7 circuits d'inversors d'ona sinusoïdal modificats explorats - 100W a 3kVA

Quan es modifica un inversor amb sortida de CA d’ona quadrada per generar una sortida de CA d’ona sinusoïdal bruta, s’anomena inversor d’ona sinusoïdal modificada.

El següent article presenta 7 interessants dissenys d’inversors d’ona sinusoïdal modificats amb descripcions exhaustives sobre el seu procediment de construcció, diagrama de circuits, sortida de forma d’ona i llistes detallades de peces. Els dissenys estan pensats per aprendre i construir projectes experimentals realitzats per enginyers i estudiants.

Aquí discutim diferents varietats de dissenys modificats que van des d’un modest 100 watts fins a un model de sortida de potència massiu de 3 Kva.

Com funcionen els inversors modificats

Les persones que són noves en electrònica es poden confondre una mica quant a la diferència entre un inversor d’ona quadrada i un inversor d’ona quadrada modificat. Es pot entendre mitjançant la següent breu explicació:

Com tots sabem, un inversor sempre generarà un corrent altern (CA) similar al voltatge domèstic de la nostra xarxa de CA perquè pugui substituir-lo durant les falles d’alimentació. Una CA en paraules simples és bàsicament una pujada i baixada de tensió d’una magnitud particular.

Tanmateix, idealment es suposa que aquesta CA s’acosta el més possible a una ona sinusoïdal com es mostra a continuació:

Diferència bàsica entre la forma d'ona sinusoidal i la forma d'ona quadrada

Aquesta pujada i baixada de tensió es produeix a una velocitat particular, és a dir, a un nombre determinat de vegades per segon, coneguda com la seva freqüència. Així, per exemple, un corrent altern de 50 Hz significa 50 cicles o 50 pujades i baixades d’un voltatge concret en un segon.

En una ona sinusoïdal de corrent altern que es troba a la nostra presa de xarxa domèstica normal, la pujada i baixada de tensió anteriors té la forma d’una corba sinusoïdal, és a dir, el seu patró varia gradualment amb el temps i, per tant, no és sobtat ni brusc. Aquestes transicions suaus a la forma d'ona de CA es converteixen en molt adequades i són un tipus de subministrament recomanable per a molts aparells electrònics habituals com televisors, sistemes de música, neveres, motors, etc.

No obstant això, en un patró d’ones quadrades, els alts i baixos de tensió són instantanis i sobtats. Aquesta pujada i caiguda immediata de potencial crea pics forts a les vores de cada ona i, per tant, esdevé molt indesitjable i no apte per a equips electrònics sofisticats. Per tant, sempre és perillós operar-los mitjançant un subministrador d’inversors de teixit quadrat.

Forma d'ona modificada

En un disseny d’ona quadrada modificat, tal com es mostra més amunt, la forma d’ona quadrada bàsicament continua sent la mateixa, però la mida de cada secció de la forma d’ona es dimensiona adequadament de manera que el seu valor mitjà coincideixi estretament amb el valor mitjà d’una forma d’ona AC.

Com podeu veure, hi ha una quantitat proporcional d’espai buit o àrees nul·les entre cada bloc quadrat, aquests buits ajuden, en última instància, a configurar aquestes ones quadrades en forma d’ona sinusoïdal com a sortida (encara que de forma crua).

I què s’encarrega d’ajustar aquestes ones quadrades dimensionades en trets semblants a l’ona sinusoïdal? Doncs bé, és la característica inherent a la inducció magnètica del transformador la que realitza efectivament les transicions del 'temps mort' entre els blocs d'ona quadrada en ones d'ona sinusoïdal, com es mostra a continuació:

En els 7 dissenys que s’expliquen a continuació, intentem implementar aquesta teoria i assegurar-nos que el valor RMS de les ones quadrades es controla adequadament tallant els pics de 330V en RMS modificats a 220V. El mateix es pot aplicar a 120 V CA tallant els 160 pics.

Com es calcula mitjançant fórmules fàcils

Si esteu interessats en saber com calcular la forma d'ona modificada anteriorment de manera que doni com a resultat una replicació gairebé ideal d'una ona sinusoïdal, consulteu el següent missatge per obtenir el tutorial complet:

Calculeu el valor equivalent de sinus RMS d'ona quadrada modificada

Disseny # 1: utilitzant IC 4017

Investiguem el primer disseny d’inversors modificats, que és bastant senzill i utilitza a senzill IC 4017 per processar la forma d'ona modificada necessària.

Si esteu buscant un circuit inversor de potència d’ona sinusoïdal modificada fàcil de construir, potser us interessarà el concepte següent. Sembla sorprenentment senzill i de baix cost amb una sortida que és en gran mesura comparable amb altres contraparts d’ona sinusoïdal més sofisticades.

Sabem que quan s’aplica una entrada de rellotge al seu pin # 14, l’IC produeix un impuls lògic de cicle de desplaçament elevat a través dels seus 10 pins de sortida.

Observant el diagrama del circuit, trobem que les sortides de pin del CI s’acaben per subministrar la base dels transistors de sortida de manera que es condueixen després de cada impuls alternatiu de sortida del CI.

Això passa simplement perquè les bases dels transistors es connecten alternativament a les sortides de pin IC i les connexions intermedies de pin-out s’eliminen o es mantenen obertes.

Els bobinatges del transformador que estan connectats al col·lector del transistor responen a la commutació del transistor altern i produeixen un CA intensificat a la seva sortida que té una forma d’ona exactament com es mostra al diagrama.

La sortida d’aquest inversor de potència d’ona sinusoïdal modificada encara que no és gaire comparable a la sortida d’un inversor d’ona sinusoïdal pura, però sens dubte serà molt millor que la d’un inversor d’ona quadrada normal. A més, la idea és molt fàcil i barata de construir.

ADVERTÈNCIA: CONNECTEU ELS DIODES DE PROTECCIÓ A L'EMISSOR DEL COL·LECTOR DEL TRANSISTOR TIP35 (CÀTODE AL COL·LECTOR, ANODE A L'EMISSOR)

ACTUALITZACIÓ: Segons els càlculs presentats al Aquest article , els pins de sortida IC 4017 es podrien configurar idealment per aconseguir un inversor d’ona sinusoïdal modificada d’aspecte impressionant.

A continuació es pot veure la imatge modificada:

ADVERTÈNCIA: CONNECTEU ELS DIODES DE PROTECCIÓ A L'EMISSOR DEL COL·LECTOR DEL TRANSISTOR TIP35 (CÀTODE AL COL·LECTOR, ANODE A L'EMISSOR)

Demostració de vídeo:

Especificacions mínimes

• Entrada: 12V de la bateria de plom àcid, per exemple, bateria de 12V 7Ah
• Sortida: 220V o 120V segons la potència del transformador
• Forma d'ona: ona sinusoïdal modificada

Comentaris d'un dels espectadors dedicats a aquest bloc, la Sra. Sarah

Hola Swagatam,

Això és el que he obtingut de la sortida de les resistències post IC4 R4 i R5. Com he dit anteriorment, esperava tenir una ona bipolar. Un en positiu i l’altre en negatiu. per simular un cicle d'ona CA. Espero que aquesta imatge us ajudi. Necessito un camí a seguir, si us plau.

Gràcies

La meva resposta:

Hola Sarah,

Les sortides IC no mostraran ones bipolars, ja que els senyals d’aquestes sortides estan destinats a transistors de tipus N idèntics i a una única font ... és el transformador el responsable de crear l’ona bipolar a la seva sortida, ja que està configurat amb un push -extreu la topologia mitjançant un toc central .... així que el que veieu a R4 i R5 és una forma d'ona correcta. Comproveu la forma d'ona a la sortida del transformador per verificar la naturalesa bipolar de la forma d'ona.

Disseny núm. 2: utilitzar NOT Gates

Aquest segon de la llista és un concepte d’inversor d’ona sinusoïdal modificat únic que també em va dissenyar. Qualsevol entusiasta de l’electrònica de casa pot construir fàcilment tota la unitat, juntament amb l’etapa de l’oscil·lador i la de sortida. El present dissenyat serà capaç de suportar fàcilment 500 VA de càrrega de sortida.

Intentem entendre el funcionament del circuit amb detalls:

L'escenari de l'Oscillator:

Observant el diagrama de circuits anterior, veiem un disseny de circuits intel·ligent que inclou tots dos, l’oscil·lador i la característica d’optimització PWM inclosa.

Aquí, les portes N1 i N2 es connecten com un oscil·lador, que genera principalment impulsos d'ona quadrada perfectament uniformes a la seva sortida. La freqüència s’estableix ajustant els valors dels 100K associats i del condensador 0,01 uF. En aquest disseny es fixa a una velocitat d’uns 50 Hz. Els valors es poden modificar adequadament per obtenir una sortida de 60 Hz.

La sortida de l’oscil·lador s’alimenta a l’etapa de memòria intermèdia que consta de quatre portes NO paral·leles i disposades alternativament. Els amortidors s’utilitzen per mantenir impulsos perfectes i per evitar la degradació.

La sortida del buffer s’aplica a les etapes del controlador, on els dos transistors darlington d’alta potència assumeixen la responsabilitat d’amplificar els impulsos rebuts, de manera que finalment es pot alimentar a l’etapa de sortida d’aquest disseny d’inversors de 500 VA.

Fins a aquest punt la freqüència és només una ona quadrada ordinària. No obstant això, la introducció de l'etapa IC 555 canvia completament l'escenari.

L'IC 555 i els seus components associats es configuren com un simple generador de PWM. La relació marca-espai del PWM es pot ajustar discretament amb l'ajut del pot 100K.

La sortida PWM s’integra a la sortida de l’etapa de l’oscil·lador mitjançant un díode. Aquesta disposició assegura que els impulsos d'ona quadrada generats es trenquin en trossos o es tallin segons el paràmetre dels impulsos PWM.

Això ajuda a reduir el valor RMS total dels impulsos d'ona quadrada i a optimitzar-los el més a prop possible d'un valor RMS d'ona sinusoïdal.

Els polsos generats a les bases dels transistors de control són així perfectament modificats per semblar tècnicament a formes d'ona sinusoïdal.

Etapa de sortida:

L'etapa de sortida és bastant senzilla en el seu disseny. Els dos bobinats del transformador es configuren als dos canals individuals, formats per bancs de transistors de potència.

Els transistors de potència a les dues extremitats estan disposats en paral·lel per augmentar el corrent general a través del bobinat per produir els 500 watts de potència desitjats.

No obstant això, per restringir les situacions de fugida tèrmica amb les connexions paral·leles, els transistors estan connectats amb una resistència de bobinatge de filferro de baix valor i alta potència als seus emissors. Això impedeix que qualsevol transistor es sobrepassi i caigui en la situació anterior.

Les bases del muntatge s’integren a l’etapa del conductor que es parla a la secció anterior.

La bateria està connectada a través de l'aixeta central i la terra del transformador i també als punts rellevants del circuit.

En activar l’alimentació immediatament s’inicia l’inversor, proporcionant una ona sinusoïdal modificada CA a la seva sortida, llesta per ser utilitzada amb qualsevol càrrega fins a 500 VA.

Els detalls dels components es proporcionen al propi diagrama.

El disseny anterior també es pot modificar en un inversor d'ona sinusoïdal mosfet controlat per PWM de 500 watts substituint els transistors del controlador simplement per uns quants mosfets. El disseny que es mostra a continuació proporcionaria uns 150 watts de potència, per obtenir 500 watts, és possible que sigui necessari un major nombre de mosfets per connectar-se en paral·lel als dos mosfet existents.

Disseny # 3: utilitzant un IC 4093 per als resultats modificats

El circuit inversor d’ona sinusoïdal modificada controlat per PWM que es presenta a continuació és el nostre tercer candidat, només fa servir un sol 4093 per a les funcions especificades.

El CI consta de quatre portes NAND, de les quals dues estan connectades com a oscil·ladors mentre que les dues restants com a memòries intermèdies.

Els oscil·ladors s’integren de tal manera que l’alta freqüència d’un dels oscil·ladors interactua amb la sortida de l’altre, generant ones quadrades tallades el valor RMS del qual es pot optimitzar bé perquè coincideixi amb les formes d’ona sinusoïdals normals. entendre o construir, sobretot quan és tan complex com els tipus d’ona sinusoïdal modificats. No obstant això, el concepte que es discuteix aquí utilitza només un IC 4093 únic per manejar totes les complicacions necessàries. Aprenem el senzill que és construir.

Les peces que necessiteu per construir aquest circuit inversor de 200 watts

Totes les resistències són 1/4 de watts, un 5%, tret que s'especifiqui el contrari.

• R1 = 1 M per a 50 Hz i 830 K per a 60 Hz
• R2 = 1 K,
• R3 = 1 M,
• R4 = 1 K,
• R5, R8, R9 = 470 ohms,
• R6, R7 = 100 ohms, 5 watts,
• VR 1 = 100 K,
• C1, C2 = 0,022 uF, disc de ceràmica,
• C3 = 0,1, ceràmica de disc
• T1, T4 = TIP 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Transformador = 12 -0 - 12 volts, corrent de 2 a 20 amperis segons es desitgi, la tensió de sortida pot ser de 120 o 230 volts segons les especificacions del país.
• Es recomana bateria = 12 volts, normalment de 32 AH, tal com s'utilitza en cotxes.

Funcionament del circuit

El disseny proposat d’un inversor d’ona sinusoïdal modificada de 200 watts obté la seva sortida modificada “tallant” discretament els impulsos bàsics d’ona quadrada en seccions més petites d’impulsos rectangulars. La funció s’assembla a un control PWM, normalment associat a IC 555.

Tanmateix, aquí els cicles de treball no es poden variar per separat i es mantenen iguals en tot el rang de variació disponible. La limitació no afecta gaire la funció PWM, ja que aquí només ens preocupa mantenir el valor RMS de la sortida prop del seu comptador d’ones sinusoïdals, que s’executa satisfactòriament mitjançant la configuració existent.

Referint-nos al diagrama del circuit, podem veure que tota l’electrònica oscil·la al voltant d’una única part activa: l’IC 4093.

Consta de quatre portes NAND Schmitt individuals, totes elles contractades per a les funcions requerides.

N1 juntament amb R1, R2 i C1 formen un tipus oscil·lador clàssic CMOS Schmitt trgger on la porta normalment es configura com un inversor o una porta NOT.

Els impulsos generats a partir d’aquesta etapa de l’oscil·lador són ones quadrades que formen els impulsos bàsics de conducció del circuit. N3 i N4 es connecten com a memòria intermèdia i s’utilitzen per conduir els dispositius de sortida en tàndem.

Tanmateix, es tracta d'impulsos d'ona quadrada ordinaris i no constitueixen la versió modificada del sistema.

Podem utilitzar fàcilment els impulsos anteriors únicament per conduir el nostre inversor, però el resultat seria un inversor d’ones quadrades ordinari, no adequat per al funcionament d’aparells electrònics sofisticats.

La raó darrere d'això és que les ones quadrades poden diferir molt de les formes d'ona sinusoïdal, especialment pel que fa als seus valors RMS.

Per tant, la idea és modificar les formes d'ona quadrades generades de manera que el seu valor RMS coincideixi estretament amb una forma d'ona sinusoïdal. Per fer-ho, hem de dimensionar les formes d'ona quadrades individuals mitjançant alguna intervenció externa.

La secció que comprèn N2, juntament amb les altres parts associades C2, R4 i VR1, forma un altre oscil·lador similar com N1. No obstant això, aquest oscil·lador produeix freqüències més altes que tenen una forma rectangular alta.

La sortida rectangular de N2 s’alimenta a la font d’entrada bàsica de N3. Els trens positius de les pulsacions no tenen cap efecte sobre els impulsos d’entrada de la font a causa de la presència de D1 que bloqueja les sortides positives de N2.

No obstant això, els polsos negatius estan permesos per D1 i aquests enfonsen efectivament les seccions rellevants de la freqüència de la font bàsica, creant una mena de osques rectangulars a intervals regulars en funció de la freqüència de l’oscil·lador configurat per VR1.

Aquestes osques o més aviat els polsos rectangulars de N2 es poden optimitzar segons es desitgi ajustant VR1.

L'operació anterior talla l'ona quadrada bàsica de N1 en seccions estretes discretes, reduint el RMS mitjà de les formes d'ona. Es recomana que la configuració es faci amb l'ajut d'un comptador RMS.

Els dispositius de sortida canvien els bobinatges del transformador corresponents en resposta a aquests impulsos dimensionats i produeixen les formes d’ona commutades d’alta tensió corresponents al bobinatge de sortida.

El resultat és un voltatge que equival a una qualitat d’ona sinusoïdal i que és segur per al funcionament de tot tipus d’equips elèctrics domèstics.

La potència de l’inversor es pot augmentar de 200 watts a 500 watts o, si es desitja, simplement afegint més números de T1, T2, R5, R6 i T3, T4, R7, R8 en paral·lel sobre els punts rellevants.

Característiques destacades de l’inversor

El circuit és realment eficaç i, a més, és una versió modificada d’ona sinusoïdal que el fa excepcional en el seu propi respecte.

El circuit utilitza tipus de components molt normals i fàcils d’adquirir i també és molt barat de construir.

El procés de modificació de les ones quadrades en ones sinusoïdals es pot fer variant un únic potenciòmetre o més aviat un predefinit, cosa que fa que les operacions siguin força senzilles.

El concepte és molt bàsic, però ofereix sortides d’alta potència que es poden optimitzar segons les necessitats pròpies només afegint un nombre més de dispositius de sortida en paral·lel i substituint la bateria i el transformador per les mides pertinents.

Disseny # 4: Sinewave modificat completament basat en transistors

En aquest article es discuteix un circuit molt interessant d’un inversor d’ona sinusoïdal modificada que incorpora només transistors ordinaris per a les implementacions proposades.

L’ús de transistors normalment fa que el circuit sigui més fàcil d’entendre i sigui més amable amb els nous entusiastes de l’electrònica. La inclusió d’un control PWM al circuit fa que el disseny sigui molt eficient i desitjable pel que fa a les operacions d’aparells sofisticats a la sortida de l’inversor. El diagrama del circuit mostra com es posa tot el circuit. Podem veure clarament que només hi han intervingut transistors i, tot i així, es pot fer que el circuit produeixi una forma d’ona controlada PWM ben dimensionada per generar les formes d’ona modificades necessàries o més aviat ones quadrades modificades per ser més precisos.

Es pot entendre tot el concepte estudiant el circuit amb l'ajut dels punts següents:

Astable com els oscil·ladors

Bàsicament podem presenciar dues etapes idèntiques que es connecten a la configuració multivibrador estàndard.

Per ser estables per naturalesa, les configuracions estan específicament dissenyades per generar impulsos de funcionament lliure o ona quadrada a les seves respectives sortides.

Tanmateix, l’etapa AMV superior es situa per generar ones quadrades normals de 50 Hz (o 60 Hz) que s’utilitzen per accionar el transformador i per a les accions necessàries de l’inversor, per tal d’obtenir la potència de xarxa de CA desitjada a la sortida.

Per tant, no hi ha res massa seriós ni interessant sobre l’etapa superior, normalment consisteix en una etapa central d’AMV que consta de T2, T3, a continuació ve l’etapa de control que consisteix en els transistors T4, T5 i, finalment, les etapes de sortida de recepció formades per T1 i T6.

Com funciona l'etapa de sortida

L'etapa de sortida condueix el transformador a través de la bateria per a les accions de l'inversor desitjades.

L’etapa anterior només és responsable de dur a terme la generació de polsos d’ona quadrada necessàriament necessaris per a les accions d’inversió normals previstes.

El PWM Chopper AMV Stage

El circuit de la meitat inferior és la secció que realitza les modificacions de l’ona sinusoïdal canviant l’AMV superior segons els seus paràmetres PWM.

Precisament, la forma de pols de l’etapa AMV superior està controlada pel circuit AMV inferior i implementa la modificació de l’ona quadrada tallant les ones quadrades bàsiques de l’inversor quadrat de l’AMV superior en seccions discretes.

El tall o dimensionament anterior s'executa i es defineix mitjançant la configuració del R12 predefinit.

R12 s’utilitza per ajustar la relació d’espai de marca dels impulsos generats per l’AMV inferior.

Segons aquests impulsos PWM, l'ona quadrada bàsica de l'AMV superior es divideix en seccions i el valor RMS mitjà de la forma d'ona generada s'optimitza el més a prop possible d'una forma d'ona sinusoïdal estàndard.

L’explicació restant sobre el circuit és força ordinària i es pot fer seguint la pràctica estàndard que s’utilitza normalment durant la construcció d’inversos, o, en aquest cas, es pot fer referència al meu altre article relacionat per obtenir la informació pertinent.

Llista de peces

• R1, R8 = 15 ohms, 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 = 0,33 Si,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = TIP 127
• T1, T6 = BDY29
• TRANSFORMADOR = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 S’HA DE MONTAR SOBRE L’AIGÜER.
• BATERIA = 12V, 30AH

Disseny # 5: Circuit d’inversors modificat digitalment

Aquest cinquè disseny d’un inversor clàssic modificat és un altre disseny desenvolupat per mi, tot i que és una ona sinusoïdal modificada, també es pot anomenar un circuit inversor d’ona sinusoïdal digital.

El concepte s’inspira de nou en un potent disseny d’amplificadors d’àudio basat en mosfet.

Veient el disseny principal dels amplificadors de potència, podem veure que bàsicament es tracta d’un potent amplificador d’àudio de 250 watts modificat per a una aplicació inversora.

Totes les etapes implicades serveixen per permetre una resposta de freqüència de 20 a 100 kHz, tot i que aquí no necessitarem un grau de resposta de freqüència tan elevat, no he eliminat cap de les etapes ja que no faria cap mal al circuit .

La primera etapa que consisteix en transistors BC556 és la fase d'amplificador diferencial, a continuació ve la fase de controlador ben equilibrada que consisteix en transistors BD140 / BD139 i, finalment, és la fase de sortida que està formada pels potents mosquetes.

La sortida dels mosfets està connectada a un transformador de potència per a les operacions necessàries de l’inversor.

Això completa l’etapa de l’amplificador de potència, però, aquesta etapa requereix una entrada ben dimensionada, més aviat una entrada PWM que, en última instància, ajudaria a crear el disseny del circuit inversor d’ona sinusoïdal proposat.

L’Oscillator Stage

El següent CIRCUIT DIAGRAM mostra un escenari oscil·lador senzill que ha estat adequat optimitzat per proporcionar sortides ajustables controlades per PWM.

L'IC 4017 es converteix en la part principal del circuit i genera ones quadrades que coincideixen molt amb el valor RMS d'un senyal de corrent altern.

Tanmateix, per a ajustos precisos, la sortida de l'IC 4017 s'ha proporcionat amb una instal·lació de nivell d'ajust de tensió discreta mitjançant uns quants díodes 1N4148.

Es pot seleccionar un dels díodes a la sortida per reduir l'amplitud del senyal de sortida, cosa que finalment ajudaria a ajustar el nivell RMS de la sortida del transformador.

La freqüència de rellotge que s'ha d'ajustar a 50Hz o 60Hz segons els requisits la genera una única porta de l'IC 4093.

Es pot configurar P1 per produir la freqüència necessària anterior.

Per obtenir un 48-0-48 volts, utilitzeu 4 núms. Bateries de 24V / 2AH en sèrie, tal com es mostra a la darrera figura.

Circuit inversor de potència

Circuit d'oscil·lador equivalent d'ona sinusoïdal

La figura següent mostra diverses sortides de formes d’ona segons la selecció del nombre de díodes a la sortida de l’etapa de l’oscil·lador, les formes d’ona poden tenir diferents valors RMS rellevants, que s’han de seleccionar acuradament per alimentar el circuit del convertidor de potència.

Si teniu problemes per entendre els circuits anteriors, no dubteu a fer comentaris i preguntar-vos.

Disseny núm. 6: utilitzant només 3 IC 555

A la secció següent es parla del sisè millor circuit inversor d’ona sinusoïdal modificat amb imatges de forma d’ona, confirmant la credibilitat del disseny. Jo vaig dissenyar el concepte, la forma d’ona la vaig confirmar i enviar el senyor Robin Peter.

El concepte discutit es va dissenyar i presentar en alguns dels meus missatges publicats anteriorment: circuit inversor d’ona sinusoïdal de 300 watts i circuit inversor 556, però, atès que la forma d’ona no els vaig confirmar, els circuits rellevants no eren completament infal·libles. i la forma d'ona verificada pel senyor Robin Peter, el procediment va revelar un defecte ocult en el disseny que, amb sort, s'ha resolt aquí.

Anem a la següent conversa per correu electrònic entre jo i el senyor Robin Peter.

Vaig construir la versió alternativa senzilla modificada d'ona sinusoïdal IC555, sense transistor. He canviat alguns dels valors de les resistències i taps i no he fet servir [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Em vaig unir a Pin2 i 7 de l'IC 4017 per obtenir la forma d'ona necessària. IC1 produeix els polsos de cicle de treball del 90% a 200 Hz (1 imatge), que rellotgen IC2 (2 imatges) i, per tant, IC3 (2 imatges, cicle de treball mínim i màx. De D / C). Són els resultats esperats, la meva preocupació és que sigui un seno modificat on es pot variar

RMS, no és un sinus pur

Salutacions

Robin

Hola Robin,

El diagrama del circuit d’ona sinusoïdal modificat sembla correcte, però la forma d’ona no ho és, crec que haurem d’utilitzar un escenari d’oscil·lador separat per marcar el 4017 amb una freqüència fixa a 200Hz i augmentar la freqüència del 555 IC més alt a molts kHz, a continuació, comproveu la forma d'ona.

Hola Swagatam

He adjuntat un nou esquema de circuits amb els canvis que heu suggerit juntament amb les formes d’ona resultants. Què en penseu de la forma d’ona PWM, els impulsos no semblen baixar fins a terra?

nivell.

Salutacions

Hola Robin,

Això és fantàstic, exactament el que esperava, de manera que significa que s’ha d’utilitzar un astable separat per al IC 555 mitjà per obtenir els resultats previstos ... per cert, heu variat el valor predeterminat de RMS i heu comprovat les formes d’ona, si us plau, actualitzeu-ho fent tan.

Per tant, ara es veu molt millor i podeu continuar amb el disseny de l’inversor connectant els mosfets.

.... no arriba a terra a causa de la caiguda del díode de 0,6 V, suposo ... Moltes gràcies

En realitat, es pot construir un circuit molt més fàcil amb resultats similars a l'anterior, tal com es discuteix en aquest post: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Més actualitzacions del senyor Robin

Hola Swagatam

Vaig variar el valor predeterminat de RMS i aquí teniu les formes d’ona adjuntes. M’agradaria preguntar-vos quina amplitud d’ona triangular podeu aplicar al pin 5 i com la sincronitzareu perquè, quan el pin 2 o 7 vagi + el pic estigui al mig

Salutacions Robin

Aquí hi ha una forma d’ona sinusoïdal millor modificada, potser l’home els entendrà més fàcilment. Depèn de vosaltres si els publiqueu.

Per cert, vaig agafar una tapa de 10uf de la resistència de pin2 a 10k fins a la tapa de .47uf a terra. I l’ona triangular tenia aquest aspecte (fixat). No massa triangular, 7v p-p.

Investigaré l'opció 4047

ànims Robin

Forma d'ona de sortida a través de la sortida de xarxa del transformador (220V) Les imatges següents mostren les diverses imatges de formes d'ona preses a través del bobinatge de la xarxa de sortida del transformador.

Cortesia: Robin Peter

Sense PWM, sense càrrega

Sense PWM, amb càrrega

Amb PWM, sense càrrega

Amb PWM, amb càrrega

La imatge anterior es va ampliar

Les imatges de forma d'ona anteriors semblaven una mica distorsionades i no semblaven a les onades sinuoses. L’addició d’un condensador de 0,45 uF / 400 V a la sortida va millorar dràsticament els resultats, com es pot comprovar a les imatges següents.

Sense càrrega, amb PWM ON, condensador de 0,45uF / 400v afegit

Amb PWM, amb càrrega i amb un condensador de sortida, s’assembla molt a una autèntica forma d’ona sinusoïdal.

Totes les verificacions i proves anteriors van ser realitzades pel Sr. Robin Peters.

Més informes del Sr. Robin

D’acord, vaig fer proves i experiments més ahir a la nit i vaig comprovar que, si augmento el voltatge de bat a 24 V, l’ona sinusoïdal no es va distorsionar quan vaig augmentar el servei / cicle. (D’acord, he recuperat la meva confiança) vaig afegir que el límit de 2200uf entre c / tapp i terra, però això no va fer cap diferència en la forma d'ona de sortida.

Vaig notar algunes coses que s’estaven produint, a mesura que augmentava el D / C, el trafo emet un soroll sorollós (com si un relé vibri d’anada i tornada molt ràpidament), l’IRFZ44N s’escalfa molt ràpidament fins i tot sense càrrega. el límit sembla que hi hagi menys tensió al sistema. El brunzit no és tan dolent i el Z44n no s’escalfa tant. [per descomptat, no hi ha onada sinusoïdal}

La tapa es troba a la sortida del trafo no en sèrie amb una cama. Vaig treure (3 bobinatges diferents) inductors rodons {crec que són toriodals} d’una font d’alimentació en mode de commutació. El resultat no va ser una millora de l’ona de sortida (sense canvis),

La tensió de sortida del trafo també va caure.

Afegir una funció de correcció de càrrega automàtica a la idea del circuit inversor d’ona sinusoïdal modificada anteriorment:

El circuit publicitari simple mostrat anteriorment es pot utilitzar per permetre la correcció automàtica de voltatge de la sortida de l’inversor.

La tensió alimentada a través del pont es rectifica i s'aplica a la base del transistor NPN. La configuració predeterminada s’ajusta de manera que, a cap càrrega, la tensió de sortida s’assoleixi al nivell normal especificat.

Per ser més precisos, inicialment el valor predeterminat anterior s'hauria de mantenir al nivell del sòl perquè el transistor digui que està apagat.

A continuació, s'ha d'ajustar el valor predeterminat de 10k RMS al pin número 5 del PWM 555 IC per generar uns 300V a la sortida del transformador.

Finalment, la correcció de càrrega preestablerta de 220K s'ha de reassignar per reduir el voltatge fins a aproximadament 230V.

Fet! Esperem que els ajustos anteriors siguin suficients per configurar el circuit per a les correccions de càrrega automàtiques previstes.

El disseny final podria tenir aquest aspecte:

Circuit de filtre

El següent circuit de filtre es pot utilitzar a la sortida de l'inveter anterior per controlar els harmònics i millorar una sortida d'ona sinusoïdal més neta

Més entrades:

El disseny anterior va ser estudiat i millorat per Mr Theofanakis, que també és un àvid lector d’aquest bloc.

La traça de l'oscil·loscopi representa la forma d'ona modificada de l'inversor a través de la resistència de 10 k connectada a la sortida de xarxa del transformador.

El disseny de l’inversor modificat anteriorment per l’inversor Theofanakis va ser provat i aprovat per un dels àvids seguidors d’aquest bloc, el senyor Odon. Les següents imatges de prova d'Odon confirmen la naturalesa d'ona sinusoïdal del circuit inversor anterior.

Disseny # 7: Disseny inversor modificat de 3Kva per a treball pesat

El contingut que s’explica a continuació investiga un prototip de circuit inversor d’ona sinusoïdal de 3 kva fabricat pel senyor Marcelin utilitzant només BJT en lloc dels mosquetets convencionals. Jo vaig dissenyar el circuit de control PWM.

En una de les meves publicacions anteriors vam parlar d’un circuit inversor equivalent a ona sinusoïdal pura 555, que va ser dissenyat col·lectivament per Mr.Marcelin i jo.

Com es va construir el circuit

En aquest disseny he utilitzat cables forts per mantenir les altes corrents, he utilitzat seccions de 70 mm2 o més seccions més petites en paral·lel. El transformador de 3 KVA és en realitat ja que el sòlid pesa 35 kg. Les mides i el volum no són cap inconvenient per a mi. Fotos adjuntes al transformador i instal·lació en curs.

El següent muntatge està a punt de finalitzar, basat en el 555 (SA 555) i el CD 4017

Al meu primer intent, amb mosquetes, a principis d’aquest any, vaig fer servir IRL 1404 que Vdss és de 40 volts. Al meu entendre tensió insuficient. Seria millor utilitzar mosfets amb un Vdss almenys igual o superior a 250 volts.

En aquesta nova instal·lació, preveig dos díodes en els bobinats del transformador.

També hi haurà un ventilador per a la refrigeració.

El TIP 35 estarà muntat per 10 a cada branca, així:

Imatges completes de prototipus

Circuit inversor de 3 KVA finalitzat

El disseny final del circuit del convertidor d’ona sinusoïdal modificada de 3 kva hauria de ser així:

Llista de peces

Totes les resistències tenen un 1/4 de watt del 5%, tret que s’especifiqui.

• 100 ohms - 2nos (el valor pot estar entre 100 ohm i 1K)
• 1K - 2nos
• 470 ohms - 1 no (pot tenir qualsevol valor fins a 1 K)
• 2K2 - 1nos (el valor una mica més alt també funcionarà)
• 180 K predefinits - 2nos (qualsevol valor entre 200 K i 330 K funcionarà)
• 10 K predefinits - 1 no (si us plau, 1 K predefinits per obtenir un resultat millor)
• 10 Ohm 5 watts - 29nos

Condensadors

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

Semiconductors

• Diodo zener de 2,7 V - 1 no (es poden utilitzar fins a 4,7 V)
• 1N4148 - 2nos
• Diodo 6A4 - 2nos (transformador proper)
• IC NE555 - 3 núms
• IC 4017 - 1 núm
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 ens

• Transformador 9-0-9V 350 amperes o 48-0-48V / 60 amperes
• Bateria de 12V / 3000 Ah o 48V 600 Ah

Si s’utilitza un subministrament de 48V, assegureu-vos de regular-lo a 12V per a les fases IC i subministreu el 48V només a l’aixeta central del transformador.

Com salvaguardar els transistors

Nota: Per tal de protegir els transistors d’un desviament tèrmic, munteu els canals individuals sobre dissipadors de calor comuns, és a dir, utilitzeu un dissipador de calor llarg amb aletes per a la matriu de transistors superior i un altre dissipador de calor comú similar similar per a la matriu de transistors inferior.

Afortunadament, l’aïllament de mica no seria necessari, ja que els col·lectors s’uneixen entre si, i el cos que és el col·lector es connectaria eficaçment a través del mateix dissipador de calor. Això suposaria estalviar molta feina.

Per tal d’obtenir la màxima eficiència energètica, em recomana la següent etapa de sortida i s’ha d’utilitzar amb les fases PWM i 4017 explicades anteriorment.

Esquema de connexions

Nota: Monteu tot el TIP36 superior sobre un dissipador de calor comú amb aletes més grans, NO utilitzeu aïllador de mica mentre implementeu aquest.

Cal fer el mateix amb les matrius TIP36 inferiors.

Però assegureu-vos que aquests dos dissipadors de calor no es toquin mai.

Els transistors TIP142 s’han de muntar en escombraries individuals amb aletes grans.