3 Yüksek Güçlü SG3525 Tam Sinüs İnvertör Devresi

Gönderi, tek bir IC SG 3525 kullanan 3 güçlü ancak basit bir 12V invertör devresini açıklıyor. İlk devre, düşük pil algılama ve kesme özelliği ve otomatik çıkış voltajı düzenleme özelliği ile donatılmıştır.

Bu devre, bu blogun ilgilenen okuyucularından biri tarafından talep edildi. İstek ve devrenin işleyişi hakkında daha fazla bilgi edelim.

Tasarım # 1: Temel Modifiye Sinüs

Daha önceki gönderilerden birinde, IC 3525'in işleyişini sabitleyin Verileri kullanarak, yapılandırmasında oldukça standart olmasına rağmen, düşük pil kapatma özelliği ve ayrıca otomatik çıkış düzenleme geliştirmesi içeren aşağıdaki devreyi tasarladım.

Aşağıdaki açıklama, devrenin çeşitli aşamalarında bize yol gösterecek, hadi onları öğrenelim:

Verilen diyagramda görülebileceği gibi, ICSG3525, salınım frekansının C1, R2 ve P1 tarafından belirlendiği standart PWM üreteci / osilatör modunda donatılmıştır.

P1, uygulamanın gerekli özelliklerine göre doğru frekanslar elde etmek için ayarlanabilir.

P1 aralığı 100Hz'den 500 kHz'e kadardır, burada nihayetinde pin # 11 ve Pin # 14'teki iki çıkış arasında 50Hz sağlayan 100 Hz değeriyle ilgileniyoruz.

Yukarıdaki iki çıkış, bağlı mosfetleri sabit frekansta (50 Hz) doygunluğa doğru iten bir itme çekme tarzında (totem direği) dönüşümlü olarak salınır.

Mosfetler yanıt olarak, 'akü voltajını / akımını transformatörün iki sargısı boyunca itin ve çekin, bu da transformatörün çıkış sargısında gerekli ana AC'yi üretir.

Çıkışta üretilen tepe voltajı, iyi kaliteli bir RMS ölçer kullanılarak ve P2'yi ayarlayarak yaklaşık 220V RMS'ye ayarlanması gereken 300 Volt civarında herhangi bir yerde olacaktır.

P2 aslında darbelerin genişliğini # 11 / # 14 piminde ayarlar, bu da çıkışta gerekli RMS'yi sağlamaya yardımcı olur.

Bu özellik, çıkışta PWM kontrollü modifiye edilmiş sinüs dalga formunu kolaylaştırır.

Otomatik Çıkış Voltajı Düzenleme Özelliği

IC, bir PWM kontrol pin çıkışını kolaylaştırdığından, bu pin çıkışı sistemin otomatik bir çıkış düzenlemesini sağlamak için kullanılabilir.

Pin # 2, dahili dahili hata Opamp'ın algılama girişidir, normalde bu pindeki voltaj (inv. Olmayan) varsayılan olarak 5.1V işaretinin üzerine çıkmamalıdır, çünkü inv pini # 1 dahili olarak 5.1V'de sabitlenmiştir.

Pim # 2, belirtilen voltaj sınırı içinde olduğu sürece, PWM düzeltme özelliği devre dışı kalır, ancak pim # 2'deki voltaj 5,1V'nin üzerine çıkma eğiliminde olduğu anda, çıkış darbeleri, daha sonra düzeltmek ve dengelemek için daraltılır. buna göre çıkış voltajı.

Burada çıkışın örnek voltajını elde etmek için küçük bir algılama transformatörü TR2 kullanılır, bu voltaj uygun şekilde düzeltilir ve IC1'in 2 numaralı pimine beslenir.

P3, çıkış voltajı RMS 220V civarında olduğunda beslenen voltaj 5.1V sınırının oldukça altında kalacak şekilde ayarlanır. Bu, devrenin otomatik düzenleme özelliğini ayarlar.

Şimdi herhangi bir nedenle çıkış voltajı ayarlanan değerin üzerine çıkma eğilimindeyse, PWM düzeltme özelliği etkinleşir ve voltaj azalır.

İdeal olarak P3, çıkış voltajı RMS 250V olarak sabitlenecek şekilde ayarlanmalıdır.

Bu nedenle, yukarıdaki voltaj 250V'nin altına düşerse, PWM düzeltmesi onu yukarı çekmeye çalışacak ve bunun tersi de, çıkışın iki yönlü bir düzenlemesinin elde edilmesine yardımcı olacaktır.

Dikkatli bir araştırma, R3, R4, P2'nin dahil edilmesinin anlamsız olduğunu gösterecektir, bunlar devreden çıkarılabilir. P3, yalnızca çıkışta amaçlanan PWM kontrolünü elde etmek için kullanılabilir.

Düşük Pil Kesme Özelliği

Bu devrenin diğer kullanışlı özelliği, düşük pil kesme özelliğidir.

Yine bu giriş, IC SG3525'in dahili kapatma özelliği nedeniyle mümkün hale gelir.

IC'nin Pin # 10 pozitif bir sinyale yanıt verecek ve sinyal engellenene kadar çıkışı kapatacaktır.

Burada bir 741 opamp, düşük voltaj detektörü olarak işlev görür.

P5, pil voltajı düşük voltaj eşiğinin üzerinde olduğu sürece 741'in çıkışı mantıksal düşük kalacak şekilde ayarlanmalıdır, bu 11.5V olabilir. Kullanıcının tercihine göre 11V veya 10.5, ideal olarak 11V'den az olmamalıdır.

Bu ayarlandıktan sonra, pil voltajı düşük voltaj işaretinin altına düşme eğilimindeyse, IC'nin çıkışı anında yükselir ve IC1'in kapatma özelliğini etkinleştirerek pil voltajının daha fazla kaybolmasını engeller.

Geri besleme direnci R9 ve P4, kapatma işlemi etkinleştirildikten sonra akü voltajı biraz daha yüksek seviyelere çıkma eğiliminde olsa bile konumun kilitli kalmasını sağlar.

Parça listesi

Tüm dirençler 1/4 watt% 1 MFR'dir. aksi belirtilmedikçe.

• R1, R7 = 22 Ohm
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 Ohm
• R9 = 100K
• C1 = 0.1uF / 50V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100nF
• C6, C7 = 4.7 uF / 25V
• P1 = 330K ön ayarı
• P2 - P5 = 10K ön ayar
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... ihtiyaca göre akım
• TR2 = 0-9V / 100mA Akü = 12V / 25 - 100 AH

Yukarıda gösterilen şemadaki düşük pil opamp aşaması, aşağıdaki diyagramda verildiği gibi daha iyi bir yanıt için değiştirilebilir:

Burada opampın pin3'ün artık D6 ve R11 kullanan kendi referans ağına sahip olduğunu ve IC 3525 pin16'dan gelen referans voltajına bağlı olmadığını görebiliriz.

Opamp'ın Pin6'sı, normal operasyonları sırasında SG3525'in pin10'unu bozabilecek herhangi bir sızıntıyı durdurmak için bir zener diyot kullanır.

R11 = 10K
D6, D7 = zener diyotları, 3,3V, 1/2 watt

Otomatik Çıkış Geri Bildirim Düzeltmeli Başka Bir Tasarım

Devre Tasarımı # 2:

Yukarıdaki bölümde, kullanıldığında modifiye edilmiş bir sinüs dalgası çıkışı üretmek için tasarlanmış IC SG3525'in temel versiyonunu öğrendik. bir invertör topolojisinde ve bu temel tasarım, tipik formatında saf bir sinüs dalga formu üretmek için geliştirilemez.

Modifiye edilmiş kare dalgası veya sinüs dalgası çıkışı, RMS özelliği ile tamam olabilir ve çoğu elektronik ekipmanı çalıştırmak için makul derecede uygun olsa da, hiçbir zaman saf sinüs dalgası invertör çıktısının kalitesiyle eşleşemez.

Burada, herhangi bir standart SG3525 invertör devresini saf bir sinüs dalgası muadili haline getirmek için kullanılabilecek basit bir yöntem öğreneceğiz.

Önerilen geliştirme için temel SG3525 invertör, değiştirilmiş bir PWM çıkışı üretmek üzere yapılandırılmış herhangi bir standart SG3525 invertör tasarımı olabilir. Bu bölüm çok önemli değildir ve tercih edilen herhangi bir varyant seçilebilir (küçük farklılıklarla birlikte çok sayıda çevrimiçi bulabilirsiniz).

Hakkında kapsamlı bir makale tartıştım kare dalgalı invertörü sinüs dalgalı invertöre dönüştürme Daha önceki yazılarımdan birinde, burada yükseltme için aynı prensibi uyguluyoruz.

Squarewave'den Sinewave'e Dönüşüm Nasıl Gerçekleşir?

Çıktıyı tüm hassas elektronik yükler için uygun saf bir sinüs dalgasına dönüştüren dönüşüm sürecinde tam olarak ne olduğunu merak ediyor olabilirsiniz.

Temelde, keskin yükselen ve düşen kare dalga darbelerini yavaşça yükselen ve alçalan bir dalga formuna optimize ederek yapılır. Bu, çıkan kare dalgaları tek tip parçalara bölerek veya bölerek gerçekleştirilir.

Gerçek sinüs dalgasında, dalga formu, sinüzoidal dalganın döngüleri boyunca kademeli olarak yükselip alçaldığı üstel bir yükselme ve alçalma modeli aracılığıyla yaratılır.

Önerilen fikirde, dalga formu üstel olarak yürütülmez, bunun yerine kare dalgalar, bir miktar filtrelemeden sonra nihayetinde bir sinüs dalgası şeklini alan parçalara ayrılır.

'Parçalama', hesaplanan bir PWM'nin bir BJT tampon aşaması aracılığıyla FET'in kapılarına beslenmesiyle yapılır.

SG3525 dalga biçimini saf sinüs dalga biçimine dönüştürmek için tipik bir devre tasarımı aşağıda gösterilmiştir. Bu tasarım aslında tüm kare dalga inverterlerini sinüs dalgası inverterlerine yükseltmek için uygulanabilecek evrensel bir tasarımdır.

Uyarı: Giriş olarak SPWM kullanıyorsanız, lütfen alt BC547'yi BC557 ile değiştirin. Vericiler tampon aşamasına, Toplayıcıya Toprağa, Bazlara SPWM Girişine bağlanacaktır.

Yukarıdaki diyagramda olabileceği gibi, alttaki iki BC547 transistörü bir PWM beslemesi veya girişi tarafından tetiklenir ve bu da PWM AÇIK / KAPALI görev çevrimlerine göre geçiş yapmalarına neden olur.

Bu da, SG3525 çıkış pinlerinden gelen BC547 / BC557'nin 50Hz darbelerini hızla değiştirir.

Yukarıdaki işlem nihayetinde mosfetleri 50 / 60Hz döngülerinin her biri için birkaç kez AÇIK ve KAPALI konuma getirmeye zorlar ve sonuç olarak bağlı transformatörün çıkışında benzer bir dalga formu üretir.

Tercihen, PWM giriş frekansı 50 veya 60 Hz baz frekansından 4 kat daha fazla olmalıdır. böylece her 50 / 60Hz döngü 4 veya 5 parçaya bölünür ve bundan daha fazla olamaz, aksi takdirde istenmeyen harmoniklere ve mosfet ısıtmasına neden olabilir.

PWM Devresi

Yukarıda açıklanan tasarım için PWM giriş beslemesi, herhangi biri kullanılarak elde edilebilir. standart IC 555 kararsız tasarım Aşağıda gösterildiği gibi:

Bu IC 555 tabanlı PWM devresi SG3525 invertör devresinden gelen çıkışın şebeke saf sinüs dalgası RMS değerine yakın bir RMS değeri alacağı şekilde birinci tasarımda BC547 transistörlerinin tabanlarına optimize edilmiş bir PWM beslemek için kullanılabilir.

SPWM kullanma

Yukarıda açıklanan konsept, tipik bir SG3525 invertör devresinin kare dalga modifiye çıkışını büyük ölçüde iyileştirecek olsa da, daha da iyi bir yaklaşım, SPWM jeneratör devresi .

Bu konseptte, kare dalga darbelerinin her birinin 'doğranması', sabit bir görev döngüsü yerine orantılı olarak değişen PWM görev döngüleri aracılığıyla gerçekleştirilir.

Zaten tartıştım opamp kullanarak SPWM nasıl oluşturulur Aynı teori, herhangi bir kare dalga invertörünün sürücü aşamasını beslemek için kullanılabilir.

SPWM üretmek için basit bir devre aşağıda görülebilir:

SPWM'yi İşlemek için IC 741'i Kullanma

Bu tasarımda, giriş pinleri, biri diğerinden frekansta çok daha hızlı olan bir çift üçgen dalga kaynağı ile yapılandırılmış standart bir IC 741 opamp görüyoruz.

Üçgen dalgalar, aşağıda gösterildiği gibi, kararsız ve sıkıştırıcı olarak kablolanmış standart bir IC 556 tabanlı devreden üretilebilir:

HIZLI ÜÇGEN DALGALARIN FREKANSI 400 Hz ÇEVRESİNDE OLMALIDIR, 50 k ÖN AYARI VEYA 1 nF KAPASİTÖRÜN DEĞERİ AYARLANARAK AYARLANABİLİR

YAVAŞ ÜÇGEN DALGALAR FREKANSI, İNVERTERİN İSTENEN ÇIKIŞ FREKANSINA EŞİT OLMALIDIR. BU 50 Hz VEYA 60 Hz OLABİLİR VE PIN # 4 FREKANSI SG3525'E EŞİT OLABİLİR

Yukarıdaki iki görüntüde görülebileceği gibi, hızlı üçgen dalgaları, sıradan bir IC 555 kararsızdan elde edilir.

Bununla birlikte, yavaş üçgen dalgalar, 'kare dalgadan üçgene dalga üreteci' gibi kablolanmış bir IC 555 aracılığıyla elde edilir.

Kare dalgalar veya dikdörtgen dalgalar SG3525'in 4 numaralı piminden elde edilir. Bu, op amp 741 çıkışını SG3525 devresinin 50 Hz frekansı ile mükemmel şekilde senkronize ettiği için önemlidir. Bu da iki MOSFET kanalı boyunca doğru şekilde boyutlandırılmış SPWM setleri oluşturur.

Bu optimize edilmiş PWM, birinci devre tasarımına beslendiğinde, transformatörden gelen çıktının, standart bir AC şebeke sinüs dalga biçimine çok benzer özelliklere sahip, daha da geliştirilmiş ve yumuşak bir sinüs dalga biçimi üretmesine neden olur.

Bununla birlikte, bir SPWM için bile, transformatör çıkışında doğru voltaj çıkışını üretmek için başlangıçta RMS değerinin doğru şekilde ayarlanması gerekecektir.

Bir kez uygulandığında, herhangi bir SG3525 invertör tasarımından gerçek bir sinüs dalgası eşdeğeri çıktı beklenebilir veya herhangi bir kare dalga invertör modelinden olabilir.

SG3525 saf sinüs dalgası invertör devresi ile ilgili daha fazla şüpheniz varsa, bunları yorumlarınızla ifade etmekten çekinmeyin.

GÜNCELLEME

SG3525 osilatör kademesinin temel bir örnek tasarımı aşağıda görülebilir; bu tasarım, SG3525 tasarımının gerekli gelişmiş versiyonunu elde etmek için yukarıda açıklanan PWM sinüs dalgası BJT / mosfet aşamasıyla entegre edilebilir:

Önerilen SG3525 saf sinüs dalgalı invertör devresi için eksiksiz devre şeması ve PCB yerleşimi.

Nezaket: Ainsworth Lynch

Tasarım # 3: IC SG3525 kullanan 3kva İnvertör devresi

Önceki paragraflarda, bir SG3525 tasarımının verimli bir sinüs dalgası tasarımına nasıl dönüştürülebileceğini kapsamlı bir şekilde tartıştık, şimdi IC SG3525 kullanılarak basit bir 2kva invertör devresinin nasıl artırılabileceğini tartışalım. pil, mosfet ve transformatör özellikleri.

Temel devre, Bay Anas Ahmad tarafından sunulan tasarıma göredir.

Önerilen SG3525 2kva inverter devresi ile ilgili açıklama aşağıdaki tartışmadan anlaşılabilir:

merhaba swagatam, aşağıdaki 3kva 24V'yi kurdum inverter modifiye sinüs dalgası (Her birine rezistör takılı 20 mosfet kullandım, ayrıca orta kademe transformatörü kullandım ve osilatör için SG3525 kullandım) .. şimdi onu saf sinüs dalgasına dönüştürmek istiyorum, lütfen bunu nasıl yapabilirim?

Temel Şema

Cevabım:

Merhaba Anas,

Öncelikle bu SG3525 invertör makalesinde açıklandığı gibi temel kurulumu deneyin, her şey yolunda giderse, daha sonra paralel olarak daha fazla mosfeti bağlamayı deneyebilirsiniz .....

Yukarıdaki daigramda gösterilen invertör temel bir kare dalga tasarımıdır, onu sinüs dalgasına dönüştürmek için aşağıda açıklanan adımları izlemelisiniz mosfet kapısı / direnç uçları bir BJT aşamasıyla yapılandırılmalı ve 555 IC PWM bağlanmalıdır aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi:

Paralel camları bağlama hakkında

Tamam, 20 mosfet'im var (A'da 10, B'de 10), bu yüzden her mosfet'e 2 BJT eklemeliyim, bu 40 BJT'dir ve aynı şekilde PWM'den 40 BJT'ye paralel olarak çıkan yalnızca 2 BJT'yi bağlamalıyım ? Özür dilerim acemiyim sadece açmaya çalışıyorum.

Cevap:
Hayır, ilgili BJT çiftinin her yayıcı bağlantısı 10 mosfet tutacak ... bu nedenle toplamda sadece 4 BJT'ye ihtiyacınız olacak ...

BJT'leri Tampon Olarak Kullanma

1. Tamam, seni doğru anlayabilirsem, 4 BJT, A'da 2, B'de 2, SONRA PWM'nin çıkışından 2 BJT daha dedin, değil mi?
2. 24 voltluk pil kullanıyorum, pilin BJT toplayıcı terminalinde herhangi bir değişiklik yapılmamasını umuyor musunuz?
3. Mosfet'e giriş voltajını kontrol etmek için osilatörden değişken direnç kullanmalıyım, ancak bu durumda BJT'nin tabanına gidecek voltajı nasıl ayarlayacağımı bilmiyorum, ne yapacağım BJT'yi patlatmak istediğimi mi?

Evet, tampon aşaması için NPN / PNP BJT'ler ve PWM sürücüsü ile iki NPN.
24V, BJT tamponlarına zarar vermez, ancak bir 7812, 12V'a düşürmek için SG3525 ve IC 555 aşamaları için.

Trafodan çıkış voltajını ayarlamak için IC 555 potu kullanabilir ve 220V'a ayarlayabilirsiniz. hatırla transformatör, akü voltajından daha düşük derecelendirilmelidir çıkışta optimum voltaj elde etmek için. Bataryanız 24V ise 18-0-18V trafo kullanabilirsiniz.

Parça listesi

IC SG3525 Devresi
aksi belirtilmedikçe tüm dirençler 1/4 watt% 5 CFR
10.000 - 6nos
150 bin - 1 hayır
470 ohm - 1 hayır
ön ayarlar 22K - 1no
önceden ayarlanmış 47K - 1no
Kapasitörler
0.1uF Seramik - 1no
IC = SG3525
Mosfet / BJT Sahnesi
Tüm mosfetler - IRF540 veya herhangi bir eşdeğer Kapı dirençleri - 10 Ohm 1/4 watt (önerilir)
Tüm NPN BJT'ler = BC547
Tüm PNP BJT'leri = BC557
Baz Dirençlerin tümü 10K - 4nos'dur
IC 555 PWM Sahnesi
1K = 1no 100K pot - 1no
1N4148 Diyot = 2nos
Kapasitörler 0.1uF Seramik - 1no
10nF Seramik - 1no
Çeşitli IC 7812 - 1 no
Akü - 12V 0r 24V 100AH ​​Transformatör spesifikasyonlara göre.

Daha Basit Bir Alternatif