Allpool toodud 6 unikaalset disainilahendust selgitavad meile, kuidas saaks tavalist ühilduvat IC 555 multivibraatorit tõhusalt kasutada tehke inverter keerulisi etappe kaasamata.

Kahtlemata on IC 555 mitmekülgne IC, millel on elektroonilises maailmas palju rakendusi. Kuid inverterite osas sobib IC 555 sellele ideaalselt sobivaks.

Selles postituses käsitleme 5 silmapaistvat IC 555 muunduri ahelat, alates lihtsast ruudukujuliste lainete variandist kuni veidi arenenumate SPWM-i siinuslaine kujundusteni ja lõpuks täieõigusliku ferriitsüdamikuga alalisvoolu kuni alalisvoolu alalisvoolu inverterahelat. Alustagem.

Idee soovis hr Ningrat_edan.

Põhikujundus

Viidates näidatud skeemile, üks IC 555 saab näha konfigureerituna oma standardses astable režiimis , kus selle tihvti nr 3 kasutatakse inverteri funktsiooni rakendamiseks ostsillaatori allikana.

MÄRKUS. 50 Hz optimeerimiseks väljundis asendage 1 nF kondensaator 0,47 uF kondensaatoriga . See võib olla polaarne või mittepolaarne .

Kuidas see töötab

Selle muunduri IC 555 vooluringi toimimist saab mõista järgmise etapiviisilise analüüsi abil:

IC 555 on konfigureeritud astabilise multivibraatori režiimis, mis võimaldab selle tihvtil nr 3 vahetada pidevaid kõrge / madala impulsse kindla sagedusega. See sageduse määr sõltub takistite ja kondensaatori väärtustest kogu selle tihvti nr 7, tihvti nr 6, 2 jne.

IC 555 tihvt nr 3 genereerib MOSFETide jaoks vajaliku 50 Hz või 60 Hz sageduse.

Kuna me teame, et siin olevad MOSFETid peavad vaheldumisi töötama, et võimaldada ühendatud trafo keskkraani mähisel tõukejõu võnkumist.

Seetõttu ei saa mõlemat MOSFET-väravat ühendada IC tihvtiga nr 3. Kui me seda teeme, toimiksid mõlemad MOSFETid samaaegselt, põhjustades mõlema primaarmähise kooslülitumist. See põhjustaks kaks sekundaaris indutseeritud faasivastast signaali, mis põhjustaks väljundi AC lühise ja väljundis oleks neto null AC, ja trafo kuumeneks.

Selle olukorra vältimiseks tuleb kahte MOSFET-i käitada vaheldumisi tandemina.

BC547 funktsioon

Tagamaks, et MOSFETid lülituvad vaheldumisi 50 Hz sagedusel IC 555 tihvtist nr 3, tutvustame BC547 astet tihvti # 3 väljundi ümberpööramiseks kogu selle kollektoris.

Seda tehes võimaldame tõhusalt tihvti # 3 impulsil luua vastandlikke +/- sagedusi, üks tihvti nr 3 ja teine BC547 kollektoris.

Selle paigutuse korral töötab üks MOSFET-värav tihvtist nr 3, teine MOSFET töötab BC547 kollektorist.

See tähendab, et kui tihvti nr 3 MOSFET on sees, on BC547 kollektoris MOSFET VÄLJAS ja vastupidi.

See võimaldab MOSFET-idel vajaliku tõukejõu vahetamiseks vaheldumisi vahetada.

Kuidas trafo töötab

The trafo töö selles IC 555 inverterahelas saab õppida järgmisest selgitusest:

Kui MOSFETid toimivad vaheldumisi, tarnitakse vastav poolmähis suure vooluga akust.

Vastus võimaldab trafol genereerida tõukejõu lülitit üle selle keskkraani mähise. Selle tagajärjel indutseeritakse kogu sekundaarmähises vajalik 50 Hz vahelduvvool või 220 V vahelduvvool

ON-perioodidel salvestab vastav mähis elektromagnetilise energia kujul. Kui MOSFET-id on välja lülitatud, lööb vastav mähis selle salvestatud energia tagasi sekundaarsele võrgumähisele, indutseerides trafo väljundpoolel 220 V või 120 V tsükli.

See toimub vaheldumisi kahe primaarmähise korral, põhjustades sekundaarpoolel vahelduva 220V / 120V võrgupinge tekkimist.

Pöördkaitsedioodide tähtsus

Seda tüüpi tsentraalsel kraani topoloogial on negatiivne külg. Kui esmane poolmähis viskab tagurpidi EMF-i, allutatakse see ka MOSFET-i äravoolu / allika klemmidele.

Sellel võib olla MOSFETidele hävitav mõju, kui tagurpidi kaitsedioodid ei kuulu trafo primaarsele küljele. Aga sealhulgas need dioodid tähendab ka väärtusliku energia maapinnale manööverdamist, mis põhjustab inverteri madalama efektiivsusega töö.

Tehnilised kirjeldused:

Võimsus : Piiramatu, võib olla vahemikus 100 kuni 5000 vatti
Trafo : Eelistuse järgi on võimsus vastavalt väljundkoormuse võimsuse nõudele
Aku : 12 V ja Ah nimiväärtus peaks olema 10 korda suurem kui trafo jaoks valitud vool.
Lainekuju : Ruutlaine
Sagedus : 50 Hz või 60 Hz vastavalt riigikoodile.
Väljundpinge : 220V või 120V vastavalt riigikoodile

Kuidas arvutada IC 555 sagedust

Sagedus IC 555 astable ostsillaatori ahel on põhimõtteliselt määratud RC (takisti, kondensaatori) võrguga, mis on konfigureeritud kogu selle tihvti nr 7, tihvti nr 2/6 ja maa peal.

Kui IC 555 kasutatakse inverterahelana, arvutatakse nende takistite ja kondensaatori väärtused nii, et IC tihvt # 3 tekitab sageduse kas umbes 50 Hz või 60 Hz. 50 Hz on standardväärtus, mis ühildub 220 V vahelduvvoolu väljundiga, samas kui 60 Hz on soovitatav 120 V vahelduvvoolu väljundite jaoks.

Valem RC väärtuste arvutamine IC 555 ahelas on näidatud allpool:

F = 1,44 / (R1 + 2 x R2) C

Kui F on kavandatud sagedusväljund, siis R1 on takisti, mis on ühendatud tihvti nr 7 ja vooluahela maanduse vahel, samal ajal kui R2 on takisti IC tihvti nr 7 ja tihvti nr 6/2 vahel. C on kondensaator, mis on leitud tihvti nr 6/2 ja maapinna vahel.

Pidage meeles, et F on Faradides, F on hertsides, R on oomides ja C on mikrofaradides (μF)

“kõrgpääsfiltri bode graafik ”

Videoklipp:

Lainekuju pilt:

BOS-i kasutamine MOSFET-ide asemel

Ülaltoodud diagrammil uurisime MOSFET-põhist inverterit, millel oli keskkraanatrafo. Disainis kasutati kokku 4 transistorit, mis näib olevat natuke pikk ja vähem tasuv.

Harrastajatele, kes võivad olla huvitatud IC 555 muunduri ehitamisest ainult paari võimsusega BJT-ga, on järgmine vooluring väga kasulik:

IC 555 inverterahel, kasutades ainult kahte transistorit

MÄRKUS. Transistore näidatakse valesti kui TIP147, mis tegelikult on TIP142

UUENDAMINE : Kas teadsite, et saate teha laheda modifitseeritud siinusmuunduri, lihtsalt kombineerides IC 555 IC 4017-ga, vt selle artikli teine skeem : Soovitatav kõigile pühendunud inverteri harrastajatele

2) IC 555 täissilla inverterahel

Allpool esitatud ideed võib pidada lihtsaimaks IC 555-põhisel täissildiga inverterahelaks, mis pole mitte ainult lihtne ja odav ehitada kuid on ka märkimisväärselt võimas. Inverterite võimsust võib suurendada mis tahes mõistlike piirideni, muutes sobivalt mosfetide arvu väljundstaadiumis.

Kuidas see töötab

Selgitatud kõige lihtsama täissildiga muunduri vooluringi peamisteks koostisosadeks on vaja ühte IC 555, paari mosfetti ja toitetrafot.

Nagu joonisel näidatud, on IC 555 traadiga multivibraatori kujul juhtmega ühendatud nagu tavaliselt. Takistid R1 ja R2 otsustavad inverteri töötsükli.

R1 ja R2 tuleb 50% töötsükli saamiseks täpselt reguleerida ja arvutada, vastasel juhul võib muunduri väljund tekitada ebavõrdse lainekuju, mis võib viia tasakaalustamata vahelduvvoolu väljundini, mis on seadmetele ohtlik ja ka mosfetid kipuvad ebaühtlaselt hajuma, põhjustades mitu probleemi ringkonnas.

C1 väärtus tuleb valida nii, et väljundsagedus oleks umbes 50 Hz 220 V näitajate korral ja 60 Hz 120 V näitajate korral.

Mosfetid võivad olla mis tahes võimsad mosfetsid, mis suudavad toime tulla tohutute vooludega, võivad olla kuni 10 amprit või rohkem.

Siin alates operatsioon on täielik sild ilma täissilla draiveri IC-deta on trafo maapotentsiaali tarnimiseks ja trafo sekundaarmähise reageerimiseks nii mosfeti operatsioonide positiivsetele kui ka negatiivsetele tsüklitele ühe asemel kaks patareid.

Idee olen välja töötanud minu enda, kuid seda pole veel testitud, võtke seda teemat selle tegemisel praktiliselt nii sõbralikult arvesse.

Eeldatavasti peaks inverter suutma suure efektiivsusega hõlpsasti käsitseda kuni 200 vatti võimsust.

Väljundiks on ruutlaine tüüp.

IC 555 täissildiga inverter, kasutades kahte akut

Osade nimekiri

R1 ja R2 = vaata teksti,
C1 = vaata teksti,
C2 = 0,01 uF
R3 = 470 oomi, 1 vatt,
R4, R5 = 100 oomi,
D1, D2 = 1N4148
Mosfets = vaata teksti.
Z1 = 5,1 V 1 vati zenerdiood.
Trafo = Asperi võimsuse nõue,
B1, B2 = kaks 12-voldist patareid, AH vastab eelistustele.
IC1 = 555

3) Puhas Sinewave SPWM IC 555 inverter

Kavandatud IC 555 põhinev puhas siinuslaine muunduri vooluring genereerib täpselt paigutatud PWM-impulsse, mis jäljendab siinuslainet väga lähedalt ja seega võib seda pidada sama heaks kui siinuslaine loenduri osa kujundust.

Siin kasutame vajalike PWM-impulsside loomiseks kahte etappi: etapp koosneb IC-dest 741 ja teine - IC-st 555. Õppigem kogu kontseptsiooni üksikasjalikult.

Kuidas vooluring töötab - PWM-etapp

opamp TL072 põhinev ruutlaine ja kolmnurga laine modulatsiooni generaator IC 555 jaoks

Elektriskeemi saab mõista järgmiste punktidega:

Kaks opampi on põhimõtteliselt paigutatud IC 555 jaoks vajalike prooviallika pingete genereerimiseks.
Selle etapi paar väljundit vastutab ruut- ja kolmnurklainete tekitamise eest.

Teine etapp, mis tegelikult on vooluring koosneb IC 555-st . Siin on juhtmestik ühendatud monostabiilse režiimiga, kusjuures opamp-astme ruutlained kantakse selle päästikule # 2 ja kolmnurksed lained rakendatakse juhtpinge tihvtile nr 5.

Ruutlaine sisend käivitab monostabiilse impulsi ahela genereerimiseks väljundis, kus kolmnurkne signaal moduleerib selle väljundväljaimpulsside laiust.

IC 555 väljund järgib nüüd opampi juhiseid ja optimeerib oma väljundi vastuseks kahele sisendsignaalile, tekitades siinusekvivalentsed PWM-impulsid.

Nüüd on vaja ainult PWM-impulsse asjakohaselt toita muunduri väljundietappidele, mis koosnevad väljundseadmetest, trafost ja akust.

PWM-i integreerimine väljundstaadiumiga

Jõutransistori ja trafo staadium siinuslaine IC 555 muunduri ahelale

Ülaltoodud PWM väljund rakendatakse väljundietapile, nagu on näidatud joonisel.

Transistorid T1 ja T2 võtavad PWM-impulsid vastu oma alustel ja lülitavad aku pinge trafo mähisesse vastavalt PWM-i optimeeritud lainekuju töötsüklitele.

Kaks ülejäänud transistorit tagavad, et T1 ja T2 juhtimine toimub tandemina, see tähendab vaheldumisi, nii et trafo väljund o tekitab ühe täieliku vahelduvvoolutsükli PWM-impulsside kahe poolega.

Lainekuju pildid:

(Viisakus: hr Robin Peter)

Palun vaadake ka seda 500 VA modifitseeritud siinuslaine disain , mille olen välja töötanud.

Ülaltoodud IC 555 siinuslaine muunduri ahela osade loend

R1, R2, R3, R8, R9, R10 = 10K,
R7 = 8K2,
R11, R14, R15, R16 = 1K,
R12, R13 = 33 oomi 5 vatti,
R4 = 1M eelseadistatud,
R5 = 150 K eelseadistatud,
R6 = 1K5
C1 = 0,1 uF,
C2 = 100 pF,
IC1 = TL 072,
IC2 = 555,
T1, T2 = BDY29,
T5, T6 = TÜÜP 127,
T3, T4 = TIP122
Trafo = 12 - 0 - 12 V, 200 vatti,
Aku = 12 volti, 100 AH.
IC 555 tihvt

IC TL072 Pinouti üksikasjad

SPWM lainekuju tähistab siinuslaine impulsi laiuse modulatsiooni lainekuju ja seda rakendatakse käsitletud SPWM inverterahelas, kasutades mõnda 555 IC-d ja ühte opampi.

4) Teine siinuslaine versioon, kasutades IC 555

Ühes minu varasemas postituses õppisime üksikasjalikult a SPWM-i generaatori ahel opampi abil ja kahte kolmnurga laine sisendit, kasutame selles postituses SPWM-ide genereerimiseks sama kontseptsiooni ja õpime ka meetodit selle rakendamiseks IC 555-põhise muunduri ahelas.

IC 555 kasutamine muunduri jaoks

Ülaltoodud diagramm näitab kavandatava SPWM-muunduri vooluahela kogu kujundust, kasutades IC 555, kus keskmik IC 555 ja sellega seotud BJT / mosfet-astmed moodustavad ruudukujulise inverteri põhiahela.

Meie eesmärk on hakkida need 50Hz ruutlained vajalikuks SPWM-i lainekujuks, kasutades opamp-põhist vooluahelat.

Seetõttu konfigureerime vastavalt IC IC1 abil lihtsa opamp-võrdlusastme, nagu on näidatud skeemi alumises osas.

Nagu meie varasemas SPWM-i artiklis juba käsitletud, vajab see opamp paari kolmnurga laine allikat kogu oma kahe sisendi juures kiire kolmnurga laine näol # 3 (mitteinverteeriv sisend) ja palju aeglasema kolmnurga laine selle tihvti juures # 2 (ümberpööratud sisend).

Kasutades SPWM jaoks IC 741

Eespool öeldu saavutame teise astmelise IC 555 vooluringi abil, mida saab näha diagrammi kõige vasakpoolsemas servas, ja kasutame seda vajalike kiirete kolmnurga lainete loomiseks, mis seejärel rakendatakse IC 741 tihvtile nr 3.

Aeglaste kolmnurga lainete korral eraldame selle sama keskpunktist IC 555, mis on seatud 50% töötsüklile, ja selle ajastuskondensaator C on sobivalt reguleeritud 50 Hz sageduse saamiseks selle tihvtile nr 3.

Aeglaste kolmnurga lainete tuletamine allikast 50Hz / 50% tagab, et SPWM-ide tükeldamine üle puhvri BJT-de on täiuslikult sünkroniseeritud mosfeti juhtimisioonidega ja see omakorda tagab, et iga ruutlaine on täiuslikult nikerdatud opampi väljundist loodud SPWM-i kohta.

Ülaltoodud kirjeldus selgitab selgelt, kuidas teha lihtsat SPWM-muunduri vooluringi IC 555 ja IC 741 abil. Kui teil on sellega seotud küsimusi, võite kiirete vastuste saamiseks kasutada allpool toodud kommentaarikasti.

5) Transformerless IC 555 inverter

Allpool toodud kujundus kujutab lihtsat, kuid väga tõhusat 4-kanalilist MOSFET n-kanaliga täissilla IC 555 muunduri ahelat.

Aku 12 V alalisvool muundatakse esmalt 310 V alalisvooluks valmis DC-muundurimooduli kaudu.

See 310 VDC rakendatakse MOSFET-i täissilla draiverile selle muundamiseks 220 V vahelduvvoolu väljundiks.

4 N kanaliga MOSFETid on sobivalt alglaaditud, kasutades individuaalset dide, kondensaatorit ja BC547 võrku.

Kogu sillaosa ümberlülitamine toimub IC 555 ostsillaatori astmel. Sagedus on umbes 50 Hz, mille määrab 50 k eelseade IC 555 tihvti nr 7 juures.

4 n kanaliga täissilla IC 555 muunduri ahel

6) IC 555 muundur automaatse Arduino akulaadijaga

Selles 6. inverteri kujunduses kasutame 4017 kümnendiloendurit ja ne555 taimerit Ic kasutatakse inverterile siinuslaine pwm signaali loomiseks ja Arduino põhise automaatse kõrge / madala aku väljalülitamiseks koos häirega.

Autor: Ainsworth Lynch

Sissejuhatus

Selles vooluringis juhtub tegelikult see, et 4017 väljastab pwm-signaali kahest 4-st väljundnõelast, mis seejärel tükeldatakse ja kui trafo sekundaarsel küljel on õige väljundfiltreerimine, võtab see kuju või on piisavalt lähedal, et tegeliku siinuslaine kuju.

Esimene NE555 toidab signaali 4017 kontakti 14 külge, mis on neljakordne vajalik väljundsagedus, mida vajate, kuna 4017 lülitub üle 4 väljundi, teisisõnu, kui vajate 60Hz, siis peaksite kontakti 14 pakkuma 4 * 60hz 4017 IC-st, mis on 240 Hz.

Sellel vooluahelal on ülepinge väljalülitamise funktsioon, pinge väljalülitamise funktsioon ja madala aku alarmi funktsioon, mida teeb Arduino-nimeline mikrokontrolleri platvorm, mis tuleb programmeerida.

Arduino programm on otse edasi suunatud ja see on esitatud artikli lõpus.

Kui tunnete, et te ei saa seda projekti koos lisatud mikrokontrolleriga lõpule viia, võib selle välja jätta ja vooluring töötab samamoodi.

Kuidas vooluringid töötavad

See Arduino kõrge / vähese aku väljalülitusahelaga IC 555 muundur töötab 12v, 24 ja 48v pingest 48v, tuleks valida sobiv versiooni pingeregulaator ja ka trafo vastavalt suurusele.

Arduinot saab toita 7 kuni 12v või isegi 5v USB-st, kuid sellise vooluahela jaoks oleks hea toita 12v pingest, kuna digitaalse väljundi tihvtidel pole pingelangust, mida kasutatakse relee toiteks lülitab vooluringis sisse Ic ja ka madalsurve alarmi.

Arduinot kasutatakse aku pingete lugemiseks ja see töötab ainult 5 V alalisvoolult, nii et kasutatakse pingejaguri ahelat. Ma kasutasin oma kujunduses 100k ja 10k ja need väärtused on joonistatud Arduino kiibis programmeeritud koodiga peate kasutama samu väärtusi, kui te pole koodi muutnud ega kirjutanud muud koodi, mida saab teha, kuna Arduino on avatud lähtekoodiga plat vorm ja selle odav.

Selle disainiga Arduino plaat on aku pinge kuvamiseks ühendatud ka LCD-ekraaniga 16 * 2.

Allpool on skeemi skeem.

Aku väljalülitamise programm:

#include LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12) int analogInput = 0 float vout = 0.0 float vin = 0.0 float R1 = 100000.0 // resistance of R1 (100K) -see text! float R2 = 10000.0 // resistance of R2 (10K) - see text! int value = 0 int battery = 8 // pin controlling relay int buzzer =7 void setup(){ pinMode(analogInput, INPUT) pinMode(battery, OUTPUT) pinMode(buzzer, OUTPUT) lcd.begin(16, 2) lcd.print('Battery Voltage') } void loop(){ // read the value at analog input value = analogRead(analogInput) vout = (value * 5.0) / 1024.0 // see text vin = vout / (R2/(R1+R2)) if (vin<0.09){ vin=0.0//statement to quash undesired reading ! } if (vin<10.6) { digitalWrite(battery, LOW) } else { digitalWrite(battery, HIGH) } if (vin>14.4) { digitalWrite(battery, LOW) } else { digitalWrite(battery, HIGH) } if (vin<10.9)) { digitalWrite(buzzer, HIGH) else { digitalWrite(buzzer, LOW lcd.setCursor(0, 1) lcd.print('INPUT V= ') lcd.print(vin) delay(500) }