Automaattinen invertterin lähtöjännitteen korjauspiiri

Monien edullisten taajuusmuuttajien yleinen ongelma on niiden kyvyttömyys säätää lähtöjännitettä kuormitusolosuhteiden mukaan. Tällaisilla taajuusmuuttajilla lähtöjännite pyrkii kasvamaan pienemmillä kuormilla ja putoaa kasvavien kuormitusten yhteydessä.

Tässä selitetyt piiriideat voidaan lisätä mihin tahansa tavalliseen invertteriin kompensoimaan ja säätämään niiden vaihtelevia lähtöjänniteolosuhteita vasteena vaihteleville kuormille.

Suunnittelu # 1: Automaattinen RMS-korjaus PWM: n avulla

Ensimmäistä piiriä alla voidaan pitää ehkä ihanteellisena lähestymistapana kuormasta riippumattoman automaattisen ulostulokorjauksen toteuttamiseksi käyttämällä IC 555: n PWM: ää.

Edellä esitettyä virtapiiriä voidaan tehokkaasti käyttää automaattisena kuormituksen laukaisevana RMS-muuntimena ja sitä voidaan käyttää missä tahansa tavallisessa taajuusmuuttajassa aiottuun tarkoitukseen.

IC 741 toimii kuin jännitteen seuraaja ja toimii kuin puskuri taajuusmuuttajan lähtöpalautusjännitteen ja PWM-ohjainpiirin välillä.

IC 741: n tapiin # 3 liitetyt vastukset ovat konfiguroitu kuten jännitteenjakaja , joka pienentää verkkovirrasta tulevan korkean vaihtovirtalähteen sopivalla tavalla suhteellisesti pienempään potentiaaliin, joka vaihtelee välillä 6–12 V taajuusmuuttajan ulostulotilasta riippuen.

Kaksi IC 555 -piiri on konfiguroitu toimimaan kuin moduloitu PWM-ohjain. Moduloitua tuloa käytetään IC2: n napaan # 5, joka vertaa signaalia nastassaan # 6 oleviin kolmion aaltoihin.

Tämän seurauksena syntyy PWM-lähtö nastaltaan # 3, joka muuttaa sen työjaksoa vastauksena IC: n nastassa # 5 olevaan moduloivaan signaaliin.

Kasvava potentiaali tällä tapilla # 5 johtaa sukupolven laajuisiin PWM: iin tai PWM: iin, joilla on korkeammat käyttöjaksot, ja päinvastoin.

Tämä tarkoittaa, että kun opamp 741 vastaa kasvavalla potentiaalilla johtuen taajuusmuuttajan kasvavasta tuotoksesta, IC2 555: n lähtö laajentaa PWM-pulsseja, kun taas taajuusmuuttajan ulostulo putoaa, PWM kapenee suhteessa IC2: n tapaan # 3.

PWM: n määrittäminen Mosfetsillä.

Kun yllä olevat automaattiset korjaavat PWM: t on integroitu minkä tahansa taajuusmuuttajan mosfet-portteihin, invertteri voi ohjata RMS-arvoa automaattisesti kuormitustilanteiden mukaan.

Jos kuorma ylittää PWM: n, taajuusmuuttajan ulostulo yleensä laskee aiheuttaen PWM: ien laajenemisen, mikä puolestaan ​​saa mosfetin kytkeytymään voimakkaammin päälle ja käyttämään muuntajaa suuremmalla virralla kompensoiden siten ylimääräisen virranoton kuormasta

Suunnittelu # 2: Opampin ja transistorin käyttö

Seuraava ajatus käsittelee opamp-versiota, joka voidaan lisätä tavallisten taajuusmuuttajien kanssa automaattisen lähtöjännitteen säätämisen aikaansaamiseksi vasteena vaihteleville kuormille tai akun jännitteelle.

Ajatus on yksinkertainen, heti kun lähtöjännite ylittää ennalta määrätyn vaararajan, laukaistaan ​​vastaava piiri, joka puolestaan ​​kytkee invertterivirtalaitteet pois päältä johdonmukaisella tavalla, jolloin tuloksena on ohjattu lähtöjännite kyseisen kynnyksen sisällä.

Transistorin käytön haittana voi olla mukana oleva hystereesikysymys, joka voi tehdä kytkennästä melko leveämmän poikkileikkauksen, mikä johtaa epätarkkaan jännitteen säätelyyn.

Toisaalta opampit voivat olla äärimmäisen tarkkoja, koska ne muuttavat lähtöasetusta hyvin kapealla marginaalilla pitäen korjaustason tiukana ja tarkkana.

Alla esitettyä yksinkertaista taajuusmuuttajan automaattista kuormitusjännitteen korjauspiiriä voitaisiin tehokkaasti käyttää ehdotettuun sovellukseen ja taajuusmuuttajan lähdön säätämiseen missä tahansa toivotussa rajoissa.

Ehdotettu taajuusmuuttajan jännitteen korjauspiiri voidaan ymmärtää seuraavien kohtien avulla:

Yksi opamp suorittaa vertailijan ja jännitetason ilmaisimen toiminnon.

Piirin käyttö

Muuntajan lähdön korkea jännite AC vähennetään potentiaalijakajaverkon avulla noin 14 V: iin.

Tästä jännitteestä tulee sekä käyttöjännite että piirin anturijännite.

Potentiaalijakajaa käyttävä porrastettu jännite vastaa suhteessa lähdön vaihtelevaan jännitteeseen.

Opampin nasta 3 asetetaan vastaavaan tasajännitteeseen, joka vastaa ohjattavaa rajaa.

Tämä tapahtuu syöttämällä haluttu maksimirajajännite piirille ja säätämällä sitten 10 k esiasetusta, kunnes lähtö vain nousee korkeaksi ja laukaisee NPN-transistorin.

Kun yllä oleva asetus on tehty, piiri on valmis integroitumaan taajuusmuuttajan kanssa aiottuja korjauksia varten.

Kuten voidaan nähdä, NPN: n kerääjä on kytkettävä taajuusmuuttajan virtalähteestä vastaavien taajuusmuuttajan mosfettien portteihin.

Tällä integraatiolla varmistetaan, että aina kun lähtöjännite pyrkii ylittämään asetetun rajan, NPN laukaisee maadoitusporttien maadoituksen ja rajoittaa siten jännitteen jatkoa, ON / OFF-liipaisu jatkuu loputtomasti niin kauan kuin lähtöjännite leijuu vaaravyöhyke.

On huomattava, että NPN-integraatio olisi yhteensopiva vain N-kanavan mosfettien kanssa, jos invertteri kuljettaa P-kanavan mosfettejä, piirikokoonpano tarvitsisi transistorin ja opampin tuloliittimien täydellisen kääntämisen.

Myös piirin maadoitus tulisi tehdä yhteiseksi invertterin negatiivisen akun kanssa.

Suunnittelu # 3: Johdanto

Tätä virtapiiriä pyysi minulta yksi ystävistäni Mr.Sam, jonka jatkuvat muistutukset saivat minut suunnittelemaan tämän erittäin hyödyllisen konseptin taajuusmuuttajasovelluksiin.

Tässä selitetty kuormasta riippumaton / lähtökorjattu tai lähdekompensoitu taajuusmuuttajapiiri on melko konseptitasolla eikä sitä ole käytännössä testattu, mutta idea näyttää toteutettavalta yksinkertaisen rakenteensa vuoksi.

Piirin käyttö

Jos tarkastelemme kuvaa, näemme, että koko muotoilu on pohjimmiltaan yksinkertainen PWM-generaattoripiiri, joka on rakennettu IC 555: n ympärille.

Tiedämme, että tässä standardissa 555 PWM -rakenteessa PWM-pulssit voidaan optimoida muuttamalla R1 / R2-suhdetta.

Tätä tosiasiaa on käytetty hyväksi tässä taajuusmuuttajan kuormitusjännitteen korjaamiseen.
An opto-liitin, joka on valmistettu tiivistämällä LED / LDR on käytetty järjestelyä, jossa opto- LDR: stä tulee yksi piirin PWM-varren vastuksista.

Opto-kytkimen LED-valo syttyy taajuusmuuttajan ulostulon tai kuormitusliitäntöjen kautta tulevan jännitteen kautta.

Verkkojännite pudotetaan sopivasti käyttämällä C3: ta ja siihen liittyviä komponentteja opto-LED: n syöttämiseen.

Piirin integroinnin jälkeen taajuusmuuttajaan, kun järjestelmää käytetään virtana (sopivan kuorman ollessa kytkettynä), RMS-arvo voidaan mitata lähdössä ja esiasetettua P1 voidaan säätää antamaan lähtöjännite juuri tarpeeksi kuormalle.

Kuinka perustaa

Tätä asetusta tarvitaan todennäköisesti kaikki.

Oletetaan nyt, että jos kuormaa lisätään, jännite pyrkii putoamaan lähdössä, mikä puolestaan ​​tekee opto-LED-valon voimakkuuden laskevan.

LED-valon voimakkuuden lasku saa IC: n optimoimaan PWM-pulssinsa siten, että lähtöjännitteen RMS nousee, jolloin myös jännitetaso nousee vaadittuun merkkiin, tämä käynnistys vaikuttaa myös LED-valon voimakkuuteen, joka menee nyt kirkkaaksi ja saavuttaa siten lopulta automaattisesti optimoidun tason, joka tasapainottaa järjestelmän kuormitusjänniteolosuhteet oikein lähdössä.

Tässä merkintäsuhde on ensisijaisesti tarkoitettu vaaditun parametrin säätämiseen, joten opto tulisi sijoittaa asianmukaisesti joko esitetyn kuvan vasemmalle tai oikealle varrelle PWM-ohjaus IC-osio.

Piiri voidaan kokeilla tällä 500 watin taajuusmuuttajapiirillä esitetyllä invertterirakenteella

Osaluettelo

• R1 = 330K
• R2 = 100K
• R3, R4 = 100 ohmia
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22K
• C1, C2 = 0,01 uF
• C3 = 0,33 uF / 400 V
• OptoCoupler = Kotitekoinen, tiivistämällä LED / LDR kasvotusten valosäiliön sisään.

VAROITUS: EHDOTETTU MALLI ei ole eristetty invertteriverkon jännitteestä, liikunnan äärimmäisestä varoituksesta testaus- ja käyttöönottomenettelyjen aikana.