonfigurovaný pomocou push -tiahnite topológiu pomocou stredového kohútika .... takže to, čo vidíte na R4 a R5, je správny priebeh. Skontrolujte krivku na výstupe transformátora, aby ste overili bipolárnu povahu krivky.

Dizajn # 2: Používanie NOT Gates

Táto druhá v zozname je jedinečná koncepcia modifikovaného sínusového invertora, ktorú ma tiež navrhol. Celú jednotku spolu s stupňom oscilátora a koncovým stupňom môže ľahko zostaviť každý elektronický nadšenec doma. Súčasná konštrukcia bude ľahko schopná podporovať výstupné zaťaženie 500 VA.

Pokúsme sa podrobne pochopiť fungovanie obvodu:

Fáza Oscilátora:

Pri pohľade na obvodovú schému vyššie vidíme šikovný dizajn obvodu, ktorý obsahuje oscilátor aj optimalizačnú funkciu PWM.

Tu sú brány N1 a N2 zapojené ako oscilátor, ktorý na svojom výstupe primárne generuje dokonale rovnomerné impulzy štvorcovej vlny. Frekvencia sa nastavuje nastavením hodnôt asociovaných 100 K a kondenzátora 0,01 uF. V tomto prevedení je fixovaná rýchlosťou približne 50 Hz. Hodnoty je možné vhodne zmeniť pre získanie 60 Hz výstupu.

Výstup z oscilátora je privádzaný do vyrovnávacej pamäte pozostávajúcej zo štyroch paralelných a striedavo usporiadaných NOT hradiel. Nárazníky sa používajú na udržanie dokonalých impulzov a na zabránenie degradácii.

Výstup z medzipamäte sa aplikuje na budiace stupne, kde dva vysoko výkonné darlingtonské tranzistory preberajú zodpovednosť za zosilnenie prijatých impulzov, aby ich bolo možné konečne priviesť do výstupného stupňa tohto 500 V meniča.

Do tohto bodu je frekvencia iba obyčajnou štvorcovou vlnou. Zavedenie fázy IC 555 však úplne mení scenár.

IC 555 a súvisiace komponenty sú nakonfigurované ako jednoduchý PWM generátor. Pomer značkových priestorov k PWM je možné diskrétne upraviť pomocou hrnca 100K.

Výstup PWM je integrovaný do výstupu stupňa oscilátora cez diódu. Toto usporiadanie zaisťuje, že generované impulzy štvorcovej vlny sú rozdelené na kúsky alebo rozsekané podľa nastavenia impulzov PWM.

To pomáha znižovať celkovú hodnotu RMS impulzov obdĺžnikovej vlny a optimalizovať ich čo najbližšie k hodnote RMS sínusovej vlny.

Impulzy generované v základoch budiacich tranzistorov sú tak dokonale upravené tak, aby technicky pripomínali formy sínusoidy.

pripojenie paralelných tranzistorov pre aplikáciu invertora

Výstupná fáza:

Koncový stupeň je vo svojom dizajne celkom priamy. Dve vinutia transformátora sú nakonfigurované na dva jednotlivé kanály, ktoré pozostávajú z bánk výkonových tranzistorov.

Výkonové tranzistory na oboch končatinách sú usporiadané paralelne, aby sa zvýšil celkový prúd vinutím tak, aby produkoval požadovaných 500 wattov energie.

Aby sa však obmedzili situácie tepelného úniku pri paralelných pripojeniach, sú tranzistory na svojich žiaričoch spojené s rezistorom s nízkou hodnotou a vysokým príkonom. Toto zabraňuje preťaženiu ktoréhokoľvek jednotlivého tranzistora a pádu do vyššie uvedenej situácie.

Základne zostavy sú integrované do fázy budiča popísanej v predchádzajúcej časti.

IC 4049 Modifikovaný sínusový invertorový obvod založený na bráne NAND

Batéria je pripojená cez stredový kohútik a zem transformátora a tiež k príslušným bodom v obvode.

Zapnutie napájania okamžite spustí invertor, ktorý na svojom výstupe poskytne bohaté modifikované sínusové vlny, pripravené na použitie pri akejkoľvek záťaži do 500 VA.

Podrobnosti o súčasti sú uvedené v samotnom diagrame.

Vyššie uvedený dizajn môže byť tiež upravený na 500 W PWM riadený mosfetový sínusový invertor nahradením tranzistorov budiča jednoducho niekoľkými mosfetmi. Dizajn zobrazený nižšie by poskytoval asi 150 wattov energie, na získanie 500 wattov môže byť potrebné paralelné pripojenie väčšieho počtu mosfetov k existujúcim dvom mosfetom.

Dizajn # 3: použitie 4093 IC pre upravené výsledky

Nižšie uvedený obvod invertora modifikovanej sínusovej vlny PWM, ktorý je uvedený nižšie, je naším tretím uchádzačom. Pre zadané funkcie používa iba jeden kód 4093.

IC sa skladá zo štyroch hradiel NAND, z ktorých dva sú zapojené ako oscilátory, zatiaľ čo zvyšné dva ako vyrovnávacie pamäte.

Oscilátory sú integrované takým spôsobom, že vysoká frekvencia jedného z oscilátorov interaguje s výstupom druhého a generuje sekané štvorcové vlny, ktorých hodnota RMS sa dá dobre optimalizovať tak, aby zodpovedala bežným sínusovým priebehom. Konvertory nie sú vždy ľahké rozumieť alebo budovať, najmä keď je to také zložité ako upravené typy sínusových vĺn. Avšak tu diskutovaný koncept využíva iba jednu IC 4093 na zvládnutie všetkých požadovaných komplikácií. Poďme sa naučiť, aké ľahké je stavať.

Súčiastky, ktoré postavíte na vybudovanie tohto 200 Wattového invertorového obvodu

Všetky rezistory sú 1/4 wattu, 5%, pokiaľ nie je uvedené inak.

  • R1 = 1 M pre 50 Hz a 830 K pre 60 Hz
  • R2 = 1 K,
  • R3 = 1 M,
  • R4 = 1 K,
  • R5, R8, R9 = 470 ohmov,
  • R6, R7 = 100 ohmov, 5 Watt,
  • VR 1 = 100 K,
  • C1, C2 = 0,022 uF, keramický disk,
  • C3 = 0,1, kotúčová keramika
  • T1, T4 = TIP 122
  • T3, T2 = BDY 29,
  • N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
  • D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
  • D3, D2 = 1N5408,
  • Transformátor = 12-0 - 12 voltov, prúd od 2 do 20 ampérov podľa potreby, výstupné napätie môže byť 120 alebo 230 voltov podľa špecifikácií krajiny.
  • Odporúča sa batéria = 12 voltov, zvyčajne 32 Ah, používaná v automobiloch.
150 wattový modifikovaný sínusový invertorový obvod využívajúci iba tranzistory

Prevádzka obvodu

Navrhovaná konštrukcia 200 W modifikovaného sínusového invertora získava svoj upravený výkon diskrétnym „rozrezaním“ základných impulzov štvorcových vĺn na menšie časti obdĺžnikových impulzov. Funkcia sa podobá na PWM kontrolu, ktorá je bežne spojená s IC 555.

Tu však nie je možné meniť pracovné cykly osobitne a v celom dostupnom rozsahu variácií sa udržiavajú rovnaké. Obmedzenie príliš neovplyvňuje funkciu PWM, pretože tu sa zaoberáme iba udržiavaním RMS hodnoty výstupu blízko jeho počítadla sínusových vĺn, ktoré sa vykonáva uspokojivo prostredníctvom existujúcej konfigurácie.

Podľa schémy zapojenia vidíme, že sa celá elektronika vznáša okolo jednej aktívnej časti - IC 4093.

Skladá sa zo štyroch samostatných brán NAND Schmitt, všetky sú aktivované pre požadované funkcie.

N1 spolu s R1, R2 a C1 tvoria klasický oscilátor typu CMOS Schmitt trgger, kde je brána typicky konfigurovaná ako invertor alebo NOT brána.

Impulzy generované z tohto stupňa oscilátora sú štvorcové vlny, ktoré tvoria základné hnacie impulzy obvodu. N3 a N4 sú zapojené ako vyrovnávacie pamäte a používajú sa na tandemové riadenie výstupných zariadení.

Ide však o bežné impulzy štvorcových vĺn a nepredstavujú upravenú verziu systému.

Vyššie uvedené impulzy môžeme ľahko použiť iba na pohon nášho invertora, výsledkom by však bol bežný invertor s obdĺžnikovými vlnami, ktorý nie je vhodný na prevádzku sofistikovaných elektronických prístrojov.

Dôvodom je to, že štvorcové vlny sa môžu výrazne líšiť od sínusových priebehov, najmä pokiaľ ide o ich hodnoty RMS.

Cieľom je teda upraviť vygenerované štvorcové tvary vĺn tak, aby sa ich hodnota RMS tesne zhodovala so sínusovým tvarom. Aby sme to dosiahli, musíme dimenzovať jednotlivé štvorcové krivky pomocou nejakého vonkajšieho zásahu.

Sekcia obsahujúca N2 spolu s ďalšími súvisiacimi časťami C2, R4 a VR1 tvorí ďalší podobný oscilátor ako N1. Tento oscilátor však produkuje vyššie frekvencie, ktoré majú vysoký obdĺžnikový tvar.

Obdĺžnikový výstup z N2 sa privádza do základného vstupného zdroja N3. Pozitívne sledy impulzov nemajú žiadny vplyv na zdrojové vstupné impulzy v dôsledku prítomnosti D1, ktorý blokuje pozitívne výstupy z N2.

Negatívne impulzy sú však povolené D1 a tieto efektívne potláčajú príslušné úseky základnej frekvencie zdroja a vytvárajú v nich akési pravouhlé zárezy v pravidelných intervaloch v závislosti od frekvencie oscilátora nastavenej VR1.

Tieto zárezy alebo skôr obdĺžnikové impulzy z N2 je možné podľa potreby optimalizovať nastavením VR1.

Vyššie uvedená operácia preruší základnú štvorcovú vlnu od N1 do samostatných úzkych častí, čím sa zníži priemerná RMS kriviek. Odporúča sa, aby sa nastavenie uskutočňovalo pomocou merača RMS.

Výstupné zariadenia prepínajú príslušné vinutia transformátora v reakcii na tieto dimenzované impulzy a vytvárajú zodpovedajúce vysokonapäťové spínané tvary vĺn na výstupnom vinutí.

Výsledkom je napätie, ktoré je úplne ekvivalentné kvalite sínusových vĺn a je bezpečné pri prevádzke všetkých typov elektrických zariadení pre domácnosť.

Výkon invertora je možné zvýšiť z 200 wattov na 500 wattov alebo podľa potreby jednoduchým pridaním väčšieho počtu T1, T2, R5, R6 a T3, T4, R7, R8 paralelne cez príslušné body.

Hlavné vlastnosti invertora

Obvod je skutočne efektívny a navyše je to upravená verzia sínusoida, ktorá ho robí vynikajúcim vo svojom vlastnom ohľade.

Obvod využíva veľmi bežné a ľahko obstarateľné typy komponentov a je tiež veľmi lacný na výrobu.

Proces úpravy štvorcových vĺn na sínusové sa dá urobiť zmenou jedného potenciometra alebo skôr predvoľby, čo robí operácie veľmi jednoduchými.

Koncept je veľmi základný, ale ponúka vysoké výkony, ktoré je možné optimalizovať podľa vlastných potrieb iba pridaním niekoľkých ďalších výstupných zariadení paralelne a výmenou batérie a transformátora za príslušné veľkosti.

Dizajn # 4: Modifikovaná sínusová vlna plne založená na tranzistoroch

V tomto článku je diskutovaný veľmi zaujímavý obvod modifikovaného sínusového invertora, ktorý obsahuje iba bežné tranzistory pre navrhované implementácie.

Použitie tranzistorov zvyčajne umožňuje ľahšie pochopenie obvodu a zlepšenie jeho priateľstva s novými elektronickými nadšencami. Vďaka začleneniu riadenia PWM do obvodu je návrh veľmi efektívny a žiaduci, pokiaľ ide o prevádzku zložitých spotrebičov na výstupe meniča. Schéma zapojenia ukazuje, ako je položený celý obvod. Jasne vidíme, že boli zapojené iba tranzistory, a napriek tomu je možné obvod vyrobiť tak, aby produkoval dobre dimenzovaný priebeh riadený PWM na presnejšie generovanie požadovaných modifikovaných tvarov šliach alebo skôr upravených štvorcových vĺn.

Celý koncept možno pochopiť štúdiom obvodu pomocou nasledujúcich bodov:

Neuveriteľné ako oscilátory

V zásade môžeme byť svedkami dvoch identických stupňov, ktoré sú zapojené v štandardnej konfigurácii astabilného multivibrátora.

Pretože sú svojou povahou nestabilné, konfigurácie sú špeciálne určené na generovanie voľne bežiacich impulzov alebo štvorcových vĺn na ich príslušných výstupoch.

Horný stupeň AMV je však umiestnený na generovanie normálnych obdĺžnikových vĺn 50 Hz (alebo 60 Hz), ktoré sa používajú na prevádzku transformátora a na požadované činnosti meniča, aby sa na výstupe získal požadovaný sieťový výkon.

Preto na hornom stupni nie je nič príliš vážne alebo zaujímavé, zvyčajne sa skladá z centrálneho stupňa AMV pozostávajúceho z T2, T3, ďalej prichádza na rad vodič pozostávajúci z tranzistorov T4, T5 a nakoniec prijímacie výstupné stupne pozostávajúce z T1 a T6.

Ako funguje výstupná fáza

Koncový stupeň poháňa transformátor z batérie na vykonanie požadovaných činností meniča.

Vyššie uvedená fáza je zodpovedná iba za uskutočnenie generovania impulzov obdĺžnikovej vlny, ktoré sú nevyhnutne potrebné pre zamýšľané bežné inverzné činnosti.

Fáza PWM Chopper AMV

Obvod v dolnej polovici je časť, ktorá skutočne robí úpravy sínusových vĺn prepínaním horného AMV podľa jeho nastavení PWM.

Presne tvar impulzu horného AMV stupňa je riadený spodným obvodom AMV a implementuje modifikáciu štvorcových vĺn rozsekaním základných štvorcových invertorových štvorcových vĺn z horného AMV do samostatných sekcií.

Vyššie uvedené sekanie alebo dimenzovanie sa vykoná a definuje nastavením predvoľby R12.

R12 sa používa na nastavenie pomeru medzery medzi značkami impulzov generovaných dolným AMV.

Podľa týchto impulzov PWM sa základná obdĺžniková vlna z horného AMV rozseká na sekcie a priemerná hodnota RMS generovaného priebehu sa optimalizuje čo najbližšie k štandardnému sínusovému priebehu.

digitálne upravený sínusový invertorový obvod

Zvyšné vysvetlenie týkajúce sa zapojenia je celkom bežné a je možné ho vykonať dodržaním štandardnej praxe, ktorá sa bežne používa pri vytváraní invertných súborov, alebo v tomto prípade môže byť na získanie relevantných informácií odkázaný môj ďalší súvisiaci článok.

Zoznam položiek

  • R1, R8 = 15 ohmov, 10 W,
  • R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
  • R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ WATTS,
  • R4, R5 = 39K
  • R10, R11 = 10K,
  • R12 = 10K PREDNASTAVENÉ,
  • C1 ----- C4 = 0,33 Uf,
  • D1, D2 = 1N5402,
  • D3, D4 = 1N40007
  • T2, T3, T7, T8 = 8050,
  • T9 = 8550
  • T5, T4 = TIP 127
  • T1, T6 = BDY29
  • TRANSFORMÁTOR = 12-0-12V, 20 AMP.
  • T1, T6, T5, T4 MUSÍ BYŤ MONTOVANÝ NAD VHODNÝM CHLADIČOM.
  • BATÉRIA = 12V, 30AH

Dizajn # 5: Digitálne upravený obvod invertora

Tento piaty dizajn klasického modifikovaného invertora je ešte ďalším dizajnom, ktorý som vyvinul, hoci ide o modifikovanú sínusovú vlnu, možno ho tiež označiť ako obvod digitálneho sínusového invertora.

Koncept je opäť inšpirovaný dizajnom výkonného zvukového zosilňovača založeného na mosfetoch.

Pri pohľade na hlavný dizajn výkonového zosilňovača vidíme, že v podstate ide o 250-wattový výkonný zvukový zosilňovač upravený pre invertorovú aplikáciu.

Všetky zapojené stupne sú skutočne na umožnenie frekvenčnej odozvy 20 až 100 kHz, aj keď tu nebudeme potrebovať taký vysoký stupeň frekvenčnej odozvy, žiadny z týchto stupňov som nevylúčil, pretože by to obvodu nijako neublížilo. .

Prvým stupňom pozostávajúcim z tranzistorov BC556 je stupeň diferenciálneho zosilňovača, ďalším stupňom je vyvážený budič pozostávajúci z tranzistorov BD140 / BD139 a nakoniec je to výstupný stupeň tvorený výkonnými mosfety.

Výstup z mosfetov je pripojený k výkonovému transformátoru pre požadované činnosti invertora.

Týmto je dokončený stupeň výkonového zosilňovača, avšak tento stupeň vyžaduje dobre dimenzovaný vstup, skôr vstup PWM, ktorý by nakoniec pomohol vytvoriť navrhovaný dizajn obvodu digitálneho sínusového invertora.

Etapa oscilátora

Nasledujúci OBVODOVÝ SCHÉMA zobrazuje jednoduchý stupeň oscilátora, ktorý je vhodný optimalizovaný na poskytovanie nastaviteľných výstupov riadených PWM.

IC 4017 sa stáva hlavnou súčasťou obvodu a generuje štvorcové vlny, ktoré sa veľmi tesne zhodujú s hodnotou RMS štandardného striedavého signálu.

Avšak na presné nastavenie je výstup z IC 4017 vybavený diskrétnou úrovňou nastavenia napätia pomocou niekoľkých diód 1N4148.

Jedna z diód na výstupe môže byť zvolená na zníženie amplitúdy výstupného signálu, čo by nakoniec pomohlo pri úprave RMS úrovne výstupu transformátora.

Hodinová frekvencia, ktorá musí byť podľa požiadaviek nastavená na 50 Hz alebo 60 Hz, je generovaná jednou bránou z IC 4093.

P1 je možné nastaviť na výrobu vyššie požadovanej frekvencie.

Na získanie 48-0-48 voltov použite 4 nosy. Batérie 24V / 2AH v sérii, ako je znázornené na poslednom obrázku.

Obvod napájacieho invertora

Upravený sínusový dizajn pomocou 3nos IC 555

Obvod ekvivalentného sínusového oscilátora

Na nasledujúcom obrázku sú zobrazené rôzne výstupy kriviek podľa výberu počtu diód na výstupe stupňa oscilátora. Krivky môžu mať rôzne príslušné hodnoty RMS, ktoré je potrebné starostlivo zvoliť pre napájanie obvodu invertora napájania.

Ak máte problémy s porozumením vyššie uvedeným obvodom, neváhajte komentovať a opýtať sa.

Dizajn # 6: použitie iba 3 IC 555

Nasledujúca časť pojednáva o 6. najlepšie upravenom obvode invertora sínusových vĺn s obrazmi kriviek, čo potvrdzuje dôveryhodnosť návrhu. Koncept som navrhol ja, priebeh potvrdil a predložil pán Robin Peter.

Diskutovaná koncepcia bola navrhnutá a predstavená v niekoľkých mojich predtým publikovaných príspevkoch: 300 wattový obvod sínusovej vlny a 556 invertorový obvod, ale pretože priebeh vlny nebol potvrdený mnou, príslušné obvody neboli úplne spoľahlivé. Teraz to bolo testované, a priebeh overený pánom Robinom Petrom, postup odhalil jednu skrytú chybu v dizajne, ktorá tu bola, dúfajme, vyriešená.

Prejdime si nasledujúci e-mailový rozhovor medzi mnou a pánom Robinom Petrom.

Postavil som jednoduchšiu upravenú alternatívnu verziu sínusového signálu IC555 bez tranzistora. Zmenil som niektoré z hodnôt rezistorov a krytiek a nepoužil som [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Pripojil som sa k Pin2 a 7 IC 4017, aby som získal požadovaný tvar vlny. IC1 produkuje impulzy pracovného cyklu 200 Hz 90% (1 obrázok), ktoré taktujú IC2 (2 obrázky), a teda IC3 (2 obrázky, minimálny pracovný cyklus a max D / C), sú to očakávané výsledky, obávam sa, že je upravený sínus, kde môžete meniť

RMS, nie čistý sínus

S pozdravom

Robin

Ahoj Robin,

Váš upravený obvodový diagram sínusovej vlny vyzerá správne, ale tvar vlny nie je, myslím si, že na taktovanie 4017 s frekvenciou stanovenou na 200 Hz budeme musieť použiť samostatný stupeň oscilátora a zvýšiť frekvenciu najvyšších 555 IC na veľa kHz, potom skontrolujte tvar vlny. S pozdravom.

Ahoj Swagatam

Pripojil som novú schému zapojenia so zmenami, ktoré ste navrhli, spolu s výslednými tvarmi vĺn. Čo si myslíte o vlnovom tvare PWM, zdá sa, že impulzy nejdú úplne dole k zemi

úrovni.

S pozdravom

upravené potvrdenie sínusových vĺn

Ahoj Robin,

To je skvelé, presne to, čo som očakával, takže to znamená, že pre predpokladané výsledky musí byť použitý samostatný astabilný pre stredný IC 555 .... Mimochodom, zmenili ste predvoľbu RMS a skontrolovali krivky, vykonajte aktualizáciu vykonaním tak.

Takže teraz to vyzerá oveľa lepšie a môžete pokračovať v návrhu invertora pripojením mosfetov.

.... nedosahuje zem kvôli poklesu diódy 0,6V, predpokladám .... veľmi pekne ďakujem

V skutočnosti je možné vytvoriť oveľa ľahší okruh s podobnými výsledkami, ako je uvedené v tomto príspevku: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Ďalšie informácie od pána Robina

Ahoj Swagatam

Zmenil som predvoľbu RMS a tu sú pripojené tvary vĺn. Chcel by som sa vás opýtať, akú amplitúdu trojuholníkovej vlny môžete použiť na pin 5 a ako by ste ho zosynchronizovali, keď pin 2 alebo 7 idú + vrchol je v stredný

s pozdravom Robin

Tu je niekoľko lepšie upravených sínusových priebehov, možno im ten človek ľahšie porozumie. Je len na vás, či ich zverejníte.

Mimochodom, vzal som čiapočku 10uf z pin2 na 10k rezistor na čiaru .47uf na zem. A trojuholníková vlna vyzerala takto (priradená). Nie príliš trojuholníkové, 7v p-p.

Preskúmam možnosť 4047

na zdravie Robin

Výstupná krivka naprieč sieťovým výstupom transformátora (220 V) Nasledujúce obrázky zobrazujú rôzne obrázky kriviek snímané naprieč výstupným sieťovým vinutím transformátora.

Zdvorilosť - Robin Peter

Žiadne PWM, žiadne zaťaženie

Žiadne PWM, so záťažou

S PWM, bez zaťaženia

S PWM, so záťažou

Obrázok vyššie sa zväčšil

Vyššie uvedené obrázky kriviek vyzerali trochu skreslene a nie celkom ako sínusové vlny. Pridanie kondenzátora 0,45uF / 400V na výstup drasticky zlepšilo výsledky, čo je zrejmé z nasledujúcich obrázkov.

Bez záťaže, so zapnutým PWM, pridaný kondenzátor 0,45uF / 400v

Obvod LC filtra pre modifikovaný výstup transformátora sínusového invertora

S PWM, so záťažou a s výstupným kondenzátorom to vyzerá veľmi podobne ako autentický sínusový priebeh.

Všetky vyššie uvedené overenia a testovania vykonal pán Robin Peters.

Ďalšie správy od pána Robina

Dobre, urobil som včera večer ďalšie testovanie a experimentovanie a zistil som, že ak zvýšim napätie battu na 24 V, sínusová vlna sa neskreslila, keď som zvýšila záťaž / cyklus. (Ok, znova som získal svoju dôveru), pridal som čiapočku 2200uf medzi c / tapp a zemou, ale to nijako nezmenilo výstupný priebeh.

Všimol som si niekoľko vecí, ktoré sa odohrávali, keď som zvyšoval D / C, trafo vydáva hlučný bzučiaci zvuk (akoby relé veľmi rýchlo vibrovalo tam a späť), IRFZ44N sa veľmi rýchlo zahrejú aj bez zaťaženia Keď vyberiem zdá sa, že čiapočka systému menej stresuje. Hučanie nie je také zlé a Z44n sa nezohrieva až tak veľmi. [samozrejme žiadna sínusovka}

Čiapka je cez výstup z trafa, nie je v sérii s jednou nohou. Vybral som (3 rôzne vinutia) kruhové induktory {myslím, že sú toriodálne} z napájacieho zdroja v režime prepínania. Výsledkom nebolo zlepšenie výstupnej vlny (bez zmeny),

Taktiež pokleslo výstupné napätie trafa.

Pridanie funkcie automatickej korekcie zaťaženia do vyššie upravenej myšlienky obvodu sínusového invertora:

Vyššie uvedený jednoduchý ad-on obvod je možné použiť na umožnenie automatickej korekcie napätia na výstupe meniča.

Napájané napätie cez mostík je usmernené a privedené na základňu NPN tranzistora. Predvoľba je nastavená tak, aby sa výstupné napätie pri žiadnom zaťažení ustálilo na špecifikovanej normálnej úrovni.

Presnejšie povedané, vyššie uvedená predvoľba by sa mala pôvodne udržiavať na úrovni zeme, aby tranzistor povedal, že je vypnutý.

Ďalej by mala byť nastavená 10k RMS prednastavená na pin # 5 na PWM 555 IC tak, aby na výstupe transformátora generovala okolo 300V.

Nakoniec by mala byť prednastavená korekcia zaťaženia 220 kB, aby sa znížilo napätie, ktoré môže byť okolo značky 230 V.

Hotový! Dúfajme, že vyššie uvedené úpravy stačia na nastavenie obvodu pre zamýšľané automatické opravy záťaže.

Konečný dizajn by mohol vyzerať takto:

Filtračný obvod

Nasledujúci filtračný obvod je možné použiť na výstupe vyššie uvedeného invertora na riadenie harmonických a na zvýšenie čistého výstupu sínusoidy.

upravený protokol o skúške sínusoidy

Viac vstupov:

Vyššie uvedený dizajn študoval a ďalej vylepšoval pán Theofanakis, ktorý je tiež vášnivým čitateľom tohto blogu.

Stopa osciloskopu zobrazuje upravený tvar vlny invertora cez 10k rezistor pripojený k sieťovému výstupu transformátora.

sekundárne upravený výstup transformátora

Vyššie uvedený dizajn invertora od spoločnosti Theofanakis invertor bol testovaný a schválený jedným z vášnivých nasledovníkov tohto blogu, pánom Odonom. Nasledujúce testovacie obrázky Odona potvrdzujú sínusovú povahu vyššie uvedeného obvodu invertora.

Návrh č. 7: Modifikovaný invertor s vysokou záťažou 3 kVa

Nižšie vysvetlený obsah skúma prototyp invertorového obvodu sínusovej vlny 3 kva vyrobený pánom Marcelinom, ktorý namiesto konvenčných mosfetov používa iba BJT. Riadiaci obvod PWM som navrhol ja.

V jednom z mojich predchádzajúcich príspevkov sme diskutovali o ekvivalentnom 555 invertorovom obvode s čistou sínusovou vlnou, ktorý sme spoločne navrhli s pánom Marcelinom.

Ako bol obvod postavený

V tomto prevedení som použil silné káble na udržanie vysokých prúdov, paralelne som použil úseky 70 mm2 alebo viac menších úsekov. Transformátor 3 KVA je v skutočnosti tuhý materiál s hmotnosťou 35 kg. Rozmery a objem pre mňa nie sú nevýhodou. Fotografie pripojené k transformátoru a prebiehajúca inštalácia.

Nasledujúca montáž sa blíži ku koncu, vychádza z 555 (SA 555) a CD 4017

Na prvý pokus s mosfety som začiatkom tohto roka použil IRL 1404, ktorý má Vdss 40 voltov. Podľa môjho názoru nedostatočné napätie. Bolo by lepšie použiť mosfety s Vdss najmenej 250 voltov alebo viac.

V tejto novej inštalácii predpokladám dve diódy na vinutí transformátora.

Nebude chýbať ani ventilátor na chladenie.

TIP 35 bude namontovaný po 10 v každej vetve, napríklad takto:

Kompletné prototypové obrázky

Dokončený invertorový obvod 3 KVA

Konečný návrh obvodu 3 kva modifikovaného sínusového invertora by mal vyzerať takto:

Zoznam položiek

Všetky odpory majú 1/4 wattu, 5%, pokiaľ nie je uvedené inak.

  • 100 Ohm - 2nos (hodnota môže byť medzi 100 ohm a 1K)
  • 1K - 2nos
  • 470 ohmov - 1z (môže byť ľubovoľná hodnota až do 1K)
  • 2K2 - 1nos (bude fungovať aj mierne vyššia hodnota)
  • 180K predvoľba - 2nos (bude fungovať ľubovoľná hodnota medzi 200K a 330K)
  • 10K predvoľba - 1no (prosím, radšej 1k predvoľba pre lepší výsledok)
  • 10 Ohm 5 watt - 29nos

Kondenzátory

  • 10nF - 2nos
  • 5nF - 1č
  • 50nF - 1č
  • 1uF / 25V - 1č

Polovodiče

  • Zenerova dióda 2,7 V - 1z (možno použiť až 4,7V)
  • 1N4148 - 2nos
  • Dióda 6A4 - 2nos (blízko transformátora)
  • IC NE555 - 3 nos
  • IC 4017 - 1č
  • TIP142 - 2nos
  • TIP35C - 20 nos
  • Transformátor 9-0-9V 350 A alebo 48-0-48V / 60 A
  • Batéria 12V / 3000 Ah, alebo 48V 600 Ah

Ak sa používa napájanie 48V, nezabudnite ho regulovať na 12V pre stupne IC a napájajte 48V iba na stredový kohút transformátora.

Ako chrániť tranzistory

Poznámka: Aby ste ochránili tranzistory pred tepelným únikom, namontujte jednotlivé kanály na spoločné chladiče, čo znamená použitie dlhého chladiča s jedným rebrom pre horné pole tranzistorov a iného podobného spoločného chladiča pre dolné pole tranzistorov.

Izolácia sľudy by našťastie nebola nutná, pretože kolektory sú spojené a telo, ktoré je kolektorom, by sa efektívne prepojilo cez samotný chladič. To by v skutočnosti ušetrilo veľa tvrdej práce.

Na dosiahnutie maximálnej energetickej účinnosti je mnou odporúčaný nasledujúci výstupný stupeň, ktorý musí byť použitý pri vyššie vysvetlených stupňoch PWM a 4017.

Schéma zapojenia

Poznámka: Namontujte všetok horný TIP36 na väčší rebrovaný bežný chladič, NEPOUŽÍVAJTE pri realizácii tohto postupu sľudový izolátor.

To isté sa musí robiť so spodnými poliami TIP36.

Uistite sa však, že sa tieto dva chladiče nikdy nedotýkajú.

Tranzistory TIP142 musia byť namontované na samostatných samostatných veľkoplošných srdcových odkazoch.




Dvojica: Ako si vyrobiť bezdrôtové robotické rameno pomocou Arduina Ďalej: 3 inteligentné nabíjačky Li-Ion batérií využívajúce TP4056, IC LP2951, IC LM3622