Invertor PWM využívajúci obvod IC TL494

Veľmi jednoduchý, ale vysoko sofistikovaný modifikovaný sínusový obvod invertora je uvedený v nasledujúcom príspevku. Vďaka použitiu PWM IC TL494 je dizajn nielen mimoriadne ekonomický, ale aj veľmi efektívny a presný.

Pri návrhu sa používa TL494

The IC TL494 je špecializovaný PWM IC a je ideálne navrhnutý tak, aby vyhovoval všetkým typom obvodov, ktoré vyžadujú presné výstupy založené na PWM.

Čip má zabudované všetky požadované funkcie na generovanie presných PWM, ktoré sa dajú prispôsobiť podľa špecifikácií aplikácie používateľa.

Tu diskutujeme o univerzálnom modifikovanom obvode invertora sínusových vĺn založenom na PWM, ktorý obsahuje IC TL494 pre požadované pokročilé spracovanie PWM.

S odkazom na vyššie uvedený obrázok, rôzne funkcie pinoutu IC na vykonávanie operácií invertora PWM je možné pochopiť pomocou nasledujúcich bodov:

Pinout funkcia IC TL494

Pin č. 10 a pin č. 9 sú dva výstupy integrovaného obvodu, ktoré sú usporiadané tak, aby fungovali v tandeme alebo v konfigurácii totemu, čo znamená, že obidva vývody nikdy nebudú pozitívne spolu, budú oscilovať striedavo od kladného k nulovému napätiu, to znamená, keď pin # 10 je kladný, pin # 9 bude čítať nulové volty a naopak.

Integrovaný obvod je schopný produkovať vyššie uvedený totemový výstup prepojením kolíka # 13 s kolíkom # 14, ktorý je výstupným kolíkom referenčného napätia IC nastaveným na + 5V.

Pokiaľ je teda pin # 13 vybavený touto referenciou + 5V, umožňuje to IC produkovať striedavo spínacie výstupy, ale ak je pin # 13 uzemnený, výstupy IC sú nútené prepínať v paralelnom režime (režim s jedným koncom), čo znamená, že obidva výstupy pin10 / 9 sa začnú prepínať spoločne a nie striedavo.

Pin12 IC je napájací pin IC, ktorý je viditeľný pripojený k batérii prostredníctvom klesajúcich 10 ohmových rezistorov, ktoré odfiltrujú akýkoľvek možný výkyv alebo prepínač ON pre IC.

Pin # 7 je hlavná zem IC, zatiaľ čo pin # 4 a pin # 16 sú uzemnené pre niektoré špecifikované účely.

Pin # 4 je DTC alebo pinout riadenia mŕtveho času IC, ktorý určuje mŕtvy čas alebo medzeru medzi periódami zapnutia dvoch výstupov IC.

Štandardne musí byť pripojený k zemi tak, aby IC generoval minimálnu dobu pre „mŕtvy čas“, avšak na dosiahnutie vyšších časových období mŕtveho času môže byť tento vývod napájaný externým premenlivým napätím od 0 do 3,3 V, ktoré umožňuje lineárne kontrolovateľný mŕtvy čas od 0 do 100%.

Pin # 5 a pin # 6 sú frekvenčné konektory IC, ktoré musia byť pripojené k externej sieti Rt, Ct (odpor, kondenzátor) na nastavenie požadovanej frekvencie cez výstupné konektory IC.

Pre nastavenie požadovanej frekvencie je možné zmeniť jeden z týchto dvoch parametrov, v navrhovanom modifikovanom obvode invertora PWM používame na jeho povolenie variabilný rezistor. Môže byť upravený tak, aby používateľ dosiahol frekvenciu 50 Hz alebo 60 Hz na pinoch 9/10 IC podľa požiadaviek.

IC TL 494 je vybavený zdvojenou operačnou sieťou interne nastavenou ako chybové zosilňovače, ktoré sú umiestnené tak, aby korigovali a dimenzovali pracovné cykly spínania výstupu alebo PWM podľa aplikačných špecifikácií, takže výstup produkuje presné PWM a zaisťuje dokonalé prispôsobenie RMS pre koncový stupeň.

Funkcia zosilňovača chýb

Vstupy chybových zosilňovačov sú konfigurované cez pin15 a pin16 pre jeden z chybových zosilňovačov a pin1 a pin2 pre druhý chybový zosilňovač.

Normálne sa pre odporúčané automatické nastavenie PWM používa iba jeden chybový zosilňovač a druhý chybový zosilňovač zostáva nečinný.

Ako je zrejmé z diagramu, chybový zosilňovač so vstupmi na pinoch 15 a Pin16 sa deaktivuje uzemnením neinvertujúceho pin16 a pripojením invertujúceho pin15 na + 5 V pomocou pin14.

Takže interne chybový zosilňovač spojený s vyššie uvedenými pinmi zostáva neaktívny.

Chybový zosilňovač, ktorý má ako vstupy pin1 a pin2, sa tu však efektívne používa na implementáciu korekcie PWM.

Obrázok ukazuje, že pin1, ktorý je neinvertujúcim vstupom chybového zosilňovača, je pripojený k referenčnému kolíku 5V č. 14 pomocou nastaviteľného deliča potenciálov pomocou hrnca.

Invertujúci vstup je spojený s pinom 3 (pin spätnej väzby) integrovaného obvodu, ktorý je v skutočnosti výstupom chybových zosilňovačov, a umožňuje vytvorenie spätnoväzbovej slučky pre pin 1 integrovaného obvodu.

Vyššie uvedená konfigurácia pin1 / 2/3 umožňuje presné nastavenie výstupných PWM úpravou potenciometra pin # 1.

Týmto sa uzatvára hlavný sprievodca implementáciou pinoutu pre diskutovaný upravený invertor sínusových vĺn pomocou IC TL494.

Stupeň výstupného výkonu invertora

Teraz pre stupeň výstupného výkonu môžeme vizualizovať niekoľko použitých mosfetov, poháňaných stupňom vyrovnávacej BJT push pull.

Stupeň BJT zaisťuje ideálnu spínaciu platformu pre mosfety poskytovaním mosfetov s minimálnymi problémami s rozptýlenou indukčnosťou a rýchlym vybitím vnútornej kapacity fets. Rezistory sériovej brány bránia akýmkoľvek prechodným javom, ktoré sa snažia preniknúť do tela, čím zaisťujú, že operácie budú úplne bezpečné a efektívne.

Odtoky MOSFET sú spojené s výkonovým transformátorom, ktorým môže byť obyčajný železný transformátor s primárnou konfiguráciou 9-0-9V, ak je batéria invertora dimenzovaná na 12V, a sekundárny môže byť 220V alebo 120V podľa špecifikácií krajiny používateľa .

Výkon meniča je v zásade určený výkonom transformátora a kapacitou akumulátora AH, tieto parametre je možné meniť podľa individuálnej voľby.

Používanie feritového transformátora

Na výrobu kompaktného sínusového invertora PWM možno transformátor so železným jadrom nahradiť transformátorom s feritovým jadrom. Podrobnosti o navíjaní sú uvedené nižšie:

Použitím super smaltovaného medeného drôtu:

Primárne: Vietor 5 x 5 závitov na stredový kohútik s použitím 4 mm (dva 2 mm pramene navinuté paralelne)

Sekundárne: Vietor 200 až 300 otáčok o 0,5 mm

Jadro: akékoľvek vhodné jadro EE, ktoré by bolo schopné tieto vinutia pohodlne prispôsobiť.

Celý mostíkový obvod invertora TL494

Nasledujúci návrh je možné použiť na vytvorenie úplného mostíka alebo obvodu H-mosta invertora s IC TL 494.

Ako je možné vidieť, na vytvorenie úplnej mostíkovej siete sa používa kombinácia mosfetov s kanálom p a n kanálom, čo robí veci dosť jednoduchými a vyhýba sa zložitej sieti kondenzátorových bootstrapov, ktorá je za normálnych okolností nevyhnutná pre úplné mostové invertory, ktoré majú iba mosfet s n kanálom.

Avšak začlenenie mosfetov s kanálom p na vysokej strane a kanálu n na nízkej strane spôsobuje, že dizajn je náchylný na problém s prestrelením.

Aby sa zabránilo prestreleniu, musí byť s IC TL 494 zaistený dostatočný mŕtvy čas, a zabrániť tak akejkoľvek možnosti tejto situácie.

Brány IC 4093 sa používajú na zaručenie dokonalej izolácie dvoch strán plného vedenia mosta a správneho prepnutia primárneho transformátora.

Výsledky simulácie