Keşfedilen 7 Modifiye Sinüs İnvertör Devresi - 100W - 3kVA

Kare dalga AC çıkışlı bir invertör, ham sinüs dalgası AC çıkışı oluşturmak için değiştirildiğinde, buna modifiye edilmiş sinüs dalgası invertörü denir.

Aşağıdaki makale, yapım prosedürü, devre şeması, dalga formu çıkışı ve ayrıntılı parça listeleri ile ilgili kapsamlı açıklamalarla birlikte 7 ilginç modifiye sinüs dalgası invertör tasarımını sunmaktadır. Tasarımlar, mühendisler ve öğrenciler tarafından deneysel projeler öğrenmek ve inşa etmek için tasarlanmıştır.

Burada mütevazı bir 100 watt'tan devasa bir 3 Kva güç çıkışı modeline kadar değişen farklı modifiye tasarım çeşitlerini tartışıyoruz.

Değiştirilmiş İnvertörler Nasıl Çalışır?

Elektronikte yeni olan insanlar, kare dalga ile modifiye edilmiş kare dalga invertör arasındaki fark konusunda biraz kafa karıştırabilir. Aşağıdaki kısa açıklamayla anlaşılabilir:

Hepimizin bildiği gibi, bir invertör her zaman yerel AC hat voltajımıza benzer bir alternatif akım (AC) üretecektir, böylece elektrik kesintileri sırasında onun yerini alabilir. Basit bir deyişle bir AC, temelde belirli bir büyüklükteki voltajın yükselmesi ve düşmesidir.

Bununla birlikte, ideal olarak bu AC'nin aşağıda gösterildiği gibi bir sinüs dalgasına olabildiğince yakın olması beklenir:

Sinüs dalga formu ve Kare Dalga Formu arasındaki Temel Fark

Bu voltaj yükselmesi ve düşüşü, belirli bir oranda, yani frekansı olarak bilinen saniyede belirli bir sayıda gerçekleşir. Örneğin 50 Hz AC, belirli bir voltajın bir saniyede 50 döngü veya 50 yukarı ve aşağı olması anlamına gelir.

Normal evsel şebeke çıkışımızda bulunan bir AC sinüs dalgasında, voltajın yukarıdaki yükselmesi ve düşüşü sinüzoidal bir eğri şeklindedir, yani modeli zamanla kademeli olarak değişir ve bu nedenle ani veya ani değildir. AC dalga biçimindeki bu tür yumuşak geçişler çok uygun hale gelir ve TV'ler, müzik sistemleri, Buzdolapları, motorlar vb. Gibi birçok yaygın elektronik cihaz için önerilen bir besleme türü.

Bununla birlikte, bir kare dalga modelinde voltaj iniş ve çıkışları anlık ve anidir. Potansiyelin bu tür ani yükselişi ve düşüşü, her dalganın kenarlarında keskin sivri uçlar yaratır ve bu nedenle, karmaşık elektronik cihazlar için çok istenmeyen ve uygunsuz hale gelir. Bu nedenle, bunları bir Kare dokuma invertör beslemesi ile çalıştırmak her zaman tehlikelidir.

Değiştirilmiş Dalga Formu

Yukarıda gösterildiği gibi değiştirilmiş bir kare dalga tasarımında, kare dalga biçimi şekli temelde aynı kalır, ancak dalga biçiminin her bölümünün boyutu uygun şekilde boyutlandırılır, böylece ortalama değeri bir AC dalga biçiminin ortalama değeriyle yakından eşleşir.

Gördüğünüz gibi, her kare blok arasında orantılı miktarda boşluk veya boş alan vardır, bu boşluklar sonuçta bu kare dalgaları sinüs dalgası benzeri çıktıya dönüştürmeye yardımcı olur (kabaca da olsa).

Ve bu boyutlandırılmış kare dalgaları sinüs dalgası benzeri özelliklere ayarlamaktan ne sorumlu? Aşağıda gösterildiği gibi, kare dalga blokları arasındaki 'ölü zaman' geçişlerini sinüs dalgası görünümlü dalgalara etkili bir şekilde oyan, transformatörün manyetik indüksiyonunun doğal özelliğidir:

Aşağıda açıklanan 7 tasarımın tamamında bu teoriyi uygulamaya çalışıyoruz ve kare dalgaların RMS değerinin 330V zirvelerini 220V modifiye edilmiş RMS'ye bölerek uygun şekilde kontrol edilmesini sağlıyoruz. Aynısı, 160 tepe noktasını keserek 120V AC için de uygulanabilir.

Kolay Formüller ile Nasıl Hesaplanır

Yukarıdaki değiştirilmiş dalga biçimini, bir sinüs dalgasının neredeyse ideal bir kopyasına neden olacak şekilde nasıl hesaplayacağınızı öğrenmekle ilgileniyorsanız, eğitimin tamamı için lütfen aşağıdaki gönderiye bakın:

Değiştirilmiş Kare Dalga RMS Sinüs Eşdeğer Değerini Hesaplayın

Tasarım 1: IC 4017 Kullanımı

Oldukça basit olan ve a kullanan ilk değiştirilmiş invertör tasarımını inceleyelim. tek IC 4017 gerekli değiştirilmiş dalga formunu işlemek için.

Modifiye edilmiş sinüs dalgası güç çevirici devresi oluşturmak için kolay arıyorsanız, o zaman belki aşağıdaki konsept sizi ilgilendirecektir. Şaşırtıcı görünüyor basit ve düşük maliyetli diğer daha karmaşık sinüs dalgası muadilleri ile büyük ölçüde karşılaştırılabilir bir çıktı ile.

Pim # 14'e bir saat girişi uygulandığında, IC'nin 10 çıkış pini aracılığıyla bir kayan döngü mantığı yüksek darbeler ürettiğini biliyoruz.

Devre şemasına baktığımızda, IC'nin her bir alternatif çıkış darbesinden sonra iletecekleri şekilde çıkış transistörlerinin tabanını beslemek için IC'nin pin çıkışlarının sonlandırıldığını görüyoruz.

Bunun nedeni, transistörlerin tabanlarının alternatif olarak IC pin çıkışlarına bağlanması ve ara pin çıkışı bağlantılarının ortadan kaldırılması veya açık tutulmasıdır.

Transistörün toplayıcısına bağlanan transformatör sargıları, alternatif transistör anahtarlamasına yanıt verir ve tam olarak diyagramda gösterildiği gibi bir dalga biçimine sahip olan çıkışında yükseltilmiş bir AC üretir.

Bu Modifiye edilmiş sinüs dalgalı güç invertörünün çıkışı, saf sinüs dalgalı invertörün çıkışı ile oldukça karşılaştırılabilir olmasa da, kesinlikle sıradan bir kare dalgalı invertörün çıkışından çok daha iyi olacaktır. Dahası, fikri oluşturmak çok kolay ve ucuzdur.

UYARI: LÜTFEN TIP35 TRANSİSTÖRÜN KOLLEKTÖR YAYICI ARASINDAKİ KORUMA DİYOTLARINI BAĞLAYIN (KATODU KOLLEKTÖRE, ANOT YAYICIYA)

GÜNCELLEME: Sunulan Hesaplamalara göre Bu makale IC 4017 çıkış pinleri, etkileyici görünümlü modifiye edilmiş bir sinüs dalgası invertörü elde etmek için ideal olarak yapılandırılabilir.

Değiştirilen resme aşağıda tanık olunabilir:

UYARI: LÜTFEN TIP35 TRANSİSTÖRÜN KOLLEKTÖR YAYICI ARASINDAKİ KORUMA DİYOTLARINI BAĞLAYIN (KATODU KOLLEKTÖRE, ANOT YAYICIYA)

Video Demosu:

Minimum Özellikler

• Giriş: Kurşun Asit Aküden 12V, örneğin 12V 7Ah akü
• Çıkış: Transformatör değerine bağlı olarak 220V veya 120V
• Dalga formu: Modifiye edilmiş sinüs dalgası

Bu blogun sadık izleyicilerinden biri olan Bayan Sarah'dan geri bildirim

Merhaba Swagatam,

IC2 direncinin R4 ve R5 çıkışından elde ettiğim şey buydu. Daha önce söylediğim gibi iki kutuplu bir dalgaya sahip olmayı bekliyordum. Biri olumlu, diğeri olumsuz. bir ac dalga döngüsünü simüle etmek için. Umarım bu resim yardımcı olur. İleriye doğru bir yola ihtiyacım var lütfen.

Teşekkürler

Cevabım:

Merhaba Sarah,

IC çıkışları, bu çıkışlardan gelen sinyaller aynı N tipi transistörler için tasarlandığından ve tek bir kaynaktan geldiğinden bipolar dalgaları göstermeyecektir ... bir itme ile yapılandırıldığı için çıkışında bipolar dalgayı oluşturmaktan sorumlu olan transformatördür. -bir merkez musluğu kullanarak çekme topolojisi .... böylece R4 ve R5'te gördüğünüz şey doğru dalga biçimidir. Dalga biçiminin bipolar yapısını doğrulamak için lütfen transformatörün çıkışındaki dalga biçimini kontrol edin.

Tasarım 2: NOT Kapılarını Kullanma

Listedeki bu ikinci benim de tasarladığım eşsiz bir modifiye sinüs dalgası invertörü konseptidir. Osilatör aşaması ve çıkış aşamasıyla birlikte tüm ünite, evdeki herhangi bir elektronik meraklısı tarafından kolayca inşa edilebilir. Mevcut tasarım, 500 VA çıkış yükünü kolaylıkla destekleyebilecektir.

İşleyişini ayrıntılı olarak anlamaya çalışalım:

Osilatör Aşaması:

Yukarıdaki devre şemasına baktığımızda, hem osilatör hem de PWM optimizasyon özelliğini içeren akıllı bir devre tasarımı görüyoruz.

Burada, N1 ve N2 kapıları, öncelikle çıkışında mükemmel bir şekilde tekdüze kare dalga darbeleri üreten bir osilatör olarak bağlanmıştır. Frekans, ilgili 100K ve 0.01 uF kapasitörün değerleri ayarlanarak ayarlanır. Bu tasarımda 50 Hz civarında sabitlenmiştir. Değerler, 60 Hz çıkış elde etmek için uygun şekilde değiştirilebilir.

Osilatörden gelen çıktı, dört paralel ve dönüşümlü olarak düzenlenmiş NOT kapısından oluşan tampon aşamasına beslenir. Tamponlar, mükemmel darbeleri sürdürmek ve bozulmayı önlemek için kullanılır.

Tampondan gelen çıktı, iki yüksek güçlü darlington transistörün alınan darbeleri yükseltme sorumluluğunu üstlendiği sürücü aşamalarına uygulanır, böylece sonunda bu 500 VA invertör tasarımının çıkış aşamasına beslenebilir.

Bu noktaya kadar frekans sadece sıradan bir kare dalgadır. Ancak IC 555 aşamasının tanıtımı senaryoyu tamamen değiştirir.

IC 555 ve ilgili bileşenleri, basit bir PWM üreteci olarak yapılandırılmıştır. PWM'nin mark-space oranı 100K potun yardımıyla ayrı ayrı ayarlanabilir.

PWM çıkışı, bir diyot aracılığıyla osilatör aşamasının çıkışına entegre edilmiştir. Bu düzenleme, üretilen kare dalga darbelerinin PWM darbelerinin ayarına göre parçalara ayrılmasını veya kesilmesini sağlar.

Bu, kare dalga darbelerinin toplam RMS değerini azaltmaya ve bunları sinüs dalgası RMS değerine mümkün olduğunca yakın optimize etmeye yardımcı olur.

Sürücü transistörlerinin tabanlarında üretilen darbeler böylece teknik olarak sinüs dalgası formlarına benzemek için mükemmel bir şekilde değiştirilir.

Çıktı Aşaması:

Çıkış aşaması, tasarımında oldukça basittir. Transformatörün iki sargısı, güç transistörlerinin kümelerinden oluşan iki ayrı kanala yapılandırılmıştır.

Her iki uzuvdaki güç transistörleri, istenen 500 watt gücü üretecek şekilde sargı boyunca toplam akımı artırmak için paralel olarak düzenlenir.

Bununla birlikte, paralel bağlantılarla termal kaçak durumlarını sınırlamak için, transistörler, yayıcılarında düşük değerli, yüksek watt tel sargılı bir dirençle bağlanır. Bu, herhangi bir transistörün aşırı yüklenmesini ve yukarıdaki duruma düşmesini engeller.

Montajın temelleri, önceki bölümde tartışılan sürücü aşamasına entegre edilmiştir.

Batarya, merkezi musluğa ve transformatörün topraklamasına ve ayrıca devredeki ilgili noktalara bağlanır.

Gücü AÇMA, sürücüyü derhal başlatır ve çıkışında 500 VA'ya kadar herhangi bir yük ile kullanılmaya hazır, zengin modifiye edilmiş sinüs dalgası AC sağlar.

Bileşen detayları diyagramın kendisinde verilmiştir.

Yukarıdaki tasarım, sürücü transistörlerinin basitçe birkaç mosfet ile değiştirilmesiyle 500 watt PWM kontrollü mosfet sinüs dalgalı invertöre dönüştürülebilir. Aşağıda gösterilen tasarım yaklaşık 150 watt güç sağlayacaktır, 500 watt elde etmek için mevcut iki mosfet ile paralel olarak daha fazla sayıda mosfetin bağlanması gerekebilir.

Tasarım # 3: Değiştirilmiş Sonuçlar için 4093 IC kullanma

Aşağıda sunulan PWM kontrollü modifiye sinüs dalgası invertör devresi 3. yarışmacımızdır, belirtilen işlevler için sadece tek bir 4093 kullanır.

IC, ikisi osilatör olarak bağlanırken diğer ikisi tampon olarak bağlanan dört NAND geçidinden oluşur.

Osilatörler, osilatörlerden birinin yüksek frekansı diğerinin çıkışı ile etkileşime girecek ve RMS değeri normal sinüs dalga formlarına uyacak şekilde iyi optimize edilebilen kesik kare dalgalar oluşturacak şekilde entegre edilmiştir. İnvertör tasarımları her zaman kolay değildir. Anlayın veya oluşturun, özellikle modifiye edilmiş sinüs dalgası türleri kadar karmaşık olduğunda. Bununla birlikte, burada tartışılan konsept, gerekli tüm komplikasyonları ele almak için sadece tek bir IC 4093 kullanır. İnşa etmenin ne kadar basit olduğunu öğrenelim.

Bu 200 Watt'lık İnvertör Devresini Oluşturmak için Sebep Olacağınız Parçalar

Tüm Dirençler, aksi belirtilmedikçe 1/4 watt,% 5'tir.

• R1 = 50 Hz için 1 M ve 60 Hz için 830 K
• 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, Seramik Disk,
• C3 = 0.1, disk seramik
• T1, T4 = İPUCU 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Transformatör = 12-0 - 12 volt, isteğe göre 2 ila 20 Amper akım, ülke özelliklerine göre çıkış voltajı 120 veya 230 volt olabilir.
• Batarya = 12 volt, arabalarda kullanıldığı gibi tipik olarak 32 AH tipi önerilir.

Devre Çalışması

200 watt'lık bir modifiye edilmiş sinüs dalgalı invertörün önerilen tasarımı, modifiye edilmiş çıkışını, temel kare dalga darbelerini, dikdörtgen darbelerin daha küçük bölümlerine ayrı ayrı 'keserek' elde eder. İşlev, genellikle IC 555 ile ilişkilendirilen bir PWM kontrolüne benzer.

Ancak burada görev döngüleri ayrı ayrı değiştirilemez ve mevcut varyasyon aralığı boyunca eşit tutulur. Sınırlama, PWM işlevini çok fazla etkilemez, çünkü burada yalnızca çıktının RMS değerini, mevcut konfigürasyon aracılığıyla tatmin edici şekilde yürütülen sinüs dalgası sayacına yakın tutmakla ilgileniyoruz.

Devre şemasına bakarsak, tüm elektroniğin tek bir aktif parça - IC 4093 - etrafında dolaştığını görebiliriz.

Dört ayrı NAND Schmitt kapısından oluşur, hepsi gerekli işlevler için devreye alınmıştır.

N1, R1, R2 ve C1 ile birlikte klasik bir CMOS Schmitt trgger tipi osilatör oluşturur; burada geçit tipik olarak bir inverter veya bir NOT geçidi olarak yapılandırılır.

Bu osilatör aşamasından üretilen darbeler, devrenin temel sürüş darbelerini oluşturan kare dalgalardır. N3 ve N4, tampon olarak bağlanmıştır ve çıkış cihazlarını birlikte çalıştırmak için kullanılır.

Ancak bunlar sıradan kare dalga darbeleridir ve sistemin değiştirilmiş versiyonunu oluşturmazlar.

Yukarıdaki darbeleri yalnızca invertörümüzü çalıştırmak için kolayca kullanabiliriz, ancak sonuç, karmaşık elektronik cihazları çalıştırmak için uygun olmayan sıradan bir kare dalga invertörü olacaktır.

Bunun arkasındaki sebep, kare dalgaların, özellikle RMS değerleri söz konusu olduğunda sinüs dalga formlarından büyük ölçüde farklı olabilmesidir.

Bu nedenle fikir, oluşturulan kare dalga formlarını değiştirmektir, böylece RMS değeri sinüs dalga formuyla yakından eşleşir. Bunu yapmak için, bazı dış müdahalelerle ayrı kare dalga formlarını boyutlandırmamız gerekir.

N2'yi içeren bölüm, diğer ilişkili kısımlar C2, R4 ve VR1 ile birlikte, N1 gibi başka bir benzer osilatörü oluşturur. Ancak bu osilatör, uzun dikdörtgen şekilli daha yüksek frekanslar üretir.

N2'den gelen dikdörtgen çıktı, N3'ün temel giriş kaynağına beslenir. Pozitif puls dizileri, N2'den pozitif çıktıları bloke eden D1'in varlığından dolayı kaynak giriş pulsları üzerinde hiçbir etkiye sahip değildir.

Bununla birlikte, negatif darbelere D1 tarafından izin verilir ve bunlar, VR1 tarafından ayarlanan osilatörün frekansına bağlı olarak düzenli aralıklarla içlerinde bir tür dikdörtgen çentik oluşturarak temel kaynak frekansının ilgili bölümlerini etkili bir şekilde batırır.

Bu çentikler veya daha doğrusu N2'den gelen dikdörtgen darbeler, VR1 ayarlanarak arzu edildiği gibi optimize edilebilir.

Yukarıdaki işlem, temel kare dalgayı N1'den ayrı dar bölümlere ayırarak dalga formlarının ortalama RMS'sini düşürür. Ayarın bir RMS ölçer yardımıyla yapılması tavsiye edilir.

Çıkış cihazları, bu boyutlandırılmış darbelere yanıt olarak ilgili transformatör sargılarını anahtarlar ve çıkış sargısında karşılık gelen yüksek voltaj anahtarlamalı dalga formlarını üretir.

Sonuç, sinüs dalgası kalitesine oldukça eşdeğer olan ve her türlü ev tipi elektrikli ekipmanı çalıştırmak için güvenli olan bir voltajdır.

İnvertör gücü 200 watt'tan 500 watt'a veya istenildiği gibi ilgili noktalara paralel olarak daha fazla T1, T2, R5, R6 ve T3, T4, R7, R8 eklenerek artırılabilir.

İnvertörün Göze Çarpan Özellikleri

Devre gerçekten verimlidir ve ayrıca, kendi açısından olağanüstü kılan değiştirilmiş bir sinüs dalgası versiyonudur.

Devre, çok sıradan, tedarik edilmesi kolay bileşen türlerini kullanır ve ayrıca yapımı çok ucuzdur.

Kare dalgaların sinüs dalgalarına dönüştürülmesi işlemi, tek bir potansiyometreyi veya daha doğrusu bir ön ayarı değiştirerek yapılabilir, bu da işlemleri oldukça basit hale getirir.

Konsept çok basittir ancak paralel olarak birkaç daha fazla çıkış cihazı ekleyerek ve bataryayı ve transformatörü ilgili boyutlarla değiştirerek kendi ihtiyaçlarına göre optimize edilebilen yüksek güç çıkışları sunar.

Tasarım # 4: Tam Transistör Tabanlı Modifiye Sinüs Dalgası

Önerilen uygulamalar için sadece sıradan transistörleri içeren bu makalede, modifiye edilmiş bir sinüs dalgası invertörünün çok ilginç bir devresi tartışılmaktadır.

Transistörlerin kullanılması, tipik olarak devrenin anlaşılmasını kolaylaştırır ve yeni elektronik meraklıları için daha kolay hale getirir. Devreye bir PWM kontrolünün dahil edilmesi, invertör çıkışında sofistike cihazların operasyonları söz konusu olduğunda tasarımı çok verimli ve arzu edilir hale getirir. Devre şeması, tüm devrenin nasıl yerleştirildiğini gösterir. Sadece transistörlerin dahil olduğunu açıkça görebiliriz ve yine de devrenin, gerekli modifiye edilmiş sinüs dalga formlarını veya daha kesin olarak modifiye edilmiş kare dalgaları oluşturmak için iyi boyutlandırılmış PWM kontrollü dalga formu üretmek için yapılabileceğini açıkça görebiliriz.

Aşağıdaki noktaların yardımıyla devreyi inceleyerek tüm kavram anlaşılabilir:

Osilatörler kadar kararlı

Temel olarak, standart kararsız multivibratör konfigürasyonuna bağlanan iki özdeş aşamaya tanık olabiliriz.

Doğası gereği kararsız olan konfigürasyonlar, özellikle ilgili çıktılarında serbest hareket eden darbeler veya kare dalga üretmek için tasarlanmıştır.

Ancak üst AMV kademesi, çıkışta istenen AC şebeke gücünü elde etmek için transformatörü çalıştırmak ve gerekli invertör eylemleri için kullanılan normal 50 Hz (veya 60 Hz) kare dalgaları oluşturmak için konumlandırılmıştır.

Bu nedenle, üst aşama hakkında çok ciddi veya ilginç hiçbir şey yoktur, tipik olarak T2, T3'ten oluşan merkezi bir AMV aşamasından oluşur, daha sonra T4, T5 transistörlerinden oluşan sürücü aşaması ve son olarak T1 ve T6'dan oluşan alıcı çıkış aşamaları gelir.

Çıktı Aşaması Nasıl Çalışır?

Çıkış aşaması, trafoyu, istenen invertör eylemleri için akü gücüyle çalıştırır.

Yukarıdaki aşama, yalnızca amaçlanan normal ters çevirme eylemleri için zorunlu olarak gerekli olan kare dalga darbelerinin üretilmesinden sorumludur.

PWM Chopper AMV Aşaması

Alt yarıdaki devre, üst AMV'yi PWM ayarlarına göre değiştirerek sinüs dalgası modifikasyonlarını gerçekte yapan bölümdür.

Kesin olarak, üst AMV aşamasının darbe şekli, alt AMV devresi tarafından kontrol edilir ve kare dalga modifikasyonunu, üst AMV'den temel kare çevirici kare dalgaları ayrı bölümlere bölerek uygular.

Yukarıdaki doğrama veya boyutlandırma, ön ayarlı R12 ayarıyla yürütülür ve tanımlanır.

R12, daha düşük AMV tarafından üretilen darbelerin işaret alanı oranını ayarlamak için kullanılır.

Bu PWM darbelerine göre, üst AMV'den gelen temel kare dalga, bölümlere bölünür ve oluşturulan dalga biçiminin ortalama RMS değeri, standart bir sinüs dalga biçimine mümkün olduğunca yakın optimize edilir.

Devre ile ilgili geri kalan açıklama oldukça sıradan ve normal olarak ters çevrilirken kullanılan standart uygulama takip edilerek yapılabilir veya bu nedenle ilgili bilgilerin elde edilmesi için ilgili diğer makaleme başvurulabilir.

Parça listesi

• R1, R8 = 15 Ohm, 10 WATT,
• R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
• R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ WATTS,
• R4, R5 = 39K
• R10, R11 = 10K,
• R12 = 10K ÖN AYAR,
• C1 ----- C4 = 0.33Uf,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = TIP 127
• T1, T6 = BDY29
• TRANSFORMATÖR = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 UYGUN SOĞUTUCU ÜZERİNE MONTE EDİLMELİDİR.
• AKÜ = 12V, 30AH

Tasarım # 5: Dijital Modifiye İnvertör Devresi

Klasik bir modifiye invertörün bu 5. tasarımı, benim tarafımdan geliştirilen başka bir tasarımdır, ancak modifiye edilmiş bir sinüs dalgası olmasına rağmen, dijital sinüs dalgası inverter devresi olarak da adlandırılabilir.

Konsept yine mosfet tabanlı güçlü bir ses amplifikatörü tasarımından esinlenmiştir.

Ana güç amplifikatörü tasarımına baktığımızda, temelde bir inverter uygulaması için değiştirilmiş 250 watt'lık güçlü bir ses amplifikatörü olduğunu görebiliriz.

İlgili tüm aşamalar aslında 20 ila 100 kHz'lik bir frekans yanıtı sağlamak içindir, ancak burada bu kadar yüksek derecede frekans yanıtına ihtiyacımız olmayacak, devreye herhangi bir zarar vermeyeceği için aşamalardan hiçbirini ortadan kaldırmadım. .

BC556 transistörlerinden oluşan ilk aşama diferansiyel amplifikatör aşaması, ardından BD140 / BD139 transistörlerinden oluşan iyi dengelenmiş sürücü aşaması ve son olarak da güçlü mosfetlerden oluşan çıkış aşaması.

Mosfetlerden gelen çıkış, gerekli inverter işlemleri için bir güç transformatörüne bağlanır.

Bu, güç amplifikatörü aşamasını tamamlar, ancak bu aşama, önerilen dijital sinüs dalgası invertör devre tasarımını oluşturmaya nihayetinde yardımcı olacak bir PWM girişi yerine iyi boyutlandırılmış bir giriş gerektirir.

Osilatör Aşaması

Bir sonraki DEVRE ŞEMASI, ayarlanabilir PWM kontrollü çıkışlar sağlamak için uygun şekilde optimize edilmiş basit bir osilatör aşamasını gösterir.

IC 4017, devrenin ana parçası haline gelir ve standart bir AC sinyalinin RMS değeriyle çok yakından eşleşen kare dalgalar üretir.

Bununla birlikte, hassas ayarlamalar için, IC 4017'den gelen çıktı, birkaç 1N4148 diyot kullanılarak ayrı voltaj ayarlama seviyesi özelliği ile sağlanmıştır.

Çıkıştaki diyotlardan biri, nihayetinde transformatör çıkışının RMS seviyesinin ayarlanmasına yardımcı olacak olan çıkış sinyalinin genliğini azaltmak için seçilebilir.

Gereksinimlere göre 50Hz veya 60Hz olarak ayarlanması gereken saat frekansı, IC 4093'ten tek bir kapı tarafından üretilir.

P1, yukarıdaki gerekli frekansı üretmek için ayarlanabilir.

48-0-48 volt almak için 4 numara kullanın. Son şekilde gösterildiği gibi seri olarak 24V / 2AH piller.

Güç Çevirici Devresi

Sinüs Dalgası Eşdeğer Osilatör Devresi

Aşağıdaki şekil, osilatör aşamasının çıkışındaki diyot sayısının seçimine göre çeşitli dalga formu çıkışlarını göstermektedir, dalga formları, güç çevirici devresini beslemek için dikkatlice seçilmesi gereken farklı ilgili RMS değerlerine sahip olabilir.

Yukarıdaki devreleri anlamakta sorun yaşıyorsanız, lütfen yorum yapmaktan ve sorgulamaktan çekinmeyin.

Tasarım # 6: sadece 3 IC 555 kullanarak

Aşağıdaki bölüm, tasarımın güvenilirliğini doğrulayan dalga formu görüntüleri ile 6. en iyi modifiye edilmiş sinüs dalgası invertör devresini tartışmaktadır. Konsept benim tarafımdan tasarlandı, dalga formu Bay Robin Peter tarafından onaylandı ve sunuldu.

Tartışılan konsept, daha önce yayınladığım yazıların birkaçında tasarlandı ve sunuldu: 300 watt sinüs dalgası invertör devresi ve 556 invertör devresi, ancak dalga formu benim tarafımdan onaylanmadığı için ilgili devreler tamamen kusursuz değildi. Şimdi test edildi, ve Bay Robin Peter tarafından doğrulanan dalga formu, prosedür, tasarımdaki gizli bir kusuru ortaya çıkardı ki bu da umarız burada çözüldü.

Bay Robin Peter ve benim aramdaki aşağıdaki e-posta konuşmasına bakalım.

Transistörsüz, daha basit modifiye edilmiş sinüs dalgası alternatif versiyonu IC555'i yaptım. Dirençlerin ve kapakların bazı değerlerini değiştirdim ve [D1 2v7, BC557, R3 470ohm] kullanmadım

Gerekli dalga formunu elde etmek için IC 4017'nin Pin2 & 7'sine katıldım. IC1, IC2'yi (2 görüntü) ve dolayısıyla IC3'ü (2 görüntü, minimum görev döngüsü ve maksimum D / C) saatleyen 200 hz% 90 görev döngüsü darbeleri (1 görüntü) üretir. Bunlar beklenen sonuçlar mı? değiştirebileceğiniz değiştirilmiş bir sinüs

RMS, saf sinüs değil

Saygılarımızla

Robin

Merhaba Robin,

Modifiye edilmiş sinüs dalgası devre şemanız doğru görünüyor, ancak dalga şekli değil, bence 4017'yi 200Hz'de sabitlenmiş frekansla saat için ayrı bir osilatör aşaması kullanmamız ve en üstteki 555 IC'nin frekansını birçok kHz'e yükseltmemiz gerekecek. sonra dalga formunu kontrol edin.

Merhaba Swagatam

Ortaya çıkan dalga formları ile birlikte önerdiğiniz değişikliklerle yeni bir devre şeması ekledim.PWM dalga formu hakkında ne düşünüyorsunuz, darbeler yere kadar inmiyor gibi görünüyor

seviyesi.

Saygılarımızla

Merhaba Robin,

Bu harika, tam olarak beklediğim gibi, bu da amaçlanan sonuçlar için orta IC 555 için ayrı bir kararsızlık kullanılması gerektiği anlamına geliyor .... bu arada, RMS ön ayarını değiştirdiniz ve dalga formlarını kontrol ettiniz mi, lütfen yaparak güncelleme yapın yani.

Yani şimdi çok daha iyi görünüyor ve mosfetleri bağlayarak inverter tasarımına devam edebilirsiniz.

.... diyot 0.6V düşmesi nedeniyle yere ulaşmıyor sanırım .... Çok teşekkürler

Aslında yukarıdaki gibi benzer sonuçlara sahip çok daha kolay bir devre, bu yayında tartışıldığı gibi oluşturulabilir: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Bay Robin'den Daha Fazla Güncelleme

Merhaba Swagatam

RMS ön ayarını değiştirdim ve işte ekli dalga biçimleri. 5 numaralı pime hangi üçgen dalga genliğini uygulayabileceğinizi ve pim 2 veya 7 gittiğinde + tepe noktasında olacak şekilde nasıl senkronize edeceğinizi sormak istiyorum. orta

saygılarımla Robin

İşte bazı daha iyi modifiye edilmiş sinüs dalga formu, belki adam daha kolay anlayacaktır. Bunları yayınlayıp yayınlamamak size kalmış.

Bu arada pin2'den 10k dirençten .47uf kapağa 10uf kapak aldım ve üçgen dalga şuna benziyordu (eklenmiş). Çok üçgen değil, 7v p-p.

4047 seçeneğini araştıracağım

şerefe Robin

Transformatör Şebeke Çıkışı (220V) boyunca Çıkış Dalga Formu Aşağıdaki resimler, transformatörün çıkış şebeke sargısı boyunca alınan çeşitli dalga formu görüntülerini gösterir.

Nezaket - Robin Peter

PWM yok, Yük yok

Yüklü PWM yok

PWM ile, yüksüz

PWM ile, yük ile

Yukarıdaki görüntü büyütülmüş

Yukarıdaki dalga biçimi görüntüleri biraz bozuk görünüyordu ve tam olarak sinüs dalgalarına benzemiyordu. Çıkışa 0,45 uF / 400 V kapasitör eklemek, aşağıdaki görüntülerden de görülebileceği gibi sonuçları büyük ölçüde iyileştirdi.

Yüksüz, PWM AÇIK iken, 0,45 uF / 400 v kondansatör eklendi

PWM ile, yük ile ve bir çıkış kapasitörüyle, bu gerçek bir sinüs dalgası biçimine çok benzer.

Yukarıdaki tüm doğrulama ve testler Bay Robin Peters tarafından yapılmıştır.

Bay Robin'den Daha Fazla Rapor

Tamam, dün gece biraz daha test ve deney yaptım ve batt voltajını 24v'ye yükseltirsem, görev / döngüyü artırdığımda sinüs dalgasının bozulmadığını fark ettim. (Tamam, güvenimi yeniden kazandım) 2200 uf kapağını ekledim c / tapp ve zemin arasında ancak bu çıkış dalga formunda bir fark yaratmadı.

D / C'yi artırdığımda, trafik gürültülü bir uğultu sesi çıkarıyor (sanki bir röle çok hızlı bir şekilde ileri geri titreşiyormuş gibi), IRFZ44N'ler yüksüz olsa bile çok çabuk ısınırken, gerçekleşen birkaç şeyi fark ettim. sistem üzerinde daha az stres var gibi görünüyor. Uğultu gürültüsü o kadar da kötü değil ve Z44n'ler çok ısınmıyor. [tabii ki sinüs dalgası yok}

Kapak, trafo çıkışı boyunca tek ayakla seri değildir. Anahtarlamalı bir güç kaynağından (3 farklı sargı) yuvarlak indüktörler aldım {sanırım bunlar toriodal}. Sonuç, çıkış dalgasında iyileşme olmadı (değişiklik yok),

Trafik çıkış voltajı da düştü.

Yukarıdaki modifiye edilmiş sinüs dalgası invertör devresi fikrine otomatik bir yük düzeltme özelliği ekleme:

Yukarıda gösterilen basit ad-on devre, inverter çıkışının otomatik voltaj düzeltmesini sağlamak için kullanılabilir.

Köprü boyunca beslenen voltaj düzeltilir ve NPN transistörünün tabanına uygulanır. Ön ayar, yük olmadığında çıkış voltajı belirtilen normal seviyeye ayarlanacak şekilde ayarlanır.

Daha kesin olmak gerekirse, transistörün KAPALI olduğunu söylemesi için başlangıçta yukarıdaki ön ayar zemin seviyesinde tutulmalıdır.

Daha sonra, PWM 555 IC'nin 5 numaralı pimindeki 10k RMS ön ayarı, transformatör çıkışında yaklaşık 300V üretecek şekilde ayarlanmalıdır.

Son olarak, yük düzeltme 220K ön ayarı, voltajı 230V civarında olabilecek şekilde düşürmek için yeniden düzenlenmelidir.

Bitti! Umarım yukarıdaki ayarlamalar, planlanan otomatik yük düzeltmeleri için devreyi kurmak için yeterli olacaktır.

Son tasarım şöyle görünebilir:

Filtre Devresi

Harmonikleri kontrol etmek ve daha temiz bir sinüs dalgası çıktısını geliştirmek için yukarıdaki inveterin çıkışında aşağıdaki filtre devresi kullanılabilir.

Daha Fazla Giriş:

Yukarıdaki tasarım, aynı zamanda bu blogun hevesli bir okuyucusu olan Bay Theofanakis tarafından incelendi ve daha da geliştirildi.

Osiloskop izi, transformatörün ana çıkışına bağlanan 10k direnç boyunca inverterin değiştirilmiş dalga şeklini gösterir.

Theofanakis invertörünün yukarıdaki modifiye invertör tasarımı, bu blogun hevesli takipçilerinden biri olan Bay Odon tarafından test edildi ve onaylandı. Odon tarafından yapılan aşağıdaki test görüntüleri, yukarıdaki inverter devresinin sinüs dalgası doğasını doğrulamaktadır.

Tasarım # 7: Ağır Hizmet 3Kva Modifiye İnvertör Tasarımı

Aşağıda açıklanan içerik, Bay Marcelin tarafından geleneksel mosfetler yerine sadece BJT'ler kullanılarak yapılan bir 3kva sinüs dalgası invertör devre prototipini araştırmaktadır. PWM kontrol devresi benim tarafımdan tasarlandı.

Önceki gönderilerimden birinde, Bay Marcelin ve ben tarafından ortaklaşa tasarlanan 555 saf sinüs dalgası eşdeğer invertör devresini tartıştık.

Devre Nasıl İnşa Edildi

Bu tasarımda yüksek akımları sürdürmek için güçlü kablolar kullandım, 70 mm2'lik bölümleri veya paralel olarak daha küçük bölümleri kullandım. 3 KVA trafo aslında katı ağırlığı 35 kg'dır. Boyutlar ve hacim benim için bir dezavantaj değil. Transformatöre eklenen fotoğraflar ve kurulum devam ediyor.

555 (SA 555) ve CD 4017'ye göre aşağıdaki montaj tamamlanmak üzere

Mosfetlerle ilk denememde, bu yılın başlarında, Vdss 40 volt olan IRL 1404 kullandım. Bence yetersiz voltaj. En az 250 volta eşit veya daha büyük Vdss içeren mosfetler kullanmak daha iyi olacaktır.

Bu yeni kurulumda, transformatör sargılarında iki diyot öngörüyorum.

Ayrıca soğutma için bir fan da olacaktır.

TIP 35, aşağıdaki gibi her kola 10'luk monte edilecektir:

Tam Prototip Görüntüleri

Tamamlanan 3 KVA İnvertör Devresi

3 kva modifiye sinüs dalgalı invertörün son devre tasarımı şu şekilde görünmelidir:

Parça listesi

Belirtilmediği sürece tüm dirençler 1/4 watt% 5'tir.

• 100 Ohm - 2nos (değer 100 ohm ile 1K arasında olabilir)
• 1K - 2nos
• 470 ohm - 1no (1K'ya kadar herhangi bir değer olabilir)
• 2K2 - 1nos (biraz daha yüksek değer de işe yarar)
• 180K ön ayar - 2nos (200K ile 330K arasındaki herhangi bir değer çalışacaktır)
• 10K ön ayar - 1no (daha iyi sonuç için lütfen 1k ön ayar yapın)
• 10 Ohm 5 watt - 29nos

Kapasitörler

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

Yarı iletkenler

• 2.7V zener diyot - 1no (4.7V'a kadar kullanılabilir)
• 1N4148 - 2nos
• 6A4 diyot - 2nos (trafonun yanında)
• IC NE555 - 3 adet
• IC 4017 - 1 hayır
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 adet

• Transformatör 9-0-9V 350 amper veya 48-0-48V / 60 amper
• Akü 12V / 3000 Ah veya 48V 600 Ah

48V besleme kullanılıyorsa, IC aşamaları için 12V'a ayarladığınızdan ve 48V'yi yalnızca transformatörün orta musluğuna beslediğinizden emin olun.

Transistörler Nasıl Korunur

Not: Transistörleri bir termal kaçaktan korumak için, tek tek kanalları ortak soğutucuların üzerine monte edin, yani üst transistör dizisi için uzun tek kanatlı bir soğutucu ve alt transistör dizisi için başka bir benzer tekli ortak soğutucu kullanın.

Mika izolasyonu, toplayıcılar bir araya getirildiği ve toplayıcı olan gövde, soğutma bloğunun kendisi aracılığıyla etkin bir şekilde bağlanacağı için neyse ki gerekli olmayacaktır. Bu aslında çok fazla çalışmayı kurtarır.

Maksimum güç verimliliği elde etmek için aşağıdaki çıkış aşaması tarafımdan tavsiye edilmektedir ve yukarıda açıklanan PWM ve 4017 kademeleri ile birlikte kullanılması gerekmektedir.

Devre şeması

Not: Tüm üst TIP36'yı daha büyük kanatlı ortak bir soğutucu üzerine monte edin, bunu uygularken mika izolatörü KULLANMAYIN.

Aynısı daha düşük TIP36 dizileri için de yapılmalıdır.

Ancak bu iki soğutucunun asla birbirine değmediğinden emin olun.

TIP142 transistörleri, ayrı ayrı büyük kanatlı duyu alıcılarına monte edilmelidir.