Puhas siinuslaine inverter, kasutades IC 4047

Väga efektiivse puhta siinusega inverteri vooluringi saab valmistada, kasutades IC 4047 ja paari IC 555 koos mõne muu passiivse komponendiga. Õppime allpool üksikasju.

Ringkontseptsioon

Eelmises postituses arutasime peamist IC 4047 spetsifikatsioonid ja andmeleht kus me õppisime, kuidas IC-d saaks konfigureerida lihtsaks muunduri vooluringiks, kaasamata ühtegi välist ostsillaatorahelat.

Selles artiklis jätkame disaini veidi edasi ja õpime, kuidas seda saab täiustada puhta siinuslaine muunduri ahelaks, kasutades selleks paar täiendavat IC-d 555 koos olemasoleva IC-ga 4047.

IC 4047 sektsioon jääb põhimõtteliselt samaks ja see on konfigureeritud tavapärases vabajooksus multivibraatori režiimis, mille väljund on laiendatud mosfeti / trafo astmega nõutava 12 V vahelduvvoolu muundamiseks.

Kuidas IC 4047 toimib

IC 4047 tekitab ühendatud mosfettidele tavalised ruudulained, tekitades trafo sekundaarses võrgus väljundi, mis on samuti ruudukujulise laine AC kujul.

Kahe 555 IC integreerimine ülaltoodud astmesse muudab väljundi täielikult puhtaks siinuslaineks AC. Järgmine selgitus paljastab IC555 toimimise saladuse.

Viidates allpool näidatud IC 4047 puhta siinuslaine muunduri ahelale (minu loodud), näeme kahte identset IC 555 astet, kus vasak sektsioon toimib voolu juhitava saehamba generaatorina, parempoolne sektsioon aga voolu juhitava PWM generaatorina .

Mõlema 555 IC käivitamine saadakse ostsillaatori väljundist, mis on hõlpsasti kättesaadav IC 4047 tihvti nr 13 kaudu. See sagedus oleks 100Hz, kui inverter on ette nähtud 50Hz töötamiseks, ja 120Hz 60Hz rakenduste jaoks.

IC 555 kasutamine PWM-i genereerimiseks

Vasakpoolne sektsioon 555 tekitab kogu oma kondensaatoris konstantse saehambalaine, mis suunatakse IC2 555 moduleerivasse sisendisse, kus seda saehammasignaali võrreldakse IC1 555 nööpnõela 3 kõrgsagedusliku signaaliga, luues nõelal vajaliku puhta siinuslaine ekvivalendi PWM 3 555 IC2-st.

Ülaltoodud PWM rakendatakse otse mosfetside väravatele. nii et siin IC4047 pin10 / 11 kaudu genereeritud ruuduimpulsid hakitakse ja nikerdatakse vastavalt rakendatud PWM-idele.

Saadud väljund trafos põhjustab ka trafo võrgu vahelduvvoolu sekundaarses väljundis puhta siinuslaine suurenemist.

Selles artiklis on toodud R1, C1 arvutamise valem, mis räägib ka IC 4047 kinnitusdetailidest

NE555 etapiks võib C valida 1uF lähedal ja R 1K.

Eeldatav väljundlaine kuju

Lisateave kasutamise kohta IC 555 PWM genereerimiseks

RMS-i reguleerimise võiks ülaltoodud kavandile lisada, viies pin5 ja kolmnurga allika sisendisse poti pingejaguri võrgu, nagu allpool näidatud, sisaldab disain ka puhvertransistoreid mosfeti käitumise parandamiseks

Ülaltoodud puhta siinuslaine inverteri disaini katsetas edukalt hr Arun Dev, kes on selle blogi üks innukamaid lugejaid ja intensiivne elektrooniline harrastaja. Järgmised tema saadetud pildid tõestavad tema jõupingutusi selle nimel.

Rohkem tagasisidet

Hr Arunilt saadud inspireeriv vastus ülaltoodud IC 4047 muunduri tulemuste kohta:

Pärast selle ringraja läbimist oli tulemus hämmastav. Sain täisvõimsuse 100 W lambipirniga. Ei uskunud mu silmi.

Ainus erinevus, mille ma selles disainis olin teinud, oli sageduste täpseks reguleerimiseks teises 555-s 180 K asendamine 220 K potiga.

Seekord oli tulemus igati viljakas ... Poti reguleerimisel võisin saada pirni mitte häiriva, mitte vilkuva täisvõimsuse kuma, samuti ühendatud 230/15 V trafo, kuna koormus andis sageduse vahemikus 50 kuni 60 (ütleme 52 Hz).

Potti reguleeriti ettevaatlikult, et saada teise ic 555 tihvtist nr 3 kõrgsageduslik (näiteks 2 Khz) väljund. CD4047 sektsioon oli paremini kalibreeritud, et saada kahes väljundklemmis 52 Hz.

Samuti seisan silmitsi lihtsa probleemiga. Väljundstaadiumis olen kasutanud IRF3205 mosfette. Unustasin turvadioodid ühendada iga mosfeti äravooluklemmide külge ...

Nii et kui olin proovinud paralleelselt antud koormusega (100 W pirniga) ühendada veel ühe koormuse (näiteks lauaventilaatori), vähenes pirni kuma ka ventilaatori kiirus ja üks MOSFET puhus tänu dioodi puudumine.

Ülaltoodud 4047 siinuslaine muunduri vooluringi proovis edukalt ka hr Daniel Adusie (biannz), kes on selle ajaveebi regulaarne külastaja ja töökas elektrooniline entusiast. Siin on tema saadetud pildid, mis kontrollivad tulemusi:

Saehamba lainekuju ostsilloskoobi väljund

100-vatise katsepirni valgustamine

Järgmised pildid näitavad trafo väljundis modifitseeritud lainekuju, mille on hr Daniel Adusie jäädvustanud pärast 0,22uF / 400V kondensaatori ja sobiva koormuse ühendamist.

Lainekujud on mõnevõrra trapetsikujulised ja on palju paremad kui nelinurkne laine, mis näitab selgelt IC555 etappide loodud PWM-i töötlemise muljetavaldavaid mõjusid.

Lainekujusid saab ilmselt veelgi veelgi tasandada, lisades induktori koos kondensaatoriga.

Sinewave'i ostsilloskoobi jälje kuvamine pärast PWM-i filtreerimist

Huvitav tagasiside hr Johnson Isaacilt, kes on üks selle ajaveebi pühendunud lugejaid:

Head päeva
Oma postituses kasutas Pure Sine Wave Inverter 4047, teises Ic etapis (ic.1) kasutasite tihvtide 7 ja 6 vahel 100 oomi takistit.
Kas see on õige? Ma arvasin, et 555-ndate kontaktide abil kasutatava astmega multivibraatori peaks olema 100 oomi tihvtide 7 ja 6 vahel. Samuti peaks muutuja 180k tihvti 8 (+) ja tihvti 7 vahel. Pls kontrollige tihvti ühendust ja parandage mind pls. Sest see kõigub mõnikord ja mõnikord ka mitte. Aitäh,
Isaac Johnson

Vooluringi probleemi lahendamine:

Minu arvates võite parema reaktsiooni saamiseks proovida ühendada täiendava 1k takisti IC1 100 ohmi välimise otsa ja tihvti 6/2 kaudu

Johnson:

Suur aitäh vastuse eest. Ehitasin inverteri, mille te oma blogis andsite, ja see töötas.

Kuigi mul pole väljundi lainekuju jälgimiseks ostsilloskoopi, AGA vean kihla vedada, et see on hea, kuna see töötas luminofoorlambilambiga, milles modifitseeritud või pwm inverter ei saa sisse lülituda.

Vaata pilti, härra. Kuid nüüd on minu väljakutse see, kui lisan koormust, väljund väriseb mõnikord. Kuid olen õnnelik, et see on siinuslaine.

Lihtsamalt otsitavad valikud

Järgmises kontseptsioonis käsitletakse üsna lihtsamat meetodit tavalise ruutlaine muunduri modifitseerimiseks IC 4047 abil siinusmuunduriks PWM-tehnoloogia abil. Idee soovis hr Philip

Tehnilised kirjeldused

Loodan, et ma ei hakka selle pärast vaeva nägema, kuid mul on vaja nõu oma kavandatud PWM-juhitava modifitseeritud siinusmuunduriga, nii et tahan küsida teie ekspertarvamust.

See lihtne disain on esialgne, ma pole seda veel rakendanud, kuid ma tahaksin, et te vaataksite seda ja ütleksite mulle, mida te arvate.

Samuti soovin, et aitaksite vastata mõnele küsimusele, millele ma pole suutnud vastust leida.

Mul on vabadus lisada teie kaalumiseks oma esialgse kavandi kvaasiblokk-skeemi pilt.

Palun aidake mind välja. Diagrammil on IC CD4047 inverteris vastutab ruutlaineimpulsside genereerimise eest 50Hz juures, mida kasutatakse vaheldumisi MOSFETS Q1 ja Q2 sisselülitamiseks.

PWM-ahel põhineb IC NE555-l ja selle väljund rakendatakse Q3 väravale, nii et Q3 annab PWM-i. Peale selle on mul kaks küsimust.

Esiteks, kas ma saan PWM-impulsside jaoks kasutada ruutlaineid? Teiseks, milline on seos PWM-i sageduse ja toitesageduse vahel? Millist PWM-i sagedust peaksin kasutama 50Hz inverterväljundi jaoks?

Ma loodan, et see disain on teostatav, ma arvan, et see on teostatav, kuid ma tahan teie ekspertarvamust enne, kui ma panen disaini rakendamiseks vähe ressursse.

Ootan huviga, härra!

Lugupidamisega Philip

Vooluringitaotluse lahendamine

Teisel joonisel näidatud konfiguratsioon toimiks, kuid ainult siis, kui keskne kraan PWM mosfet asendatakse a-ga p-kanaliga mosfet .

PWM-i jaotis peaks olema ehitatud nii, nagu on selgitatud selles artiklis:

PWM muudab lamedad ruudukujulised lained modifitseeritud ruudukujulisteks laineteks, tükeldades need väiksemateks arvutatud lõikudeks nii, et lainekuju üldine RMS saab võimalikult lähedane tegelikule siinusanalüüsile, säilitades samas tipptaseme, mis võrdub tegeliku ruudukujulise laine sisendiga . Mõistet võib õppida üksikasjades siin:

Kuid ülaltoodud teisendus ei aita harmoonilisi elimineerida.

PWM sagedus on alati tükeldatud ruudukujuliste lainete kujul.

PWM-sagedus on ebaoluline ja sellel võib olla mis tahes kõrge väärtus, eelistatult kHz-des.