3 nagy teljesítményű SG3525 tiszta szinuszhullámú inverter áramkör

A bejegyzés egy 3 nagy teljesítményű, mégis egyszerű szinuszhullámú 12 V-os inverter áramkört mutat be egyetlen IC SG 3525 IC használatával. Az első áramkör alacsony akkumulátor-érzékelési és kikapcsolási funkcióval, valamint automatikus kimeneti feszültség-szabályozási funkcióval van felszerelve.

Ezt az áramkört a blog egyik érdeklődő olvasója kérte. Tudjon meg többet a kérésről és az áramkör működéséről.

1. terv: Alapvetően módosított szinusz

Az egyik korábbi bejegyzésben a tűzd ki az IC 3525 működését Az adatok felhasználásával megterveztem a következő áramkört, amely konfigurációjában meglehetősen szabványos, tartalmaz egy alacsony elemkikapcsolási funkciót és egy automatikus kimeneti szabályozás-fejlesztést.

A következő magyarázat végigvezet bennünket az áramkör különböző szakaszain, megtanuljuk őket:

Amint az az ábrán látható, az ICSG3525 szabványos PWM generátor / oszcillátor üzemmódban van felszerelve, ahol az oszcilláció frekvenciáját C1, R2 és P1 határozza meg.

A P1 beállítható a pontos frekvenciák megszerzése érdekében, az alkalmazás szükséges specifikációinak megfelelően.

A P1 tartománya 100 Hz és 500 kHz között van, itt érdekel bennünket a 100 Hz érték, amely végül 50 Hz-t biztosít a két kimeneten a # 11-es és a 14-es tűnél.

A fenti két kimenet felváltva ingadozik (totemoszlop), a csatlakoztatott mosfeteket állandó frekvencián - 50 Hz - telítettségbe sodorva.

A mosfetek válaszul 'nyomják és húzzák meg az akkumulátor feszültségét / áramát a transzformátor két tekercsén, amely viszont a transzformátor kimeneti tekercselésénél létrehozza a szükséges hálózati váltakozó áramot.

A kimeneten generált csúcsfeszültség 300 V körül lenne, amelyet jó minőségű RMS-mérővel és a P2 beállításával 220 V RMS körül kell beállítani.

A P2 ténylegesen beállítja az impulzusok szélességét a # 11 / # 14 tűnél, ami segít a kimeneten a szükséges RMS biztosításában.

Ez a funkció megkönnyíti a PWM által vezérelt módosított szinusz hullámformát a kimeneten.

Automatikus kimeneti feszültségszabályozás

Mivel az IC megkönnyíti a PWM vezérlő kitűzését, ez a kihúzás kihasználható a rendszer automatikus kimeneti szabályozásának lehetővé tételére.

A # 2-es érintkező az Opamp belső beépített hibájának érzékelő bemenete, általában a feszültség ennél a csapnál (nem inv.) Alapértelmezés szerint nem nőhet az 5,1 V-os jel felett, mert az # 1-es invint belső 5,1 V-on van rögzítve.

Amíg a # 2 tű a megadott feszültséghatáron belül van, a PWM korrekció funkció inaktív marad, azonban abban a pillanatban, amikor a # 2 tűnél a feszültség 5,1 V fölé emelkedik, a kimeneti impulzusok ezt követően leszűkülnek, hogy megpróbálják korrigálni és kiegyensúlyozni a kimeneti feszültség ennek megfelelően.

Egy kicsi TR2 érzékelő transzformátort használunk a kimenet mintafeszültségének megszerzésére, ezt a feszültséget megfelelően kiigazítjuk és betápláljuk az IC1 2. számú csapjába.

A P3 úgy van beállítva, hogy a táplált feszültség jóval az 5,1 V-os határ alatt maradjon, amikor az RMS kimeneti feszültség 220 V körül van. Ez beállítja az áramkör automatikus szabályozási funkcióját.

Most, ha valamilyen okból kifolyólag a kimeneti feszültség a beállított érték fölé emelkedik, a PWM korrekció funkció aktiválódik, és a feszültség csökken.

Ideális esetben a P3-at úgy kell beállítani, hogy az RMS kimeneti feszültség 250 V-ra legyen rögzítve.

Tehát, ha a fenti feszültség 250 V alá csökken, a PWM korrekció megpróbálja felfelé húzni, és fordítva, ez elősegíti a kimenet kétirányú szabályozását,

Egy alapos vizsgálat megmutatja, hogy az R3, R4, P2 beépítése értelmetlen, ezeket eltávolíthatjuk az áramkörből. A P3 kizárólag arra használható, hogy a kimeneten elérjék a kívánt PWM vezérlést.

Az akkumulátor lemerülésének csökkentett funkciója

Ennek az áramkörnek a másik praktikus jellemzője az akkumulátor lemerülésének képessége.

Ez a bevezetés ismét lehetővé válik az IC SG3525 beépített leállításának köszönhetően.

Az IC 10. érintkezője pozitív jelre reagál, és a jel gátlásáig leállítja a kimenetet.

A 741 opamp itt alacsony feszültségű detektorként működik.

A P5 értékét úgy kell beállítani, hogy a 741 kimenete logikai szinten maradjon, amíg az akkumulátor feszültsége meghaladja az alacsony feszültség küszöbértékét, ez 11,5 V lehet. A felhasználó által preferált 11 V vagy 10,5, ideális esetben nem lehet kevesebb 11 V-nál.

Ha ez be van állítva, ha az akkumulátor feszültsége az alacsony feszültség alá esik, az IC kimenete azonnal magas lesz, aktiválva az IC1 kikapcsolási funkcióját, megakadályozva az akkumulátor feszültségének további csökkenését.

Az R9 és P4 visszacsatoló ellenállás biztosítja, hogy a helyzet reteszelődjön, még akkor is, ha az akkumulátor feszültsége a leállítási művelet aktiválása után magasabb szintre nő.

Alkatrész lista

Minden ellenállás 1/4 wattos, 1% MFR. hacsak másként nem jelezzük.

• 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 = 100 nF
• C6, C7 = 4,7uF / 25V
• P1 = 330K előre beállított
• P2 --- P5 = 10K előre beállított értékek
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... áram a követelmény szerint
• TR2 = 0-9V / 100mA akkumulátor = 12V / 25-100 AH

A fenti ábrán látható alacsony akkumulátorfeszültség-fokozatot a jobb reakció érdekében módosítani lehet az alábbi ábra szerint:

Itt láthatjuk, hogy az opamp pin3-as most saját referencia-hálózattal rendelkezik, amely a D6-ot és az R11-et használja, és nem függ az IC 3525 pin16 referenciafeszültségétől.

Az opamp 6. érintkezője egy zener diódát alkalmaz, hogy megakadályozza azokat a szivárgásokat, amelyek normál működése során megzavarhatják az SG3525 érintkezőjét.

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

Egy másik kivitel automatikus kimeneti visszacsatolás-javítással

Áramkörtervezés # 2:

A fenti szakaszban megtanultuk az IC SG3525 alapvető változatát, amelyet módosított szinuszhullám-kimenet előállítására terveztek használatakor inverter topológiában , és ezt az alapkialakítást nem lehet továbbfejleszteni, hogy tiszta szinuszhullám hullámformát hozzon létre a tipikus formátumában.

Bár a módosított négyzetes vagy szinuszhullámú kimenet RMS tulajdonságával rendben lehet, és ésszerűen alkalmas a legtöbb elektronikus berendezés áramellátására, soha nem felel meg a tiszta szinuszhullámú inverter kimenetének.

Itt egy egyszerű módszert fogunk megtanulni, amely felhasználható bármely szabványos SG3525 inverter áramkörének tiszta szinuszhullámú megfelelővé történő fejlesztésére.

A javasolt továbbfejlesztéshez az alap SG3525 inverter bármilyen szabványos SG3525 inverter kialakítás lehet, amely konfigurálva van egy módosított PWM kimenet előállítására. Ez a szakasz nem döntő fontosságú, és bármelyik előnyben részesített változatot ki lehet választani (rengeteg mindent megtalál online, kisebb eltérésekkel).

Megbeszéltem egy átfogó cikket a hogyan lehet négyzethullámú invertert átalakítani szinuszhullámú inverterré egyik korábbi bejegyzésemben itt ugyanazt az elvet alkalmazzuk a frissítésre.

Hogyan történik az átváltás a Squarewave-ről a Sinewave-re?

Kíváncsi lehet arra, hogy mi történik pontosan az átalakítás során, amely a kimenetet tiszta érzékeny hullámmá alakítja, amely alkalmas minden érzékeny elektronikus terhelésre.

Alapvetően az éles emelkedő és csökkenő négyzethullám-impulzusok finoman emelkedő és csökkenő hullámformává történő optimalizálásával történik. Ezt úgy hajtják végre, hogy a kilépő négyzethullámokat darabokra osztják vagy darabokra osztják.

A tényleges szinuszhullámban a hullámforma exponenciális emelkedési és zuhanási mintázat útján jön létre, ahol a szinuszos hullám fokozatosan emelkedik és ereszkedik ciklusai során.

A javasolt ötlet szerint a hullámformát nem exponenciálisan hajtják végre, hanem a négyzet alakú hullámokat darabokra aprítják, amelyek végül bizonyos szűrés után szinuszhullám alakot kapnak.

A „felaprítást” úgy végezzük, hogy egy kiszámított PWM-et BJT puffer szakaszon keresztül juttatunk a FET kapujához.

Az alábbiakban bemutatjuk az SG3525 hullámforma tiszta szinuszhullám alakúra történő átalakításának tipikus áramköri tervét. Ez a kialakítás valójában egy univerzális kialakítás, amely megvalósítható az összes négyzethullámú inverterek szinuszhullámú inverterekké történő fejlesztésére.

Figyelem: Ha bemenetként SPWM-et használ, kérjük, cserélje ki az alsó BC547-et BC557-re. Az emitterek kapcsolódnak a puffer szakaszhoz, a Collector to Ground, a Bases az SPWM bemenethez.

Amint az a fenti ábrán látható, az alsó két BC547 tranzisztort egy PWM betáplálás vagy bemenet váltja ki, ami miatt a PWM ON / OFF üzemi ciklusainak megfelelően váltanak.

Ez viszont gyorsan kapcsolja a BC547 / BC557 50Hz-es impulzusait, amelyek az SG3525 kimeneti csapokból származnak.

A fenti művelet végül arra is kényszeríti a mosfeteket, hogy az 50 / 60Hz-es ciklusok mindegyikére többször be- és kikapcsoljanak, és ennek következtében hasonló hullámformát hozzanak létre a csatlakoztatott transzformátor kimenetén.

Előnyösen a PWM bemeneti frekvenciának négyszer nagyobbnak kell lennie, mint az alap 50 vagy 60 Hz frekvencia. úgy, hogy minden 50 / 60Hz-es ciklust 4 vagy 5 darabra bontanak, és ennél többet nem lehet, ami különben nem kívánt harmonikusokat és mosfet-fűtést eredményezhet.

PWM áramkör

A PWM bemeneti feed a fent ismertetett kialakításhoz bármelyik használatával megszerezhető szabványos IC 555 astable design az alábbiak szerint:

Ez IC 555 alapú PWM áramkör használható az optimalizált PWM táplálására az első kivitelben a BC547 tranzisztorok alapjaihoz, úgy hogy az SG3525 inverter áramkör kimenete RMS-értéket kap, amely közel van a hálózati tiszta szinuszhullám hullámforma RMS értékéhez.

SPWM használatával

Bár a fent ismertetett koncepció nagymértékben javítaná egy tipikus SG3525 inverter áramkör négyzethullámú módosított kimenetét, még jobb megközelítés lehet egy SPWM generátor áramkör .

Ebben a koncepcióban az egyes négyzethullámú impulzusok „felaprítását” egy arányosan változó PWM munkacikluson keresztül hajtják végre, nem pedig fix munkacikluson keresztül.

Már megbeszéltem hogyan lehet SPWM-et létrehozni az opamp használatával , ugyanez az elmélet alkalmazható bármely négyzethullámú inverter meghajtó fokozatának táplálására.

Az SPWM előállításának egyszerű áramköre az alábbiakban látható:

Az IC 741 használata az SPWM feldolgozásához

Ebben a kivitelben egy szabványos IC 741 opampot látunk, amelynek bemeneti csapjai pár háromszög hullámforrással vannak konfigurálva, az egyik frekvenciája sokkal gyorsabb, mint a másik.

A háromszög hullámai előállíthatók egy szabványos IC 556 alapú áramkörből, amely hegeszthető és tömörítő huzalozva van, az alábbiak szerint:

A GYORS Háromszög hullámok frekvenciáját 400 Hz körül kell beállítani, beállítható az 50 k-os előbeállítás vagy 1 nF-os kondenzátor értékének beállításával

A lassú háromszög hullámok frekvenciájának meg kell egyeznie az inverter kívánt teljesítményének frekvenciájával. Ez 50 Hz vagy 60 Hz lehet, és egyenlő az SG3525 4. számú PIN-frekvenciájával

Amint a fenti két képen látható, a gyors háromszög hullámokat egy közönséges IC 555 asztallal érik el.

A lassú háromszög hullámokat azonban egy olyan IC 555 segítségével szerezzük be, amely „négyzethullám-háromszög hullámgenerátorként” van bekötve.

A négyzet vagy a téglalap alakú hullámokat az SG3525 4. sz. Ez fontos, mivel tökéletesen szinkronizálja az op amp 741 kimenetet az SG3525 áramkör 50 Hz frekvenciájával. Ez viszont helyesen méretezett SPWM készleteket hoz létre a két MOSFET csatornán.

Ha ezt az optimalizált PWM-et betáplálják az első áramköri kialakításra, a transzformátor kimenete további javított és kíméletes szinusz hullámformát eredményez, amelynek tulajdonságai jóval megegyeznek a szokásos AC hálózati szinusz hullámalakjával.

Az SPWM esetében azonban az RMS értéket kezdetben helyesen kell beállítani annak érdekében, hogy a transzformátor kimenetén megfelelő feszültségkimenetet kapjon.

A megvalósítás után valódi szinuszhullám-egyenértékű kimenetre számíthat bármely SG3525 inverter kialakításánál, vagy bármely négyzethullámú inverter modelltől.

Ha további kétségei vannak az SG3525 tiszta szinuszhullámú inverter áramkörével kapcsolatban, nyugodtan kifejtheti ezeket észrevételeivel.

FRISSÍTÉS

Az SG3525 oszcillátor fokozatának alapvető példaképe az alábbiakban látható, ez a kialakítás integrálható a fent ismertetett PWM szinuszhullámú BJT / mosfet színpaddal az SG3525 tervezés szükséges továbbfejlesztett változatának megszerzéséhez:

Teljes körű kapcsolási rajz és PCB elrendezés a javasolt SG3525 tiszta szinusz hullámú inverter áramkörhöz.

Kedvesség: Ainsworth Lynch

3. tervezés: 3kva inverter áramkör az SG3525 IC segítségével

Az előző bekezdésekben átfogóan megvitattuk, hogyan lehet az SG3525 tervet hatékony szinuszhullámúvá alakítani, most pedig beszéljünk arról, hogyan lehet egy egyszerű 2kva inverter áramkört felépíteni az IC SG3525 segítségével, amely könnyen frissíthető szinuszhullámú 10kva-ra az akkumulátor, mosfet és a transzformátor specifikációi.

Az alapáramkör megfelel Anas Ahmad úr által benyújtott tervnek.

A javasolt SG3525 2kva inverter áramkör magyarázata a következő beszélgetésből érthető:

szia swagatam, a következő 3kva 24V-ot készítettem inverter által módosított szinusz hullám (20 mosfet-t használtam, mindegyikhez csatlakoztatva az ellenállást, ráadásul középső csaptranszformátort és SG3525-et használtam oszcillátorhoz) .. most tiszta szinusz hullámmá akarom alakítani, kérem, hogy tudnám ezt megtenni?

Alapvető vázlat

Válaszom:

Helló Anas,

először próbálja ki az alapbeállítást az SG3525 inverter cikkben leírtak szerint, ha minden jól megy, utána megpróbálhat párhuzamosan több mosfet csatlakoztatni .....

a fenti daigramban bemutatott inverter alapvető négyzethullámú kialakítás, annak szinuszos hullámmá alakításához az alábbiakban ismertetett lépéseket kell követnie. A mosfet kapu / ellenállás végeit BJT fokozattal kell konfigurálni, és az 555 IC PWM-et csatlakoztatni kell a következő ábra szerint:

A párhuzamos mosfetek csatlakoztatásával kapcsolatban

rendben, van 20 mosfetem (10 az A vezetéken, 10 a B vezetéknél), ezért minden egyes mosfethez 2 BJT-t kell csatlakoztatnom, ez 40 BJT, és hasonlóképpen csak 2 BJT-t kell csatlakoztatnom, amelyek a PWM-ből jönnek ki párhuzamosan a 40 BJT-vel. ? Sajnálom, kezdő vagyok, csak megpróbáltam felvenni.

Válasz:
Nem, az adott BJT pár minden emitteres csomópontja 10 mosfetet fog tartani ... ezért összesen csak 4 BJT-re lesz szükséged ....

BJT-k használata pufferként

1. rendben van, ha jól tudom érteni, mivel 4 BJT-t mondtál, 2-t az A-ól, 2-t B-ről, AKKOR még 2 BJT-t a PWM kimenetéről, igaz?
2. 24 voltos akkumulátort használok, remélem, hogy nincs változás az akkumulátor BJT kollektor terminálján?
3. Változó ellenállást kell használnom az oszcillátortól a mosfet bemeneti feszültségének szabályozásához, de nem tudom, hogyan fogom végigvinni a feszültséget, amely ebben az esetben a BJT bázisára kerül, mit fogok csinálni hogy szeretném, ha végül felrobbantanák a BJT-t?

Igen, NPN / PNP BJT-k a puffer szakaszhoz, és két NPN a PWM meghajtóval.
A 24V nem károsítja a BJT puffereket, de mindenképpen használjon a 7812, mert lecsökkentette 12 V-ra az SG3525 és az IC 555 szakaszokhoz.

Az IC 555 pot segítségével módosíthatja a trafo kimeneti feszültségét, és 220 V-ra állíthatja. emlékezz a a transzformátornak alacsonyabbnak kell lennie, mint az akkumulátor feszültsége az optimális feszültség eléréséhez a kimeneten. ha az akkumulátorod 24 V-os, használhatsz 18-0-18V-os trafót.

Alkatrész lista

IC SG3525 áramkör
minden ellenállás 1/4 wattos, 5% CFR, hacsak másképp nincs meghatározva
10K - 6nos
150K - 1 nem
470 ohm - 1 nem
előre beállított 22K - 1no
előre beállított 47K - 1 nem
Kondenzátorok
0,1 uF kerámia - 1 nem
IC = SG3525
Mosfet / BJT színpad
Minden mosfet - IRF540 vagy azzal egyenértékű kapuellenállás - 10 Ohm 1/4 watt (ajánlott)
Minden NPN BJT = BC547
Minden PNP BJT = BC557
Az alapellenállások mindegyike 10K - 4nos
IC 555 PWM szakasz
1K = 1no 100K pot - 1no
1N4148 Dióda = 2nos
Kondenzátorok 0,1 uF Kerámia - 1 nem
10nF kerámia - 1 nem
Egyéb IC 7812 - 1 sz
Akkumulátor - 12V 0r 24V 100AH ​​transzformátor a specifikációk szerint.

Egyszerűbb alternatíva