D Sınıfı Sinüs İnvertör Devresi

Küçük bir sinüs dalgası giriş frekansını eşdeğer sinüs PWM'lere dönüştürerek D sınıfı amplifikatör işlevlerini kullanan bir sinüs dalgası invertörü, sonunda bir H köprüsü BJT sürücüsü DC akü kaynağından şebeke sinüs dalgası AC çıkışı oluşturmak için.

D Sınıfı Amplifikatör nedir

Bir çalışma prensibi D sınıfı amplifikatör aslında basit ama son derece etkilidir. Bir osilatörden gelen bir ses sinyali veya sinüzoidal dalga formu gibi bir giriş analog sinyali, SPWM olarak da adlandırılan eşdeğer PWM'lere bölünür.

Bu sinüs eşdeğeri PWM'ler veya SPWM s, bunların yüksek akımla yükseltildiği ve bir yükseltici transformatörün primerine uygulandığı bir güç BJT aşamasına beslenir.

Transformatör son olarak sinüs eşdeğeri SPWM'yi, dalga biçimi osilatörden gelen giriş sinüs dalgası sinyaline tam olarak uygun olan 220V veya 120V sinüs dalgasına AC dönüştürür.

D Sınıfı İnvertörün Avantajları

D sınıfı bir invertörün temel avantajı, oldukça düşük bir maliyetle yüksek verimliliğidir (neredeyse% 100).

D Sınıfı amplifikatörler Kurulumu ve kurulumu kolaydır, bu da kullanıcının verimli, yüksek güçlü sinüs dalgası invertörlerini birçok teknik sorun olmadan hızlı bir şekilde üretmesini sağlar.

BJT'lerin PWM'lerle çalışması gerektiğinden, daha soğuk ve daha verimli olmalarına ve bu da onların daha küçük soğutucularla çalışmasına olanak tanır.

Pratik Bir Tasarım

Pratik bir D sınıfı inverter devre tasarımı aşağıdaki diyagramda görülebilir:

IC 74HC4066, IC 4066 ile değiştirilebilir, bu durumda ayrı 5V gerekli olmayacaktır ve tüm devre için ortak bir 12V kullanılabilir.

Pwm D sınıfı inverterin çalışması oldukça basittir. Sinüs dalgası sinyali, ES1 --- ES4 elektronik anahtarlarını sürmek için op amp A1 aşaması tarafından yeterli seviyelere yükseltilir.

Elektronik anahtarlar ES1 --- ES4 açılır ve kapanır ve dönüşümlü olarak T1 --- T4 transistörlerinin tabanları boyunca dikdörtgen darbelerin üretilmesine neden olur.

PWM veya darbelerin genişliği, güç transistörlerine ve transformatöre beslenen sinüs eşdeğeri PWM'lerle sonuçlanan giriş sinüs sinyali tarafından modüle edilir ve sonuçta transformatörün sekonder çıkışında amaçlanan 220V veya 120V sinüs dalgası şebeke AC'sini üretir. .

ES1 --- ES4 çıkışlarından üretilen dikdörtgen bir sinyalin görev faktörü, yükseltilmiş giriş sinüs dalgası sinyalinin genliği tarafından modüle edilir ve bu, sinüs dalgası RMS ile orantılı bir çıkış anahtarlama SPWM sinyaline neden olur. Bu nedenle, çıkış darbesinin açık olduğu süre, giriş sinüs sinyalinin anlık genliğine uygundur.

Açılma ve kapanma süresinin anahtarlama dönemi aralığı birlikte sabit olacak frekansı belirler.

Sonuç olarak, bir giriş sinyalinin yokluğunda tek tip boyutlu dikdörtgen bir sinyal (kare dalga) oluşturulur.

Transformatörün çıkışında oldukça iyi sinüs dalgası elde etmenin bir yolu olarak, ES1'den gelen dikdörtgen dalganın frekansı, giriş sinüs sinyalindeki en yüksek frekansın en az iki katı kadar yüksek olmalıdır.

Amplifikatör olarak Elektronik Anahtarlar

Standart çalışma PWM amplifikatörü ES1 --- ES4 çevresinde yapılan 4 elektronik anahtar tarafından gerçekleştirilir. Sıfır seviyedeki op amp girişinin girişinin, C7 üzerindeki voltaj ES1'i açmak için yeterli seviyeye ulaşıncaya kadar, kapasitör C7'nin R8 üzerinden şarj olmasına neden olduğunu varsayarsak.

ES1 şimdi kapanır ve seviyesi ES1'in AÇIK seviyesinin altına düşene kadar C7'yi boşaltmaya başlar. ES1 şimdi KAPALI konuma geçer ve C7 şarjını tekrar başlatır ve döngü, C7 ve R8 değerleri tarafından belirlendiği üzere 50 kHz hızında hızla AÇIK / KAPALI hale gelir.

Şimdi, op amp girişinde bir sinüs dalgasının varlığını düşünürsek, C7'nin şarj döngüsünde etkili bir şekilde zorlanan bir değişime neden olur ve ES1 çıkışı PWM anahtarlamasının yükselme ve düşme sırasına göre modüle edilmesine neden olur sinüs dalgası sinyali.

ES1'in çıkış dikdörtgen dalgaları artık görev faktörü giriş sinüs sinyaline göre değişen SPWM üretir.

Bu, bir sinüs dalgası eşdeğeri SPWM'nin dönüşümlü olarak T1 --- T4 köprüsü boyunca anahtarlanmasına neden olur ve bu da, transformatörün ikincil kablolarından gerekli AC şebekesini üretmek için transformatörü birincil olarak değiştirir.

İkincil AC voltajı, birincil SPWM anahtarlamasına uygun olarak oluşturulduğundan, ortaya çıkan AC, giriş sinüs sinyalinin tamamen eşdeğer bir AC sinüs dalgasıdır.

Sinüs dalgası Osilatörü

Yukarıda tartışıldığı gibi, D sınıfı dönüştürücü amplifikatör, bir sinüs dalgası üreteç devresinden bir sinüs dalgası sinyal girişine ihtiyaç duyacaktır.

Aşağıdaki görüntü, PWM invertör ile etkin bir şekilde entegre edilebilen çok basit bir tek transistörlü sinüs dalgası üreteci devresini göstermektedir.

Yukarıdakilerin sıklığı sinüs dalgası üreteci 250 Hz civarındadır, ancak bunun 50 Hz civarında olmasına ihtiyacımız olacak, bu da C1 --- C3 ve R3, R4 değerlerini uygun şekilde değiştirerek değiştirilebilir.

Frekans ayarlandıktan sonra, bu devrenin çıkışı, invertör kartının C1, C2 girişine bağlanabilir.

PCB Tasarımı ve Trafo Kablolaması

Parça listesi

Transformatör: 0-9V / 220V akım, transistörlerin watt değerine ve pil Ah değerine bağlı olacaktır.

Özellikler:

Önerilen D sınıfı PWM invertör, 10 watt'lık küçük bir test örneği prototipidir. 10 watt'lık düşük çıkış, T1 --- T4 için düşük güçlü transistör kullanımından kaynaklanmaktadır.

Güç çıkışı, transistörlerin TIP147 / TIP142 tamamlayıcı çiftlerle değiştirilmesiyle kolayca 100 watt'a yükseltilebilir.

12V ile 24V arasında herhangi bir yerde transistörler için daha yüksek BUS DC hattı kullanarak daha da yüksek seviyelere yükseltilebilir.