Uuritud 7 modifitseeritud siinuslaine inverterlülitust - 100 W kuni 3 kVA

Kui ruutlaine vahelduvvoolu väljundiga muundurit modifitseeritakse toorainelise siinuslaine vahelduvvoolu väljundi genereerimiseks, nimetatakse seda modifitseeritud siinusinverteriks.

Järgmises artiklis esitatakse 7 huvitavat modifitseeritud siinuslaine muunduri kujundust koos täielike kirjeldustega selle ehitusprotseduuri, elektriskeemi, lainekuju väljundi ja üksikasjalike osade loendite kohta. Kujundused on mõeldud inseneride ja üliõpilaste katseprojektide õppimiseks ja ehitamiseks.

Siin käsitleme erinevaid modifitseeritud disainilahenduste sorte alates tagasihoidlikust 100-vatisest kuni massiivse 3 Kva väljundmudelini.

Kuidas muudetud inverterid töötavad

Inimesed, kes on elektroonikas uued, võivad nelinurga ja modifitseeritud nelinurkse inverteri erinevuse osas veidi segadusse sattuda. Sellest võib aru saada järgmise lühikese selgituse kaudu:

Nagu me kõik teame, tekitab inverter alati meie koduse vahelduvvoolu pingele sarnase vahelduvvoolu (AC), et see saaks seda voolukatkestuste ajal asendada. Vahelduvvool lihtsate sõnadega on põhimõtteliselt teatud suurusega pinge tõus ja langus.

Ideaalis peaks see vahelduvvool olema siinuslainele võimalikult lähedal, nagu allpool näidatud:

Põhiline erinevus siinuslaine ja ruudukujulise lainekuju vahel

See pinge tõus ja langus toimub kindla kiirusega, s.o teatud arvu kordi sekundis, mida nimetatakse selle sageduseks. Nii näiteks tähendab 50 Hz vahelduvvool 50 sekundit konkreetse pinge 50 tsüklit või 50 üles-alla laskumist.

Siinuslaine vahelduvvoolus, nagu on leitud meie tavalises koduses vooluvõrgus, on ülaltoodud pinge tõus ja langus sinusoidaalse kõvera kujul, st selle muster varieerub aja jooksul järk-järgult ega ole seega äkiline ega järsk. Selline sujuv vahelduvvoolu lainekuju üleminek muutub väga sobivaks ja soovitatavaks toiteallikaks paljude tavaliste elektrooniliste vidinate jaoks, nagu telerid, muusikasüsteemid, külmikud, mootorid jne.

Ruutlaine mustris on pinge tõus ja langus siiski kiire ja ootamatu. Selline potentsiaali kohene tõus ja langus tekitab teravaid piike iga laine servades ning muutub seetõttu keerukate elektroonikaseadmete jaoks väga ebasoovitavaks ja sobimatuks. Seetõttu on nende käitamine ruudukujulise muunduri toiteallika kaudu alati ohtlik.

Muudetud lainekuju

Eespool näidatud modifitseeritud ruudukujuliste lainete kujunduses jääb ruudukujuline lainekuju põhimõtteliselt samaks, kuid lainekuju iga sektsiooni suurus on sobivalt mõõdetav nii, et selle keskmine väärtus sobib tihedalt vahelduvvoolu lainekuju keskmise väärtusega.

Nagu näete, on iga ruutploki vahel proportsionaalselt palju tühimikke või tühje alasid, aitavad need lüngad lõpuks kujundada need ruudulised lained siinuslaineks nagu väljund (ehkki toorelt).

Ja mis vastutab nende mõõtmetega ruudulainete kohandamise eest siinuslaine sarnasteks funktsioonideks? Noh, see on trafo magnetilise induktsiooni omane omadus, mis nikerdab ruutu laineplokkide vahelised 'surnud aja' üleminekud siinuslaine välimusega laineteks, nagu allpool näidatud:

Kõigi allpool selgitatud 7 kujunduse puhul püüame seda teooriat rakendada ja tagada, et ruudulainete RMS-väärtust oleks võimalik kontrollida, lõigates 330 V piigid 220 V modifitseeritud RMS-i. Sama saab rakendada ka 120 V vahelduvvoolu korral, tükeldades 160 piiki.

Kuidas arvutada lihtsate valemite abil

Kui olete huvitatud teadmisest, kuidas arvutada ülaltoodud modifitseeritud lainekuju nii, et selle tulemuseks oleks siinuslaine peaaegu ideaalne replikatsioon, vaadake täieliku õpetuse saamiseks järgmist postitust:

Arvutage modifitseeritud ruutlaine RMS siinuse ekvivalentväärtus

Kujundus nr 1: IC 4017 kasutamine

Uurime esimest modifitseeritud muunduri disaini, mis on üsna lihtne ja kasutab a üksik IC 4017 nõutava muudetud lainekuju töötlemiseks.

Kui otsite muudetavat siinuslaine muunduri ahelat, mida on lihtne ehitada, siis võib-olla pakub teile huvi järgmine kontseptsioon. See näeb välja hämmastavalt lihtne ja madal hind väljundiga, mis on väga suures osas võrreldav teiste keerukamate siinuslaine analoogidega.

Me teame, et kui kella sisendile rakendatakse selle tihvti nr 14, tekitab IC oma 10 väljundnõela kaudu suure tsükliloogika impulsse.

Vooluahela skeemi vaadates leiame, et mikrolüliti tihvtväljundid on lõpetatud väljundtransistoride aluse tarnimiseks nii, et need juhiksid pärast iga vahelduvvoolu alternatiivset väljundimpulssi.

See juhtub lihtsalt sellepärast, et transistoride alused on ühendatud vaheldumisi IC tihvtide väljunditega ja vahepealsed tihvtide ühendused lihtsalt kõrvaldatakse või hoitakse lahti.

Transistori kollektoriga ühendatud trafo mähised reageerivad alternatiivsele transistori lülitamisele ja tekitavad väljundis astmelise vahelduvvoolu, mille lainekuju on täpselt selline, nagu joonisel näidatud.

Selle modifitseeritud siinuslaine võimsusmuunduri väljund pole küll päris võrreldav puhta siinusmuunduri väljundiga, kuid on kindlasti palju parem kui tavalise ruutlaine inverteri väljund. Pealegi on idee ehitamine väga lihtne ja odav.

HOIATUS: ÜHENDAGE KAITSEDIODID ÜLE TIP35 TRANSISTORI KOLEKTORI EMITRI (KATOOD KOLLEKTORILE, ANODE EMITTERILE)

UUENDAMINE: Vastavalt dokumendis esitatud arvutustele see artikkel , IC 4017 väljundtihvleid saab ideaalselt konfigureerida muljetavaldava välimusega modifitseeritud siinuslaineinverteriga.

Muudetud pilti saab näha allpool:

HOIATUS: ÜHENDAGE KAITSEDIODID ÜLE TIP35 TRANSISTORI KOLEKTORI EMITRI (KATOOD KOLLEKTORILE, ANODE EMITTERILE)

Video demo:

Miinimumnõuded

• Sisend: 12V pliiakust, näiteks 12V 7Ah
• Väljund: 220V või 120V sõltuvalt trafo nimiväärtusest
• Lainekuju: modifitseeritud siinuslaine

Tagasiside ühelt selle ajaveebi pühendunud vaatajalt pr Sarahilt

Tere, Swagatam,

Selle sain IC2 postitakistite R4 ja R5 väljundist. Nagu ma varem ütlesin, eeldasin, et mul on bipolaarne laine. Üks positiivses ja teine ​​negatiivses. vahelduvvoolu lainetsükli simuleerimiseks. Loodan, et see pilt aitab. Mul on vaja edasiliikumist.

Aitäh

Minu vastus:

Tere, Sarah,

IC-väljundid ei näita bipolaarseid laineid, kuna nende väljundite signaalid on ette nähtud identsetele N-tüüpi transistoridele ja ühest toiteallikast .... see on trafo, mis vastutab bipolaarse laine tekitamise eest oma väljundis, kuna see on konfigureeritud tõukejõuga - tõmmake topoloogiat, kasutades keskmist kraani .... nii et see, mida te R4 ja R5 kaudu näete, on õige lainekuju. Palun kontrollige trafo väljundis olevat lainekuju lainekuju bipolaarse olemuse kontrollimiseks.

Kujundus nr 2: NOT väravate kasutamine

See loendi teine ​​on ainulaadne muudetud siinusmuunduri kontseptsioon, mis kujundas ka mind. Kõik elektroonikasõbrad saavad kodus hõlpsasti ehitada kogu seadme koos ostsillaatori ja väljundastmega. Käesolev kavandatud seade suudab hõlpsasti toetada 500 VA väljundkoormust.

Proovime üksikasjalikult mõista vooluringi toimimist:

Ostsillaatori lava:

Vaadates ülaltoodud skeemi, näeme nutikat vooluahela konstruktsiooni, mis sisaldab nii ostsillaatorit kui ka PWM-i optimeerimise funktsiooni.

Siin ühendatakse väravad N1 ja N2 ostsillaatorina, mis genereerib oma väljundis peamiselt täiesti ühtlased ruudukujulised impulsid. Sagedus määratakse sellega seotud 100K ja 0,01 uF kondensaatori väärtuste reguleerimisega. Selles konstruktsioonis on see fikseeritud kiirusega umbes 50 Hz. Väärtusi saab 60 Hz väljundi saamiseks sobivalt muuta.

Ostsillaatori väljund suunatakse puhverstaadiumisse, mis koosneb neljast paralleelsest ja vaheldumisi paigutatud EI väravast. Puhvreid kasutatakse täiuslike impulsside säilitamiseks ja lagunemise vältimiseks.

Puhvri väljund rakendatakse draiveri etappidele, kus kaks suure võimsusega darlingtoni transistorit võtavad vastutuse vastuvõetud impulsside võimendamise eest, nii et seda saab lõpuks viia selle 500 VA inverteri konstruktsiooni väljundjärku.

Kuni selle hetkeni on sagedus lihtsalt tavaline ruutlaine. IC 555 etapi kasutuselevõtt muudab aga stsenaariumi täielikult.

IC 555 ja sellega seotud komponendid on konfigureeritud lihtsa PWM-generaatorina. PWM-i märgi-ruumi suhet saab poti 100K abil diskreetselt reguleerida.

PWM-väljund on dioodi kaudu integreeritud ostsillaatori astme väljundisse. See korraldus tagab, et genereeritud ruutlaine impulsid purustatakse tükkideks või tükeldatakse vastavalt PWM-impulsside seadistusele.

See aitab vähendada ruutlaine impulsside RMS-i koguväärtust ja optimeerida neid siinuslaine RMS-väärtusele võimalikult lähedal.

Juhtransistoride baasil genereeritud impulsid on seega täiuslikult modifitseeritud, et meenutada tehniliselt siinusvorme.

Väljundietapp:

Väljundstaadium on oma kujunduses üsna sirge. Trafo kaks mähist on konfigureeritud kahele üksikule kanalile, mis koosnevad võimsustransistoride pankadest.

Mõlema jäseme jõutransistorid on paigutatud paralleelselt, et suurendada mähise kaudu voolu, et toota soovitud 500 vatti.

Kuid selleks, et piirata paralleelsete ühendustega termilisi põgenemisolukordi, on transistorid ühendatud emitteritel väikese väärtusega suure võimsusega traadiga keritud takistiga. See takistab iga üksiku transistori ülekoormamist ja ülaltoodud olukorda sattumist.

Kokkupaneku alused on integreeritud eelmises lõigus käsitletud juhi etapiga.

Aku on ühendatud trafo keskkraani ja maapinna ning ka vooluahela asjakohaste punktidega.

Toite sisselülitamine käivitab inverteri kohe, pakkudes väljundis rikkalikult modifitseeritud siinuslaine AC, mis on valmis kasutamiseks mis tahes koormusega kuni 500 VA.

Komponentide üksikasjad on toodud diagrammil.

Ülaltoodud disaini saab muuta ka 500-vatise PWM-i juhitava mosfeti siinusmuunduriks, asendades draiveri transistorid lihtsalt mõne mosfetiga. Allpool näidatud disain annaks umbes 150 vatti võimsust, 500 vati saamiseks võib olla vajalik, et olemasolevate kahe mosfetiga paralleelselt ühendataks rohkem mosfette.

Kujundus nr 3: muudetud tulemuste jaoks 4093 IC kasutamine

Allpool esitatud PWM-i kontrollitud modifitseeritud siinuslaine muunduri vooluring on meie kolmas võistleja, see kasutab määratud funktsioonide jaoks ainult ühte 4093.

IC koosneb neljast NAND-väravast, millest kaks on juhtmestikuna ühendatud ostsillaatoritena, ülejäänud kaks aga puhvritena.

Ostsillaatorid on integreeritud nii, et ühe ostsillaatori kõrge sagedus interakteerub teise väljundiga, tekitades tükeldatud ruudukujulisi laineid, mille RMS-väärtust saab hästi optimeerida, et see vastaks tavalistele siinusekujunditele. Inverterite kujundusi pole alati lihtne mõista või ehitada, eriti kui see on sama keeruline kui modifitseeritud siinusetüübid. Kuid siin käsitletud kontseptsioon kasutab kõigi vajalike komplikatsioonide kõrvaldamiseks ainult ühte IC 4093. Õppime, kui lihtne on seda ehitada.

Osad, mida saate selle 200-vatise muunduri ahela ehitamiseks kasutada

Kõik takistid on 1/4 vatti, 5%, kui pole täpsustatud teisiti.

• R1 = 1 M 50 Hz korral ja 830 K 60 Hz korral
• R2 = 1 K,
• R3 = 1 M,
• R4 = 1 K,
• R5, R8, R9 = 470 oomi,
• R6, R7 = 100 oomi, 5 vatti,
• VR 1 = 100 K,
• C1, C2 = 0,022 uF, keraamiline ketas,
• C3 = 0,1, ketaskeraamika
• T1, T4 = TIP 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Trafo = 12 -0 - 12 volti, vool 2 kuni 20 Amprit vastavalt soovile, väljundpinge võib vastavalt riigi spetsifikatsioonidele olla 120 või 230 volti.
• Autodel on soovitatav kasutada akut = 12 volti, tavaliselt 32 AH tüüpi.

Ahela töö

Kavandatud 200-vatise modifitseeritud siinuslaine inverteri konstruktsioon saab selle modifitseeritud väljundi, 'lõigates' diskreetselt põhiliste ruudukujuliste impulsside ristkülikukujuliste impulsside osadeks. Funktsioon sarnaneb PWM-juhtimisega, mis on tavaliselt seotud IC 555-ga.

Kuid siin ei saa töötsükleid eraldi muuta ja need hoitakse kogu olemasoleva variatsioonivahemiku ulatuses võrdsed. Piirang ei mõjuta eriti PWM-funktsiooni, kuna siin oleme huvitatud ainult väljundi RMS-väärtuse hoidmisest siinuslaine loenduri lähedal, mis täidetakse olemasoleva konfiguratsiooni kaudu rahuldavalt.

Vooluahela skeemile viidates näeme, et kogu elektroonika hõljub ühe aktiivse osa - IC 4093 - ümber.

See koosneb neljast üksikust NAND Schmitti väravast, mis kõik on vajalike funktsioonide jaoks sisse lülitatud.

N1 koos R1, R2 ja C1 moodustab klassikalise CMOS Schmitti trggeri tüüpi ostsillaatori, kus värav on tavaliselt seadistatud inverteriks või NOT-väravaks.

Selle ostsillaatori astme poolt genereeritud impulsid on ruudukujulised lained, mis moodustavad vooluahela põhilised impulsid. N3 ja N4 on juhtmetena ühendatud puhvritena ja neid kasutatakse väljundseadmete juhtimiseks tandemina.

Need on siiski tavalised nelinurksed impulsid ja ei moodusta süsteemi modifitseeritud versiooni.

Eespool nimetatud impulsse saame hõlpsalt kasutada ainult muunduri juhtimiseks, kuid tulemuseks oleks tavaline nelinurga muundur, mis ei sobiks keerukate elektrooniliste vidinate kasutamiseks.

Selle põhjuseks on see, et ruudukujulised lained võivad siinuslainekujudest suuresti erineda, eriti mis puudutab nende RMS-väärtusi.

Seetõttu on idee genereeritud ruudukujulisi lainekujusid modifitseerida nii, et selle RMS-väärtus ühtiks täpselt siinuslainekujuga. Selleks peame mõõtma üksikuid ruudukujulisi lainekujusid mõne välise sekkumise abil.

Lõik, mis sisaldab N2, koos teiste seotud osadega C2, R4 ja VR1 moodustab teise sarnase ostsillaatori nagu N1. Kuid see ostsillaator tekitab kõrgemaid ristkülikukujulisi sagedusi.

N2 ristkülikukujuline väljund suunatakse N3 põhisisendallikasse. Impulsside positiivsed rongid ei mõjuta allika sisendimpulsse D1 olemasolu tõttu, mis blokeerib N2 positiivsed väljundid.

Kuid negatiivsed impulsid on D1 poolt lubatud ja need tõhusalt vajuvad põhiallika sageduse asjakohased sektsioonid, tekitades nendes korrapäraste ajavahemike järel ristkülikukujulisi sälke, sõltuvalt VR1 seatud ostsillaatori sagedusest.

Neid sälke või pigem N2 ristkülikukujulisi impulsse saab vastavalt soovile optimeerida, reguleerides VR1.

Ülaltoodud toiming lõikab põhiruutlaine N1-st diskreetseteks kitsasteks osadeks, vähendades lainekujude keskmist RMS-i. Soovitatav on seadistamine RMS-mõõturi abil.

Väljundseadmed lülitavad vastavaid trafo mähiseid vastuseks nendele mõõtmetega impulssidele ja tekitavad väljundmähisel vastavad kõrgepinge lülitatavad lainekujud.

Tulemuseks on siinuslaine kvaliteediga üsna võrdne pinge, mis on ohutu igat tüüpi kodumasinate elektriseadmete käitamiseks.

Inverterite võimsust võib suurendada 200-lt 500-le vattile või soovi korral lihtsalt lisada rohkem T1, T2, R5, R6 ja T3, T4, R7, R8 numbreid paralleelselt asjakohaste punktide kohal.

Inverteri olulisemad omadused

Vooluring on tõeliselt efektiivne ja pealegi on see modifitseeritud siinuslaine versioon, mis muudab selle enda jaoks silmapaistvaks.

Vooluring kasutab väga tavalisi, hõlpsasti hangitavaid komponente ja on ka väga odav ehitada.

Ruutlainete modifitseerimise siinuslaineteks saab teha ühe potentsiomeetri või pigem eelseadistuse muutmisega, mis muudab toimingud üsna lihtsaks.

Kontseptsioon on väga lihtne, kuid pakub kõrgeid väljundvõimsusi, mida saab optimeerida vastavalt enda vajadustele, lisades paralleelselt veel paar väljundseadet ning asendades aku ja trafo vastavate suurustega.

Kujundus nr 4: täielikult transistoripõhine muudetud siinuslaine

Selles artiklis käsitletakse modifitseeritud siinusmuunduri väga huvitavat vooluringi, mis sisaldab kavandatavate rakenduste jaoks tavalisi transistore.

Transistoride kasutamine muudab vooluahela uute elektrooniliste entusiastide jaoks tavaliselt arusaadavamaks ja sõbralikumaks. PWM-juhtsüsteemi lisamine vooluahelasse muudab disaini väga tõhusaks ja soovitavaks, kui muunduri väljundis on seotud keerukate seadmete töö. Skeem näitab, kuidas kogu vooluahel on paigutatud. Me näeme selgelt, et kaasatud on ainult transistorid ja ometi saab vooluahelat toota hästimõõtmelise PWM-i kontrollitud lainekuju, et genereerida täpsemini vajalikke modifitseeritud nina-lainekujusid või pigem modifitseeritud ruutlaineid.

Kogu kontseptsiooni võib mõista, uurides vooluringi järgmiste punktide abil:

Stabiilne kui ostsillaatorid

Põhimõtteliselt võime olla tunnistajaks kahele identsele etapile, mis on juhtmega ühendatud tavalise astable multivibraatori konfiguratsiooniga.

Olles oma olemuselt hämmastavad, on konfiguratsioonid mõeldud spetsiaalselt vabajooksu impulsside või ruutlaine genereerimiseks nende vastavatel väljunditel.

AMV ülemine aste on aga paigutatud tavapäraste 50 Hz (või 60 Hz) ruudulainete genereerimiseks, mida kasutatakse trafo käitamiseks ja nõutavateks muunduritoiminguteks, et saada väljundis soovitud vahelduvvoolutoit.

Seetõttu pole ülemises astmes midagi liiga tõsist ega huvitavat, tavaliselt koosneb see kesksest AMV-astmest, mis koosneb T2-st, T3-st, järgmisena tuleb transistoridest T4, T5 koosneva juhi staadium ja lõpuks T1-st ja T6-st vastuvõtu väljundastmed.

Kuidas väljundstaadium töötab

Väljundstaadium juhib trafot aku kaudu soovitud inverteri toiminguteks.

Ülaltoodud etapp vastutab ainult ruudukujuliste impulsside genereerimise eest, mis on hädavajalik kavandatud tavapäraste inverteerivate toimingute jaoks.

PWM Chopper AMV etapp

Alumise poole vooluring on sektsioon, mis tegelikult muudab siinuslaine modifikatsioone, lülitades ülemise AMV vastavalt selle PWM-i seadetele.

Täpsemalt kontrollib AMV ülemise astme impulsi kuju alumine AMV ahel ja see rakendab ruutlaine modifikatsiooni, tükeldades ülemise AMV põhiruutu inverteri ruutlained diskreetseteks osadeks.

Ülaltoodud tükeldamine või mõõtmine viiakse läbi ja määratletakse eelseadistatud R12 seadistusega.

R12 kasutatakse alumise AMV poolt genereeritud impulsside märkide ruumi suhte reguleerimiseks.

Nende PWM-impulsside järgi tükeldatakse ülemisest AMV-st pärinev põhiline ruutlaine osadeks ja genereeritud lainekuju keskmine RMS-väärtus optimeeritakse võimalikult lähedale siinuslaine kujule.

Ülejäänud selgitus vooluringi kohta on üsna tavaline ja seda saab teha järgides tavapärast tava, mida tavaliselt kasutatakse inverteerimise ajal, või võidakse asjakohase teabe saamiseks viidata mu muule seotud artiklile.

Osade nimekiri

• R1, R8 = 15 oomi, 10 vatti,
• R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
• R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ vatti,
• R4, R5 = 39K
• R10, R11 = 10K,
• R12 = 10K eelseadistatud,
• C1 ----- C4 = 0,33Uf,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = NIP 127
• T1, T6 = BDY29
• TRAFOR = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 TULEB PAIGALDADA ÜLES SOBIVA HEATVALDIKU.
• AKU = 12V, 30AH

Kujundus nr 5: Digitaalselt modifitseeritud inverter

See klassikalise modifitseeritud muunduri 5. disain on veel üks minu väljatöötatud disain, ehkki see on modifitseeritud siinuslaine, võib seda nimetada ka digitaalseks siinusmuunduri vooluringiks.

Kontseptsioon on taas inspireeritud mosfetil põhinevast võimsast helivõimendi disainist.

Vaadates peamise võimendi disaini, näeme, et põhimõtteliselt on see 250 vatti võimas helivõimendi, mis on muundatud inverterrakenduse jaoks.

Kõik etapid on tegelikult ette nähtud sagedusreaktsiooni 20 kuni 100 kHz võimaldamiseks, kuigi siin pole meil vaja nii suurt sagedusreaktsiooni, ma ei kõrvaldanud ühtegi etappi, kuna see ei kahjustaks vooluringi .

Esimene BC556 transistoridest koosnev etapp on diferentsiaalvõimendi aste, järgmisena tuleb hästi tasakaalustatud draiveri etapp, mis koosneb BD140 / BD139 transistoridest ja lõpuks on see väljundstaadium, mis koosneb võimsatest mosfetsidest.

Mosfeti väljund on nõutavate inverteritoimingute jaoks ühendatud toitetrafoga.

See lõpetab võimsusvõimendi etapi, kuid see etapp nõuab hästi mõõdetavat sisendit, pigem PWM-sisendit, mis aitaks lõppkokkuvõttes luua kavandatava siinuslaine muunduri vooluahela kujunduse.

Ostsillaatori lava

Järgmine VÖÖDIAGRAMM näitab lihtsat ostsillaatori astet, mis on optimeeritud reguleeritavate PWM-juhitavate väljundite pakkumiseks.

IC 4017-st saab vooluahela põhiosa ja see tekitab ruudukujulisi laineid, mis vastavad väga täpselt tavalise vahelduvvoolu signaali RMS-väärtusele.

Täpsete reguleerimiste jaoks on IC 4017 väljund varustatud diskreetse pinge reguleerimise võimalusega, kasutades mõnda 1N4148 dioodi.

Ühe väljundis oleva dioodi võib valida väljundsignaali amplituudi vähendamiseks, mis lõpuks aitaks reguleerida trafo väljundi RMS-taset.

Kellasagedus, mis tuleb vastavalt nõuetele kohandada 50Hz või 60Hz, genereeritakse IC 4093 ühe värava abil.

P1 saab seadistada ülaltoodud nõutava sageduse tekitamiseks.

48-0-48voltide saamiseks kasutage 4 nina. 24 V / 2AH patareid järjestikku, nagu on näidatud viimasel joonisel.

Muunduri vooluahel

Siinuslaine samaväärne ostsillaatori ahel

Alloleval joonisel on kujutatud mitmesuguseid lainekuju väljundeid vastavalt ostsillaatori astme väljundis olevate dioodide arvu valimisele, lainekujudel võivad olla erinevad asjakohased RMS väärtused, mis tuleb hoolikalt inverterahela toitmiseks valida.

Kui teil on ülaltoodud ahelate mõistmisega probleeme, kommenteerige ja uurige.

Kujundus nr 6: kasutades ainult 3 IC 555

Järgmises jaotises käsitletakse 6. kõige paremini modifitseeritud siinuslaine inverteri vooluahelat koos lainekujutisega, kinnitades disaini usaldusväärsust. Kontseptsiooni kujundasin mina, lainekuju kinnitas ja esitas hr Robin Peter.

Arutatud kontseptsioon kujundati ja esitati mõnes minu varem avaldatud postituses: 300-vatise siinuslaine muunduri ahel ja 556 muunduri ahel, kuid kuna ma ei kinnitanud lainekuju, ei olnud asjakohased vooluringid täiesti lollikindlad. Nüüd on see testitud, ja lainekuju, mille on kinnitanud hr Robin Peter, paljastas protseduur disaini ühe varjatud vea, mis on siin loodetavasti lahendatud.

Vaatame läbi järgmise meilivestluse minu ja hr Robin Peter'i vahel.

Ehitasin lihtsama modifitseeritud siinuslaine alternatiivversiooni IC555, ilma transistorita. Muutsin takistite ja korkide mõningaid väärtusi ega kasutanud [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Nõutava lainekuju saamiseks ühendasin IC 4017 Pin2 ja 7 koos. IC1 tekitab 200 Hz 90% töötsükli impulsse (1 pilt), mis kella IC2 (2 pilti) ja seega IC3 (2 pilti, minimaalne töötsükkel ja maksimaalne D / C). Kas need on oodatud tulemused, muretsen selle pärast, et modifitseeritud siinus, kus saate muuta

RMS, mitte puhas siinus

Tervitades

Robin

Tere, Robin,

Teie modifitseeritud siinuslaine skeem tundub õige, kuid lainekuju pole, ma arvan, et peame 4017 fikseerimiseks sagedusega 200 Hz fikseerima eraldi ostsillaatori astet ja suurendama ülemise 555 IC sagedust paljude kHz-ni, siis kontrollige lainekuju. Tervitused.

Tere, Swagatam

Olen lisanud uue vooluringi skeemi koos teie soovitatud muudatustega koos saadud lainevormidega. Mida arvate PWM-i lainekujust, tunduvad, et impulsid ei lähe maapinnani täielikult

tasemel.

Tervitades

Tere, Robin,

See on suurepärane, täpselt see, mida ma ootasin, nii et see tähendab, et kavandatud tulemuste jaoks tuleb kasutada keskmist IC 555 eraldi astabelit. Muide, kas te muutsite RMS-i eelseadistust ja kontrollisite lainekuju, palun värskendage seda tehes nii.

Nii et nüüd näeb see palju parem välja ja saate inverteri disainiga edasi minna, ühendades mosfetsid.

.... ma ei jõua maapinnale dioodi 0,6 V languse tõttu, ma eeldan .... Suur tänu

Tegelikult saab üles ehitada palju lihtsama vooluringi, mille tulemused on sarnased ülaltooduga, nagu on kirjeldatud selles postituses: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Rohkem värskendusi hr Robinilt

Tere, Swagatam

Varieerisin RMS-i eelseadistust ja siin on lisatud lainekuju. Tahaksin teilt küsida, millist kolmnurga laine amplituudi saab pin 5-le rakendada ja kuidas sünkrooniksite seda nii, et kui tihvt 2 või 7 läheb + tipp on keskel

seoses Robiniga

Siin on parem modifitseeritud siinuslaine, võib-olla saab kutt neist paremini aru. Kas need avaldate, on teie otsustada.

Muide, ma võtsin 10uf korki pin2-st 10k takisti ja 4747uf korki maapinnani. Ja kolmnurkne laine nägi välja selline (vaadatud). Mitte liiga kolmnurkne, 7v p-p.

Uurin 4047 varianti

rõõmustab Robin

Trafo toitevõrgu väljundi väljundlaine (220 V) Järgmised pildid näitavad trafo väljundvoolu mähisest tehtud erinevaid lainekuju pilte.

Viisakus - Robin Peter

PWM puudub, koormus puudub

PWM puudub, koormusega

PWM-ga, ilma koormata

PWM-iga, koormusega

Ülaltoodud pilt suurenes

Ülaltoodud lainekujutised tundusid mõnevõrra moonutatud ega sarnanenud siinuslainetega. 0,45uF / 400V kondensaatori lisamine väljundisse parandas tulemusi oluliselt, nagu on näha järgmistelt piltidelt.

Ilma koormuseta, kui PWM on sisse lülitatud, lisatakse kondensaator 0,45uF / 400v

PWM-i, koormuse ja väljundkondensaatoriga näeb see välja väga nagu autentne siinuslaine.

Kõik ülaltoodud kontrollimised ja testid viis läbi hr Robin Peters.

Veel raporteid hr Robinilt

Ok, tegin eile õhtul veel mõned katsetused ja katsetasin ning leidsin, et kui ma suurendan löögipinget 24v-ni, ei moonutanud siinuslaine töö / tsükli suurendamisel. (Ok, olen enesekindluse taastanud) lisasin, et 2200uf kork c / tapp ja maa vahel, kuid see ei mõjutanud väljundi lainekuju.

Ma märkasin mõnda toimuvat, kuna suurendasin D / C-d, kui trafo teeb lärmakat sumisevat heli (nagu oleks relee vibreeriks väga kiiresti edasi-tagasi), IRFZ44N kuumeneb väga kiiresti isegi ilma koormata tundub, et kork on süsteemile vähem stressi tekitav. Müra pole nii hull ja Z44n ei lähe nii kuumaks. [muidugi pole siinuslaine}

Kork on üle trafo väljundi, mitte ühe jalaga järjestikku. Võtsin lülitusrežiimi toiteallikast (3 erinevat mähist) ümmargust induktorit (arvan, et need on toriodaalsed). Tulemuseks ei olnud väljundlaine paranemine (muutusteta),

Samuti langes trafo väljundpinge.

Automaatse koormuse parandamise funktsiooni lisamine ülaltoodud muudetud siinusmuunduri vooluahela ideele:

Ülaltoodud lihtsat lisalülitust saab kasutada muunduri väljundi automaatse pinge korrigeerimise võimaldamiseks.

Silla kaudu sisestatud pinge tasandatakse ja rakendatakse NPN-transistori alusele. Eelseadistus on reguleeritud nii, et koormuse korral ei reguleerita väljundpinge määratud normaalsel tasemel.

Täpsemalt öeldes tuleks esialgu ülaltoodud eelseadistust hoida maapinnal, nii et transistor ütleb välja lülitatud.

Järgmisena tuleks PWM 555 IC kontaktil # 5 eelseadistatud 10 k RMS seadistada trafo väljundis umbes 300 V tekitamiseks.

Lõpuks tuleks koormuse korrigeerimise 220K eelseadistus viia ümber, et viia pinge umbes 230 V märgini.

Valmis! Loodetavasti piisab ülaltoodud kohandustest ahela seadistamiseks kavandatud automaatsete koormuse paranduste jaoks.

Lõplik kujundus võib välja näha järgmine:

Filtri ahel

Järgnevat filtriahelat saab ülaltoodud inverteri väljundis kasutada harmooniliste juhtimiseks ja puhtama siinuslaine väljundi suurendamiseks

Rohkem sisendeid:

Ülaltoodud kujundust uuris ja täiendas hr Theofanakis, kes on ka selle blogi innukas lugeja.

Ostsilloskoobi jälg kujutab muunduri modifitseeritud lainekuju üle trafo võrgu väljundis ühendatud 10k takisti.

Theofanakise inverteri ülaltoodud muudetud inverteri disaini testis ja kiitis heaks üks selle ajaveebi innukatest jälgijatest hr Odon. Järgmised Odoni katsepildid kinnitavad ülaltoodud inverterahelate siinuslaine olemust.

Kujundus # 7: Raskeveokite 3Kva muudetud inverter

Allpool selgitatud sisu uurib hr Marcelini valmistatud 3kva siinusmuunduri ahela prototüüpi, kasutades tavapäraste mosfettide asemel ainult BJT-sid. PWM-i juhtimisahel on minu loodud.

Ühes minu eelmises postituses arutasime 555 puhta siinusega ekvivalentset inverterahelat, mille kollektiivselt kujundasime hr Marcelin ja mina.

Kuidas vooluringi ehitati

Selles kujunduses olen kasutanud tugevaid kaableid suurte voolude ülalpidamiseks, kasutasin paralleelselt sektsioone 70 mm2 või rohkem. 3 KVA trafo on tegelikult sama kaalukas kui 35 kg. Mõõtmed ja maht pole minu jaoks puuduseks. Trafo külge kinnitatud fotod ja pooleliolev installimine.

Järgmine montaaž on valmimisel, põhineb 555-l (SA 555) ja CD-l 4017

Esimesel katsel koos mosfetsiga kasutasin selle aasta alguses IRL 1404, mille Vdss on 40 volti. Minu arvates ebapiisav pinge. Parem oleks kasutada mosfette, mille Vdss on vähemalt 250 volti või suurem.

Selles uues installatsioonis näen trafo mähistel ette kahte dioodi.

Jahutamiseks on olemas ka ventilaator.

TIP 35 paigaldatakse 10 igasse harusse järgmiselt:

Täielikud prototüübi pildid

Lõpetatud 3 KVA inverterahel

3 kva modifitseeritud siinuslaine inverteri lõplik vooluahela kujundus peaks välja nägema selline:

Osade nimekiri

Kõik takistid on 1/4 vatti 5%, kui pole täpsustatud.

• 100 oomi - 2nos (väärtus võib olla 100 oomi ja 1K vahel)
• 1K - 2nos
• 470 oomi - 1no (võib olla mis tahes väärtus kuni 1K)
• 2K2 - 1nos (töötab ka veidi suurem väärtus)
• 180K eelseadistus - 2nos (töötab kõik väärtused vahemikus 200K kuni 330K)
• 10K eelseadistus - 1no (parema tulemuse saamiseks palume selle asemel seada 1k)
• 10 oomi 5 vatti - 29nos

Kondensaatorid

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

Pooljuhid

• 2.7V zeneri diood - 1no (saab kasutada kuni 4.7V)
• 1N4148 - 2nos
• 6A4 diood - 2nos (trafo lähedal)
• IC NE555 - 3 nr
• IC 4017 - 1 nr
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 nos

• Trafo 9-0-9V 350 amprit või 48-0-48V / 60 amprit
• Aku 12V / 3000 Ah või 48V 600 Ah

Kui kasutatakse 48 V toiteallikat, reguleerige see IC-etappide jaoks kindlasti 12 V-ni ja andke 48 V ainult trafo keskkraanile.

Kuidas transistore kaitsta

Märkus. Transistorite kaitsmiseks termilise põgenemise eest paigaldage üksikud kanalid üle tavaliste jahutusradiaatorite, see tähendab, et ülemise transistori massiivi jaoks kasutage pikka ühekordset jahutusradarit ja alumise transistori massiivi jaoks veel ühte sarnast ühist jahutusradarit.

Vilgukivi eraldamine pole õnneks vajalik, kuna kollektorid on omavahel ühendatud ja kollektoriks olev keha saaks tõhusalt ühendada jahutusradikaali enda kaudu. See säästaks tegelikult palju rasket tööd.

Maksimaalse energiatõhususe saamiseks soovitan järgmist väljundietappi ja seda tuleb kasutada koos ülalkirjeldatud PWM ja 4017 astmetega.

Vooluringi skeem

Märkus. Paigaldage kogu ülemine TIP36 suurema ribaga tavalise jahutusradiaatori kohale. ÄRGE kasutage selle rakendamisel vilgukivi isolaatorit.

Sama tuleb teha ka alumiste massiividega TIP36.

Kuid veenduge, et need kaks jahutusradarit ei puudutaks teineteist kunagi.

TIP142 transistorid peavad olema paigaldatud eraldi suurtele soomustatud kuulmisnokkidele.