Tutkittu 7 modifioitua siniaaltoinvertteripiiriä - 100 W - 3 kVA

Kun taajuusmuuttajaa, jolla on neliöaallon AC-lähtö, muunnetaan tuottamaan raaka siniaalto-AC-lähtö, sitä kutsutaan muunnetuksi siniaaltomuuntimeksi.

Seuraava artikkeli esittelee 7 mielenkiintoista modifioitua siniaaltoinvertterimallia, joissa on tyhjentävät kuvaukset sen rakenneprosessista, piirikaaviosta, aaltomuodon ulostulosta ja yksityiskohtaisista osaluetteloista. Suunnitelmat on tarkoitettu insinöörien ja opiskelijoiden oppimiseen ja kokeellisten projektien rakentamiseen.

Tässä keskustellaan modifioitujen mallien eri muunnelmista, jotka vaihtelevat vaatimattomasta 100 watin massasta 3 Kva: n teholähtöön.

Kuinka muunnetut vaihtosuuntaajat toimivat

Ihmiset, jotka ovat uusia elektroniikassa, saattavat olla hieman hämmentyneitä neliöaallon ja modifioidun neliöaaltomuuntajan välisestä erosta. Se voidaan ymmärtää seuraavalla lyhyellä selityksellä:

Kuten me kaikki tiedämme, taajuusmuuttaja tuottaa aina kotimaan vaihtovirtajännitettämme vastaavan vaihtovirran (AC), jotta se voi korvata sen sähkökatkojen aikana. AC yksinkertaisilla sanoilla on periaatteessa tietyn suuruisen jännitteen nousu ja lasku.

Ihannetapauksessa tämän AC: n oletetaan olevan mahdollisimman lähellä siniaalloa, kuten alla on esitetty:

Perusero siniaaltomuodon ja neliön aaltomuodon välillä

Tämä jännitteen nousu ja lasku tapahtuu tietyllä nopeudella eli tietyllä määrällä kertoja sekunnissa, joka tunnetaan sen taajuutena. Joten esimerkiksi 50 Hz: n vaihtovirta tarkoittaa 50 sykliä tai 50 tietyn jännitteen nousua ja laskua yhdessä sekunnissa.

Siniaalto AC: ssä, joka löytyy normaalista kotitalouspistorasiastamme, yllä oleva jännitteen nousu ja lasku on sinimuotoisen käyrän muodossa, ts. Sen malli vaihtelee vähitellen ajan myötä eikä siten ole äkillinen tai äkillinen. Tällaiset sujuvat siirtymät AC-aaltomuodossa ovat erittäin sopivia ja suositeltu toimitustyyppi monille yleisille elektronisille laitteille, kuten televisioille, musiikkijärjestelmille, jääkaapeille, moottoreille jne.

Neliöaaltokuviossa jännitteen nousut ja laskut ovat kuitenkin välittömiä ja äkillisiä. Tällainen potentiaalin välitön nousu ja lasku luo teräviä piikkejä kunkin aallon reunoille ja muuttuu siten erittäin epätoivottavaksi ja sopimattomaksi hienostuneille elektronisille laitteille. Siksi on aina vaarallista käyttää niitä neliömäisen kudotun taajuusmuuttajan kautta.

Muokattu aaltomuoto

Edellä esitetyssä modifioidussa neliöaaltomuodossa neliön aaltomuodon muoto pysyy periaatteessa samana, mutta aaltomuodon kunkin osan koko on mitoitettu sopivasti siten, että sen keskiarvo vastaa läheisesti AC-aaltomuodon keskiarvoa.

Kuten näette, jokaisen neliöelementin välillä on suhteellinen määrä aukkoja tai tyhjiä alueita, nämä aukot auttavat lopulta muotoilemaan nämä neliöaallot siniaaltomaiseksi tuotokseksi (vaikkakin karkeasti).

Ja mikä on vastuussa näiden mitoitettujen neliöaaltojen säätämisestä siniaaltomaisiksi ominaisuuksiksi? No, se on muuntajan magneettisen induktion luontainen ominaisuus, joka vei tehokkaasti neliöaaltolohkojen väliset `` kuolleen ajan '' siirtymät siniaallon näköisiksi aaltoiksi, kuten alla on esitetty:

Kaikissa alla selitetyissä 7 mallissa yritämme toteuttaa tämän teorian ja varmistaa, että neliöaaltojen RMS-arvoa ohjataan sopivasti pilkkomalla 330 V: n piikkejä 220 V: n muunnettuihin RMS: iin. Samaa voidaan soveltaa 120 V: n vaihtovirtaan pilkkomalla 160 piikkiä.

Kuinka laskea helppojen kaavojen avulla

Jos olet kiinnostunut tietämään, kuinka laskea yllä oleva muokattu aaltomuoto siten, että se johtaa siniaallon melkein ihanteelliseen replikointiin, katso seuraava opas täydellisestä opetusohjelmasta:

Laske modifioitu neliöaaltojen RMS-siniaaltoarvo

Suunnittelu # 1: IC 4017: n käyttö

Tutkitaan ensimmäistä muunnettua invertterirakennetta, joka on melko yksinkertainen ja käyttää a yksi IC 4017 vaaditun modifioidun aaltomuodon käsittelemiseksi.

Jos etsit helposti rakennettavaa modifioitua siniaaltotaajuusmuuttajapiiriä, ehkä seuraava konsepti kiinnostaa sinua. Se näyttää hämmästyttävän yksinkertainen ja edullinen jonka tuotos on suuressa määrin verrattavissa muihin kehittyneempiin siniaaltoihin.

Tiedämme, että kun kellotulo syötetään sen tapaan # 14, IC tuottaa siirtosyklilogiikan suuret pulssit 10 lähtönipinsä kautta.

Kytkentäkaaviota tarkasteltaessa havaitaan, että mikropiirin tapin ulostulot päätetään syöttämään lähtötransistoreiden kanta siten, että ne johtavat jokaisen mikropiiriltä tulevan vaihtoehtoisen lähtöpulssin jälkeen.

Tämä tapahtuu yksinkertaisesti siksi, että transistoreiden kanta on kytketty vuorotellen IC-nastan ulostuloihin ja väliset nastaliitännät vain eliminoidaan tai pidetään auki.

Transistorin kollektoriin liitetyt muuntajan käämit reagoivat vaihtoehtoiseen transistorin kytkentään ja tuottavat tehostetun vaihtovirran lähdössä, jolla on aaltomuoto täsmälleen kuten kaaviossa on esitetty.

Tämän muokatun siniaaltoinvertterin lähtö ei ole kuitenkaan täysin verrattavissa puhtaan siniaaltoinvertterin lähtöön, mutta on ehdottomasti paljon parempi kuin tavallisen neliöaaltomuuntimen. Lisäksi ajatus on erittäin helppo ja halpa rakentaa.

VAROITUS: KYTKE KYTKEMÄT SUOJELUJÄRJESTELMÄT TIP35-TRANSISTORIN KERÄTTÄJÄN LÄHETTIMEN (KOODI KERÄJÄLLE, ANODI SÄTEILLE) yli.

PÄIVITTÄÄ: Kuten taulukossa esitetyissä laskelmissa Tämä artikkeli , IC 4017 -lähtönastat voidaan konfiguroida ihanteellisesti vaikuttavan näköisen modifioidun siniaaltoinvertterin saavuttamiseksi.

Muokattu kuva voidaan nähdä alla:

VAROITUS: KYTKE KYTKEMÄT SUOJELUJÄRJESTELMÄT TIP35-TRANSISTORIN KERÄTTÄJÄN LÄHETTIMEN (KOODI KERÄJÄLLE, ANODI SÄTEILLE) yli.

Videon esittely:

Vähimmäisvaatimukset

• Tulo: 12 V lyijyhappoakusta, esimerkiksi 12 V 7 Ah akku
• Lähtö: 220V tai 120V muuntajan nimellisarvosta riippuen
• Aaltomuoto: Muokattu siniaalto

Palaute yhdeltä tämän blogin omistautuneesta katsojasta, Sarah

Hei Swagatam,

Tämän sain IC2-postivastusten R4 ja R5 ulostulosta. Kuten aiemmin sanoin, minulla oli kaksisuuntainen aalto. Yksi positiivisessa ja toinen negatiivisessa. simuloida vaihtovirta-aaltosykli. Toivon, että tämä kuva auttaa. Tarvitsen tien eteenpäin.

Kiitos

Vastaukseni:

Hei Sarah,

IC-lähdöt eivät näytä bipolaarisia aaltoja, koska näiden lähtöjen signaalit on tarkoitettu samanlaisille N-tyyppisille transistoreille ja yhdestä lähteestä .... se on muuntaja, joka on vastuussa bipolaarisen aallon luomisesta lähdössä, koska se on konfiguroitu push-toiminnolla - vedä topologiaa keskihanalla .... joten mitä näet R4: ssä ja R5: ssä, on oikea aaltomuoto. Tarkista muuntajan lähdön aaltomuoto varmistaaksesi aaltomuodon kaksisuuntaisen luonteen.

Suunnittelu # 2: EI portteja

Tämä toinen luettelossa on ainutlaatuinen modifioitu siniaaltoinvertterikonsepti, joka myös suunnitteli minut. Kaikki elektroniset harrastajat voivat helposti rakentaa koko yksikön, oskillaattorivaiheen ja ulostulovaiheen. Nykyinen suunniteltu pystyy helposti tukemaan 500 VA: n lähtökuormaa.

Yritetään ymmärtää piirin toiminta yksityiskohtaisesti:

Oskillaattorin vaihe:

Yllä olevaa piirikaaviota tarkasteltaessa näemme älykkään piirisuunnittelun, joka käsittää sekä oskillaattorin että PWM-optimointitoiminnon.

Täällä portit N1 ja N2 on kytketty oskillaattoriksi, joka tuottaa lähinnä täysin tasaiset neliöaaltopulssit lähdössään. Taajuus asetetaan säätämällä siihen liittyvän 100K: n ja 0,01 uF-kondensaattorin arvoja. Tässä mallissa se on kiinteä noin 50 Hz: n taajuudella. Arvoja voidaan muuttaa sopivasti 60 Hz: n ulostulon saamiseksi.

Oskillaattorin lähtö syötetään puskurivaiheeseen, joka koostuu neljästä rinnakkaisesta ja vuorotellen järjestetystä EI-portista. Puskureita käytetään täydellisten pulssien ylläpitämiseen ja hajoamisen välttämiseen.

Puskurin ulostulo kohdistetaan ohjainvaiheisiin, joissa kaksi suuritehoista darlington-transistoria kantavat vastuun vastaanotettujen pulssien vahvistamisesta, jotta se voidaan lopulta syöttää tämän 500 VA: n invertterirakenteen lähtövaiheeseen.

Siihen asti taajuus on vain tavallinen neliöaalto. IC 555 -vaiheen käyttöönotto muuttaa kuitenkin täysin skenaariota.

IC 555 ja siihen liittyvät komponentit on konfiguroitu yksinkertaiseksi PWM-generaattoriksi. PWM: n mark-space-suhdetta voidaan säätää huomaamattomasti potin 100K avulla.

PWM-lähtö on integroitu oskillaattorin vaiheen lähtöön diodin kautta. Tämä järjestely varmistaa, että muodostetut neliöaaltopulssit hajotetaan paloiksi tai pilkotaan PWM-pulssien asetusten mukaisesti.

Tämä auttaa vähentämään neliöaaltopulssien RMS-kokonaisarvoa ja optimoimaan ne mahdollisimman lähellä siniaalto-RMS-arvoa.

Taajuusmuuttajien transistoreiden pohjassa syntyvät pulssit ovat siten täydellisesti modifioituja muistuttamaan teknisesti siniaaltomuotoja.

Tulostusvaihe:

Lähtöaste on suunnittelussaan melko suora. Muuntajan kaksi käämiä on konfiguroitu kahteen yksittäiseen kanavaan, jotka koostuvat tehotransistorien pankeista.

Molempien raajojen tehotransistorit on järjestetty rinnakkain lisäämään käämin läpi kulkevaa kokonaisvirtaa halutun 500 watin tehon tuottamiseksi.

Kuitenkin, jotta rajoitettaisiin lämpökäynnistystilanteita rinnakkaisliitännöillä, transistorit on kytketty matalan arvon suuritehoisella lankavastuksella niiden lähettimiin. Tämä estää kaikkia yksittäisiä transistoreita latautumasta yli ja putoamasta yllä olevaan tilanteeseen.

Kokoonpanon pohjat on integroitu edellisessä osassa käsitellyyn kuljettajan vaiheeseen.

Akku on kytketty muuntajan keskihanan ja maan yli sekä piirin vastaaviin kohtiin.

Virran kytkeminen päälle käynnistää taajuusmuuttajan välittömästi ja tarjoaa lähtöönsä rikkaan modifioidun siniaalto AC: n, joka on valmis käytettäväksi kaikilla 500 VA: n kuormilla.

Komponenttitiedot toimitetaan itse kaaviossa.

Yllä olevaa rakennetta voidaan myös muuttaa 500 watin PWM-ohjatuksi mosfet-siniaaltoinvertteriksi korvaamalla ajuritransistorit yksinkertaisesti muutamalla mosfetillä. Seuraavassa esitetty rakenne antaisi noin 150 watin tehon, 500 watin saamiseksi voidaan tarvita useampi mosfettien liittäminen rinnakkain nykyisten kahden mosfetin kanssa.

Suunnittelu # 3: 4093 IC: n käyttö muokatuissa tuloksissa

Alla esitetty PWM-ohjattu modifioitu siniaaltoinvertteripiiri on kolmas kilpailijamme, se käyttää vain yhtä 4093: ta määriteltyihin toimintoihin.

IC koostuu neljästä NAND-portista, joista kaksi on kytketty oskillaattoreiksi, kun taas loput kaksi puskurina.

Oskillaattorit on integroitu siten, että yhden oskillaattorin korkea taajuus on vuorovaikutuksessa toisen lähtöjen kanssa ja tuottaa hienonnettuja neliöaaltoja, joiden RMS-arvo voidaan optimoida hyvin vastaamaan tavallisia siniaaltomuotoja. ymmärtää tai rakentaa, varsinkin kun se on yhtä monimutkainen kuin modifioidut siniaaltotyypit. Kuitenkin tässä käsitellyssä konseptissa käytetään vain yhtä IC 4093: ta kaikkien tarvittavien komplikaatioiden käsittelemiseen. Opitaan, kuinka yksinkertaista se on rakentaa.

Osat, jotka tarvitset rakentamaan tämän 200 watin invertteripiirin

Kaikki vastukset ovat 1/4 wattia, 5%, ellei toisin mainita.

• R1 = 1 M 50 Hz: lle ja 830 K 60 Hz: lle
• R2 = 1 K,
• R3 = 1 M,
• R4 = 1 K,
• R5, R8, R9 = 470 ohmia,
• R6, R7 = 100 ohmia, 5 wattia,
• VR 1 = 100 K,
• C1, C2 = 0,022 uF, keraaminen levy,
• C3 = 0,1, kiekkokeraaminen
• T1, T4 = VINKKI 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Muuntaja = 12-0 - 12 volttia, virta 2-20 ampeeria tarpeen mukaan, lähtöjännite voi olla 120 tai 230 volttia maakohtaisten tietojen mukaan.
• Akkua = 12 volttia, tyypillisesti 32 AH: n tyyppiä, kuten autoissa suositellaan.

Piirin käyttö

Ehdotettu 200 watin modifioidun siniaaltoinvertterin muotoilu saa modifioidun ulostulonsa 'leikkaamalla' huomaamattomasti perusneliöaaltopulssit pienempiin suorakulmaisten pulssien osiin. Toiminto muistuttaa PWM-ohjausta, joka liittyy yleisesti IC 555: een.

Kuitenkin tässä työjaksoja ei voida muuttaa erikseen, ja ne pidetään tasaisina koko käytettävissä olevan vaihtelualueen välillä. Rajoitus ei vaikuta suuresti PWM-toimintoon, koska tässä olemme vain huolissamme siitä, että lähdön RMS-arvo pidetään lähellä sen siniaaltolaskuria, joka suoritetaan tyydyttävällä tavalla nykyisen kokoonpanon kautta.

Piirikaavioon viitaten voimme nähdä, että koko elektroniikka leijuu yhden aktiivisen osan - IC 4093: n - ympärillä.

Se koostuu neljästä erillisestä NAND Schmitt -portista, jotka kaikki on kytketty vaadittuihin toimintoihin.

N1 yhdessä R1, R2 ja C1 kanssa muodostaa klassisen CMOS Schmitt trgger -tyyppisen oskillaattorin, jossa portti on tyypillisesti konfiguroitu invertteriksi tai NOT-portiksi.

Tästä oskillaattorivaiheesta syntyvät pulssit ovat neliöaaltoja, jotka muodostavat piirin peruskäyttöpulssit. N3 ja N4 on kytketty puskureiksi ja niitä käytetään lähtölaitteiden ajamiseksi rinnakkain.

Nämä ovat kuitenkin tavallisia neliöaaltopulsseja eivätkä muodosta järjestelmän muunnettua versiota.

Voimme helposti käyttää yllä olevia pulsseja yksinomaan taajuusmuuttajan käyttämiseen, mutta tulos olisi tavallinen neliöaaltosuuntaaja, joka ei sovi hienostuneiden elektronisten laitteiden käyttämiseen.

Syynä tähän on se, että neliöaallot voivat poiketa suuresti siniaaltomuodoista, etenkin niiden RMS-arvojen suhteen.

Siksi ajatuksena on muokata luotuja neliön aaltomuotoja siten, että sen RMS-arvo vastaa läheisesti siniaaltomuotoa. Tätä varten meidän on mitoitettava yksittäiset neliön aaltomuodot jonkin ulkoisen toiminnan avulla.

Lohko, joka käsittää N2: n, yhdessä muiden siihen liittyvien osien C2, R4 ja VR1 kanssa muodostaa toisen samanlaisen oskillaattorin, kuten N1. Tämä oskillaattori tuottaa kuitenkin korkeammat taajuudet, jotka ovat korkeita suorakaiteen muotoisia.

N2: n suorakulmainen lähtö syötetään N3: n perustulolähteeseen. Pulssien positiivisilla junilla ei ole vaikutusta lähteen tulopulsseihin johtuen D1: n läsnäolosta, joka estää N2: n positiiviset lähdöt.

D1 sallii kuitenkin negatiiviset pulssit ja nämä upottavat tehokkaasti peruslähdetaajuuden asiaankuuluvat osat, luoden niihin säännöllisen välein suorakulmaisia ​​lovia VR1: n asettaman oskillaattorin taajuuden mukaan.

Nämä lovet tai pikemminkin N2: n suorakulmaiset pulssit voidaan optimoida haluttaessa säätämällä VR1.

Edellä mainittu toimenpide leikkaa perusneliön aallon N1: stä erillisiin kapeisiin osiin, mikä alentaa aaltomuotojen keskimääräistä RMS: ää. On suositeltavaa, että asetus tehdään RMS-mittarin avulla.

Lähtölaitteet kytkevät asiaankuuluvat muuntajan käämit vastauksena näihin mitoitettuihin pulsseihin ja tuottavat vastaavia suurjännitekytkentäisiä aaltomuotoja lähtökäämityksessä.

Tuloksena on jännite, joka vastaa melko siniaalto-laatua ja on turvallinen kaikentyyppisten kotitalouksien sähkölaitteiden käytössä.

Taajuusmuuttajan tehoa voidaan nostaa 200 watista 500 wattiin tai haluttaessa yksinkertaisesti lisäämällä lisää T1, T2, R5, R6 ja T3, T4, R7, R8 numeroita rinnakkain asiaankuuluvien pisteiden yli.

Taajuusmuuttajan tärkeimmät ominaisuudet

Piiri on todella tehokas ja lisäksi se on muokattu siniaaltoversio, joka tekee siitä erinomaisen omassa suhteessaan.

Piiri käyttää hyvin tavallisia, helposti hankittavia komponenttityyppejä ja on myös erittäin halpa rakentaa.

Neliöaaltojen muokkaaminen siniaaltoiksi voidaan tehdä muuttamalla yhtä potentiometriä tai pikemminkin esiasetusta, mikä tekee toiminnoista melko yksinkertaisia.

Konsepti on hyvin yksinkertainen, mutta tarjoaa suuria teholähtöjä, jotka voidaan optimoida omien tarpeiden mukaan vain lisäämällä muutama määrä lähtölaitteita samanaikaisesti ja korvaamalla akku ja muuntaja vastaavilla koilla.

Suunnittelu # 4: Täysin transistoripohjainen muunnettu siniaalto

Tässä artikkelissa käsitellään modifioidun siniaaltoinvertterin erittäin mielenkiintoista piiriä, joka sisältää vain tavalliset transistorit ehdotettuja toteutuksia varten.

Transistoreiden käyttö tekee piiristä tyypillisesti helpomman ymmärrettävän ja ystävällisemmän uusien elektronisten harrastajien kanssa. PWM-ohjauksen sisällyttäminen piiriin tekee suunnittelusta erittäin tehokasta ja toivottavaa kehittyneiden laitteiden toiminnoista invertterilähdössä. Piirikaavio osoittaa, kuinka koko piiri on järjestetty. Voimme selvästi nähdä, että vain transistorit ovat olleet mukana, ja silti piiri voidaan saada tuottamaan hyvin mitoitettua PWM-ohjattua aaltomuotoa tarvittavien modifioitujen jänteaaltomuotojen tai pikemminkin modifioitujen neliöaaltojen muodostamiseksi tarkemmin.

Koko käsite voidaan ymmärtää tutkimalla piiriä seuraavien kohtien avulla:

Vakaa kuin oskillaattorit

Pohjimmiltaan voimme nähdä kaksi samanlaista vaihetta, jotka on kytketty vakiomuotoisen vakaan monivibraattorikokoonpanon kautta.

Konfiguraatiot ovat luonteeltaan vakaita, ja ne on erityisesti tarkoitettu tuottamaan vapaasti kulkevia pulsseja tai neliöaaltoja vastaavissa lähtöissään.

Ylempi AMV-porras on kuitenkin sijoitettu muodostamaan normaalit 50 Hz: n (tai 60 Hz: n) neliöaallot, joita käytetään muuntajan käyttämiseen ja tarvittaviin invertteritoimintoihin, jotta saadaan haluttu vaihtovirtalähde lähtöön.

Siksi ylemmässä vaiheessa ei ole mitään liian vakavaa tai mielenkiintoista, tyypillisesti se koostuu keskitetystä AMV-vaiheesta, joka koostuu T2: sta, T3: sta, seuraavaksi tulee kuljettajavaihe, joka koostuu transistoreista T4, T5 ja lopuksi T1: n ja T6: n sisältävistä vastaanottolähtövaiheista.

Kuinka tulosvaihe toimii

Lähtötaso ohjaa muuntajaa akkuvirralla haluttuihin taajuusmuuttajan toimintoihin.

Yllä oleva vaihe on vastuussa vain sellaisten neliöaaltopulssien muodostamisesta, joka on välttämätöntä aiotulle normaalille käänteistoiminnalle.

PWM Chopper AMV -vaihe

Alemman puoliskon piiri on osa, joka tosiasiallisesti tekee siniaaltomuutokset vaihtamalla ylempää AMV: tä sen PWM-asetusten mukaan.

Juuri ylemmän AMV-vaiheen pulssimuotoa ohjaa alempi AMV-piiri ja se toteuttaa neliöaaltomuutoksen pilkkomalla neliönmuuttajan perusneliöaallot ylemmältä AMV: ltä erillisiksi osioiksi.

Yllä oleva pilkkominen tai mitoitus suoritetaan ja määritetään esiasetetun R12: n asetuksella.

R12 käytetään alemman AMV: n tuottamien pulssien merkkitila-suhteen säätämiseen.

Näiden PWM-pulssien mukaan perusneliön aalto ylemmästä AMV: stä pilkotaan leikkeiksi ja muodostetun aaltomuodon keskimääräinen RMS-arvo optimoidaan mahdollisimman lähelle tavanomaista siniaaltomuotoa.

Jäljellä oleva piiriä koskeva selitys on melko tavallinen, ja se voidaan tehdä noudattamalla tavanomaista käytäntöä, jota normaalisti käytetään inverttien rakentamisen aikana, tai tässä tapauksessa muuhun asiaan liittyvään artikkeliini voidaan viitata asiaankuuluvien tietojen hankkimiseksi.

Osaluettelo

• R1, R8 = 15 ohmia, 10 wattia,
• R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
• R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ wattia,
• R4, R5 = 39K
• R10, R11 = 10K,
• R12 = 10K ESIPALETTU,
• C1 ----- C4 = 0,33Uf,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = VINKKI 127
• T1, T6 = BDY29
• Muuntaja = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 ON ASENNETTAVA YLIMÄÄRÄISEN LÄMPÖTALOUDEN YLITTÄMISEKSI.
• AKKU = 12V, 30AH

Suunnittelu # 5: Digitaalinen muunnettu invertteripiiri

Tämä klassisen modifioidun invertterin 5. malli on jälleen yksi minun kehittämäni malli, vaikka se on modifioitu siniaalto, sitä voidaan kutsua myös digitaaliseksi siniaaltoinvertteripiiriksi.

Konsepti on jälleen innoittamana mosfet-pohjainen tehokas äänivahvistin.

Tarkasteltaessa päätehovahvistimen rakennetta voimme nähdä, että se on periaatteessa 250 watin tehokas äänivahvistin, joka on muunnettu invertterisovellukselle.

Kaikki vaiheet ovat tosiasiallisesti 20 - 100 kHz: n taajuusvasteen mahdollistamista, vaikka täällä ei tarvita niin suurtaajuista vastetta, en poistanut yhtään vaiheista, koska se ei aiheuttaisi haittaa piirille .

Ensimmäinen vaihe, joka koostuu BC556-transistoreista, on differentiaalivahvistin, seuraavaksi tulee hyvin tasapainotettu ohjainvaihe, joka koostuu BD140 / BD139-transistoreista, ja lopuksi se on lähtöaste, joka koostuu voimakkaista mosfeteistä.

Mosfettien lähtö on kytketty tehomuuntajaan tarvittavia taajuusmuuttajan toimintoja varten.

Tämä päättää tehovahvistusvaiheen, mutta tämä vaihe vaatii hyvin mitoitetun tulon, pikemminkin PWM-tulon, joka lopulta auttaisi luomaan ehdotetun digitaalisen siniaaltoinvertteripiirin rakenteen.

Oskillaattorin vaihe

Seuraava CIRCUIT-KAAVIO esittää yksinkertaisen oskillaattorivaiheen, joka on optimoitu säädettävien PWM-ohjattavien lähtöjen tuottamiseksi.

IC 4017: stä tulee piirin pääosa ja se tuottaa neliöaaltoja, jotka vastaavat hyvin läheisesti normaalin vaihtosignaalin RMS-arvoa.

Tarkkoja säätöjä varten IC 4017: n lähtö on kuitenkin varustettu erillisellä jännitteen säätölaitteella käyttämällä muutamaa 1N4148-diodia.

Yksi ulostulon diodeista voidaan valita lähtösignaalin amplitudin pienentämiseksi, mikä lopulta auttaisi muuntajan ulostulon RMS-tason säätämisessä.

Kellotaajuus, joka on säädettävä 50 Hz: iin tai 60 Hz: iin vaatimusten mukaisesti, muodostetaan yhdestä portista IC 4093: sta.

P1 voidaan asettaa tuottamaan yllä vaadittu taajuus.

Saadaksesi 48-0-48 volttia, käytä 4 nosta. 24V / 2AH-paristot sarjassa viimeisen kuvan mukaisesti.

Invertteripiiri

Siniaallon vastaava oskillaattoripiiri

Alla olevassa kuvassa on esitetty erilaisia ​​aaltomuotolähtöjä oskillaattorivaiheen ulostulossa olevan diodien lukumäärän valinnan mukaan, aaltomuodoilla voi olla erilaisia ​​asiaankuuluvia RMS-arvoja, jotka on valittava huolellisesti tehomuuntajan piirin syöttämiseksi.

Jos sinulla on vaikeuksia ymmärtää yllä olevia piirejä, voit kommentoida ja tiedustella.

Suunnittelu # 6: vain 3 IC 555

Seuraava osa käsittelee kuudenneksi parhaiten modifioitua siniaaltoinvertteripiiriä aaltomuotokuvilla, mikä vahvistaa suunnittelun uskottavuuden. Konseptin suunnittelin minä, aaltomuodon vahvisti ja lähetti herra Robin Peter.

Käsitelty konsepti suunniteltiin ja esiteltiin muutamissa aiemmin julkaistuista viesteistä: 300 watin siniaaltoinvertteripiiri ja 556 taajuusmuuttajapiiri, mutta koska aallonmuotoa ei vahvistanut minulla, asiaankuuluvat piirit eivät olleet täysin typeriä.Nyt se on testattu, ja herra Robin Peterin vahvistaman aaltomuodon, menettely paljasti yhden piilotetun puutteen suunnittelussa, joka on toivottavasti selvitetty täällä.

Käydään läpi seuraava sähköpostikeskustelu minun ja herra Robin Peterin välillä.

Rakensin yksinkertaisemman modifioidun siniaaltoisen vaihtoehtoisen version IC555: n, ilman transistoria. Muutin joitain vastusten ja korkkien arvoja enkä käyttänyt [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Liitin IC 4017: n Pin2 & 7: n yhteen saadakseni vaaditun aaltomuodon. IC1 tuottaa 200 Hz: n 90%: n käyttöjaksopulssit (1 kuva), joka kellon IC2 (2 kuvaa) ja siksi IC3 (2 kuvaa, min. Käyttöjakso ja maks. D / C) .Ovatko nämä odotetut tulokset, huolestuttavasti muokattu sini, jossa voit muuttaa

RMS, ei puhdas sini

Terveiset

Robin

Hei Robin,

Muokattu siniaaltopiirikaavio näyttää oikealta, mutta aaltomuoto ei ole, mielestäni meidän on käytettävä erillistä oskillaattorivaihetta 4017: n kellottamiseen taajuudella, joka on kiinteästi 200 Hz, ja nostettava ylimmän 555 IC: n taajuus moniin kHz: iin, tarkista sitten aaltomuoto.

Hei Swagatam

Olen liittänyt uuden piirikaavion ehdotettuihin muutoksiin yhdessä tuloksena olevien aaltomuotojen kanssa.Mitä mieltä olet PWM-aaltomuodosta, pulssit eivät näytä menevän kokonaan maahan

taso.

Terveiset

Hei Robin,

Se on hienoa, täsmälleen mitä odotin, joten se tarkoittaa, että aiottuihin tuloksiin on käytettävä erillistä astetta keskimmäiselle IC 555: lle .... muuten muutit RMS-esiasetusta ja tarkistat aaltomuodot, päivitä tekemällä tekemällä niin.

Joten nyt se näyttää paljon paremmalta ja voit jatkaa invertterin suunnittelua yhdistämällä mosfetit.

.... se ei saavuta maata diodin 0,6 V: n pudotuksen vuoksi, oletan .... Kiitos paljon

Oikeastaan ​​paljon helpompi piiri, jolla on samanlaiset tulokset kuin yllä, voidaan rakentaa kuten tässä artikkelissa käsitellään: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Lisää päivityksiä Mr. Robinilta

Hei Swagatam

Muutin RMS-esiasetusta ja tässä ovat liitteenä olevat aaltomuodot. Haluaisin kysyä, mitä kolmioaallon amplitudia voit käyttää tapiin 5 ja miten synkronoit sen niin, että kun nasta 2 tai 7 menee + huippu on keskellä

terveisin Robin

Tässä on parempaa modifioitua siniaaltomuotoa, ehkä kaveri ymmärtää ne helpommin. Voit itse julkaista ne.

Muuten otin 10uf-kannan pin2: sta 10k: n vastukseen .47uf: n korkiin maahan. Ja kolmion muotoinen aalto näytti tältä (sovitettu) .Ei liian kolmiomainen, 7v p-p.

Tutkin 4047-vaihtoehtoa

hurraa Robin

Lähtöaaltomuoto muuntajaverkkolähdössä (220 V) Seuraavat kuvat esittävät erilaisia ​​aaltomuotokuvia, jotka on otettu muuntajan lähtöverkosta.

Kohteliaisuus - Robin Peter

Ei PWM: tä, ei kuormaa

Ei PWM, kuormitettuna

PWM: llä, ilman kuormaa

PWM: llä, kuormalla

Yllä oleva kuva suurennettu

Yllä olevat aaltomuodon kuvat näyttivät hieman vääristyneiltä eivätkä aivan kuin siniaallot. 0,45uF / 400V kondensaattorin lisääminen ulostuloon paransi tuloksia huomattavasti, kuten seuraavista kuvista voidaan todeta.

Ilman kuormitusta, kun PWM on päällä, kondensaattori 0,45uF / 400v lisätty

PWM: n, kuormituksen ja lähtökondensaattorin kanssa tämä näyttää hyvin aidolta siniaaltomuodolta.

Robin Peters suoritti kaikki yllä olevat tarkastukset ja testaukset.

Lisää raportteja herra Robinilta

Okei, tein vielä joitain testauksia ja kokeiluja viime yönä ja huomasin, että jos nostan battijännitteen 24 V: iin, siniaalto ei vääristynyt, kun nostin tuloa / jaksoa. (Ok, olen saanut itseluottamukseni takaisin) Lisäsin, että 2200uf-korkki c / tappin ja maan välillä, mutta sillä ei ollut eroa lähtöaaltomuotoon.

Huomasin muutamia asioita, joita tapahtui, kun suurensin D / C-tasoa, liikennevälineistä kuuluu meluisa humina (ikään kuin rele värisee edestakaisin hyvin nopeasti), IRFZ44N kuumenee hyvin nopeasti myös ilman kuormaa korkki näyttää siltä, ​​että järjestelmään kohdistuu vähemmän stressiä. Kolina ei ole niin paha eikä Z44n: t kuumene. [tietysti ei siniaalloa]

Korkki on trafon ulostulon poikki, ei sarjaan yhdellä jalalla. Otin (3 erilaista käämiä) pyöreää induktoria (mielestäni ne ovat jaksollisia) kytkintilan virtalähteestä.Tuloksena ei ollut parannus lähtöaallossa (ei muutosta),

Myös liikenteen lähtöjännite laski.

Automaattisen kuormituksen korjaustoiminnon lisääminen edellä mainittuun siniaaltoinvertteripiirin ideaan:

Edellä esitettyä yksinkertaista ad-on-piiriä voidaan käyttää taajuusmuuttajan ulostulon automaattisen jännitteen korjauksen mahdollistamiseen.

Syöttöjännite sillan yli korjataan ja kohdistetaan NPN-transistorin pohjaan. Esiasetus on säädetty siten, että lähtöjännite asettuu normaalilla tasolla ilman kuormitusta.

Tarkemmin sanottuna aluksi yllä oleva esiasetus tulisi pitää maanpinnalla niin, että transistori sanoo olevan kytketty pois päältä.

Seuraavaksi PWM 555 IC: n nastassa 5 esiasetettu 10 k RMS on säädettävä tuottamaan noin 300 V muuntajan ulostulossa.

Lopuksi kuormankorjauksen 220K esiasetus tulisi kohdistaa uudelleen jännitteen alentamiseksi noin 230 V: n merkkiin.

Tehty! Toivottavasti yllä olevat säädöt riittävät piirin asettamiseksi aiottuja automaattisia kuormankorjauksia varten.

Lopullinen muotoilu voi näyttää tältä:

Suodatinpiiri

Seuraavaa suodatinpiiriä voidaan käyttää yllä olevan invertterin ulostulossa harmonisten yliaaltojen ohjaamiseksi ja puhtaamman siniaaltolähdön parantamiseksi.

Lisää tuloja:

Theofanakis tutki ja kehitti yllä olevaa suunnittelua edelleen, ja hän on myös innokas lukija tälle blogille.

Oskilloskooppijälki kuvaa muuntajan muunnettua aaltomuotoa muuntajan verkkolähtöön kytketyn 10 k: n vastuksen poikki.

Yksi tämän blogin innokkaista seuraajista, herra Odon, testasi ja hyväksyi edellä mainitun Theofanakis-taajuusmuuttajan muunnetun invertterisuunnittelun. Seuraavat Odonin testikuvat vahvistavat yllä olevan invertteripiirin siniaalto-luonteen.

Suunnittelu # 7: Heavy Duty 3Kva -muunnettu invertterisuunnittelu

Alla selitetty sisältö tutkii 3 kVA: n siniaaltoinvertteripiirin prototyyppiä, jonka herra Marcelin valmisti käyttämällä vain BJT: itä tavanomaisten mosfettien sijaan. Olen suunnitellut PWM-ohjauspiirin.

Yhdessä edellisistä viesteistä keskustelimme 555 puhtaan siniaallon vastaavasta invertteripiiristä, jonka Mr.Marcelin ja minä olemme yhdessä suunnitelleet.

Kuinka piiri rakennettiin

Tässä suunnittelussa olen käyttänyt vahvoja kaapeleita ylläpitämään suuria virtauksia, käytin 70 mm2: n tai useampia pienempiä osia rinnakkain. 3 KVA-muuntaja on itse asiassa yhtä kiinteä kuin 35 kg. Mitat ja tilavuus eivät ole minulle haittapuoli. Muuntajaan liitetyt valokuvat ja asennus käynnissä.

Seuraava kokoonpano on valmistumassa, perustuen 555 (SA 555) ja CD 4017

Ensimmäisellä kerralla, mosfetsillä, aiemmin tänä vuonna käytin IRL 1404: tä, joka Vdss on 40 volttia. Mielestäni riittämätön jännite. Olisi parempi käyttää mosfetteja, joiden Vdss on vähintään yhtä suuri tai suurempi kuin 250 volttia.

Tässä uudessa asennuksessa ennakoin kaksi diodia muuntajan käämeissä.

Siellä on myös tuuletin jäähdytykseen.

VINKKI 35 asennetaan 10: llä jokaiseen haaraan seuraavasti:

Täydelliset prototyyppikuvat

Viimeistelty 3 KVA-invertteripiiri

3 kva: n modifioidun siniaaltoinvertterin lopullisen piirisuunnittelun tulisi näyttää tältä:

Osaluettelo

Kaikki vastukset ovat 1/4 wattia 5%, ellei toisin mainita.

• 100 ohmia - 2nos (arvo voi olla välillä 100 ohm - 1K)
• 1K - 2nos
• 470 ohmia - 1no (voi olla mikä tahansa arvo, enintään 1K)
• 2K2 - 1nos (myös hieman suurempi arvo toimii)
• 180K esiasetus - 2nos (mikä tahansa arvo välillä 200K - 330K toimii)
• 10K esiasetus - 1no (parempien tulosten saavuttamiseksi aseta 1k esiasetus)
• 10 ohmia 5 wattia - 29nos

Kondensaattorit

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

Puolijohteet

• 2,7 V: n zener-diodi - 1no (voidaan käyttää jopa 4,7 V)
• 1N4148 - 2nos
• 6A4-diodi - 2nos (lähellä muuntajaa)
• IC NE555 - 3 nos
• IC 4017 - 1 nro
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 nos

• Muuntaja 9-0-9V 350 ampeeria tai 48-0-48V / 60 ampeeria
• Akku 12V / 3000 Ah tai 48V 600 Ah

Jos käytetään 48 V: n jännitesyöttöä, varmista, että säätät sen 12 voltiksi IC-vaiheita varten ja syöttä 48 V vain muuntajan keskihanaan.

Transistoreiden suojaaminen

Huomaa: Transistoreiden suojaamiseksi lämpökäynnistykseltä asenna yksittäiset kanavat yhteisten jäähdytyselementtien yli, mikä tarkoittaa, että ylemmälle transistoriryhmälle käytetään pitkää yksittäistä jäähdytyselementtiä ja toista samanlaista yksittäistä yhteistä jäähdytyselementtiä alemmalle transistoriryhmälle.

Kiille eristämistä ei onneksi tarvita, koska kerääjät on liitetty toisiinsa, ja keräimen runko liitetään tehokkaasti itse jäähdytyselementin läpi. Tämä säästää todella paljon kovaa työtä.

Suurimman tehokkuuden saavuttamiseksi suosittelen seuraavaa lähtövaihetta, ja sitä on käytettävä yllä selitettyjen PWM- ja 4017-vaiheiden kanssa.

Piirikaavio

Huomaa: Asenna kaikki ylemmät TIP36-elementit suuremman ripustetun tavallisen jäähdytyselementin päälle, ÄLÄ käytä kiilleeristintä tämän toteuttaessa.

Sama on tehtävä alemmilla TIP36-ryhmillä.

Mutta varmista, että nämä kaksi jäähdytyselementtiä eivät koskaan koske toisiinsa.

TIP142-transistorit on asennettava erillisiin erillisiin suurikokoisiin kuuntelualtaisiin.