7 circuite modificate ale invertorului de undă sinusoidală explorate - 100W la 3kVA

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Când un invertor cu ieșire de curent alternativ cu undă pătrată este modificat pentru a genera o ieșire de curent alternativ cu undă sinusoidală, acesta se numește invertor cu undă sinusoidală modificat.

Următorul articol prezintă 7 modele interesante de invertoare cu undă sinusoidală modificate, cu descrieri exhaustive privind procedura de construcție, schema circuitului, ieșirea formei de undă și listele detaliate de piese. Proiectele sunt destinate învățării și construirii de proiecte experimentale de către ingineri și studenți.



Aici discutăm diferite varietăți de modele modificate, de la un modest 100 de wați la un model masiv de putere de 3 Kva.

Cum funcționează invertoarele modificate

Oamenii care sunt noi în domeniul electronicii se pot confunda un pic în ceea ce privește diferența dintre un invertor pătrat și un invertor modificat. Poate fi înțeles prin următoarea scurtă explicație:



După cum știm cu toții, un invertor va genera întotdeauna un curent alternativ (AC) similar cu tensiunea noastră de curent alternativ internă, astfel încât să îl poată înlocui în caz de cădere de curent. Un AC în cuvinte simple este practic o creștere și scădere a tensiunii de o anumită magnitudine.

Cu toate acestea, în mod ideal, acest AC ar trebui să se apropie cât mai mult posibil de o undă sinusoidală, așa cum se arată mai jos:

imagine sinusoidală

Diferența de bază între forma de undă sinusoidală și forma de undă pătrată

Această creștere și scădere a tensiunii are loc la o anumită rată, adică la un anumit număr de ori pe secundă, cunoscut sub numele de frecvență. De exemplu, un 50 Hz AC înseamnă 50 de cicluri sau 50 de urcări și coborâri ale unei anumite tensiuni într-o secundă.

Într-o undă sinusoidală CA, așa cum se găsește în priza noastră normală de rețea, creșterea și scăderea tensiunii de mai sus este sub forma unei curbe sinusoidale, adică modelul său variază treptat în funcție de timp și, prin urmare, nu este brusc sau brusc. Astfel de tranziții ușoare în forma de undă AC devin foarte potrivite și un tip de alimentare recomandat pentru numeroasele dispozitive electronice obișnuite, cum ar fi televizoare, sisteme muzicale, frigidere, motoare etc.

Cu toate acestea, într-un model de undă pătrată, creșterile și coborârile de tensiune sunt instantanee și bruște. O astfel de creștere și scădere imediată a potențialului creează vârfuri ascuțite la marginile fiecărui val și astfel devine foarte nedorită și nepotrivită pentru echipamente electronice sofisticate. Prin urmare, este întotdeauna periculos să le operați printr-o sursă de invertor cu rețea pătrată.

Formă de undă modificată

Într-un design de undă pătrată modificat, așa cum se arată mai sus, forma pătrată a formei de undă rămâne practic aceeași, dar dimensiunea fiecărei secțiuni a formei de undă este dimensionată corespunzător, astfel încât valoarea medie a acesteia să se potrivească îndeaproape cu valoarea medie a formei de undă AC.

După cum puteți vedea, există o cantitate proporțională de spațiu sau zone nule între fiecare bloc pătrat, aceste goluri ajută în cele din urmă la modelarea acestor unde pătrate în undă sinusoidală, precum ieșirea (deși grosolan).

Și ce este responsabil pentru ajustarea acestor unde pătrate dimensionate în trăsături asemănătoare undelor sinusoidale? Ei bine, este caracteristica inerentă a inducției magnetice a transformatorului care sculptează efectiv tranzițiile „timpului mort” între blocurile de unde pătrate într-o undă sinusoidală, așa cum se arată mai jos:

În toate cele 7 modele explicate mai jos, încercăm să implementăm această teorie și să ne asigurăm că valoarea RMS a undelor pătrate este controlată corespunzător prin tăierea vârfurilor de 330V în RMS modificat de 220V. Același lucru se poate aplica pentru 120V AC prin tăierea celor 160 de vârfuri.

Cum se calculează prin formule ușoare

Dacă sunteți interesat să știți cum să calculați forma de undă modificată de mai sus, astfel încât să rezulte o replicare aproape ideală a unei unde sinusoidale, vă rugăm să consultați următoarea postare pentru tutorialul complet:


Calculați valoarea echivalentă a sinusului pătrat modificat RMS


Design # 1: Utilizarea IC 4017

Să investigăm primul design al invertorului modificat, care este destul de simplu și folosește un unic IC 4017 pentru procesarea formei de undă modificate necesare.

Dacă sunteți în căutarea unui circuit invertor de putere modificat cu undă sinusoidală ușor de construit, atunci probabil că următorul concept vă va interesa. Arată uimitor simplu și cu cost redus cu o ieșire care este într-o foarte mare măsură comparabilă cu alte omologii sinusoidali mai sofisticate.

Știm că, atunci când o intrare de ceas este aplicată pinului său # 14, IC produce un ciclu de schimbare a impulsurilor logice ridicate prin intermediul celor 10 pini de ieșire.

Privind diagrama circuitului, descoperim că ieșirile pin ale IC sunt terminate pentru a furniza baza tranzistoarelor de ieșire astfel încât acestea să conducă după fiecare impuls de ieșire alternativ de la IC.

Acest lucru se întâmplă pur și simplu deoarece bazele tranzistoarelor sunt conectate alternativ la ieșirile pin IC și conexiunile intermediare pin-out sunt doar eliminate sau menținute deschise.

Înfășurările transformatorului care sunt conectate la colectorul tranzistorului răspund la comutarea alternativă a tranzistorului și produc o ieșire de curent alternativ la ieșirea sa având o formă de undă exact așa cum se arată în diagramă.

Ieșirea acestui invertor de undă sinusoidală modificată nu este chiar comparabilă cu ieșirea unui invertor cu undă sinusoidală pură, dar cu siguranță va fi mult mai bună decât cea a unui invertor de undă pătrată obișnuit. Mai mult, ideea este foarte ușor și ieftin de construit. Circuit invertor ideal cu undă sinusoidală modificată

AVERTISMENT: Vă rugăm să conectați diode de protecție prin emițătorul colector al tranzistorului TIP35 (CATODĂ LA COLECTOR, ANOD LA EMITOR)


ACTUALIZAȚI: Conform calculelor prezentate în Acest articol , pinii de ieșire IC 4017 ar putea fi configurați în mod ideal pentru a obține un invertor cu undă sinusoidală cu aspect impresionant.

Imaginea modificată poate fi asistată mai jos:

Invertor cu undă sinusoidală modificat bazat pe IC 4049

AVERTISMENT: Vă rugăm să conectați diode de protecție prin emițătorul colector al tranzistorului TIP35 (CATODĂ LA COLECTOR, ANOD LA EMITOR)


Demo video:

Specificații minime

  • Intrare: 12V de la baterie cu plumb acid, de exemplu baterie de 12V 7Ah
  • Ieșire: 220V sau 120V în funcție de puterea transformatorului
  • Formă de undă: undă sinusoidală modificată

Feedback de la unul dintre spectatorii dedicați acestui blog, doamna Sarah

Bună ziua Swagatam,

Aceasta este ceea ce am obținut din ieșirea rezistențelor post IC4 R4 și R5. După cum am spus mai devreme, mă așteptam să am o undă bipolară. Una în pozitiv și cealaltă în negativ. pentru a simula un ciclu de undă alternativă. Sper că această poză te va ajuta. Am nevoie de un drum înainte, vă rog.

Mulțumiri

Răspunsul meu:

Buna Sarah,

Ieșirile IC nu vor arăta unde bipolare, deoarece semnalele de la aceste ieșiri sunt destinate tranzistoarelor identice de tip N și dintr-o singură sursă .... transformatorul este responsabil pentru crearea undei bipolare la ieșirea sa, deoarece este configurat cu o apăsare -trageți topologia folosind o atingere centrală .... așa că ceea ce vedeți în R4 și R5 sunt forma de undă corectă. Vă rugăm să verificați forma de undă la ieșirea transformatorului pentru verificarea naturii bipolare a formei de undă.

Design # 2: Utilizarea NOT Gates

Această secundă din listă este un concept unic de invertor de undă sinusoidală modificat, de asemenea, m-a proiectat. Întreaga unitate împreună cu treapta oscilatorului și treapta de ieșire pot fi construite cu ușurință de orice pasionat de electronice de acasă. Prezentul proiectat va putea suporta cu ușurință 500 VA de sarcină de ieșire.

Să încercăm să înțelegem funcționarea circuitului în detalii:

Etapa oscilatorului:

Privind schema de circuite de mai sus, vedem un design inteligent al circuitului care cuprinde ambele, oscilatorul, precum și caracteristica de optimizare PWM incluse.

Aici, porțile N1 și N2 sunt conectate ca un oscilator, care generează în primul rând impulsuri de undă pătrată perfect uniforme la ieșire. Frecvența este setată prin ajustarea valorilor 100K asociate și a condensatorului 0,01 uF. În acest design este fixat la o rată de aproximativ 50 Hz. Valorile pot fi modificate corespunzător pentru a obține o ieșire de 60 Hz.

Ieșirea din oscilator este alimentată în etapa tampon constând din patru porți NU paralele și dispuse alternativ. Tampoanele sunt utilizate pentru susținerea impulsurilor perfecte și pentru evitarea degradării.

Ieșirea din buffer este aplicată etapelor driverului, unde cele două tranzistoare darlington de mare putere își asumă responsabilitatea amplificării impulsurilor recepționate, astfel încât să poată fi alimentată în cele din urmă la etapa de ieșire a acestui design invertor de 500 VA.

Până în acest moment frecvența este doar o undă pătrată obișnuită. Cu toate acestea, introducerea etapei IC 555 schimbă în totalitate scenariul.

IC 555 și componentele sale asociate sunt configurate ca un simplu generator PWM. Raportul spațiu-marcaj al PWM poate fi ajustat discret cu ajutorul potului 100K.

Ieșirea PWM este integrată la ieșirea etapei oscilatorului printr-o diodă. Acest aranjament asigură faptul că impulsurile de undă pătrată generate sunt rupte în bucăți sau tăiate conform setărilor impulsurilor PWM.

Acest lucru ajută la reducerea valorii RMS totale a impulsurilor de undă pătrată și la optimizarea acestora cât mai aproape posibil de o valoare RMS de undă sinusoidală.

Pulsurile generate la bazele tranzistoarelor driver sunt astfel perfect modificate pentru a semăna tehnic cu formele de undă sinusoidală.

îmbinarea tranzistoarelor paralele pentru aplicarea invertorului

Etapa de ieșire:

Etapa de ieșire este destul de simplă în design. Cele două înfășurări ale transformatorului sunt configurate pe cele două canale individuale, formate din bănci de tranzistoare de putere.

Tranzistoarele de putere de la ambele membre sunt dispuse în paralel pentru a crește curentul general prin înfășurare, astfel încât să producă puterea de 500 wați dorită.

Cu toate acestea, pentru a restricționa situațiile de fugă termică cu conexiunile paralele, tranzistoarele sunt conectate cu un rezistor de bobină de sârmă cu putere redusă la emițătorii lor. Acest lucru împiedică orice tranzistor să treacă peste sarcină și să cadă în situația de mai sus.

Bazele ansamblului sunt integrate în etapa șoferului discutată în secțiunea anterioară.

IC 4049 Circuit invertor cu undă sinusoidală modificat pe bază de poartă NAND

Bateria este conectată la robinetul central și la solul transformatorului și, de asemenea, la punctele relevante din circuit.

Punerea în funcțiune a energiei pornește imediat invertorul, furnizând o undă sinusoidală modificată bogată la ieșirea sa, gata de utilizare cu orice sarcină de până la 500 VA.

Detaliile componentei sunt furnizate în diagramă.

Designul de mai sus poate fi, de asemenea, modificat într-un invertor cu undă sinusoidală mosfet controlat PWM de 500 wați prin înlocuirea tranzistoarelor driverului pur și simplu cu câteva mosfete. Proiectarea prezentată mai jos ar oferi aproximativ 150 de wați de putere, pentru a obține 500 de wați, este posibil să fie necesar un număr mai mare de mosfete pentru a fi conectate în paralel cu cele două mosfete existente.

Proiectare # 3: utilizarea unui IC 4093 pentru rezultatele modificate

Circuitul invertorului cu undă sinusoidală modificată controlat de PWM prezentat mai jos este cel de-al treilea concurent, utilizează doar un singur 4093 pentru funcțiile specificate.

CI este format din patru porți NAND, dintre care două sunt conectate ca oscilatoare, în timp ce restul două ca tampoane.

Oscilatoarele sunt integrate în așa fel încât frecvența înaltă de la unul dintre oscilatoare interacționează cu ieșirea celuilalt, generând unde pătrate tăiate a căror valoare RMS poate fi bine optimizată pentru a se potrivi cu formele de undă sinusoidale obișnuite. înțelegeți sau construiți, mai ales atunci când este la fel de complex ca tipurile de unde sinusoidale modificate. Cu toate acestea, conceptul discutat aici utilizează doar un singur IC 4093 pentru gestionarea tuturor complicațiilor necesare. Să învățăm cât de simplu este să construiești.

Piese pe care le veți construi pentru a construi acest circuit invertor de 200 de wați

Toate rezistoarele au 1/4 de wați, 5%, dacă nu se specifică altfel.

  • R1 = 1 M pentru 50 Hz și 830 K pentru 60 Hz
  • R2 = 1 K,
  • R3 = 1 M,
  • R4 = 1 K,
  • R5, R8, R9 = 470 Ohmi,
  • R6, R7 = 100 ohmi, 5 wați,
  • VR 1 = 100 K,
  • C1, C2 = 0,022 uF, disc ceramic,
  • C3 = 0,1, ceramică pe disc
  • T1, T4 = TIP 122
  • T3, T2 = BDY 29,
  • N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
  • D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
  • D3, D2 = 1N5408,
  • Transformator = 12 -0 - 12 volți, curent de la 2 la 20 Amperi după dorință, tensiunea de ieșire poate fi de 120 sau 230 volți conform specificațiilor țării.
  • Bateria = 12 volți, de obicei un tip de 32 AH, așa cum se utilizează la mașini, este recomandată.
Circuit invertor de undă sinusoidală modificat de 150 de wați utilizând numai tranzistoare

Funcționarea circuitului

Proiectarea propusă a unui invertor cu undă sinusoidală modificată de 200 de wați obține ieșirea modificată prin „tăierea” discretă a impulsurilor de undă pătrată de bază în secțiuni mai mici de impulsuri dreptunghiulare. Funcția seamănă cu un control PWM, asociat în mod obișnuit cu IC 555.

Cu toate acestea, aici ciclurile de funcționare nu pot fi variate separat și sunt menținute egale pe toată gama de variații disponibile. Limitarea nu afectează cu mult funcția PWM, deoarece aici ne preocupă doar să păstrăm valoarea RMS a ieșirii aproape de contorul său de undă sinusoidală, care este executată satisfăcător prin configurația existentă.

Referindu-ne la schema circuitului, putem vedea că întreaga electronică planează în jurul unei singure părți active - IC 4093.

Este format din patru porți individuale NAND Schmitt, toate fiind angajate pentru funcțiile necesare.

N1 împreună cu R1, R2 și C1 formează un oscilator clasic CMOS Schmitt trgger unde poarta este de obicei configurată ca un invertor sau o poartă NU.

Impulsurile generate de acest stadiu oscilator sunt unde pătrate care formează impulsurile de bază ale circuitului. N3 și N4 sunt conectate ca tampoane și sunt utilizate pentru a conduce dispozitivele de ieșire în tandem.

Cu toate acestea, acestea sunt impulsuri de undă pătrată obișnuite și nu constituie versiunea modificată a sistemului.

Putem folosi cu ușurință impulsurile de mai sus numai pentru a conduce invertorul nostru, dar rezultatul ar fi un invertor obișnuit cu unde pătrate, care nu este potrivit pentru operarea gadgeturilor electronice sofisticate.

Motivul din spatele acestui fapt este că undele pătrate pot diferi foarte mult de formele de undă sinusoidală, mai ales în ceea ce privește valorile lor RMS.

Prin urmare, ideea este de a modifica formele de undă pătrate generate astfel încât valoarea sa RMS să se potrivească îndeaproape cu o formă de undă sinusoidală. Pentru a face acest lucru, trebuie să dimensionăm formele de undă pătrate individuale printr-o intervenție externă.

Secțiunea care cuprinde N2, împreună cu celelalte părți asociate C2, R4 și VR1, formează un alt oscilator similar ca N1. Cu toate acestea, acest oscilator produce frecvențe mai mari, care sunt în formă dreptunghiulară înaltă.

Ieșirea dreptunghiulară de la N2 este alimentată la sursa de intrare de bază a N3. Trenurile pozitive ale impulsurilor nu au niciun efect asupra impulsurilor de intrare a sursei datorită prezenței lui D1 care blochează ieșirile pozitive de la N2.

Cu toate acestea, impulsurile negative sunt permise de D1 și acestea scufundă efectiv secțiunile relevante ale frecvenței sursei de bază, creând un fel de crestături dreptunghiulare la intervale regulate, în funcție de frecvența oscilatorului setată de VR1.

Aceste crestături sau mai degrabă impulsurile dreptunghiulare de la N2 pot fi optimizate după cum se dorește prin ajustarea VR1.

Operațiunea de mai sus taie unda pătrată de bază de la N1 în secțiuni înguste discrete, scăzând valoarea medie a valorii RMS a formelor de undă. Se recomandă ca setarea să se facă cu ajutorul unui contor RMS.

Dispozitivele de ieșire comută înfășurările relevante ale transformatorului ca răspuns la aceste impulsuri dimensionate și produc forme de undă corespunzătoare comutate de înaltă tensiune la înfășurarea de ieșire.

Rezultatul este o tensiune care este destul de echivalentă cu o calitate a undei sinusoidale și este sigură pentru funcționarea tuturor tipurilor de echipamente electrice de uz casnic.

Puterea invertorului poate fi mărită de la 200 wați la 500 wați sau după cum se dorește pur și simplu adăugând mai multe numere de T1, T2, R5, R6 și T3, T4, R7, R8 în paralel peste punctele relevante.

Caracteristici principale ale invertorului

Circuitul este cu adevărat eficient și, în plus, este o versiune modificată cu undă sinusoidală care îl face remarcabil în propriul său respect.

Circuitul utilizează tipuri de componente foarte obișnuite, ușor de procurat și, de asemenea, este foarte ieftin de construit.

Procesul de modificare a undelor pătrate în unde sinusoidale se poate face prin variația unui singur potențiometru sau mai degrabă a unui preset, ceea ce face operațiunile destul de simple.

Conceptul este foarte de bază, dar oferă ieșiri de mare putere, care pot fi optimizate în funcție de nevoile proprii, doar prin adăugarea unui număr mai mare de dispozitive de ieșire în paralel și prin înlocuirea bateriei și a transformatorului cu dimensiunile relevante.

Proiectul # 4: Sinewave modificat pe bază de tranzistor

Un circuit foarte interesant al unui invertor cu undă sinusoidală modificat este discutat în acest articol, care încorporează doar tranzistoare obișnuite pentru implementările propuse.

Utilizarea tranzistoarelor face de obicei circuitul mai ușor de înțeles și mai prietenos cu noii entuziaști electronici. Includerea unui control PWM în circuit face ca proiectarea să fie foarte eficientă și de dorit în ceea ce privește operațiunile aparatelor sofisticate la ieșirea invertorului. Diagrama circuitului arată modul în care este stabilit întregul circuit. Putem vedea clar că doar tranzistoarele au fost implicate și totuși circuitul poate fi realizat pentru a produce o formă de undă controlată PWM bine dimensionată pentru a genera formele de undă modificate ale sinodului modificate sau mai degrabă unde pătrate modificate pentru a fi mai precise.

Întregul concept poate fi înțeles prin studierea circuitului cu ajutorul următoarelor puncte:

Uimitor ca oscilatoarele

Practic, putem asista la două etape identice, care sunt conectate în configurația standard multivibratoare astabilă.

Fiind astabile în natură, configurațiile sunt destinate în mod special pentru a genera impulsuri de rulare libere sau unde pătrate la ieșirile respective.

Cu toate acestea, stadiul AMV superior este poziționat pentru generarea undelor pătrate normale de 50 Hz (sau 60 Hz) care sunt utilizate pentru acționarea transformatorului și pentru acțiunile necesare ale invertorului, pentru a obține puterea de rețea alternativă dorită la ieșire.

Prin urmare, nu există nimic prea serios sau interesant în etapa superioară, de obicei constă într-o etapă centrală AMV formată din T2, T3, urmează etapa driver care constă din tranzistoarele T4, T5 și în final etapele de ieșire de recepție constând din T1 și T6.

Cum funcționează etapa de ieșire

Etapa de ieșire acționează transformatorul prin intermediul bateriei pentru acțiunile dorite ale invertorului.

Etapa de mai sus este responsabilă numai pentru realizarea generării impulsurilor de undă pătrată care sunt imperativ necesare pentru acțiunile normale de inversare intenționate.

PWM Chopper AMV Stage

Circuitul din jumătatea inferioară este secțiunea care face de fapt modificările undei sinusoidale prin comutarea AMV superioară în conformitate cu setările sale PWM.

Tocmai, forma impulsului etapei AMV superioare este controlată de circuitul AMV inferior și implementează modificarea undelor pătrate prin tăierea undelor pătrate de bază ale invertorului pătrat din AMV superior în secțiuni discrete.

Tăierea sau dimensionarea de mai sus este executată și definită prin setarea presetată R12.

R12 este utilizat pentru reglarea raportului de spațiu de marcare a impulsurilor generate de AMV-ul inferior.

Conform acestor impulsuri PWM, unda pătrată de bază din AMV superioară este tăiată în secțiuni, iar valoarea medie a RMS a formei de undă generate este optimizată cât mai aproape posibil de o formă de undă sinusoidală standard.

circuit digital invertor sinusoidal modificat

Explicația rămasă cu privire la circuit este destul de obișnuită și se poate face urmând practica standard care este utilizată în mod normal în timpul construirii inverselor sau, de altfel, celălalt articol asociat poate fi trimis pentru a obține informațiile relevante.

Lista de componente

  • R1, R8 = 15 Ohmi, 10 WATTS,
  • R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
  • R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ WATTS,
  • R4, R5 = 39K
  • R10, R11 = 10K,
  • R12 = 10K PRESET,
  • C1 ----- C4 = 0.33Uf,
  • D1, D2 = 1N5402,
  • D3, D4 = 1N40007
  • T2, T3, T7, T8 = 8050,
  • T9 = 8550
  • T5, T4 = TIP 127
  • T1, T6 = BDY29
  • TRANSFORMATOR = 12-0-12V, 20 AMP.
  • T1, T6, T5, T4 TREBUIE MONTATE PENTRU DISPUTORUL DE CALDURĂ.
  • BATERIE = 12V, 30AH

Proiectare # 5: Circuit inversor digital modificat

Acest al cincilea design al unui invertor clasic modificat este încă un alt design dezvoltat de mine, deși este o undă sinusoidală modificată, poate fi denumit și un circuit invertor digital cu undă sinusoidală.

Conceptul este din nou inspirat de un design puternic amplificator audio bazat pe MOSFET.

Privind principalul design al amplificatorului de putere, putem vedea că practic este un amplificator audio puternic de 250 de wați, modificat pentru o aplicație invertor.

Toate etapele implicate sunt de fapt pentru a permite un răspuns în frecvență de 20 până la 100kHz, deși aici nu vom avea nevoie de un grad atât de ridicat de răspuns în frecvență, nu am eliminat niciunul dintre stadii, deoarece nu ar dăuna circuitului .

Prima etapă constând din tranzistoarele BC556 este etapa amplificatorului diferențial, urmează etapa de driver bine echilibrată formată din tranzistoarele BD140 / BD139 și, în cele din urmă, este etapa de ieșire care este alcătuită din puternicele mosfete.

Ieșirea de la mosfete este conectată la un transformator de putere pentru operațiile necesare ale invertorului.

Aceasta finalizează etapa amplificatorului de putere, cu toate acestea, această etapă necesită o intrare bine dimensionată, mai degrabă o intrare PWM care ar ajuta în cele din urmă la crearea proiectului circuitului invertorului cu undă sinusoidală propus.

Etapa oscilatorului

Următorul CIRCUIT DIAGRAM prezintă un stadiu oscilator simplu, care a fost adecvat optimizat pentru a oferi ieșiri controlate PWM reglabile.

IC 4017 devine partea principală a circuitului și generează unde pătrate care se potrivește foarte bine cu valoarea RMS a unui semnal AC standard.

Cu toate acestea, pentru ajustări precise, ieșirea de la IC 4017 a fost prevăzută cu o facilitate de nivel de reglare discretă a tensiunii folosind câteva diode 1N4148.

Una dintre diodele de la ieșire poate fi selectată pentru reducerea amplitudinii semnalului de ieșire, ceea ce ar ajuta în cele din urmă la ajustarea nivelului RMS al ieșirii transformatorului.

Frecvența ceasului care trebuie ajustată la 50Hz sau 60Hz conform cerințelor este generată de o singură poartă de la IC 4093.

P1 poate fi setat pentru a produce frecvența necesară de mai sus.

Pentru a obține un 48-0-48volți, utilizați 4 numere. Baterii de 24V / 2AH în serie, așa cum se arată în ultima figură.

Circuitul invertorului de putere

Design modificat cu unde sinusoidale folosind 3nos IC 555

Circuit oscilator echivalent cu undă sinusoidală

Figura de mai jos prezintă diverse ieșiri ale formelor de undă conform selecției numărului de diode la ieșirea din stadiul oscilatorului, formele de undă pot avea valori RMS relevante diferite, care trebuie selectate cu atenție pentru alimentarea circuitului invertorului de putere.

Dacă aveți probleme în înțelegerea circuitelor de mai sus, vă rugăm să nu ezitați să comentați și să întrebați.

Proiectul nr. 6: folosind doar 3 IC 555

Următoarea secțiune discută al șaselea cel mai bun circuit invertor de undă sinusoidală modificat cu imagini de formă de undă, confirmând credibilitatea proiectului. Conceptul a fost conceput de mine, forma de undă fiind confirmată și transmisă de domnul Robin Peter.

Conceptul discutat a fost proiectat și prezentat în câteva dintre postările mele publicate anterior: circuitul invertorului cu undă sinusoidală de 300 wați și circuitul invertorului 556, totuși, deoarece forma de undă nu a fost confirmată de mine, circuitele relevante nu au fost complet infailibile. și forma de undă verificată de domnul Robin Peter, procedura a dezvăluit un defect ascuns în design, care, sperăm, a fost rezolvat aici.

Să parcurgem următoarea conversație prin e-mail între mine și domnul Robin Peter.

Am construit versiunea alternativă simplificată modificată cu undă sinusoidală IC555, fără tranzistor. Am schimbat unele dintre valorile rezistențelor și capacelor și nu am folosit [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

M-am alăturat Pin2 & 7 din IC 4017 împreună pentru a obține forma de undă necesară. IC1 produce impulsuri de 200hz 90% ciclu de funcționare (1 imagine), care ceas IC2 (2 imagini) și, prin urmare, IC3 (2 imagini, ciclu minim de funcționare și max D / C) Acestea sunt rezultatele așteptate, îngrijorarea mea este că este un sinus modificat unde puteți varia

RMS, nu un sinus pur

Salutari

Robin

Salut Robin,

Diagrama circuitului de undă sinusoidală modificată pare corectă, dar forma de undă nu este, cred că va trebui să folosim o etapă separată a oscilatorului pentru ceasul 4017 cu frecvența fixată la 200Hz și să creștem frecvența celui mai de sus 555 IC la mulți kHz, apoi verificați forma de undă. Cu respect.

Bună Swagatam

Am atașat o nouă schemă a circuitului cu modificările pe care le-ați sugerat împreună cu formele de undă rezultate. Ce părere aveți despre forma de undă PWM, impulsurile nu par să meargă până la sol?

nivel.

Salutari

confirmarea modificată a formei de undă sinusoidală

Salut Robin,

E grozav, exact la ceea ce mă așteptam, așa că înseamnă că trebuie folosit un astable separat pentru mijlocul IC 555 pentru rezultatele preconizate .... apropo ați modificat presetarea RMS și ați verificat formele de undă, vă rugăm să actualizați făcând asa de.

Deci, acum arată mult mai bine și puteți merge mai departe cu designul invertorului conectând mosfetele.

.... nu ajunge la pământ din cauza căderii diodei de 0,6V, presupun .... Mulțumesc foarte mult

De fapt, un circuit mult mai ușor cu rezultate similare celor de mai sus poate fi construit așa cum s-a discutat în această postare: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Mai multe actualizări de la domnul Robin

Bună Swagatam

Am modificat presetarea RMS și iată formele de undă atașate. Aș dori să vă întreb ce amplitudine a undei triunghiulare puteți aplica pinului 5 și cum l-ați sincroniza astfel încât atunci când pinul 2 sau 7 merge + vârful este în mijloc

îl privește pe Robin

Iată câteva forme de undă sinusoidală mai bine modificate, poate că tipul le va înțelege mai ușor. Depinde de tine dacă le publici.

Apropo, am luat un capac de 10uf de la pin2 la 10k rezistor la capacul de .47uf la sol. Și valul triunghiular arăta așa (atașat). Nu prea triunghiular, 7v p-p.

Voi investiga opțiunea 4047

aplauda Robin

Forma de undă de ieșire la ieșirea rețelei transformatorului (220V) Următoarele imagini prezintă diferitele imagini ale formei de undă luate de la înfășurarea rețelei de ieșire a transformatorului.

Amabilitatea - Robin Peter

Fără PWM, fără încărcare

Fără PWM, cu sarcină

Cu PWM, fără sarcină

Cu PWM, cu sarcină

Imaginea de mai sus s-a mărit

Imaginile de formă de undă de mai sus arătau oarecum distorsionate și nu prea asemănătoare undelor sinusoidale. Adăugarea unui condensator de 0,45 uF / 400 V pe ieșire a îmbunătățit drastic rezultatele, după cum se poate vedea din următoarele imagini.

Fără sarcină, cu PWM ACTIVAT, condensator 0,45uF / 400v adăugat

Circuit de filtrare LC pentru ieșire transformator invertor cu undă sinusoidală modificată

Cu PWM, cu sarcină și cu un condensator de ieșire, acesta seamănă foarte mult cu o formă sinewave autentică.

Toate verificările și testele de mai sus au fost efectuate de domnul Robin Peters.

Mai multe rapoarte de la domnul Robin

Ok, am făcut mai multe teste și experimentări aseară și am constatat că, dacă măresc tensiunea de batt la 24v, undele sinusoidale nu se distorsionează când am crescut sarcina / ciclul. (Ok, mi-am recâștigat încrederea) Am adăugat acel capac de 2200uf între c / tapp și sol, dar asta nu a făcut nicio diferență față de forma de undă de ieșire.

Am observat câteva lucruri care aveau loc, pe măsură ce am crescut D / C, trafo emite un zgomot zgomotos (ca și cum un releu vibrează înainte și înapoi foarte repede), IRFZ44N se încălzește foarte repede chiar și fără sarcină Când scot capacul pare să fie mai puțin stresat pe sistem. Zgomotul zumzetului nu este atât de rău, iar Z44n-urile nu se încălzesc atât de bine. [desigur, fără sinewave}

Capacul este peste ieșirea trafo-ului, nu în serie cu un picior. Am scos (3 înfășurări diferite) inductoare rotunde {cred că sunt toriodale} dintr-o sursă de alimentare cu comutare. Rezultatul a fost o îmbunătățire a undei de ieșire (fără schimbare),

Tensiunea de ieșire trafo a scăzut, de asemenea.

Adăugarea unei funcții de corectare automată a sarcinii la ideea circuitului invertorului cu undă sinusoidală modificată mai sus:

Circuitul publicitar simplu prezentat mai sus poate fi utilizat pentru a permite corectarea automată a tensiunii la ieșirea invertorului.

Tensiunea alimentată peste punte este rectificată și aplicată pe baza tranzistorului NPN. Presetarea este reglată astfel încât, la nicio sarcină, tensiunea de ieșire să se stabilească la nivelul normal specificat.

Pentru a fi mai precis, inițial presetarea de mai sus ar trebui menținută la nivelul solului, astfel încât tranzistorul să spună oprit.

Apoi, presetarea de 10k RMS la pinul 5 al IC-ului PWM 555 ar trebui ajustată pentru a genera în jur de 300V la ieșirea transformatorului.

În cele din urmă, presetarea de corecție a sarcinii 220K ar trebui realiniată pentru a reduce tensiunea la aproximativ 230V.

Terminat! Sperăm că ajustările de mai sus ar fi suficiente pentru configurarea circuitului pentru corecțiile de sarcină automate intenționate.

Designul final ar putea arăta astfel:

Circuit de filtrare

Următorul circuit de filtrare poate fi utilizat la ieșirea inveterului de mai sus pentru controlul armonicilor și pentru îmbunătățirea unei ieșiri curbat cu undă sinusoidală

raport de testare cu undă sinusoidală modificat

Mai multe intrări:

Designul de mai sus a fost studiat și îmbunătățit în continuare de domnul Theofanakis, care este, de asemenea, un cititor pasionat al acestui blog.

Urma osciloscopului descrie forma de undă modificată a invertorului pe rezistorul de 10 k conectat la ieșirea de rețea a transformatorului.

transformator secundar modificat ieșire

Designul invertorului modificat de mai sus de către invertorul Theofanakis a fost testat și aprobat de unul dintre adepții pasionați ai acestui blog, domnul Odon. Următoarele imagini de test ale lui Odon confirmă natura sinusoidală a circuitului invertorului de mai sus.

Proiectul nr. 7: Designul invertorului modificat 3Kva Heavy Duty

Conținutul explicat mai jos investighează un prototip de circuit invertor cu undă sinusoidală de 3kva realizat de domnul Marcelin folosind doar BJT-uri în loc de mosfete convenționale. Circuitul de control PWM a fost proiectat de mine.

Într-una din postările mele anterioare am discutat despre un circuit invertor echivalent cu undă sinusoidală pură 555, care a fost proiectat în mod colectiv de dl. Marcelin și de mine.

Cum a fost construit circuitul

În acest design am folosit cabluri puternice pentru a susține curenții mari, am folosit secțiuni de 70 mm2 sau mai multe secțiuni mai mici în paralel. Transformatorul de 3 KVA este de fapt întrucât solidul cântărește 35 kg. Dimensiunile și volumul nu reprezintă un dezavantaj pentru mine. Fotografii atașate la transformator și instalare în curs.

Următorul ansamblu se apropie de finalizare, bazat pe 555 (SA 555) și pe CD 4017

La prima mea încercare, cu mosfete, la începutul acestui an, am folosit IRL 1404, care Vdss este de 40 de volți. În opinia mea, tensiune insuficientă. Ar fi mai bine să folosiți mosfete cu un Vdss cel puțin egal sau mai mare de 250 volți.

În această nouă instalație, prevăd două diode pe înfășurările transformatorului.

De asemenea, va exista un ventilator pentru răcire.

SFATUL 35 va fi montat cu 10 în fiecare ramură, astfel:

Imagini prototip complete

Finalizat circuitul invertorului de 3 KVA

Proiectarea finală a circuitului invertorului cu undă sinusoidală modificată de 3 kva ar trebui să arate astfel:

Lista de componente

Toate rezistențele au 1/4 watt 5%, dacă nu se specifică.

  • 100 ohmi - 2nos (valoarea poate fi între 100 ohmi și 1K)
  • 1K - 2nos
  • 470 ohmi - 1 nu (poate avea orice valoare până la 1 K)
  • 2K2 - 1nos (va funcționa și o valoare ușor mai mare)
  • Presetare 180K - 2nos (orice valoare între 200K și 330K va funcționa)
  • 10K presetate - 1no (vă rugăm să setați 1k presetate pentru un rezultat mai bun)
  • 10 Ohm 5 wați - 29nos

Condensatoare

  • 10nF - 2nos
  • 5nF - 1 nr
  • 50nF - 1 nr
  • 1uF / 25V - 1no

Semiconductori

  • Diodă zener de 2.7V - 1no (se pot utiliza până la 4.7V)
  • 1N4148 - 2nos
  • Diodă 6A4 - 2nos (aproape de transformator)
  • IC NE555 - 3 nr
  • IC 4017 - 1 nr
  • TIP142 - 2nos
  • TIP35C - 20 nr
  • Transformator 9-0-9V 350 amperi sau 48-0-48V / 60 amperi
  • Baterie 12V / 3000 Ah sau 48V 600 Ah

Dacă este utilizată alimentarea de 48V, asigurați-vă că o reglați la 12V pentru etapele IC și alimentați 48V doar la robinetul central al transformatorului.

Cum să protejăm tranzistoarele

Notă: Pentru a proteja tranzistoarele de un fugit termic, montați canalele individuale peste radiatoare comune, adică utilizați un radiator cu o singură aripă lungă pentru matricea de tranzistori superioară și un alt radiator comun similar similar pentru matricea de tranzistori inferioară.

Izolarea mica nu ar fi din fericire necesară, deoarece colectoarele sunt unite între ele, iar corpul care este colectorul ar fi conectat eficient prin radiator. Acest lucru ar economisi, de fapt, multă muncă grea.

Pentru a obține o eficiență maximă a energiei, următoarea etapă de ieșire este recomandată de mine și trebuie folosită cu etapele PWM și 4017 explicate mai sus.

Diagrama circuitului

Notă: Montați toate TIP36 superioare pe un radiator comun cu aripioare mai mari, NU folosiți izolator mica în timp ce implementați acest lucru.

Același lucru trebuie făcut cu matricele TIP36 inferioare.

Dar asigurați-vă că aceste două radiatoare nu se ating niciodată.

Tranzistoarele TIP142 trebuie montate pe chiuvete separate individuale mari cu aripioare.




Precedent: Cum să faci un braț robot fără fir folosind Arduino Următorul: 3 încărcătoare inteligente de baterii Li-Ion folosind TP4056, IC LP2951, IC LM3622