7 gemodificeerde sinusomvormercircuits onderzocht - 100W tot 3kVA

Wanneer een omvormer met blokgolf AC-uitgang wordt gewijzigd om een ​​ruwe sinusgolf-AC-uitgang te genereren, wordt dit een gemodificeerde sinusomvormer genoemd.

Het volgende artikel presenteert 7 interessante ontwerpen van gemodificeerde sinusomvormers met uitgebreide beschrijvingen van de constructieprocedure, het schakelschema, de golfvormuitvoer en gedetailleerde onderdelenlijsten. De ontwerpen zijn bedoeld voor het leren en bouwen van experimentele projecten door ingenieurs en studenten.

Hier bespreken we verschillende soorten gemodificeerde ontwerpen, variërend van een bescheiden 100 watt tot een enorm 3 Kva-uitgangsmodel.

Hoe gemodificeerde omvormers werken

Mensen die nieuw zijn in elektronica, kunnen een beetje in de war raken over het verschil tussen een blokgolf en een gemodificeerde blokgolfomvormer. Het kan worden begrepen door de volgende korte uitleg:

Zoals we allemaal weten, zal een omvormer altijd een wisselstroom (AC) genereren die vergelijkbaar is met onze binnenlandse AC-netspanning, zodat deze deze kan vervangen tijdens stroomuitval. Een AC is in eenvoudige bewoordingen in feite een stijging en daling van de spanning van een bepaalde grootte.

Idealiter wordt deze AC echter verondersteld zo dicht mogelijk bij een sinusgolf te liggen, zoals hieronder weergegeven:

Fundamenteel verschil tussen sinusgolfvorm en vierkante golfvorm

Deze stijging en daling van de spanning gebeurt met een bepaalde snelheid, d.w.z. met een bepaald aantal keren per seconde, bekend als de frequentie. Dus bijvoorbeeld een 50 Hz wisselstroom betekent 50 cycli of 50 ups en downs van een bepaalde spanning in één seconde.

In een sinusgolf-wisselstroom zoals die wordt aangetroffen in ons normale huishoudelijke stopcontact, heeft de bovengenoemde stijging en daling van de spanning de vorm van een sinusvormige curve, d.w.z. het patroon varieert geleidelijk in de tijd en is dus niet plotseling of abrupt. Dergelijke soepele overgangen in de AC-golfvorm worden zeer geschikt en een aanbevolen type voeding voor de vele gangbare elektronische gadgets zoals tv's, muzieksystemen, koelkasten, motoren enz.

In een blokgolfpatroon zijn de spanningen echter onmiddellijk en plotseling. Een dergelijke onmiddellijke stijging en daling van het potentieel veroorzaakt scherpe pieken aan de randen van elke golf en wordt dus zeer ongewenst en ongeschikt voor geavanceerde elektronische apparatuur. Daarom is het altijd gevaarlijk om ze via een omvormervoeding van Square Weave te gebruiken.

Gewijzigde golfvorm

In een gemodificeerd blokgolfontwerp zoals hierboven getoond, blijft de vierkante golfvorm in principe hetzelfde, maar de grootte van elke sectie van de golfvorm is op de juiste manier gedimensioneerd zodat de gemiddelde waarde nauw aansluit bij de gemiddelde waarde van een AC-golfvorm.

Zoals je kunt zien, is er een evenredige hoeveelheid tussenruimte of nulgebieden tussen elke vierkante blokken, deze openingen helpen uiteindelijk om deze blokgolven vorm te geven in sinusgolfachtige uitvoer (zij het grof).

En wat is verantwoordelijk voor het aanpassen van deze gedimensioneerde blokgolven in sinusgolfachtige kenmerken? Welnu, het is het inherente kenmerk van de magnetische inductie van de transformator die de 'dode tijd'-overgangen tussen de blokgolfblokken effectief in een sinusgolfachtige golven uitsnijdt, zoals hieronder wordt weergegeven:

In alle 7 ontwerpen die hieronder worden uitgelegd, proberen we deze theorie te implementeren en ervoor te zorgen dat de RMS-waarde van de blokgolven op de juiste manier wordt gecontroleerd door de 330V-pieken in 220V-gemodificeerde RMS te hakken. Hetzelfde kan worden toegepast voor 120V AC door de 160 pieken te verlagen.

Hoe te berekenen met eenvoudige formules

Als je geïnteresseerd bent om te weten hoe je de bovenstaande gemodificeerde golfvorm moet berekenen zodat het resulteert in een bijna ideale replicatie van een sinusgolf, raadpleeg dan het volgende bericht voor de volledige tutorial:

Bereken de gemodificeerde blokgolf RMS-sinusequivalente waarde

Ontwerp # 1: IC 4017 gebruiken

Laten we eens kijken naar het eerste gewijzigde ontwerp van de omvormer, dat vrij eenvoudig is en een enkele IC 4017 voor het verwerken van de vereiste gemodificeerde golfvorm.

Als u op zoek bent naar een eenvoudig te bouwen gemodificeerd sinusomvormercircuit, dan is het volgende concept wellicht interessant voor u. Het ziet er verbazingwekkend uit eenvoudige en lage kosten met een output die tot op zekere hoogte vergelijkbaar is met andere, meer geavanceerde sinusgolf-tegenhangers.

We weten dat wanneer een klokingang wordt toegepast op zijn pin # 14, de IC een verschuivende cyclus logische hoge pulsen produceert via zijn 10 outputpinnen.

Als we naar het schakelschema kijken, zien we dat de pin-outs van de IC zijn afgesloten om de basis van de uitgangstransistors te voeden, zodat ze geleiden na elke alternatieve uitgangspuls van de IC.

Dit gebeurt simpelweg omdat de bases van de transistors afwisselend zijn verbonden met de IC-pin-outs en de tussenliggende pin-out-verbindingen gewoon worden geëlimineerd of open worden gehouden.

De transformatorwikkelingen die zijn verbonden met de collector van de transistor reageren op de alternerende transistorschakeling en produceren een verhoogde wisselstroom aan de uitgang met een golfvorm precies zoals weergegeven in het diagram.

De output van deze gemodificeerde sinusomvormer is, hoewel niet helemaal vergelijkbaar met de output van een zuivere sinusomvormer, maar zal zeker veel beter zijn dan die van een gewone blokgolfomvormer. Bovendien is het idee heel gemakkelijk en goedkoop te bouwen.

WAARSCHUWING: SLUIT DE BESCHERMINGSDIODEN AAN OVER DE COLLECTOR-EMITTER VAN DE TIP35-TRANSISTOR (KATHODE NAAR COLLECTOR, ANODE NAAR EMITTER)

BIJWERKEN: Volgens de berekeningen in het Dit artikel , kunnen de IC 4017-uitgangspennen ideaal worden geconfigureerd om een ​​indrukwekkend ogende gemodificeerde sinusomvormer te bereiken.

De gewijzigde afbeelding is hieronder te zien:

WAARSCHUWING: SLUIT DE BESCHERMINGSDIODEN AAN OVER DE COLLECTOR-EMITTER VAN DE TIP35-TRANSISTOR (KATHODE NAAR COLLECTOR, ANODE NAAR EMITTER)

Videodemo:

Minimale specificaties

• Input: 12V van loodaccu, bijvoorbeeld 12V 7Ah accu
• Uitgang: 220V of 120V, afhankelijk van het vermogen van de transformator
• Golfvorm: gewijzigde sinusgolf

Feedback van een van de toegewijde kijkers van deze blog, mevrouw Sarah

Hallo Swagatam,

Dit is wat ik heb verkregen uit de uitvoer van IC2-postweerstanden R4 en R5. Zoals ik al eerder zei, verwachtte ik een bipolaire golf te hebben. De een positief en de ander negatief. om een ​​wisselstroomgolfcyclus te simuleren. Ik hoop dat deze foto zal helpen. Ik heb een weg vooruit nodig.

Bedankt

Mijn antwoord:

Hallo Sarah,

De IC-uitgangen geven geen bipolaire golven weer, aangezien de signalen van deze uitgangen bedoeld zijn voor identieke N-type transistors en van een enkele voeding ... het is de transformator die verantwoordelijk is voor het creëren van de bipolaire golf aan de uitgang, omdat deze is geconfigureerd met een push -trektopologie met behulp van een middenaftakking ... dus wat u over R4 en R5 ziet, is de juiste golfvorm. Controleer de golfvorm aan de uitgang van de transformator om de bipolaire aard van de golfvorm te verifiëren.

Ontwerp 2: GEEN poorten gebruiken

Deze tweede in de lijst is een uniek gemodificeerd sinusomvormerconcept dat ook voor mij is ontworpen. De hele eenheid samen met de oscillatortrap en de eindtrap kan eenvoudig door elke elektronische liefhebber thuis worden gebouwd. Het huidige ontwerp zal gemakkelijk 500 VA outputbelasting kunnen ondersteunen.

Laten we proberen de werking van het circuit in detail te begrijpen:

De oscillator-fase:

Als we naar het bovenstaande schakelschema kijken, zien we een slim circuitontwerp dat zowel de oscillator als de PWM-optimalisatiefunctie omvat.

Hier zijn de poorten N1 en N2 bedraad als een oscillator, die voornamelijk perfect uniforme blokgolfpulsen aan zijn uitgang genereert. De frequentie wordt ingesteld door de waarden van de bijbehorende 100K en de 0,01 uF condensator aan te passen. In dit ontwerp is het gefixeerd op een snelheid van ongeveer 50 Hz. De waarden kunnen op de juiste manier worden gewijzigd om een ​​uitvoer van 60 Hz te krijgen.

De output van de oscillator wordt naar de buffertrap gevoerd die bestaat uit vier parallelle en afwisselend geplaatste NOT-poorten. De buffers worden gebruikt om perfecte pulsen vast te houden en om degradatie te voorkomen.

De output van de buffer wordt toegevoerd aan de drivertrappen, waar de twee krachtige darlington-transistors de verantwoordelijkheid nemen voor het versterken van de ontvangen pulsen, zodat deze uiteindelijk naar de eindtrap van dit 500 VA-omvormerontwerp kan worden gevoerd.

Tot nu toe is de frequentie slechts een gewone blokgolf. De introductie van de IC 555-trap verandert het scenario echter volledig.

De IC 555 en de bijbehorende componenten zijn geconfigureerd als een eenvoudige PWM-generator. De mark-space ratio van de PWM kan discreet worden aangepast met behulp van de pot 100K.

De PWM-uitgang is via een diode in de uitgang van de oscillatortrap geïntegreerd. Deze opstelling zorgt ervoor dat de gegenereerde blokgolfpulsen in stukken worden gebroken of gehakt volgens de instelling van de PWM-pulsen.

Dit helpt bij het verminderen van de totale RMS-waarde van de blokgolfpulsen en deze zo dicht mogelijk bij een sinusgolf RMS-waarde te optimaliseren.

De pulsen die aan de basis van de stuurtransistors worden gegenereerd, worden dus perfect gemodificeerd om technisch op sinusgolfvormen te lijken.

De outputfase:

De eindtrap is vrij eenvoudig in zijn ontwerp. De twee wikkelingen van de transformator zijn geconfigureerd voor de twee afzonderlijke kanalen, bestaande uit banken van vermogenstransistors.

De vermogenstransistors bij beide ledematen zijn parallel opgesteld om de totale stroom door de wikkeling te vergroten om het gewenste vermogen van 500 watt te produceren.

Om echter thermische uitbarstingen met de parallelle verbindingen te beperken, zijn de transistors verbonden met een draadgewonden weerstand met een lage waarde en een hoog wattage bij hun emitters. Dit voorkomt dat een enkele transistor overbelast raakt en in de bovenstaande situatie terechtkomt.

De basis van de assembly is geïntegreerd met de driver-fase die in de vorige sectie is besproken.

De batterij is verbonden met de middelste kraan en de aarde van de transformator en ook met de relevante punten in het circuit.

Als de stroom wordt ingeschakeld, wordt de omvormer onmiddellijk gestart en levert deze een rijke gemodificeerde sinusgolf-wisselstroom aan de uitgang, klaar voor gebruik met elke belasting tot 500 VA.

De details van de componenten worden in het diagram zelf geleverd.

Het bovenstaande ontwerp kan ook worden gewijzigd in een 500 watt PWM-gestuurde mosfet-sinusomvormer door de driver-transistors eenvoudigweg te vervangen door een paar mosfets. Het hieronder getoonde ontwerp zou ongeveer 150 watt aan vermogen leveren, voor het verkrijgen van 500 watt kan er meer mosfets nodig zijn om parallel aan de bestaande twee mosfets te worden aangesloten.

Ontwerp # 3: een 4093 IC gebruiken voor de gewijzigde resultaten

Het hieronder gepresenteerde PWM-gestuurde gemodificeerde sinusomvormercircuit is onze derde kanshebber, het gebruikt slechts een enkele 4093 voor de gespecificeerde functies.

Het IC bestaat uit vier NAND-poorten, waarvan er twee zijn bedraad als oscillatoren en de overige twee als buffers.

De oscillatoren zijn zo geïntegreerd dat de hoge frequentie van een van de oscillatoren interageert met de output van de andere, waardoor gehakte blokgolven worden gegenereerd waarvan de RMS-waarde goed kan worden geoptimaliseerd om overeen te komen met de reguliere sinusgolfvormen. begrijpen of bouwen, vooral als het zo complex is als gemodificeerde sinusgolftypen. Het hier besproken concept gebruikt echter slechts een enkele IC 4093 voor het afhandelen van alle vereiste complicaties. Laten we eens kijken hoe eenvoudig het is om te bouwen.

Onderdelen ga je Ned bouwen om dit 200 Watt invertercircuit te bouwen

Alle weerstanden zijn 1/4 watt, 5%, tenzij anders aangegeven.

• R1 = 1 M voor 50 Hz en 830 K voor 60 Hz
• R2 = 1 K,
• R3 = 1 M,
• R4 = 1 K,
• R5, R8, R9 = 470 ohm,
• R6, R7 = 100 Ohm, 5 Watt,
• VR 1 = 100 K,
• C1, C2 = 0,022 uF, keramische schijf,
• C3 = 0,1, schijf keramiek
• T1, T4 = TIP 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Transformator = 12-0 - 12 volt, stroom van 2 tot 20 ampère naar wens, uitgangsspanning kan 120 of 230 volt zijn volgens de landspecificaties.
• Batterij = 12 volt, typisch een 32 AH-type, zoals gebruikt in auto's wordt aanbevolen.

Circuit werking

Het voorgestelde ontwerp van een gemodificeerde sinusomvormer van 200 watt verkrijgt zijn gemodificeerde output door discreet de basispulsen van de blokgolf in kleinere secties van rechthoekige pulsen te 'knippen'. De functie lijkt op een PWM-besturing, vaak geassocieerd met IC 555.

Hier kunnen de werkcycli echter niet afzonderlijk worden gevarieerd en worden ze gedurende het beschikbare variatiebereik gelijk gehouden. De beperking heeft niet veel invloed op de PWM-functie, omdat we hier alleen bezig zijn de RMS-waarde van de uitgang dicht bij de sinusgolfteller te houden, die bevredigend wordt uitgevoerd via de bestaande configuratie.

Verwijzend naar het schakelschema, kunnen we zien dat de hele elektronica rond een enkel actief deel zweeft - de IC 4093.

Het bestaat uit vier afzonderlijke NAND Schmitt-poorten, die allemaal zijn ingeschakeld voor de vereiste functies.

N1 vormt samen met R1, R2 en C1 een klassiek CMOS Schmitt-trgger-type oscillator waarbij de poort typisch is geconfigureerd als een inverter of een NOT-poort.

De pulsen die door deze oscillatortrap worden gegenereerd, zijn blokgolven die de basisstuurpulsen van de schakeling vormen. N3 en N4 zijn bedraad als buffers en worden gebruikt om de uitvoerapparaten achter elkaar aan te sturen.

Dit zijn echter gewone blokgolfpulsen en vormen niet de gewijzigde versie van het systeem.

We kunnen de bovenstaande pulsen eenvoudig alleen gebruiken om onze omvormer aan te sturen, maar het resultaat zou een gewone blokgolfomvormer zijn, niet geschikt voor het bedienen van geavanceerde elektronische gadgets.

De reden hierachter is dat blokgolven sterk kunnen verschillen van de sinusgolfvormen, vooral wat hun RMS-waarden betreft.

Daarom is het de bedoeling om de gegenereerde vierkante golfvormen aan te passen zodat de RMS-waarde nauw overeenkomt met een sinusgolfvorm. Om dit te doen, moeten we de individuele vierkante golfvormen dimensioneren door middel van een externe tussenkomst.

De sectie die N2 omvat, vormt samen met de andere bijbehorende onderdelen C2, R4 en VR1 een andere soortgelijke oscillator zoals N1. Deze oscillator produceert echter hogere frequenties die lang rechthoekig van vorm zijn.

De rechthoekige uitgang van N2 wordt naar de basisingangsbron van N3 gevoerd. De positieve reeksen pulsen hebben geen effect op de ingangspulsen van de bron vanwege de aanwezigheid van D1 die de positieve uitgangen van N2 blokkeert.

De negatieve pulsen worden echter toegestaan ​​door D1 en deze zinken effectief de relevante secties van de basisbronfrequentie, waardoor er met regelmatige tussenpozen soort rechthoekige inkepingen worden gecreëerd, afhankelijk van de frequentie van de oscillator die is ingesteld door VR1.

Deze inkepingen of liever de rechthoekige pulsen van N2 kunnen naar wens worden geoptimaliseerd door VR1 aan te passen.

De bovenstaande bewerking snijdt de vierkante basisgolf van N1 in discrete smalle secties, waardoor de gemiddelde RMS van de golfvormen wordt verlaagd. Het wordt aangeraden om de instelling te doen met behulp van een RMS-meter.

De uitvoerapparaten schakelen de relevante transformatorwikkelingen in reactie op deze gedimensioneerde pulsen en produceren overeenkomstige geschakelde hoogspanningsgolfvormen bij de uitgangswikkeling.

Het resultaat is een spanning die vrijwel gelijk is aan de kwaliteit van een sinusgolf en die veilig is voor het gebruik van alle soorten elektrische huishoudelijke apparatuur.

Het omvormervermogen kan worden verhoogd van 200 watt naar 500 watt of naar wens door simpelweg meer nummers T1, T2, R5, R6 en T3, T4, R7, R8 parallel over de relevante punten toe te voegen.

Opvallende kenmerken van de omvormer

Het circuit is echt efficiënt en bovendien is het een gemodificeerde sinusgolfversie die het in zijn eigen opzicht uitstekend maakt.

Het circuit maakt gebruik van heel gewone, gemakkelijk te verkrijgen soorten componenten en is ook erg goedkoop om te bouwen.

Het veranderingsproces van de blokgolven in sinusgolven kan worden gedaan door een enkele potentiometer of liever een preset te variëren, wat de bewerkingen vrij eenvoudig maakt.

Het concept is erg basic, maar biedt toch een hoog uitgangsvermogen dat kan worden geoptimaliseerd volgens de eigen behoeften door gewoon een paar extra uitgangsapparaten parallel toe te voegen en door de batterij en de transformator te vervangen door de relevante maten.

Ontwerp # 4: volledig transistorgebaseerde gemodificeerde sinusgolf

Een zeer interessant circuit van een gemodificeerde sinusomvormer wordt in dit artikel besproken, waarin alleen gewone transistors zijn opgenomen voor de voorgestelde implementaties.

Het gebruik van transistors maakt het circuit doorgaans gemakkelijker te begrijpen en vriendelijker voor de nieuwe elektronische enthousiastelingen. De opname van een PWM-regeling in het circuit maakt het ontwerp zeer efficiënt en wenselijk voor zover het de werking van geavanceerde apparaten aan de inverteruitgang betreft. Het schakelschema laat zien hoe het hele circuit is neergelegd. We kunnen duidelijk zien dat er alleen transistors bij betrokken zijn en toch kan het circuit worden gemaakt om goed gedimensioneerde PWM-gestuurde golfvormen te produceren voor het genereren van de vereiste gemodificeerde peesgolfvormen of liever gemodificeerde blokgolven om nauwkeuriger te zijn.

Het hele concept kan worden begrepen door het circuit te bestuderen met behulp van de volgende punten:

Stabiel als de oscillatoren

In principe kunnen we getuige zijn van twee identieke trappen die zijn aangesloten in de standaard astabiele multivibratorconfiguratie.

Omdat ze stabiel van aard zijn, zijn de configuraties specifiek bedoeld voor het genereren van vrijlopende pulsen of blokgolf aan hun respectievelijke uitgangen.

De bovenste AMV-trap is echter gepositioneerd voor het genereren van de normale 50 Hz (of 60 Hz) blokgolven die worden gebruikt voor het bedienen van de transformator en voor de vereiste inverteracties, om de gewenste AC-netspanning aan de uitgang te krijgen.

Daarom is er niets ernstigs of interessants aan de bovenste trap, meestal bestaat het uit een centrale AMV-trap bestaande uit T2, T3, daarna komt de drivertrap die bestaat uit de transistors T4, T5 en tenslotte de ontvangende eindtrappen bestaande uit de T1 en T6.

Hoe de outputfase werkt

De eindtrap drijft de transformator aan via de batterijvoeding voor de gewenste omvormeracties.

De bovenstaande trap is alleen verantwoordelijk voor het genereren van de blokgolfpulsen die absoluut vereist zijn voor de beoogde normale inverterende acties.

De PWM Chopper AMV Stage

Het circuit in de onderste helft is de sectie die feitelijk de sinusgolfmodificaties uitvoert door de bovenste AMV te schakelen volgens de PWM-instellingen.

Precies, de pulsvorm van de bovenste AMV-trap wordt bestuurd door het onderste AMV-circuit en het implementeert de blokgolfmodificatie door de vierkante vierkante vierkantgolven van de bovenste AMV in discrete secties te hakken.

Het bovenstaande hakken of dimensioneren wordt uitgevoerd en bepaald door de instelling van de preset R12.

R12 wordt gebruikt voor het aanpassen van de mark space ratio van de pulsen die worden gegenereerd door de lagere AMV.

Volgens deze PWM-pulsen wordt de vierkante basisgolf van de bovenste AMV in secties gehakt en wordt de gemiddelde RMS-waarde van de gegenereerde golfvorm zo dicht mogelijk bij een standaard sinusgolfvorm geoptimaliseerd.

De overige uitleg met betrekking tot het circuit is vrij gewoon en kan worden gedaan door de standaardpraktijk te volgen die normaal wordt gebruikt bij het bouwen van invertes, of wat dat betreft, kan mijn andere gerelateerde artikel worden verwezen voor het verkrijgen van de relevante informatie.

Onderdelen lijst

• R1, R8 = 15 Ohm, 10 WATTS,
• R2, R7 = 330 OHM, 1 WATT,
• R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHM ½ WATTS,
• R4, R5 = 39 K.
• R10, R11 = 10K,
• R12 = 10K PRESET,
• C1 ----- C4 = 0,33 Uf,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = TIP 127
• T1, T6 = BDY29
• TRANSFORMATOR = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 MOETEN WORDEN GEMONTEERD OVER EEN GESCHIKTE KOELKAST.
• BATTERIJ = 12V, 30AH

Ontwerp # 5: digitaal gemodificeerd omvormercircuit

Dit 5e ontwerp van een klassieke gemodificeerde omvormer is nog een ander ontwerp dat door mij is ontwikkeld, hoewel het een gemodificeerde sinusgolf is, kan het ook een digitaal sinusomvormercircuit worden genoemd.

Het concept is wederom geïnspireerd op een op mosfet gebaseerd krachtig audioversterkerontwerp.

Als we naar het ontwerp van de hoofdversterker kijken, kunnen we zien dat het in feite een 250 watt krachtige audioversterker is, aangepast voor een invertertoepassing.

Alle betrokken fasen zijn eigenlijk bedoeld om een ​​frequentierespons van 20 tot 100 kHz mogelijk te maken, hoewel we hier niet zo'n hoge frequentierespons nodig hebben, ik heb geen van de fasen verwijderd omdat het geen schade aan het circuit zou toebrengen .

De eerste trap die bestaat uit de BC556-transistors is de differentiële versterkertrap, daarna komt de goed gebalanceerde drivertrap die bestaat uit de BD140 / BD139-transistors en tenslotte is het de eindtrap die bestaat uit de krachtige mosfets.

De output van de mosfets is aangesloten op een voedingstransformator voor de benodigde omvormer-operaties.

Hiermee is de eindversterkertrap voltooid, maar deze fase vereist een goed gedimensioneerde ingang, in plaats van een PWM-ingang die uiteindelijk zou helpen om het voorgestelde ontwerp van de digitale sinusomvormercircuits te creëren.

De oscillator-fase

Het volgende CIRCUIT DIAGRAM toont een eenvoudige oscillatortrap die geoptimaliseerd is voor het leveren van instelbare PWM-gestuurde uitgangen.

De IC 4017 wordt het hoofdonderdeel van het circuit en genereert blokgolven die zeer nauw overeenkomen met de RMS-waarde van een standaard AC-signaal.

Voor nauwkeurige aanpassingen is de output van de IC 4017 echter voorzien van discrete spanningsaanpassingsniveaus met behulp van een paar 1N4148-diodes.

Een van de diodes aan de uitgang kan worden geselecteerd om de amplitude van het uitgangssignaal te verminderen, wat uiteindelijk zou helpen bij het aanpassen van het RMS-niveau van de transformatoruitgang.

De klokfrequentie die volgens de vereisten moet worden aangepast naar 50Hz of 60Hz, wordt gegenereerd door een enkele poort van de IC 4093.

P1 kan worden ingesteld voor het produceren van de hierboven vereiste frequentie.

Gebruik 4 nrs. Om een ​​48-0-48 volt te krijgen. 24V / 2AH-batterijen in serie, zoals weergegeven in de laatste afbeelding.

Circuit omvormer

Sinusgolf-equivalent oscillatorcircuit

De onderstaande afbeelding toont verschillende uitgangen van golfvormen, afhankelijk van de selectie van het aantal diodes aan de uitgang van de oscillatortrap, de golfvormen kunnen verschillende relevante RMS-waarden hebben, die zorgvuldig moeten worden geselecteerd voor het voeden van het stroomomvormercircuit.

Als u problemen heeft met het begrijpen van de bovenstaande circuits, aarzel dan niet om commentaar te geven en te informeren.

Ontwerp # 6: met slechts 3 IC 555

Het volgende gedeelte bespreekt het 6e best gemodificeerde sinusomvormercircuit met golfvormbeelden, waarmee de geloofwaardigheid van het ontwerp wordt bevestigd. Het concept is door mij ontworpen, de golfvorm is bevestigd en ingediend door Mr. Robin Peter.

Het besproken concept is ontworpen en gepresenteerd in een paar van mijn eerder gepubliceerde berichten: 300 watt sinusomvormercircuit en 556 omvormercircuit, maar aangezien de golfvorm niet door mij werd bevestigd, waren de relevante circuits niet volledig waterdicht. Nu is het getest, en golfvorm geverifieerd door de heer Robin Peter, bracht de procedure een verborgen fout in het ontwerp aan het licht die hopelijk hier is opgelost.

Laten we het volgende e-mailgesprek tussen mij en Mr. Robin Peter doornemen.

Ik heb de eenvoudiger gemodificeerde sinusgolf alternatieve versie IC555's gebouwd, zonder transistor. Ik heb enkele waarden van de weerstanden en kappen gewijzigd en heb geen gebruik gemaakt van [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Ik ben samen met Pin2 en 7 van IC 4017 lid geworden om de vereiste golfvorm te krijgen. IC1 produceert de 200hz 90% duty cycle pulsen (1 afbeelding), welke IC2 klokt (2 afbeeldingen) en dus IC3 (2 afbeeldingen, min duty cycle & max D / C) Zijn dit de verwachte resultaten, Mijn zorg is dat dit zo is een gemodificeerde sinus waar u de

RMS, geen zuivere sinus

vriendelijke groeten

Robin

Hoi Robin,

Je gemodificeerde sinusgolf-schakelschema ziet er correct uit, maar de golfvorm is dat niet, ik denk dat we een afzonderlijke oscillatortrap moeten gebruiken om de 4017 te klokken met een frequentie vast op 200 Hz, en de frequentie van de bovenste 555 IC te verhogen tot vele kHz, controleer dan de golfvorm. vriendelijke groeten.

Hallo Swagatam

Ik heb een nieuw schakelschema bijgevoegd met de wijzigingen die je hebt voorgesteld, samen met de resulterende golfvormen. Wat denk je van de PWM-golfvorm, de pulsen lijken niet helemaal naar beneden te gaan

niveau.

vriendelijke groeten

Hoi Robin,

Dat is geweldig, precies wat ik verwachtte, dus het betekent dat een aparte astable voor de middelste IC 555 moet worden gebruikt voor de beoogde resultaten ... trouwens, heb je de RMS-preset gewijzigd en de golfvormen gecontroleerd, update dan alsjeblieft door zo.

Dus nu ziet het er veel beter uit en kunt u doorgaan met het ontwerp van de omvormer door de mosfets aan te sluiten.

.... het bereikt de grond niet vanwege de diode 0,6V daling, neem ik aan ... Heel erg bedankt

Eigenlijk kan een veel eenvoudiger circuit met vergelijkbare resultaten als hierboven worden gebouwd, zoals besproken in dit bericht: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Meer updates van Mr. Robin

Hallo Swagatam

Ik heb de RMS-preset gevarieerd en hier zijn de bijgevoegde golfvormen. Ik zou je willen vragen welke amplitude van driehoeksgolf je kunt toepassen op pin 5, en hoe zou je deze synchroniseren zodat wanneer pin 2 of 7 go + de piek in de midden-

groeten Robin

Hier is een beter gemodificeerde sinusgolfvorm, misschien zullen de jongens ze gemakkelijker begrijpen. Het is aan jou of je ze publiceert.

Trouwens, ik nam een ​​10uf cap van pin2 tot 10k weerstand naar .47uf cap naar aarde. En de driehoekige golf zag er zo uit (bevestigd). Niet te driehoekig, 7v p-p.

Ik zal de 4047-optie onderzoeken

proost Robin

Uitgangsgolfvorm over de netuitgang van de transformator (220V) De volgende afbeeldingen tonen de verschillende golfvormafbeeldingen die zijn genomen vanaf de andere uitgangsnetwikkeling van de transformator.

Hoffelijkheid - Robin Peter

Geen PWM, geen belasting

Geen PWM, met belasting

Met PWM, zonder belasting

Met PWM, met belasting

De bovenstaande afbeelding uitvergroot

De bovenstaande golfvormafbeeldingen zagen er enigszins vervormd uit en leken niet echt op sinusgolven. Het toevoegen van een 0.45uF / 400V condensator over de output verbeterde de resultaten drastisch, zoals te zien is in de volgende afbeeldingen.

Zonder belasting, met PWM AAN, condensator 0.45uF / 400v toegevoegd

Met PWM, met belasting en met een uitgangscondensator lijkt dit heel erg op een authentieke sinusgolfvorm.

Alle bovenstaande verificatie en testen zijn uitgevoerd door de heer Robin Peters.

Meer rapporten van de heer Robin

Ok, ik heb gisteravond nog wat getest en geëxperimenteerd en ontdekte dat als ik de batt-spanning verhoogde naar 24v, de sinusgolf niet vervormde toen ik de duty / cycle verhoogde. (Ok, ik heb mijn zelfvertrouwen herwonnen) Ik voegde die 2200uf-dop toe tussen c / tapp en ground, maar dat maakte geen verschil voor de outputgolfvorm.

Ik merkte een paar dingen op die plaatsvonden, toen ik de D / C verhoogde, maakt de trafo een luid brommend geluid (alsof een relais heel snel heen en weer trilt), De IRFZ44N's worden erg snel heet, zelfs zonder belasting. de dop lijkt er minder spanning op het systeem te staan. Het zoemende geluid is niet zo erg en de Z44n's worden niet zo heet. [natuurlijk geen sinusgolf}

De dop is over de uitgang van de trafo en niet in serie met één poot. Ik heb (3 verschillende wikkelingen) ronde smoorspoelen {ik denk dat ze toriodaal zijn} uit een schakelende voeding gehaald. Het resultaat was geen verbetering van de uitgangsgolf (geen verandering),

De trafo-uitgangsspanning daalde ook.

Een automatische belastingscorrectiefunctie toevoegen aan het bovenstaande gemodificeerde sinusomvormercircuitidee:

Het hierboven getoonde eenvoudige ad-on-circuit kan worden gebruikt om automatische spanningscorrectie van de inverteruitgang mogelijk te maken.

De voedingsspanning over de brug wordt gelijkgericht en toegepast op de basis van de NPN-transistor. De preset is zo aangepast dat de uitgangsspanning zonder belasting op het gespecificeerde normale niveau wordt geregeld.

Om preciezer te zijn, zou de bovenstaande preset in eerste instantie op het grondniveau moeten worden gehouden, zodat de transistor zegt uitgeschakeld.

Vervolgens moet de 10k RMS-preset op pin # 5 van de PWM 555 IC worden aangepast om ongeveer 300V aan de transformatoruitgang te genereren.

Ten slotte moet de voorinstelling voor de belastingcorrectie 220K opnieuw worden uitgelijnd om de spanning te verlagen tot ongeveer 230V.

Gedaan! Hopelijk zijn de bovenstaande aanpassingen voldoende om het circuit in te stellen voor de beoogde automatische belastingscorrecties.

Het uiteindelijke ontwerp kan er als volgt uitzien:

Filtercircuit

Het volgende filtercircuit kan worden gebruikt aan de uitgang van de bovenstaande inveter voor het regelen van harmonischen en voor het verbeteren van een schonere sinusgolfuitvoer

Meer ingangen:

Het bovenstaande ontwerp is bestudeerd en verder verbeterd door de heer Theofanakis, die ook een fervent lezer is van deze blog.

Het oscilloscoopspoor toont de gemodificeerde golfvorm van de omvormer over de weerstand van 10 k die is aangesloten op de netuitgang van de transformator.

Het hierboven gewijzigde omvormerontwerp van Theofanakis omvormer is getest en goedgekeurd door een van de enthousiaste volgers van deze blog, de heer Odon. De volgende testafbeeldingen van Odon bevestigen de sinusgolf van het bovenstaande invertercircuit.

Ontwerp # 7: Heavy Duty 3Kva gemodificeerd omvormerontwerp

De hieronder toegelichte inhoud onderzoekt een prototype van een 3kva-sinusomvormercircuit gemaakt door de heer Marcelin met alleen BJT's in plaats van de conventionele mosfets. Het PWM-stuurcircuit is door mij ontworpen.

In een van mijn vorige berichten bespraken we een 555 zuivere sinusgolf-equivalent invertercircuit, dat gezamenlijk werd ontworpen door de heer Marcelin en mij.

Hoe het circuit werd gebouwd

In dit ontwerp heb ik sterke kabels gebruikt om de hoge stromen te ondersteunen, ik heb secties van 70 mm2 of meer kleinere secties parallel gebruikt. 3 KVA-transformator is eigenlijk zo solide weegt 35 kg. Afmetingen en volume is voor mij geen nadeel. Foto's bijgevoegd bij de transformator en installatie in uitvoering.

De volgende montage nadert zijn voltooiing, gebaseerd op de 555 (SA 555) en CD 4017

Bij mijn eerste poging, met mosfets, eerder dit jaar, gebruikte ik IRL 1404, welke Vdss 40 volt is. Naar mijn mening onvoldoende spanning. Het is beter om mosfets te gebruiken met een Vdss die minimaal gelijk is aan of groter is dan 250 volt.

In deze nieuwe installatie voorzie ik twee diodes op de transformatorwikkelingen.

Er komt ook een ventilator om te koelen.

TIP 35 wordt als volgt met 10 in elke tak gemount:

Voltooi prototypeafbeeldingen

Voltooid 3 KVA omvormercircuit

Het uiteindelijke circuitontwerp van de gemodificeerde sinusomvormer van 3 kva zou er als volgt uit moeten zien:

Onderdelen lijst

Alle weerstanden zijn 1/4 watt 5%, tenzij anders aangegeven.

• 100 Ohm - 2nos (waarde kan tussen 100 ohm en 1K liggen)
• 1K - 2nos
• 470 ohm - 1 nee (kan elke waarde zijn tot 1K)
• 2K2 - 1nos (iets hogere waarde werkt ook)
• 180K preset - 2nos (elke waarde tussen 200K en 330K werkt)
• 10K preset - 1no (in plaats daarvan 1k preset voor een beter resultaat)
• 10 Ohm 5 watt - 29nos

Condensatoren

• 10nF - 2nos
• 5nF - 1 nr
• 50nF - 1 nr
• 1uF / 25V - 1 nr

Halfgeleiders

• 2,7V zenerdiode - 1 nee (tot 4,7 V kan worden gebruikt)
• 1N4148 - 2nos
• 6A4 diode - 2nos (nabij transformator)
• IC NE555 - 3 nrs
• IC 4017 - 1 nr
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 nrs

• Transformator 9-0-9V 350 ampère of 48-0-48V / 60 ampère
• Accu 12 V / 3000 Ah, of 48 V 600 Ah

Als 48V-voeding wordt gebruikt, zorg er dan voor dat u deze regelt op 12V voor de IC-fasen en lever de 48V alleen aan de middenaftakking van de transformator.

Hoe de transistors te beschermen

Opmerking: om de transistors te beschermen tegen een thermische runaway, monteert u de afzonderlijke kanalen over gemeenschappelijke koellichamen, wat betekent dat u een lange koelplaat met enkele lamellen gebruikt voor de bovenste transistorarray en een andere soortgelijke gemeenschappelijke koellichaam voor de onderste transistorarray.

Mica-isolatie zou gelukkig niet nodig zijn omdat de collectoren met elkaar zijn verbonden, en het lichaam dat de collector is, zou effectief worden verbonden via de heatsink zelf. Dit zou eigenlijk een hoop hard werk schelen.

Om maximale energie-efficiëntie te verkrijgen, wordt de volgende eindtrap door mij aanbevolen en moet deze worden gebruikt met de hierboven beschreven PWM- en 4017-trappen.

Schakelschema

Opmerking: Monteer de hele bovenste TIP36 over een grotere gemeenschappelijke koellichaam met vinnen, gebruik GEEN mica-isolator tijdens het implementeren hiervan.

Hetzelfde moet worden gedaan met de onderste TIP36-arrays.

Maar zorg ervoor dat deze twee heatsinks elkaar nooit raken.

De TIP142-transistors moeten op afzonderlijke afzonderlijke hearsinks met grote ribben worden gemonteerd.