3 krachtige SG3525 zuivere sinusomvormercircuits

In het bericht worden drie krachtige maar eenvoudige sinusgolf-omvormercircuits van 12 V uitgelegd met behulp van een enkele IC SG 3525. Het eerste circuit is uitgerust met een functie voor detectie en uitschakeling van lage batterijspanning en een automatische regeling van de uitgangsspanning.

Dit circuit is aangevraagd door een van de geïnteresseerde lezers van deze blog. Laten we meer leren over het verzoek en de werking van het circuit.

Ontwerp # 1: basis gemodificeerde sinus

In een van de eerdere berichten besprak ik het pin-out werking van de IC 3525 Met behulp van de gegevens ontwierp ik het volgende circuit dat, hoewel vrij standaard in zijn configuratie, een uitschakelfunctie bij lage batterijspanning bevat en ook een automatische verbetering van de uitgangsregeling.

De volgende uitleg zal ons door de verschillende fasen van het circuit leiden, laten we ze leren:

Zoals te zien is in het gegeven diagram, is de ICSG3525 opgetuigd in zijn standaard PWM-generator / oscillator-modus, waarbij de oscillatiefrequentie wordt bepaald door C1, R2 en P1.

P1 kan worden aangepast voor het verkrijgen van nauwkeurige frequenties volgens de vereiste specificaties van de toepassing.

Het bereik van P1 is van 100Hz tot 500 kHz, hier zijn we geïnteresseerd in de 100 Hz-waarde die uiteindelijk een 50Hz oplevert over de twee uitgangen op pin # 11 en pin # 14.

De bovenstaande twee uitgangen oscilleren afwisselend op een push-pull-manier (totempaal), waardoor de aangesloten mosfets in verzadiging worden gedreven met de vaste frequentie - 50 Hz.

De mosfets in reactie, 'duwen en trekken de accuspanning / -stroom over de twee wikkelingen van de transformator, die op zijn beurt de vereiste netspanning genereert bij de uitgangswikkeling van de transformator.

De piekspanning die aan de uitgang wordt gegenereerd, zou ergens rond de 300 volt zijn, wat moet worden aangepast tot ongeveer 220 V RMS met behulp van een RMS-meter van goede kwaliteit en door P2 aan te passen.

P2 past eigenlijk de breedte van de pulsen op pin # 11 / # 14 aan, wat helpt om de vereiste RMS aan de uitgang te leveren.

Deze functie maakt een PWM-gestuurde gemodificeerde sinusgolf aan de uitgang mogelijk.

Automatische regeling van de uitgangsspanning

Aangezien de IC een PWM-besturingspin-out mogelijk maakt, kan deze pin-out worden gebruikt om een ​​automatische uitgangsregeling van het systeem mogelijk te maken.

Pin # 2 is de sensoringang van de interne ingebouwde fout Opamp, normaal zou de spanning op deze pin (niet-inv.) Standaard niet boven de 5,1V-markering moeten stijgen, omdat de inv-pin # 1 intern op 5,1V is vastgezet.

Zolang pin # 2 binnen de gespecificeerde spanningslimiet valt, blijft de PWM-correctiefunctie inactief, maar op het moment dat de spanning op pin # 2 de neiging heeft om boven 5,1V uit te komen, worden de uitgangspulsen vervolgens verkleind in een poging om de uitgangsspanning dienovereenkomstig.

Een kleine detectietransformator TR2 wordt hier gebruikt voor het verkrijgen van een bemonsteringsspanning van de uitgang, deze spanning wordt op de juiste manier gelijkgericht en toegevoerd aan pin # 2 van de IC1.

P3 is zo ingesteld dat de toegevoerde spanning ruim onder de 5,1V-limiet blijft wanneer de uitgangsspanning RMS rond de 220V ligt. Dit stelt de automatische regulatiefunctie van het circuit in.

Als de uitgangsspanning om welke reden dan ook de neiging heeft om boven de ingestelde waarde uit te komen, wordt de PWM-correctiefunctie geactiveerd en wordt de spanning verlaagd.

Idealiter zou P3 zo moeten worden ingesteld dat de uitgangsspanning RMS is vastgesteld op 250V.

Dus als de bovenstaande spanning onder de 250 V daalt, zal de PWM-correctie proberen deze naar boven te trekken, en vice versa, dit zal helpen om een ​​tweerichtingsregeling van de uitgang te verkrijgen,

Een zorgvuldig onderzoek zal uitwijzen dat de opname van R3, R4, P2 zinloos is, deze kunnen uit het circuit worden verwijderd. P3 mag uitsluitend worden gebruikt om de beoogde PWM-regeling aan de uitgang te krijgen.

Uitschakeling bij lage batterijspanning

Het andere handige kenmerk van dit circuit is het vermogen om de batterij bijna leeg te maken.

Deze introductie wordt wederom mogelijk dankzij de ingebouwde uitschakelfunctie van de IC SG3525.

Pin # 10 van de IC reageert op een positief signaal en schakelt de uitgang uit totdat het signaal wordt onderdrukt.

Een 741 opamp fungeert hier als laagspanningsdetector.

P5 moet zo worden ingesteld dat de uitgang van 741 logisch laag blijft zolang de batterijspanning boven de laagspanningsdrempel ligt, dit kan 11,5V zijn. 11V of 10,5 zoals gewenst door de gebruiker, idealiter niet minder dan 11V.

Als dit eenmaal is ingesteld en de batterijspanning de neiging heeft om onder de laagspanningsmarkering te komen, wordt de output van de IC onmiddellijk hoog, waardoor de uitschakelfunctie van IC1 wordt geactiveerd, waardoor verder verlies van batterijspanning wordt voorkomen.

De feedbackweerstand R9 en P4 zorgen ervoor dat de positie vergrendeld blijft, zelfs als de batterijspanning de neiging heeft om terug te stijgen naar een hoger niveau nadat de uitschakelbewerking is geactiveerd.

Onderdelen lijst

Alle weerstanden zijn 1/4 watt 1% MFR. tenzij anders aangegeven.

• R1, R7 = 22 ohm
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 ohm
• R9 = 100 K.
• C1 = 0,1 uF / 50 V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100 nF
• C6, C7 = 4.7 uF / 25V
• P1 = 330K vooraf ingesteld
• P2 --- P5 = 10K voorinstellingen
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... stroom volgens vereiste
• TR2 = 0-9V / 100mA Batterij = 12V / 25 tot 100 AH

De opamp-trap met lage batterijspanning in het hierboven getoonde schema kan worden aangepast voor een betere respons, zoals weergegeven in het volgende diagram:

Hier kunnen we zien dat pin3 van de opamp nu zijn eigen referentienetwerk heeft met D6 en R11, en niet afhankelijk is van de referentiespanning van de IC 3525 pin16.

Pin6 van de opamp gebruikt een zenerdiode om eventuele lekkages te stoppen die pin10 van de SG3525 zouden kunnen verstoren tijdens zijn normale werking.

R11 = 10 K.
D6, D7 = zenerdiodes, 3,3 V, 1/2 watt

Een ander ontwerp met automatische outputfeedbackcorrectie

Circuitontwerp # 2:

In het bovenstaande gedeelte hebben we de basisversie van IC SG3525 geleerd, ontworpen om bij gebruik een gemodificeerde sinusgolfoutput te produceren in een inverter-topologie , en dit basisontwerp kan niet worden verbeterd om een ​​zuivere sinusgolfvorm in zijn typische formaat te produceren.

Hoewel de gemodificeerde blokgolf- of sinusgolfuitvoer in orde zou kunnen zijn met zijn RMS-eigenschap en redelijk geschikt voor het voeden van de meeste elektronische apparatuur, kan het nooit de kwaliteit van een zuivere sinusomvormeruitgang evenaren.

Hier gaan we een eenvoudige methode leren die kan worden gebruikt om elk standaard SG3525-invertercircuit te verbeteren tot een zuivere sinusgolf-tegenhanger.

Voor de voorgestelde verbetering kan de standaard SG3525-omvormer elk standaard SG3525-omvormerontwerp zijn dat is geconfigureerd om een ​​gemodificeerde PWM-uitgang te produceren. Deze sectie is niet cruciaal en elke gewenste variant kan worden geselecteerd (u kunt er veel online vinden met kleine verschillen).

Ik heb een uitgebreid artikel besproken over hoe u een blokgolfomvormer omzet in een sinusomvormer in een van mijn eerdere berichten passen we hier hetzelfde principe toe voor de upgrade.

Hoe de conversie van blokgolf naar sinusgolf plaatsvindt

Misschien ben je benieuwd wat er precies gebeurt tijdens het conversieproces, waardoor de output wordt omgezet in een zuivere sinusgolf die geschikt is voor alle gevoelige elektronische belastingen.

Het wordt in feite gedaan door de scherpe stijgende en dalende blokgolfpulsen te optimaliseren tot een zacht stijgende en dalende golfvorm. Dit wordt uitgevoerd door de uittredende blokgolven in een aantal uniforme stukken te hakken of te breken.

In de eigenlijke sinusgolf wordt de golfvorm gecreëerd door een exponentieel stijg- en dalingspatroon waarbij de sinusvormige golf geleidelijk stijgt en daalt in de loop van zijn cycli.

In het voorgestelde idee wordt de golfvorm niet exponentieel uitgevoerd, maar worden de blokgolven in stukken gehakt die uiteindelijk na enige filtratie de vorm aannemen van een sinusgolf.

Het 'hakken' wordt gedaan door een berekende PWM naar de poorten van de FET te voeren via een BJT-buffertrap.

Een typisch circuitontwerp voor het omzetten van de SG3525-golfvorm in een zuivere sinusgolf wordt hieronder weergegeven. Dit ontwerp is eigenlijk een universeel ontwerp dat kan worden geïmplementeerd voor het upgraden van alle blokgolfomvormers naar sinusomvormers.

Waarschuwing: als u SPWM als ingang gebruikt, vervang dan de onderste BC547 door BC557. Emitters maken verbinding met de buffertrap, Collector naar aarde, Bases naar SPWM-ingang.

Zoals in het bovenstaande diagram kan zijn, worden de onderste twee BC547-transistors geactiveerd door een PWM-voeding of -ingang, waardoor ze schakelen volgens de PWM AAN / UIT-werkcycli.

Dit schakelt op zijn beurt snel de 50Hz-pulsen van de BC547 / BC557 die afkomstig zijn van de SG3525-uitgangspennen.

De bovenstaande operatie dwingt uiteindelijk de mosfets om ook een aantal keren AAN en UIT te zetten voor elk van de 50 / 60Hz-cycli en bijgevolg een vergelijkbare golfvorm te produceren aan de uitgang van de aangesloten transformator.

Bij voorkeur moet de PWM-ingangsfrequentie 4 keer hoger zijn dan de basisfrequentie van 50 of 60 Hz. zodat elke 50 / 60Hz-cycli worden opgesplitst in 4 of 5 stukken en niet meer dan dit, wat anders zou kunnen leiden tot ongewenste harmonischen en mosfet-verwarming.

PWM-circuit

De PWM-invoerfeed voor het hierboven toegelichte ontwerp kan worden verkregen door elke standaard IC 555 astabiel ontwerp zoals hieronder weergegeven:

Dit Op IC 555 gebaseerd PWM-circuit kan worden gebruikt voor het voeden van een geoptimaliseerde PWM naar de bases van de BC547-transistors in het eerste ontwerp, zodat de uitvoer van het SG3525-invertercircuit een RMS-waarde verkrijgt die dicht bij de RMS-waarde van de zuivere sinusgolfvorm ligt.

Met behulp van een SPWM

Hoewel het hierboven toegelichte concept de blokgolf-gemodificeerde output van een typisch SG3525-invertercircuit aanzienlijk zou verbeteren, zou een nog betere benadering kunnen zijn om voor een SPWM-generatorcircuit ​

In dit concept wordt het 'hakken' van elk van de blokgolfpulsen geïmplementeerd via een proportioneel variërende PWM-duty-cycle in plaats van een vaste duty-cycle.

Heb ik al besproken hoe SPWM te genereren met opamp kan dezelfde theorie worden gebruikt voor het voeden van de driverfase van elke blokgolfomvormer.

Een eenvoudig circuit voor het genereren van SPWM is hieronder te zien:

IC 741 gebruiken voor het verwerken van SPWM

In dit ontwerp zien we een standaard IC 741 opamp waarvan de ingangspennen zijn geconfigureerd met een aantal driehoekige golfbronnen, waarvan de ene veel sneller is in frequentie dan de andere.

De driehoeksgolven kunnen worden vervaardigd uit een standaard op IC 556 gebaseerd circuit, bedraad als een astabiel en compactor, zoals hieronder weergegeven:

DE FREQUENTIE VAN DE FAST TRIANGLE GOLVEN MOET ROND 400 Hz ZIJN, KAN WORDEN INGESTELD DOOR DE VOORINSTELLING VAN 50 k OF DE WAARDE VAN 1 nF CONDITOR

DE TRIANGLE GOLVENFREQUENTIE MOET GELIJK ZIJN AAN DE GEWENSTE UITGANGSFREQUENTIE VAN DE INVERTER. DIT KAN 50 Hz OF 60 Hz ZIJN, EN GELIJK AAN PIN # 4-FREQUENTIE VAN SG3525

Zoals te zien is in de bovenstaande twee afbeeldingen, worden de snelle driehoeksgolven bereikt met een gewone IC 555-astabiel.

De langzame driehoeksgolven worden echter verkregen via een IC 555 die is bedraad als een 'blokgolf naar driehoekgolfgenerator'.

De vierkante golven of de rechthoekige golven worden verkregen van pin # 4 van SG3525. Dit is belangrijk omdat het de uitgang van de opamp 741 perfect synchroniseert met de 50 Hz-frequentie van het SG3525-circuit. Dit zorgt op zijn beurt voor correct gedimensioneerde SPWM-sets over de twee MOSFET-kanalen.

Wanneer deze geoptimaliseerde PWM wordt toegevoerd aan het eerste circuitontwerp, produceert de uitvoer van de transformator een verder verbeterde en zachte sinusgolfvorm met eigenschappen die vrijwel identiek zijn aan een standaard sinusgolfvorm van het wisselstroomnet.

Maar zelfs voor een SPWM zal de RMS-waarde aanvankelijk correct moeten worden ingesteld om de juiste uitgangsspanning aan de uitgang van de transformator te produceren.

Eenmaal geïmplementeerd kan men een echte sinusgolf-equivalente output verwachten van elk SG3525-omvormerontwerp of van elk blokgolfomvormermodel.

Als u meer twijfels heeft over het SG3525 zuivere sinusomvormercircuit, kunt u deze gerust kenbaar maken via uw opmerkingen.

BIJWERKEN

Een eenvoudig voorbeeldontwerp van een SG3525-oscillatortrap is hieronder te zien, dit ontwerp zou kunnen worden geïntegreerd met de hierboven toegelichte PWM-sinewave BJT / mosfet-trap om de vereiste verbeterde versie van het SG3525-ontwerp te krijgen:

Compleet schakelschema en PCB-layout voor het voorgestelde SG3525 zuivere sinusomvormercircuit.

Hoffelijkheid: Ainsworth Lynch

Ontwerp # 3: 3kva omvormercircuit met behulp van de IC SG3525

In de vorige paragrafen hebben we uitvoerig besproken hoe een SG3525-ontwerp kan worden omgezet in een efficiënt sinusgolfontwerp, laten we nu bespreken hoe een eenvoudig 2kva-invertercircuit kan worden geconstrueerd met behulp van de IC SG3525, die gemakkelijk kan worden opgewaardeerd naar sinusgolf 10kva door de batterij, mosfet en de transformator specificaties.

Het basiscircuit is volgens het ontwerp van de heer Anas Ahmad.

De uitleg met betrekking tot het voorgestelde SG3525 2kva-omvormercircuit kan worden begrepen uit de volgende discussie:

hallo swagatam, ik heb de volgende 3kva 24V gebouwd omvormer gemodificeerde sinusgolf (ik gebruikte 20 mosfet met een weerstand aan elk, bovendien gebruikte ik een centrale tap transformator en ik gebruikte SG3525 voor oscillator) .. nu wil ik het converteren naar zuivere sinusgolf, hoe kan ik dat doen?

Basisschema

Mijn antwoord:

Hallo Anas,

Probeer eerst de basisopstelling zoals uitgelegd in dit SG3525 omvormer artikel, als alles goed gaat, daarna kun je proberen om meer mosfets parallel aan te sluiten .....

de omvormer getoond in het bovenstaande daigram is een basis blokgolf ontwerp, om het om te zetten naar een sinusgolf moet je de onderstaande stappen volgen De mosfet poort / weerstand uiteinden moeten geconfigureerd zijn met een BJT trap en de 555 IC PWM moet worden aangesloten zoals aangegeven in het volgende diagram:

Over het aansluiten van parallelle mosfets

ok, ik heb 20 mosfet (10 op lead A, 10 op lead B), dus ik moet 2 BJT aan elke mosfet bevestigen, dat is 40 BJT, en evenzo moet ik slechts 2 BJT aansluiten die uit PWM komen parallel aan de 40 BJT ? Sorry dat ik een beginner ben die gewoon probeert op te halen.

Antwoord:
Nee, elke emitterovergang van het respectieve BJT-paar kan 10 mosfets bevatten ... daarom heb je in totaal slechts 4 BJT's nodig ...

BJT's gebruiken als buffers

1. Oké als ik je goed mag krijgen, want je zei 4 BJT's, 2 op leiding A, 2 op leiding B, DAN nog 2 BJT van de output van PWM, toch?
2. gebruik ik een 24 volt-batterij, hoop ik dat er geen wijzigingen zijn aan de BJT-collectorterminal naar de batterij?
3. Ik moet de variabele weerstand van de oscillator gebruiken om de ingangsspanning naar de mosfet te regelen, maar ik weet niet hoe ik de spanning zal aanpakken die in dit geval naar de basis van de BJT gaat, wat moet ik doen dat ik wil eindigen met het opblazen van de BJT?

Ja, NPN / PNP BJT's voor de buffertrap en twee NPN met de PWM-driver.
24V is niet schadelijk voor de BJT-buffers, maar zorg ervoor dat u een 7812 voor het verlagen naar 12V voor de SG3525 en de IC 555 trappen.

U kunt de IC 555 pot gebruiken om de uitgangsspanning van de trafo aan te passen en deze op 220V te zetten. onthoud je transformator moet een lagere waarde hebben dan de batterijspanning voor een optimale spanning aan de uitgang. als uw batterij 24V is, kunt u een 18-0-18V trafo gebruiken.

Onderdelen lijst

IC SG3525-schakeling
alle weerstanden 1/4 watt 5% CFR tenzij anders aangegeven
10K - 6nos
150K - 1 nr
470 ohm - 1 nee
voorinstellingen 22K - 1no
voorinstelling 47K - 1no
Condensatoren
0.1uF Keramiek - 1no
IC = SG3525
Mosfet / BJT Stage
Alle mosfets - IRF540 of gelijkwaardige poortweerstanden - 10 Ohm 1/4 watt (aanbevolen)
Alle NPN BJT's zijn = BC547
Alle PNP BJT's zijn = BC557
Basisweerstanden zijn allemaal 10K - 4nos
IC 555 PWM-podium
1K = 1no 100K pot - 1no
1N4148 Diode = 2nos
Condensatoren 0.1uF keramisch - 1no
10nF Keramiek - 1no
Diversen IC 7812 - 1no
Batterij - 12V 0r 24V 100AH ​​Transformator volgens specificaties.

Een eenvoudiger alternatief