Obvod automatického korekcie výstupného napätia invertora

Spoločným problémom mnohých lacných invertorov je ich neschopnosť upraviť výstupné napätie vzhľadom na podmienky zaťaženia. U takýchto invertorov má výstupné napätie tendenciu stúpať s nižšou záťažou a klesá s rastúcou záťažou.

Tu vysvetlené obvodové nápady je možné pridať ku každému bežnému invertoru na kompenzáciu a reguláciu ich meniacich sa podmienok výstupného napätia v reakcii na meniace sa zaťaženie.

Dizajn # 1: Automatická korekcia RMS pomocou PWM

Prvý obvod uvedený nižšie možno považovať za možno ideálny prístup implementácie automatickej korekcie výstupného výkonu nezávislej od zaťaženia pomocou PWM z IC 555.

Vyššie uvedený obvod je možné efektívne použiť ako automatický prevodník RMS spúšťaný zaťažením a je možné ho použiť v ľubovoľnom bežnom invertore na zamýšľaný účel.

IC 741 funguje ako napäťový sledovač a funguje ako vyrovnávacia pamäť medzi výstupným spätnoväzbovým napätím invertora a obvodom PWM regulátora.

Rezistory spojené s pinom # 3 na IC 741 sú nakonfigurovaný ako delič napätia , ktorý primerane zmenšuje vysoký výstup striedavého prúdu zo siete na proporcionálne nižší potenciál, ktorý sa pohybuje medzi 6 a 12V v závislosti od stavu výstupu meniča.

Dva Obvody IC 555 sú nakonfigurované aby fungoval ako modulovaný PWM radič. Modulovaný vstup sa aplikuje na pin # 5 IC2, ktorý porovnáva signál s vlnami trojuholníka na jeho pin # 6.

To má za následok generovanie PWM výstupu na jeho kolíku # 3, ktorý mení svoj pracovný cyklus v reakcii na modulačný signál na kolíku # 5 IC.

Zvyšujúci sa potenciál na tomto kolíku # 5 vedie k generovaniu PWMs alebo PWMs s vyššími pracovnými cyklami a naopak.

To znamená, že keď operačný zosilňovač 741 odpovedá so stúpajúcim potenciálom v dôsledku stúpajúceho výkonu z invertora spôsobí, že výstup IC2 555 rozšíri svoje PWM impulzy, zatiaľ čo keď výkon invertora poklesne, PWM sa proporcionálne zúži na kolíku # 3 na IC2.

Konfigurácia PWM s mosfetmi.

Keď je vyššie uvedená automatická korekcia PWM integrovaná do brán MOSFET ktoréhokoľvek invertora, umožní invertoru automaticky riadiť svoju hodnotu RMS v závislosti od podmienok zaťaženia.

Ak zaťaženie prekročí PWM, výstup invertora bude mať tendenciu klesať, čo spôsobí rozšírenie PWM, čo následne spôsobí, že sa mosfet zapne ťažšie a bude poháňať transformátor väčším prúdom, čím kompenzuje nadmerný odber prúdu zo záťaže.

Dizajn # 2: Použitie operačného zosilňovača a tranzistora

Ďalšia myšlienka pojednáva o verzii operačného zosilňovača, ktorú je možné pridať k bežným invertorom na dosiahnutie automatickej regulácie výstupného napätia v reakcii na meniace sa zaťaženie alebo napätie batérie.

Myšlienka je jednoduchá, akonáhle výstupné napätie prekročí vopred stanovenú prahovú hodnotu nebezpečenstva, spustí sa zodpovedajúci obvod, ktorý následne konzistentným spôsobom vypne výkonové zariadenia invertora, čím dôjde k riadenému výstupnému napätiu v rámci tejto konkrétnej prahovej hodnoty.

Nevýhodou použitia tranzistora môže byť zapojený problém s hysteréziou, ktorý by mohol spínanie urobiť spravodlivo v širšom priereze, čo by viedlo k nie príliš presnej regulácii napätia.

Na druhej strane operačné zosilňovače môžu byť nesmierne presné, pretože by prepínali výstupnú reguláciu s veľmi úzkym rozpätím, čím by sa udržala presná a presná úroveň korekcie.

Jednoduchý obvod automatickej korekcie napätia záťaže invertora uvedený nižšie by sa mohol efektívne použiť pre navrhovanú aplikáciu a na reguláciu výkonu invertora v rámci ľubovoľného požadovaného limitu.

Navrhovaný obvod korekcie napätia invertora je možné pochopiť pomocou nasledujúcich bodov:

Jediný operačný zosilňovač vykonáva funkciu komparátora a detektora úrovne napätia.

Prevádzka obvodu

Vysoké napätie striedavého prúdu z výstupu transformátora sa znižuje pomocou siete s deličom potenciálov na hodnotu asi 14V.

Toto napätie sa stáva prevádzkovým napätím aj snímacím napätím obvodu.

Zostupné napätie pomocou deliča potenciálu proporcionálne zodpovedá reakcii na meniace sa napätie na výstupe.

Pin3 operačného zosilňovača je nastavený na ekvivalentné jednosmerné napätie zodpovedajúce limitu, ktorý je potrebné ovládať.

To sa deje tak, že sa do obvodu privedie požadované maximálne limitné napätie a potom sa nastaví predvoľba 10k, kým sa výstup iba nezvýši a nespustí tranzistor NPN.

Po vykonaní vyššie uvedeného nastavenia je obvod pripravený na integráciu s meničom kvôli zamýšľaným opravám.

Ako je vidieť, kolektor NPN musí byť prepojený s bránami mosfetov invertora, ktoré sú zodpovedné za napájanie invertorového transformátora.

Táto integrácia zaisťuje, že kedykoľvek má výstupné napätie tendenciu prekročiť nastavený limit, NPN spustí uzemnenie brán mosfetov a tým obmedzí akýkoľvek ďalší nárast napätia, spúšťanie ON / OFF bude pokračovať nekonečne dlho, pokiaľ sa výstupné napätie vznáša okolo nebezpečná zóna.

Je potrebné poznamenať, že integrácia NPN by bola kompatibilná iba s mosfetmi s N-kanálom, ak invertor prenáša mosfety s P-kanálom, konfigurácia obvodu by vyžadovala úplné obrátenie tranzistora a vstupných vývodov operačného zosilňovača.

Uzemnenie obvodu by malo byť tiež spoločné s negatívom batérie invertora.

Dizajn # 3: Úvod

O tento okruh mi požiadal jeden z mojich priateľov Mr.Sam, ktorého neustále pripomínanie ma prinútilo navrhnúť tento veľmi užitočný koncept pre invertorové aplikácie.

Tu vysvetlený obvod invertora nezávislý od zaťaženia / korigovaný výstupom alebo kompenzovaný výstupom je celkom iba na koncepčnej úrovni a nebol som prakticky otestovaný mnou, avšak táto myšlienka vyzerá ako uskutočniteľná kvôli jeho jednoduchému dizajnu.

Prevádzka obvodu

Ak sa pozrieme na obrázok, zistíme, že celá konštrukcia je v podstate jednoduchý obvod generátora PWM postavený na obvode IC 555.

Vieme, že v tomto štandardnom prevedení 555 PWM možno impulzy PWM optimalizovať zmenou pomeru R1 / R2.

Táto skutočnosť sa tu vhodne využila na aplikáciu korekcie napätia záťaže invertora.
An optospojka vyrobená utesnením LED / LDR bolo použité usporiadanie, kde sa LDR opto- stáva jedným z rezistorov v „ramene“ obvodu PWM.

LED dióda optického prepojovacieho člena svieti cez napätie z výstupu meniča alebo zo záťaže.

Sieťové napätie sa vhodne znižuje pomocou zdroja C3 a pridružených komponentov na napájanie opto LED.

Po integrácii obvodu do invertora, keď je systém napájaný (s pripojenou vhodnou záťažou), je možné na výstupe merať hodnotu RMS a predvoľbu P1 možno upraviť tak, aby bolo výstupné napätie dostatočne vhodné pre záťaž.

Ako sa nastavuje

Toto nastavenie je pravdepodobne všetko, čo by bolo potrebné.

Teraz predpokladajme, že ak sa záťaž zvýši, napätie bude mať tendenciu klesať na výstupe, čo následne spôsobí pokles opto intenzity LED.

Zníženie intenzity LED vyzve IC, aby optimalizoval svoje PWM impulzy tak, aby stúpal RMS výstupného napätia, čím sa napäťová úroveň zvýši až na požadovanú značku, toto zahájenie tiež ovplyvní intenzitu LED, ktorá bude teraz svietiť a tak konečne dosiahne automaticky optimalizovanú úroveň, ktorá správne vyváži podmienky napájacieho napätia systému na výstupe.

Pomer značiek je tu primárne určený na riadenie požadovaného parametra, preto by mala byť opta vhodne umiestnená buď do ľavého alebo pravého ramena zobrazeného PWM riadenie časť IC.

Obvod je možné vyskúšať s dizajnom invertora, ktorý je uvedený v tomto 500 wattovom invertorovom obvode

Zoznam položiek

• R1 = 330 tis
• R2 = 100 tis
• R3, R4 = 100 ohmov
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22 tis
• C1, C2 = 0,01 uF
• C3 = 0,33uF / 400V
• OptoCoupler = Domáce, utesnením LED / LDR tvárou v tvár vnútri nádoby odolnej voči svetlu.

UPOZORNENIE: NAVRHOVANÝ DIZAJN NIE JE IZOLOVANÝ Z HLAVNÉHO NAPÄTIA INVERTORA, CVIČENIA EXTRÉMNEHO UPOZORNENIA POČAS SKÚŠOK A NASTAVENÍ POSTUPOV.