7 circuiti inverter a onda sinusoidale modificati esplorati - da 100 W a 3 kVA

Quando un inverter con uscita CA a onda quadra viene modificato per generare un'uscita CA sinusoidale grezza, viene chiamato inverter a onda sinusoidale modificata.

Il seguente articolo presenta 7 interessanti progetti di inverter a onda sinusoidale modificati con descrizioni esaustive riguardanti la procedura di costruzione, lo schema circuitale, l'uscita della forma d'onda e le liste dettagliate delle parti. I progetti sono destinati all'apprendimento e alla costruzione di progetti sperimentali da parte di ingegneri e studenti.

Qui discutiamo diverse varietà di design modificati che vanno da un modesto 100 watt a un enorme modello di potenza di 3 Kva.

Come funzionano gli inverter modificati

Le persone che non conoscono l'elettronica possono essere un po 'confuse riguardo alla differenza tra un'onda quadra e un inverter a onda quadra modificato. Può essere compreso attraverso la seguente breve spiegazione:

Come tutti sappiamo, un inverter genererà sempre una corrente alternata (CA) simile alla nostra tensione di linea CA domestica in modo che possa sostituirla durante le interruzioni di corrente. Un AC in parole semplici è fondamentalmente un aumento e una diminuzione della tensione di una particolare entità.

Tuttavia, idealmente questo AC dovrebbe essere il più vicino possibile a un'onda sinusoidale come mostrato di seguito:

Differenza di base tra forma d'onda sinusoidale e forma d'onda quadra

Questo aumento e diminuzione della tensione si verifica a una velocità particolare, ovvero un determinato numero di volte al secondo, noto come frequenza. Quindi, ad esempio, un AC a 50 Hz significa 50 cicli o 50 alti e bassi di una particolare tensione in un secondo.

In un'onda sinusoidale AC come si trova nella nostra normale presa di rete domestica, l'aumento e la caduta di tensione sopra indicati hanno la forma di una curva sinusoidale, ovvero il suo andamento varia gradualmente nel tempo e quindi non è improvviso o brusco. Tali transizioni fluide nella forma d'onda CA diventano molto adatte e un tipo di alimentazione consigliato per molti gadget elettronici comuni come TV, sistemi musicali, frigoriferi, motori ecc.

Tuttavia, in un modello ad onda quadra gli alti e bassi di tensione sono istantanei e improvvisi. Tale aumento e diminuzione immediati del potenziale crea picchi acuti ai bordi di ciascuna onda e quindi diventa molto indesiderabile e inadatto per apparecchiature elettroniche sofisticate. Pertanto è sempre pericoloso farli funzionare tramite alimentazione ad inverter Square weave.

Forma d'onda modificata

In un disegno a onda quadra modificato come mostrato sopra, la forma della forma d'onda quadra rimane fondamentalmente la stessa ma la dimensione di ciascuna sezione della forma d'onda è dimensionata in modo appropriato in modo che il suo valore medio corrisponda strettamente al valore medio di una forma d'onda CA.

Come puoi vedere, c'è una quantità proporzionale di spazi vuoti o aree nulle tra ogni blocco quadrato, questi spazi alla fine aiutano a modellare queste onde quadre in un output simile a un'onda sinusoidale (anche se grossolanamente).

E qual è il responsabile della regolazione di queste onde quadre dimensionate in caratteristiche simili a onde sinusoidali? Bene, è la caratteristica intrinseca dell'induzione magnetica del trasformatore che scolpisce efficacemente le transizioni del 'tempo morto' tra i blocchi dell'onda quadra in onde sinusoidali, come mostrato di seguito:

In tutti i 7 progetti spiegati di seguito, cerchiamo di implementare questa teoria e di garantire che il valore RMS delle onde quadre sia adeguatamente controllato tagliando i picchi di 330 V in RMS modificato a 220 V. Lo stesso può essere applicato per 120 V CA abbattendo i 160 picchi.

Come calcolare tramite formule facili

Se sei interessato a sapere come calcolare la forma d'onda modificata sopra in modo che risulti in una replica quasi ideale di un'onda sinusoidale, fai riferimento al seguente post per il tutorial completo:

Calcola il valore equivalente sinusoidale RMS a onda quadra modificata

Design # 1: utilizzo di IC 4017

Esaminiamo il primo progetto di inverter modificato che è piuttosto semplice e utilizza un file singolo IC 4017 per elaborare la forma d'onda modificata richiesta.

Se stai cercando un circuito inverter di potenza a onda sinusoidale modificata facile da costruire, forse il seguente concetto ti interesserà. Sembra sorprendentemente semplice ed economico con un'uscita che è in una certa misura paragonabile ad altre controparti sinusoidali più sofisticate.

Sappiamo che quando un ingresso di clock viene applicato al suo pin # 14, l'IC produce un impulso alto logico del ciclo di spostamento attraverso i suoi 10 pin di uscita.

Guardando lo schema del circuito, troviamo che le uscite pin dell'IC sono terminate per fornire la base dei transistor di uscita in modo tale che conducano dopo ogni impulso di uscita alternativo dall'IC.

Ciò accade semplicemente perché le basi dei transistor sono collegate alternativamente alle uscite dei pin dell'IC e le connessioni intermedie dei pin sono semplicemente eliminate o mantenute aperte.

Gli avvolgimenti del trasformatore che sono collegati al collettore del transistor rispondono alla commutazione alternata del transistor e producono una corrente alternata intensificata alla sua uscita avente una forma d'onda esattamente come mostrato nel diagramma.

L'uscita di questo inverter di potenza a onda sinusoidale modificata, sebbene non sia del tutto paragonabile all'uscita di un inverter a onda sinusoidale pura, ma sicuramente sarà di gran lunga migliore di quella di un normale inverter a onda quadra. Inoltre l'idea è molto semplice ed economica da realizzare.

ATTENZIONE: COLLEGARE DIODI DI PROTEZIONE ATTRAVERSO L'EMETTITORE DEL COLLETTORE DEL TRANSISTORE TIP35 (CATODO AL COLLETTORE, ANODO ALL'EMETTITORE)

AGGIORNARE: Secondo i calcoli presentati in Questo articolo , i pin di uscita dell'IC 4017 potrebbero essere configurati idealmente per ottenere un inverter sinusoidale modificato dall'aspetto impressionante.

L'immagine modificata può essere vista di seguito:

ATTENZIONE: COLLEGARE DIODI DI PROTEZIONE ATTRAVERSO L'EMETTITORE DEL COLLETTORE DEL TRANSISTORE TIP35 (CATODO AL COLLETTORE, ANODO ALL'EMETTITORE)

Demo video:

Specifiche minime

• Ingresso: 12V dalla batteria al piombo, ad esempio batteria 12V 7Ah
• Uscita: 220 V o 120 V a seconda della potenza del trasformatore
• Forma d'onda: onda sinusoidale modificata

Feedback da uno dei telespettatori dedicati di questo blog, la sig.ra Sarah

Ciao Swagatam,

Questo è quello che ho ottenuto dall'uscita dei post resistori IC2 R4 e R5. Come ho detto prima, mi aspettavo un'onda bipolare. Uno in positivo e l'altro in negativo. per simulare un ciclo di onde CA. Spero che questa immagine ti aiuti. Ho bisogno di una via d'uscita, per favore.

Grazie

La mia risposta:

Ciao Sarah,

Le uscite IC non mostreranno onde bipolari poiché i segnali da queste uscite sono destinati a transistor di tipo N identici e da una singola alimentazione ... è il trasformatore che è responsabile della creazione dell'onda bipolare alla sua uscita poiché è configurato con una spinta -tirare la topologia usando un tocco centrale .... quindi quello che vedi su R4 e R5 è la forma d'onda corretta. Controllare la forma d'onda all'uscita del trasformatore per verificare la natura bipolare della forma d'onda.

Design # 2: utilizzo di NOT Gates

Questo secondo nell'elenco è un concetto unico di inverter a onda sinusoidale modificato progettato anche da me. L'intera unità insieme allo stadio oscillatore e allo stadio di uscita può essere facilmente costruita da qualsiasi appassionato di elettronica a casa. Il presente progettato sarà in grado di supportare facilmente 500 VA di carico in uscita.

Vediamo di capire in dettaglio il funzionamento del circuito:

Lo stadio dell'oscillatore:

Guardando lo schema del circuito sopra, vediamo un design del circuito intelligente che comprende sia l'oscillatore che la funzione di ottimizzazione PWM inclusa.

Qui, le porte N1 e N2 sono cablate come un oscillatore, che genera principalmente impulsi a onda quadra perfettamente uniformi alla sua uscita. La frequenza viene impostata regolando i valori dei 100K associati e del condensatore da 0,01 uF. In questo design è fissato alla frequenza di circa 50 Hz. I valori possono essere modificati in modo appropriato per ottenere un'uscita a 60 Hz.

L'uscita dall'oscillatore viene inviata allo stadio buffer costituito da quattro porte NOT parallele e disposte alternativamente. I tamponi vengono utilizzati per sostenere impulsi perfetti e per evitare la degradazione.

L'uscita dal buffer viene applicata agli stadi del driver, dove i due transistor Darlington ad alta potenza si assumono la responsabilità di amplificare gli impulsi ricevuti, in modo che possano essere finalmente alimentati allo stadio di uscita di questo inverter da 500 VA.

Fino a questo punto la frequenza è solo un'onda quadra ordinaria. Tuttavia l'introduzione della fase IC 555 cambia completamente lo scenario.

L'IC 555 ei suoi componenti associati sono configurati come un semplice generatore PWM. Il rapporto mark-space del PWM può essere regolato discretamente con l'aiuto del pot 100K.

L'uscita PWM è integrata all'uscita dello stadio oscillatore tramite un diodo. Questa disposizione assicura che gli impulsi di onda quadra generati siano spezzettati o tagliati secondo l'impostazione degli impulsi PWM.

Ciò aiuta a ridurre il valore RMS totale degli impulsi a onda quadra e a ottimizzarli il più vicino possibile a un valore RMS a onda sinusoidale.

Gli impulsi generati alla base dei transistor driver vengono così perfettamente modificati per assomigliare tecnicamente a forme d'onda sinusoidale.

Lo stadio finale:

Lo stadio di uscita è abbastanza semplice nel suo design. I due avvolgimenti del trasformatore sono configurati sui due singoli canali, costituiti da banchi di transistor di potenza.

I transistor di potenza su entrambi i lembi sono disposti in parallelo per aumentare la corrente complessiva attraverso l'avvolgimento in modo da produrre i 500 watt desiderati di potenza.

Tuttavia, per limitare le situazioni di instabilità termica con le connessioni parallele, i transistor sono collegati con un resistore a filo avvolto di basso valore e alto wattaggio in corrispondenza dei loro emettitori. Ciò impedisce a qualsiasi singolo transistor di sovraccaricarsi e cadere nella situazione di cui sopra.

Le basi dell'assieme sono integrate alla fase driver discussa nella sezione precedente.

La batteria è collegata attraverso il rubinetto centrale e la massa del trasformatore e anche ai punti rilevanti del circuito.

Accendendo l'alimentazione si avvia immediatamente l'inverter, fornendo una ricca onda sinusoidale modificata alla sua uscita, pronta per essere utilizzata con qualsiasi carico fino a 500 VA.

I dettagli dei componenti sono forniti nello schema stesso.

Il design sopra può anche essere modificato in un inverter a onda sinusoidale mosfet controllato PWM da 500 watt sostituendo i transistor del driver semplicemente con pochi mosfet. Il progetto mostrato di seguito fornirebbe circa 150 watt di potenza, per ottenere 500 watt, potrebbe essere necessario un numero maggiore di mosfet da collegare in parallelo con i due mosfet esistenti.

Design # 3: utilizzo di un IC 4093 per i risultati modificati

Il circuito inverter a onda sinusoidale modificata controllato da PWM presentato di seguito è il nostro terzo concorrente, utilizza solo un singolo 4093 per le funzioni specificate.

L'IC è costituito da quattro porte NAND, di cui due sono cablate come oscillatori mentre le restanti due come buffer.

Gli oscillatori sono integrati in modo tale che l'alta frequenza di uno degli oscillatori interagisca con l'uscita dell'altro, generando onde quadre tritate il cui valore RMS può essere ben ottimizzato per adattarsi alle forme d'onda sinusoidali regolari. I progetti di inverter non sono sempre facili da realizzare. capire o costruire, soprattutto quando è complesso come i tipi di onde sinusoidali modificati. Tuttavia, il concetto qui discusso utilizza solo un singolo IC 4093 per gestire tutte le complicazioni richieste. Impariamo quanto è semplice costruire.

Parti di cui avrai bisogno per costruire questo circuito inverter da 200 Watt

Tutti i resistori sono 1/4 watt, 5%, se non diversamente specificato.

• R1 = 1 M per 50 Hz e 830 K per 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, disco ceramico,
• C3 = 0,1, disco in ceramica
• T1, T4 = SUGGERIMENTO 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Trasformatore = 12-0 - 12 volt, corrente da 2 a 20 ampere a piacere, la tensione di uscita può essere 120 o 230 volt secondo le specifiche del paese.
• Batteria = 12 volt, in genere un tipo da 32 AH, come si consiglia l'uso nelle auto.

Funzionamento del circuito

Il progetto proposto di un inverter a onda sinusoidale modificata da 200 watt ottiene la sua uscita modificata 'tagliando' discretamente gli impulsi dell'onda quadra di base in sezioni più piccole di impulsi rettangolari. La funzione è simile a un controllo PWM, comunemente associato all'IC 555.

Tuttavia, qui i cicli di lavoro non possono essere variati separatamente e vengono mantenuti uguali in tutto il campo di variazione disponibile. La limitazione non influisce molto sulla funzione PWM, poiché qui ci interessa solo mantenere il valore RMS dell'uscita vicino al suo contatore sinusoidale, che viene eseguito in modo soddisfacente attraverso la configurazione esistente.

Facendo riferimento allo schema del circuito, possiamo vedere che l'intera elettronica si libra attorno a una singola parte attiva: l'IC 4093.

Consiste di quattro porte NAND Schmitt individuali, tutte attivate per le funzioni richieste.

N1 insieme a R1, R2 e C1 forma un classico oscillatore CMOS Schmitt trgger in cui il gate è tipicamente configurato come inverter o NOT gate.

Gli impulsi generati da questo stadio dell'oscillatore sono onde quadre che formano gli impulsi di guida di base del circuito. N3 e N4 sono cablati come buffer e vengono utilizzati per pilotare i dispositivi di uscita in tandem.

Tuttavia questi sono normali impulsi ad onda quadra e non costituiscono la versione modificata del sistema.

Possiamo facilmente utilizzare gli impulsi di cui sopra esclusivamente per pilotare il nostro inverter, ma il risultato sarebbe un normale inverter a onda quadra, non adatto per il funzionamento di sofisticati gadget elettronici.

La ragione di ciò è che le onde quadre possono differire notevolmente dalle forme d'onda sinusoidali, soprattutto per quanto riguarda i loro valori RMS.

Pertanto, l'idea è di modificare le forme d'onda quadrate generate in modo che il suo valore RMS corrisponda strettamente a una forma d'onda sinusoidale. Per fare questo abbiamo bisogno di dimensionare le singole forme d'onda quadra attraverso qualche intervento esterno.

La sezione comprendente N2, insieme alle altre parti associate C2, R4 e VR1, forma un altro oscillatore simile come N1. Tuttavia, questo oscillatore produce frequenze più alte che sono di forma rettangolare alta.

L'uscita rettangolare da N2 viene alimentata alla sorgente di ingresso di base di N3. I treni positivi di impulsi non hanno effetto sugli impulsi di ingresso della sorgente a causa della presenza di D1 che blocca le uscite positive da N2.

Tuttavia, gli impulsi negativi sono consentiti da D1 e questi assorbono efficacemente le sezioni rilevanti della frequenza sorgente di base, creando una sorta di tacche rettangolari in esse ad intervalli regolari a seconda della frequenza dell'oscillatore impostata da VR1.

Queste tacche o meglio gli impulsi rettangolari da N2 possono essere ottimizzati a piacere regolando VR1.

L'operazione di cui sopra taglia l'onda quadra di base da N1 in sezioni strette discrete, abbassando l'RMS medio delle forme d'onda. Si consiglia di eseguire l'impostazione con l'aiuto di un misuratore RMS.

I dispositivi di uscita commutano i relativi avvolgimenti del trasformatore in risposta a questi impulsi dimensionati e producono corrispondenti forme d'onda commutate ad alta tensione sull'avvolgimento di uscita.

Il risultato è una tensione che è abbastanza equivalente alla qualità di un'onda sinusoidale ed è sicura per il funzionamento di tutti i tipi di apparecchiature elettriche domestiche.

La potenza dell'inverter può essere aumentata da 200 watt a 500 watt oa piacere semplicemente aggiungendo più numeri di T1, T2, R5, R6 e T3, T4, R7, R8 in parallelo sui punti rilevanti.

Caratteristiche salienti dell'inverter

Il circuito è veramente efficiente e inoltre è una versione sinusoidale modificata che lo rende eccezionale a suo riguardo.

Il circuito utilizza componenti molto ordinari, facili da procurarsi ed è anche molto economico da costruire.

Il processo di modifica delle onde quadre in onde sinusoidali può essere effettuato variando un singolo potenziometro o meglio un preset, il che rende le operazioni piuttosto semplici.

Il concetto è molto semplice ma offre uscite ad alta potenza che possono essere ottimizzate secondo le proprie esigenze semplicemente aggiungendo qualche altro numero di dispositivi di uscita in parallelo e sostituendo la batteria e il trasformatore con le relative taglie.

Design # 4: onda sinusoidale modificata completamente basata su transistor

Un circuito molto interessante di un inverter a onda sinusoidale modificato è discusso in questo articolo che incorpora solo transistor ordinari per le implementazioni proposte.

L'uso di transistor rende tipicamente il circuito più facile da capire e più amichevole con i nuovi appassionati di elettronica. L'inserimento di un controllo PWM nel circuito rende il progetto molto efficiente e desiderabile per quanto riguarda il funzionamento di apparecchiature sofisticate all'uscita dell'inverter. Lo schema elettrico mostra come è disposto l'intero circuito. Possiamo vedere chiaramente che solo i transistor sono stati coinvolti e tuttavia il circuito può essere realizzato per produrre una forma d'onda controllata PWM ben dimensionata per generare le forme d'onda sinusoidali modificate richieste o piuttosto onde quadre modificate per essere più precisi.

L'intero concetto può essere compreso studiando il circuito con l'aiuto dei seguenti punti:

Astable come gli oscillatori

Fondamentalmente possiamo assistere a due fasi identiche che sono cablate nella configurazione standard del multivibratore astabile.

Essendo di natura astabile, le configurazioni sono specificatamente destinate alla generazione di impulsi a marcia libera o onda quadra alle rispettive uscite.

Tuttavia, lo stadio AMV superiore è posizionato per generare le normali onde quadre a 50 Hz (o 60 Hz) che vengono utilizzate per il funzionamento del trasformatore e per le azioni dell'inverter richieste, al fine di ottenere la potenza di rete CA desiderata in uscita.

Quindi non c'è nulla di troppo serio o interessante nello stadio superiore, tipicamente è costituito da uno stadio AMV centrale costituito da T2, T3, poi viene lo stadio driver costituito dai transistor T4, T5 e infine gli stadi di uscita riceventi costituiti da T1 e T6.

Come funziona la fase di output

Lo stadio di uscita aziona il trasformatore tramite l'alimentazione della batteria per le azioni dell'inverter desiderate.

La fase di cui sopra è responsabile solo dell'esecuzione della generazione degli impulsi a onda quadra che è imperativamente necessaria per le normali azioni invertenti previste.

Il PWM Chopper AMV Stage

Il circuito nella metà inferiore è la sezione che effettivamente esegue le modifiche dell'onda sinusoidale commutando l'AMV superiore in base alle sue impostazioni PWM.

Precisamente, la forma dell'impulso dello stadio AMV superiore è controllata dal circuito AMV inferiore e implementa la modifica dell'onda quadra tagliando le onde quadrate dell'inverter quadrato di base dall'AMV superiore in sezioni discrete.

Il suddetto taglio o dimensionamento viene eseguito e definito dall'impostazione del preset R12.

R12 viene utilizzato per regolare il rapporto spazio dei segni degli impulsi generati dall'AMV inferiore.

In base a questi impulsi PWM, l'onda quadra di base dell'AMV superiore viene suddivisa in sezioni e il valore RMS medio della forma d'onda generata viene ottimizzato il più vicino possibile a una forma d'onda sinusoidale standard.

La restante spiegazione riguardante il circuito è piuttosto ordinaria e può essere eseguita seguendo la pratica standard che viene normalmente impiegata durante la costruzione di invertitori, o per quella materia, si può fare riferimento al mio altro articolo correlato per acquisire le informazioni pertinenti.

Elenco delle parti

• R1, R8 = 15 Ohm, 10 WATT,
• R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
• R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHM ½ WATT,
• R4, R5 = 39K
• R10, R11 = 10K,
• R12 = 10K PRESET,
• C1 ----- C4 = 0,33Uf,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = SUGGERIMENTO 127
• T1, T6 = BDY29
• TRASFORMATORE = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 DEVONO ESSERE MONTATI SU DISPOSITIVI DI CALORE ADATTI.
• BATTERIA = 12V, 30AH

Design # 5: circuito inverter digitale modificato

Questo quinto progetto di un classico inverter modificato è ancora un altro progetto sviluppato da me, sebbene sia un'onda sinusoidale modificata, può anche essere indicato come un circuito inverter a onda sinusoidale digitale.

Il concetto è ancora una volta ispirato dal design di un potente amplificatore audio basato su mosfet.

Guardando il design dell'amplificatore di potenza principale possiamo vedere che fondamentalmente si tratta di un potente amplificatore audio da 250 watt, modificato per un'applicazione inverter.

Tutti gli stadi coinvolti servono in realtà per abilitare una risposta in frequenza da 20 a 100kHz, anche se qui non avremo bisogno di un grado così alto di risposta in frequenza, non ho eliminato nessuno degli stadi in quanto non avrebbe danneggiato il circuito .

Il primo stadio costituito dai transistor BC556 è lo stadio amplificatore differenziale, poi arriva lo stadio driver ben bilanciato costituito dai transistor BD140 / BD139 ed infine è lo stadio di uscita costituito dai potenti mosfet.

Le uscite dei mosfet sono collegate a un trasformatore di potenza per le operazioni richieste dall'inverter.

Questo completa lo stadio dell'amplificatore di potenza, tuttavia questo stadio richiede un ingresso ben dimensionato, piuttosto un ingresso PWM che alla fine aiuterebbe a creare il progetto del circuito dell'inverter a onda sinusoidale digitale proposto.

Lo stadio dell'oscillatore

Il successivo SCHEMA DEL CIRCUITO mostra un semplice stadio dell'oscillatore che è stato ottimizzato per fornire uscite controllate PWM regolabili.

L'IC 4017 diventa la parte principale del circuito e genera onde quadre che corrispondono molto da vicino al valore RMS di un segnale CA standard.

Tuttavia, per regolazioni precise, l'uscita dall'IC 4017 è stata dotata di una funzione di livello di regolazione della tensione discreta utilizzando alcuni diodi 1N4148.

Uno dei diodi in uscita può essere selezionato per ridurre l'ampiezza del segnale di uscita che alla fine aiuterebbe a regolare il livello RMS dell'uscita del trasformatore.

La frequenza di clock che deve essere regolata a 50Hz o 60Hz secondo i requisiti è generata da un unico gate dall'IC 4093.

P1 può essere impostato per produrre la frequenza richiesta sopra.

Per ottenere un 48-0-48 volt, utilizzare 4 n. Batterie 24V / 2AH in serie, come mostrato nell'ultima figura.

Circuito inverter di potenza

Circuito dell'oscillatore equivalente a onda sinusoidale

La figura seguente mostra varie uscite di forme d'onda in base alla selezione del numero di diodi all'uscita dello stadio oscillatore, le forme d'onda possono avere diversi valori RMS rilevanti, che devono essere accuratamente selezionati per alimentare il circuito dell'inverter di potenza.

In caso di problemi nella comprensione dei circuiti di cui sopra, non esitate a commentare e chiedere informazioni.

Design # 6: utilizzando solo 3 IC 555

La sezione seguente discute il 6 ° miglior circuito inverter a onda sinusoidale modificato con immagini della forma d'onda, confermando la credibilità del progetto. Il concetto è stato progettato da me, la forma d'onda è stata confermata e presentata dal Sig. Robin Peter.

Il concetto discusso è stato progettato e presentato in alcuni dei miei post pubblicati in precedenza: circuito inverter a onda sinusoidale da 300 watt e circuito inverter 556 tuttavia poiché la forma d'onda non è stata confermata da me, i circuiti pertinenti non erano completamente infallibili. e la forma d'onda verificata dal Sig. Robin Peter, la procedura ha rivelato un difetto nascosto nel design che si spera sia stato risolto qui.

Esaminiamo la seguente conversazione e-mail tra me e il signor Robin Peter.

Ho costruito la versione alternativa sinusoidale modificata più semplice IC555, senza transistor. Ho cambiato alcuni valori delle resistenze e dei condensatori e non ho utilizzato [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Ho unito i Pin2 e 7 di IC 4017 insieme per ottenere la forma d'onda richiesta. IC1 produce gli impulsi del duty cycle del 90% a 200 Hz (1 immagine), che clock IC2 (2 immagini) e quindi IC3 (2 immagini, duty cycle minimo e D / C max) Sono questi i risultati attesi, La mia preoccupazione è che lo sia un seno modificato in cui è possibile variare il

RMS, non un seno puro

Saluti

Robin

Ciao Robin,

Il tuo schema circuitale dell'onda sinusoidale modificato sembra corretto ma la forma d'onda non lo è, penso che avremo bisogno di utilizzare uno stadio oscillatore separato per sincronizzare il 4017 con frequenza fissata a 200Hz e aumentare la frequenza del 555 IC più in alto a molti kHz, quindi controllare la forma d'onda.

Ciao Swagatam

Ho allegato un nuovo schema del circuito con le modifiche che hai suggerito insieme alle forme d'onda risultanti.Cosa ne pensi della forma d'onda PWM, gli impulsi non sembrano andare fino a terra

livello.

Saluti

Ciao Robin,

È fantastico, esattamente quello che mi aspettavo, quindi significa che un astable separato per l'IC 555 centrale deve essere impiegato per i risultati desiderati ... a proposito, hai variato il preset RMS e controllato le forme d'onda, per favore aggiorna facendo così.

Quindi ora sembra molto meglio e puoi andare avanti con il design dell'inverter collegando i mosfet.

.... non raggiunge il suolo a causa della caduta del diodo da 0,6 V, presumo .... Grazie mille

In realtà un circuito molto più semplice con risultati simili come sopra può essere costruito come discusso in questo post: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Altri aggiornamenti da Mr. Robin

Ciao Swagatam

Ho variato il preset RMS e qui ci sono le forme d'onda allegate.Vorrei chiederti quale ampiezza dell'onda triangolare puoi applicare al pin 5 e come la sincronizzi in modo che quando il pin 2 o 7 vanno + il picco è nel mezzo

saluti Robin

Ecco una forma d'onda sinusoidale modificata meglio, forse quella del ragazzo le capirà più facilmente. Dipende da te se pubblicarli.

A proposito, ho preso un condensatore da 10 uf dal pin2 al resistore da 10k al cap .47 uf a terra e l'onda triangolare sembrava così (attaccata) .Non troppo triangolare, 7v p-p.

Studierò l'opzione 4047

applausi Robin

Forma d'onda di uscita sull'uscita di rete del trasformatore (220 V) Le immagini seguenti mostrano le varie immagini della forma d'onda prese dall'avvolgimento di rete di uscita del trasformatore.

Cortesia - Robin Peter

Nessun PWM, nessun carico

Nessun PWM, con carico

Con PWM, senza carico

Con PWM, con carico

L'immagine sopra ingrandita

Le immagini della forma d'onda di cui sopra sembravano in qualche modo distorte e non proprio come le onde sinusoidali. L'aggiunta di un condensatore da 0,45uF / 400V sull'uscita ha migliorato drasticamente i risultati, come si può vedere dalle immagini seguenti.

Senza carico, con PWM ON, condensatore 0.45uF / 400v aggiunto

Con PWM, con carico e con un condensatore di uscita, questo assomiglia molto a un'autentica forma d'onda sinusoidale.

Tutte le verifiche e i test di cui sopra sono stati condotti dal Sig. Robin Peters.

Altri rapporti dal signor Robin

Ok, ho fatto altri test e sperimentazioni la scorsa notte e ho scoperto che se aumentavo la tensione della batteria a 24v, l'onda sinusoidale non si distorceva quando ho aumentato il duty / cycle. (Ok, ho ripreso la mia fiducia) ho aggiunto quel limite di 2200uf tra c / tap e ground ma ciò non ha fatto differenza per la forma d'onda in uscita.

Ho notato alcune cose che stavano accadendo, mentre aumentavo il D / C il trafo emette un ronzio rumoroso (come se un relè stesse vibrando avanti e indietro molto rapidamente), Gli IRFZ44N si scaldano molto rapidamente anche senza carico Quando rimuovo il tappo sembra che ci sia meno stress sul sistema. Il ronzio non è così male e gli Z44n non si surriscaldano. [ovviamente nessuna onda sinusoidale}

Il tappo è a tutta l'uscita del trafo non in serie con una gamba. Ho tolto (3 avvolgimenti diversi) induttori rotondi {penso che siano toriodali} da un alimentatore a commutazione. Il risultato non è stato alcun miglioramento nell'onda di uscita (nessun cambiamento),

Anche la tensione di uscita del trafo è diminuita.

Aggiunta di una funzione di correzione automatica del carico all'idea del circuito inverter a onda sinusoidale modificata sopra:

Il semplice circuito ad-on mostrato sopra può essere utilizzato per abilitare la correzione automatica della tensione dell'uscita dell'inverter.

La tensione alimentata attraverso il ponte viene raddrizzata e applicata alla base del transistor NPN. L'impostazione predefinita è regolata in modo tale che in assenza di carico la tensione di uscita venga stabilizzata al livello normale specificato.

Per essere più precisi, inizialmente il preset sopra dovrebbe essere mantenuto a livello del suolo in modo che il transistor dica spento.

Successivamente, il valore di 10k RMS preimpostato sul pin # 5 del circuito integrato PWM 555 dovrebbe essere regolato per generare circa 300 V all'uscita del trasformatore.

Infine, il preset di correzione del carico 220K dovrebbe essere riallineato per abbassare la tensione a circa 230V.

Fatto! Si spera che le regolazioni di cui sopra sarebbero sufficienti per impostare il circuito per le correzioni automatiche del carico previste.

Il design finale potrebbe assomigliare a questo:

Circuito del filtro

Il seguente circuito di filtro può essere impiegato all'uscita dell'investitore sopra per controllare le armoniche e per migliorare un'uscita sinusoidale più pulita

Più ingressi:

Il design di cui sopra è stato studiato e ulteriormente migliorato dal signor Theofanakis, che è anche un avido lettore di questo blog.

La traccia dell'oscilloscopio rappresenta la forma d'onda modificata dell'inverter attraverso il resistore da 10k collegato all'uscita di rete del trasformatore.

Il design dell'inverter modificato sopra da Theofanakis inverter è stato testato e approvato da uno degli avidi seguaci di questo blog, Mr. Odon. Le seguenti immagini di prova di Odon confermano la natura sinusoidale del circuito inverter di cui sopra.

Design # 7: design inverter modificato da 3Kva per impieghi gravosi

Il contenuto spiegato di seguito indaga su un prototipo di circuito inverter a onda sinusoidale da 3 kva realizzato dal signor Marcelin utilizzando solo BJT invece dei mosfet convenzionali. Il circuito di controllo PWM è stato progettato da me.

In uno dei miei post precedenti abbiamo discusso di un circuito inverter equivalente a onda sinusoidale 555 pura, che è stato progettato collettivamente da me e il signor Marcelin.

Come è stato costruito il circuito

In questo progetto ho utilizzato cavi resistenti per sostenere le correnti elevate, ho utilizzato sezioni di 70 mm2, o sezioni più piccole in parallelo. Il trasformatore da 3 KVA è in realtà come solido pesa 35 kg. Dimensioni e volume non sono un inconveniente per me. Foto allegate al trasformatore e installazione in corso.

Il seguente assemblaggio in fase di completamento, basato sul 555 (SA 555) e sul CD 4017

Al mio primo tentativo, con i mosfet, all'inizio di quest'anno, ho usato IRL 1404 che Vdss è di 40 volt. A mio parere tensione insufficiente. Sarebbe meglio usare mosfet con un Vdss almeno uguale o maggiore di 250 volt.

In questa nuova installazione, prevedo due diodi sugli avvolgimenti del trasformatore.

Ci sarà anche una ventola per il raffreddamento.

SUGGERIMENTO 35 verrà montato da 10 in ogni ramo, in questo modo:

Immagini prototipo complete

Circuito inverter da 3 KVA finalizzato

Il progetto finale del circuito dell'inverter a onda sinusoidale modificata da 3 kva dovrebbe assomigliare a questo:

Elenco delle parti

Tutti i resistori sono 1/4 watt 5%, se non specificato.

• 100 Ohm - 2nos (il valore può essere compreso tra 100 ohm e 1K)
• 1K - 2nos
• 470 ohm - 1no (può essere qualsiasi valore fino a 1K)
• 2K2 - 1nos (funzionerà anche un valore leggermente più alto)
• Preset 180K - 2nos (funzionerà qualsiasi valore compreso tra 200K e 330K)
• Preset 10K - 1no (si prega di preimpostare 1k invece per un risultato migliore)
• 10 Ohm 5 watt - 29nos

Condensatori

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

Semiconduttori

• Diodo zener da 2,7 V - 1no (è possibile utilizzare fino a 4,7 V)
• 1N4148 - 2nos
• Diodo 6A4 - 2nos (vicino al trasformatore)
• IC NE555 - 3 nn
• IC 4017 - 1no
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 nn

• Trasformatore 9-0-9V 350 ampere o 48-0-48V / 60 amp
• Batteria 12V / 3000 Ah o 48V 600 Ah

Se si utilizza l'alimentazione a 48 V, assicurarsi di regolarla a 12V per gli stadi IC e fornire i 48 V solo alla presa centrale del trasformatore.

Come salvaguardare i transistor

Nota: per proteggere i transistor da una fuga termica, montare i singoli canali su dissipatori di calore comuni, il che significa utilizzare un lungo dissipatore di calore con alette singole per l'array di transistor superiore e un altro dissipatore di calore comune singolo simile per l'array di transistor inferiore.

L'isolamento della mica sarebbe fortunatamente non richiesto poiché i collettori sono uniti insieme e il corpo che è il collettore verrebbe efficacemente collegato attraverso il dissipatore stesso. Ciò consentirebbe effettivamente di risparmiare un sacco di duro lavoro.

Per ottenere la massima efficienza di potenza, il seguente stadio di uscita è da me consigliato e deve essere utilizzato con gli stadi PWM e 4017 sopra spiegati.

Schema elettrico

Nota: montare tutto il TIP36 superiore su un dissipatore di calore comune alettato più grande, NON utilizzare un isolatore di mica durante l'implementazione.

Lo stesso deve essere fatto con gli array TIP36 inferiori.

Ma assicurati che questi due dissipatori non si tocchino mai.

I transistor TIP142 devono essere montati su singoli dissipatori separati di grandi alette.