3 suuritehoista SG3525 puhdasta siniaaltoinvertteripiiriä

Viestissä selitetään 3 tehokasta mutta yksinkertaista siniaallon 12 V -taajuusmuuttajapiiriä, jotka käyttävät yhtä IC SG 3525: ää. Ensimmäinen piiri on varustettu alhaisen akun tunnistus- ja katkaisutoiminnolla sekä automaattisella lähtöjännitteen säätötoiminnolla.

Yksi tämän blogin kiinnostuneista lukijoista pyysi tätä virtapiiriä. Opitaan lisää pyynnöstä ja piirin toiminnasta.

Suunnittelu # 1: Perusmuunnettu sini

Eräässä aikaisemmista viesteistä keskustelin selvittää IC 3525: n toiminta Suunnittelin tietoja käyttäen seuraavan piirin, joka on kokoonpanossaan melko vakio, mutta sisältää pariston alhaisen sammutusominaisuuden ja myös automaattisen lähdön säätämisen parannuksen.

Seuraava selitys opastaa meidät piirin eri vaiheissa, opitaan ne:

Kuten annetusta kaaviosta voidaan todeta, ICSG3525 on kiinnitetty tavallisessa PWM-generaattori / oskillaattoritilassa, jossa värähtelytaajuus määräytyvät C1, R2 ja P1.

P1 voidaan säätää tarkkojen taajuuksien saamiseksi sovelluksen vaadittujen tietojen mukaisesti.

P1: n alue on välillä 100 Hz - 500 kHz, tässä olemme kiinnostuneita 100 Hz: n arvosta, joka viime kädessä tarjoaa 50 Hz: n molemmissa ulostuloissa nastoilla # 11 ja Pin # 14.

Edellä mainitut kaksi lähtöä värähtelevät vuorotellen työntövetotavalla (toteemipaalu), joka ajaa liitetyt mosfetit kylläisyydelle kiinteällä taajuudella - 50 Hz.

Mosfetit vastauksena 'työnnä ja vedä akun jännitettä / virtaa muuntajan kahden käämityksen yli, mikä puolestaan ​​tuottaa tarvittavan verkkovirran muuntajan lähtökäämityksessä.

Lähdössä syntyvä huippujännite olisi noin 300 volttia, joka on säädettävä noin 220 V: n tehollisarvoon käyttämällä laadukasta RMS-mittaria ja säätämällä P2.

P2 säätää tosiasiallisesti pulssien leveyden tapissa # 11 / # 14, mikä auttaa tuottamaan vaaditun RMS: n lähdössä.

Tämä ominaisuus helpottaa PWM-ohjattua modifioitua siniaaltomuotoa lähdössä.

Automaattinen lähtöjännitteen säätöominaisuus

Koska mikropiiri helpottaa PWM-ohjauksen ulosottoa, tätä pin-outia voidaan käyttää mahdollistamaan järjestelmän automaattinen ulostulon säätö.

Nasta # 2 on sisäisen sisäänrakennetun virheen Opamp anturitulo, tavallisesti tämän nastan (ei inv.) Jännitteen ei pitäisi oletusarvoisesti nousta 5,1 V: n merkin yläpuolelle, koska inv-nasta # 1 on kiinteästi 5,1 V: n sisällä.

Niin kauan kuin nasta # 2 on määritetyn jänniterajan sisällä, PWM-korjaustoiminto pysyy passiivisena, mutta hetkellä, kun nastan # 2 jännite pyrkii nousemaan yli 5,1 V: n, lähtöpulssit kaventuvat myöhemmin yrittääkseen korjata ja tasapainottaa lähtöjännite vastaavasti.

Pienää anturimuuntajaa TR2 käytetään tässä lähdön näytejännitteen hankkimiseksi, tämä jännite tasataan asianmukaisesti ja syötetään IC1: n napaan # 2.

P3 on asetettu siten, että syötetty jännite pysyy selvästi alle 5,1 V: n rajan, kun lähtöjännite RMS on noin 220 V. Tämä määrittää piirin automaattisen säätöominaisuuden.

Jos lähtöjännite yleensä jostain syystä nousee yli asetetun arvon, PWM-korjaustoiminto aktivoituu ja jännite pienenee.

Ihannetapauksessa P3 tulisi asettaa siten, että lähtöjännite RMS on kiinteä 250 V.

Joten jos yllä oleva jännite putoaa alle 250 V: n, PWM-korjaus yrittää vetää sitä ylöspäin ja päinvastoin, tämä auttaa saavuttamaan lähdön kaksisuuntaisen säätämisen,

Huolellinen tutkimus osoittaa, että R3: n, R4: n, P2: n sisällyttäminen on merkityksetöntä, nämä voidaan poistaa piiristä. P3: ta voidaan käyttää vain aiotun PWM-ohjauksen saamiseksi lähtöön.

Akun heikko katkaisuominaisuus

Tämän piirin toinen kätevä piirre on akun heikko katkaisukyky.

Jälleen tämä esittely tulee mahdolliseksi IC SG3525: n sisäänrakennetun sammutusominaisuuden ansiosta.

IC: n nasta # 10 reagoi positiiviseen signaaliin ja sammuttaa lähdön, kunnes signaali estetään.

741-opamp toimii tässä pienjännitetunnistimena.

P5 tulisi asettaa siten, että 741: n lähtö pysyy logiikan matalalla niin kauan kuin akun jännite ylittää matalan jännitteen kynnyksen, tämä voi olla 11,5 V. 11 V tai 10,5 käyttäjän mielestä, mieluiten sen ei tulisi olla pienempi kuin 11 V.

Kun tämä on asetettu, jos akun jännite pyrkii menemään matalajännitemerkin alapuolelle, IC: n lähtö kasvaa välittömästi korkeaksi, aktivoimalla IC1: n sammutusominaisuuden, mikä estää akun jännitteen menetyksen edelleen.

Takaisinkytkentävastukset R9 ja P4 varmistavat, että asento pysyy lukittuna, vaikka akun jännite taipuisi nousemaan takaisin korkeammalle tasolle sammutustoiminnon aktivoinnin jälkeen.

Osaluettelo

Kaikki vastukset ovat 1/4 wattia 1% MFR. ellei toisin sanota.

• R1, R7 = 22 ohmia
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 ohmia
• R9 = 100K
• C1 = 0,1 uF / 50 V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100 nF
• C6, C7 = 4,7uF / 25V
• P1 = 330K esiasetus
• P2 --- P5 = 10K esiasetusta
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... virta vaatimuksen mukaan
• TR2 = 0-9V / 100mA Akku = 12V / 25-100 AH

Yllä olevan kaavion alhainen akun varaustaso voidaan muuttaa paremman vasteen saamiseksi seuraavan kaavion mukaisesti:

Täällä voimme nähdä, että opampin pin3: lla on nyt oma referenssiverkko, joka käyttää D6: ta ja R11: tä, eikä se riipu IC 3525 -nastan referenssijännitteestä16.

Opampin nasta 6 käyttää zener-diodia pysäyttämään kaikki vuodot, jotka saattavat häiritä SG3525: n nasta 10 sen normaalin toiminnan aikana.

R11 = 10K
D6, D7 = zener-diodit, 3,3 V, 1/2 wattia

Toinen malli, jossa automaattinen lähtöpalautteen korjaus

Piirisuunnittelu # 2:

Edellä olevassa osassa opimme IC SG3525: n perusversion, joka on suunniteltu tuottamaan modifioitu siniaaltoulostulo käytettäessä taajuusmuuttajan topologiassa , ja tätä perusrakennetta ei voida parantaa tuottamaan puhdasta siniaaltoaaltomuotoa tyypillisessä muodossaan.

Vaikka muunnettu neliö- tai siniaaltolähtö voisi olla kunnossa RMS-ominaisuudellaan ja kohtuullisen sopiva useimpien elektronisten laitteiden virtalähteeseen, se ei voi koskaan vastata puhtaan siniaaltotaajuusmuuttajan lähdön laatua.

Tässä opitaan yksinkertainen menetelmä, jota voidaan käyttää minkä tahansa tavallisen SG3525-taajuusmuuttajan piirin parantamiseen puhtaana siniaallon vastineena.

Ehdotettua parannusta varten SG3525-perusinvertteri voi olla mikä tahansa standardi SG3525-taajuusmuuttajarakenne, joka on konfiguroitu tuottamaan muunnettu PWM-lähtö. Tämä osa ei ole välttämätön, ja mikä tahansa edullinen muunnos voidaan valita (löydät paljon verkosta pienillä eroilla).

Olen keskustellut kattavasta artikkelista kuinka muuntaa neliöaaltosuuntaaja siniaaltomuuntimeksi yhdessä aikaisemmista viesteistäni tässä käytämme samaa periaatetta päivityksessä.

Kuinka muuntaminen Squarewavesta siniaalloon tapahtuu

Saatat olla utelias tietää, mitä tarkalleen tapahtuu muuntamisprosessissa, joka muuttaa lähdön puhtaaksi siniaalloksi, joka soveltuu kaikille herkille elektronisille kuormille.

Se tehdään periaatteessa optimoimalla terävät nousevat ja laskevat neliöaaltopulssit varovasti nousevaksi ja laskevaksi aaltomuodoksi. Tämä toteutetaan pilkkomalla tai jakamalla lähtevät neliöaallot yhtenäisten kappaleiden lukumääräksi.

Todellisessa siniaallossa aaltomuoto luodaan eksponentiaalisen nousun ja laskun mallin kautta, jossa sinimuotoinen aalto nousee ja laskeutuu asteittain sykliensä aikana.

Ehdotetussa ajatuksessa aaltomuotoa ei suoriteta eksponentiaalisesti, vaan neliöaallot pilkotaan palasiksi, mikä lopulta ottaa siniaallon muodon jonkin suodatuksen jälkeen.

'Leikkaaminen' tapahtuu syöttämällä laskettu PWM FET: n portteihin BJT-puskurivaiheen kautta.

Tyypillinen piirirakenne SG3525-aaltomuodon muuntamiseksi puhtaaksi siniaallon aaltomuodoksi on esitetty alla. Tämä malli on itse asiassa yleismaailmallinen muotoilu, joka voidaan toteuttaa päivittämään kaikki neliöaaltoinvertterit siniaaltoinverttereiksi.

Varoitus: Jos käytät SPWM: ää tulona, ​​vaihda alempi BC547 BC557: ään. Lähettimet muodostavat yhteyden puskurivaiheeseen, kerääjä maahan, emäkset SPWM-tuloon.

Kuten yllä olevassa kaaviossa saattaa olla, kaksi alempaa BC547-transistoria laukaisee PWM-syötteen tai -tulon, mikä saa ne kytkeytymään PWM ON / OFF -käyttöjaksojen mukaisesti.

Tämä puolestaan ​​kytkee nopeasti BC547 / BC557: n 50 Hz: n pulssit, jotka tulevat SG3525-lähtöliittimistä.

Edellä mainittu toimenpide pakottaa lopulta myös mosfetit kytkeytymään päälle ja pois päältä useita kertoja kullekin 50/60 Hz: n jaksolle ja siten tuottamaan samanlainen aaltomuoto kytketyn muuntajan ulostulossa.

PWM-tulotaajuuden tulisi edullisesti olla neljä kertaa suurempi kuin 50 tai 60 Hz: n perustaajuus. siten, että kukin 50 / 60Hz-jakso jaetaan 4 tai 5 osaan ja enintään tähän, mikä muuten voisi aiheuttaa ei-toivottuja harmonisia yliaaltoja ja mosfet-lämmitystä.

PWM-piiri

Edellä selitetyn mallin PWM-syötesyöttö voidaan hankkia käyttämällä mitä tahansa vakio IC 555 -taulukko kuten alla:

Tämä IC 555 -pohjainen PWM-piiri Voidaan käyttää optimoidun PWM: n syöttämiseen BC547-transistoreiden alustoihin ensimmäisessä rakenteessa siten, että SG3525-invertteripiirin ulostulo saa RMS-arvon lähellä verkkopuhtaan siniaallon aaltomuodon RMS-arvoa.

SPWM: n käyttö

Vaikka yllä selitetty käsite parantaisi huomattavasti tyypillisen SG3525-invertteripiirin neliöaaltomodifioitua lähtöä, vielä parempi lähestymistapa voisi olla SPWM-generaattoripiiri .

Tässä konseptissa kunkin neliöaaltopulssin 'pilkkominen' toteutetaan suhteellisesti vaihtelevien PWM-työjaksojen kautta kiinteän työjakson sijaan.

Olen jo keskustellut kuinka SPWM luodaan opampin avulla , samaa teoriaa voidaan käyttää minkä tahansa neliötaajuusmuuttajan kuljettajavaiheen syöttämiseen.

Yksinkertainen piiri SPWM: n tuottamiseksi voidaan nähdä alla:

IC 741: n käyttäminen SPWM: n käsittelyyn

Tässä mallissa näemme standardin IC 741 opamp, jonka tulonastat on konfiguroitu parilla kolmion aaltolähteellä, joista toinen on taajuudeltaan paljon nopeampi kuin toinen.

Kolmioaallot voitaisiin valmistaa tavallisesta IC 556 -pohjaisesta piiristä, joka on kytketty vakaana ja puristimena, kuten alla on esitetty:

NOPEIDEN Kolmikulmaisten aaltojen TAAJUUDEN PITÄÄ olla 400 Hz: n ympärillä, se voidaan asettaa säätämällä 50 k: n esiasetusta tai 1 nF: n kondensaattorin arvoa

HITAAN KOLMIKULMAAALTOAALTOJEN TAAJUUDEN ON OLTAVA YHDEN MÄÄRITTÄJÄN TARVITTAVALLE TUOTETAAJUUDELLE. TÄMÄ VOI olla 50 Hz TAI 60 Hz, JA VASTAAVA SG3525: N TAPAUKSEEN # 4

Kuten kahdesta yllä olevasta kuvasta voidaan nähdä, nopeat kolmioaallot saavutetaan tavallisesta IC 555 -taulukosta.

Hitaat kolmion aallot hankitaan kuitenkin IC 555: n kautta, joka on kytketty kuten 'neliöaallon ja kolmion aaltogeneraattorin' tapaan.

Neliöaallot tai suorakaiteen muotoiset aallot hankitaan SG3525: n tapista # 4. Tämä on tärkeää, koska se synkronoi op-vahvistimen 741 lähdön täydellisesti SG3525-piirin 50 Hz: n taajuudella. Tämä puolestaan ​​luo oikein mitoitetut SPWM-sarjat kahden MOSFET-kanavan yli.

Kun tämä optimoitu PWM syötetään ensimmäiseen piirisuunnitteluun, muuntajan ulostulo tuottaa edelleen parannetun ja lempeän siniaaltomuodon, jonka ominaisuudet ovat paljon identtiset normaalin vaihtovirran siniaaltoaaltomuodon kanssa.

Jopa SPWM: n tapauksessa RMS-arvo on kuitenkin asetettava oikein aluksi oikean jännitelähdön tuottamiseksi muuntajan lähdössä.

Toteutuksen jälkeen voidaan odottaa todellista siniaaltoa vastaavaa lähtöä miltä tahansa SG3525-taajuusmuuttajan suunnittelulta tai se voi olla miltä tahansa neliöaaltomuuntajan mallilta.

Jos sinulla on enemmän epäilyksiä SG3525 pure siniaaltoinvertteripiiristä, voit ilmaista ne kommenteillasi.

PÄIVITTÄÄ

SG3525-oskillaattorivaiheen perusesimerkki voidaan nähdä alla, tämä malli voidaan integroida yllä selitetyn PWM-siniaalto BJT / mosfet-vaiheen kanssa vaaditun parannetun version saamiseksi SG3525-mallista:

Täydellinen piirikaavio ja piirilevyn asettelu ehdotetulle SG3525 puhtaan siniaaltoinvertteripiirille.

Kohteliaisuus: Ainsworth Lynch

Suunnittelu # 3: 3kva-invertteripiiri IC SG3525: n avulla

Aikaisemmissa kappaleissa olemme keskustelleet kattavasti siitä, kuinka SG3525-malli voitaisiin muuntaa tehokkaaksi siniaaltosuunnitteluksi, nyt keskustellaan siitä, kuinka yksinkertainen 2 kva-invertteripiiri voidaan rakentaa IC SG3525: n avulla, joka voidaan helposti päivittää sinewave 10 kva: ksi lisäämällä akku, mosfet ja muuntajan tekniset tiedot.

Peruspiiri on Anas Ahmadin esittämän suunnitelman mukainen.

Ehdotetun SG3525 2kva-invertteripiirin selitys voidaan ymmärtää seuraavasta keskustelusta:

hei swagatam, rakensin seuraavan 3kva 24V taajuusmuuttajan muunnettu siniaalto (käytin 20 mosfetiä, joissa kussakin oli vastus, lisäksi keskihana-muuntajaa ja oskillaattoria varten SG3525). Haluan nyt muuntaa sen puhtaaksi siniaalloksi, miten voin tehdä sen?

Peruskaavio

Vastaukseni:

Hei Anas,

kokeile ensin perusasetuksia, kuten tässä SG3525-taajuusmuuttajan artikkelissa on selitetty, jos kaikki menee hyvin, voit yrittää liittää useampia mosfettejä rinnakkain ...

yllä olevassa daigrammassa esitetty invertteri on perusneliöaalto, jotta se voidaan muuntaa siniaalloksi, sinun on noudatettava alla olevia ohjeita. MOSFET-portin / vastuksen päät on määritettävä BJT-portaalla ja 555 IC PWM on kytkettävä seuraavan kaavion mukaisesti:

Mitä tulee rinnakkaisten mosfettien liittämiseen

ok, minulla on 20 mosfetiä (10 johtimessa A, 10 johdossa B), joten minun on kiinnitettävä 2 BJT jokaiseen mosfetiin, se on 40 BJT, ja samoin minun on liitettävä vain 2 BJT: tä, jotka tulevat PWM: stä rinnakkain 40 BJT: n kanssa ? Anteeksi olen aloittelija, joka vain yrittää poimia.

Vastaus:
Ei, kunkin BJT-parin jokaiseen emitteriliitokseen mahtuu 10 mosfettiä ... siksi tarvitset vain 4 BJT: tä ....

BJT: n käyttö puskureina

1. ok, jos saatan sinut oikeaksi, koska sanoit 4 BJT: tä, 2 johtimelle A, 2 johtimelle B, Sitten vielä 2 BJT: tä PWM: n lähdöstä, eikö?
2. käytänkö 24 voltin akkua toivottavasti mitään muutoksia BJT-keräimen napaan akkuun?
3. Minun on käytettävä vaihtuvaa vastusta From oskillaattori ohjaamaan tulojännitettä mosfetille, mutta en tiedä miten aion jatkaa jännitettä, joka menee BJT: n tukikohtaan tässä tapauksessa, mitä teen niin että haluan lopulta räjäyttää BJT: n?

Kyllä, puskurivaiheen NPN / PNP BJT: t ja kaksi NPN: tä PWM-ohjaimen kanssa.
24V ei vahingoita BJT-puskureita, mutta muista käyttää a 7812 sen laskemiseksi 12 V: iin SG3525- ja IC 555 -vaiheille.

Voit käyttää IC 555 -astiaa trafon lähtöjännitteen säätämiseen ja asettaa sen arvoon 220 V. muista Muuntajan tulee olla pienempi kuin akun jännite optimaalisen jännitteen saamiseksi lähdössä. Jos akku on 24 V, voit käyttää 18-0-18 V -transporttia.

Osaluettelo

IC SG3525 -piiri
kaikki vastukset 1/4 wattia 5% CFR, ellei toisin mainita
10K - 6nos
150K - 1no
470 ohmia - 1 ei
esiasetukset 22K - 1no
esiasetus 47K - 1no
Kondensaattorit
0.1uF keraaminen - 1no
IC = SG3525
Mosfet / BJT-vaihe
Kaikki mosfetit - IRF540 tai vastaavat porttivastukset - 10 ohmia 1/4 wattia (suositus)
Kaikki NPN: n BJT: t ovat = BC547
Kaikki PNP BJT: t ovat = BC557
Perusvastukset ovat kaikki 10K - 4nos
IC 555 PWM -vaihe
1K = 1no 100K potti - 1no
1N4148 Diodi = 2nos
Kondensaattorit 0,1uF keraamiset - 1no
10nF keraaminen - 1no
Sekalaiset IC 7812 - 1 nro
Akku - 12V 0r 24V 100AH ​​muuntaja teknisten tietojen mukaan.

Yksinkertaisempi vaihtoehto