6 legjobb feltárt IC 555 inverter áramkör

Az alábbi 6 egyedi kialakítás elmagyarázza nekünk, hogyan lehet hatékonyan felhasználni egy közönséges, egyetlen IC 555 astable multivibrátort készítsen invertert bonyolult szakaszok bevonása nélkül.

Kétségtelen, hogy az IC 555 egy sokoldalú IC, amely számos alkalmazással rendelkezik az elektronikus világban. Az inverterekről azonban az IC 555 ideálisan alkalmas.

Ebben a bejegyzésben 5 kiemelkedő IC 555 inverter áramkört tárgyalunk, az egyszerű négyzethullámú változattól a kissé fejlettebb SPWM szinuszhullámú kialakításokig, és végül egy teljes értékű ferritmagú DC-DC DC pwm inverter áramkörig. Kezdjük.

Az ötletet Ningrat_edan úr kérte.

Az alapterv

A bemutatott ábrára hivatkozva egyetlen Az IC 555 konfigurálható a szokásos Astable módjában ahol a # 3 tűje oszcillátorforrásként használatos az inverter funkció megvalósításához.

MEGJEGYZÉS: Kérjük, cserélje ki az 1 nF kondenzátort egy 0,47 uF kondenzátorra az 50 Hz kimeneten történő optimalizálásához . Lehet poláris vagy nem poláris .

Hogyan működik

Ennek az IC 555 inverter áramkörnek a működését a következő lépésenkénti elemzéssel lehet megérteni:

Az IC 555 konfigurálható lenyűgöző multivibrátor módban, amely lehetővé teszi, hogy a # 3 tűje folyamatos magas / alacsony impulzusokat kapcsolhasson meghatározott frekvencián. Ez a frekvencia arány függ az ellenállások és a kondenzátor értékeitől a (# 7), a (6), (2) érintkezőnél.

Az IC 555 3. számú csapja előállítja a szükséges 50 Hz vagy 60 Hz frekvenciát a MOSFET-ekhez.

Mint tudjuk, hogy az itt található MOSFET-eknek váltakozva kell futniuk, hogy lehetővé tegyék a push-pull oszcillációt a mellékelt transzformátor középső csaptekercselésén.

Ezért mindkét MOSFET kapu nem köthető az IC # 3-os csatlakozójához. Ha ezt megtesszük, akkor a MOSFET-ek egyidejűleg működnének, és mindkét elsődleges tekercset egymáshoz kapcsolnák. Ez két, a szekunderben indukált antifázis jelet okozna, amely rövidzárlatot okozna az AC kimeneten, és a kimeneten nettó nulla AC lenne, és felmelegedne a transzformátor.

Ennek elkerülése érdekében a két MOSFET-et váltakozva, párhuzamosan kell működtetni.

A BC547 funkciója

Annak biztosítására, hogy a MOSFET-ek 50 Hz-es frekvencián váltakozva kapcsoljanak az IC 555 3. számú érintkezőjétől, bevezetünk egy BC547 fokozatot a # 3-as tű kimenetének kollektorán keresztüli invertálására.

Ezzel hatékonyan lehetővé tesszük a # 3 tű impulzusának ellentétes +/- frekvenciák létrehozását, az egyiket a # 3-os, a másikat a BC547 kollektoránál.

Ezzel az elrendezéssel az egyik MOSFET kapu a # 3 tűtől működik, míg a másik MOSFET a BC547 kollektorától.

Ez azt jelenti, hogy amikor a MOSFET a 3. lábon be van kapcsolva, a MOSFET a BC547 kollektornál KI van kapcsolva, és fordítva.

Ez hatékonyan lehetővé teszi a MOSFET-ek váltakozását a szükséges push pull kapcsoláshoz.

Hogyan működik a transzformátor

A a transzformátor működése ebben az IC 555 inverter áramkör a következő magyarázatból tanulható:

Amikor a MOSFET-ek felváltva működnek, a megfelelő féltekercselést az akkumulátor nagy árama biztosítja.

A válasz lehetővé teszi a transzformátor számára, hogy push-pull kapcsolást generáljon a középső csaptekercsen. Ennek hatására a szükséges 50 Hz-es váltakozó áram vagy a 220 V AC változik a szekunder tekercsen

Az ON időszakok alatt a megfelelő tekercselés energiáját elektromágneses energiában tárolja. Amikor a MOSFET-ek kikapcsolnak, a megfelelő tekercs visszaviszi tárolt energiáját a szekunder hálózati tekercsen, kiváltva a transzformátor kimeneti oldalán a 220 V vagy 120 V ciklust.

Ez váltakozva történik a két primer tekercselésnél, aminek következtében váltakozó 220 V / 120 V hálózati feszültség alakul ki a szekunder oldalon.

A fordított védelmi diódák jelentősége

Az ilyen típusú középső csap topológiának van hátránya. Amikor az elsődleges féltekercs a fordított EMF-et dobja, akkor ez a MOSFET lefolyó / forrás sorkapcsokon is ki van téve.

Ennek pusztító hatása lehet a MOSFET-ekre, ha a fordított védelmi diódák nem tartoznak a transzformátor elsődleges oldalán. De beleértve ezek a diódák azt is jelenti, hogy a drága energiát földre tolják, ami az inverter alacsonyabb hatásfokú működését eredményezi.

Műszaki adatok:

• Teljesítmény : Korlátlan, 100 watt és 5000 watt között lehet
• Transzformátor : A preferenciák szerint a teljesítmény a kimeneti terhelés teljesítmény követelményének felel meg
• Akkumulátor : 12 V, és Ah névleges értéknek tízszer nagyobbnak kell lennie, mint a transzformátor számára kiválasztott áram.
• Hullámforma : Szögletes hullám
• Frekvencia : 50 Hz vagy 60 Hz az országkód szerint.
• Kimeneti feszültség : 220V vagy 120V országkód szerint

Az IC 555 frekvencia kiszámítása

A gyakorisága IC 555 astable oszcillátor áramkör alapvetően egy RC (ellenállás, kondenzátor) hálózat határozza meg, amely a # 7, 2/6 tű és a föld között van konfigurálva.

Ha az IC 555-öt inverter áramkörként alkalmazzák, akkor ezeknek az ellenállásoknak és a kondenzátornak az értékeit úgy kell kiszámítani, hogy az IC 3. számú csapja 50 Hz vagy 60 Hz körüli frekvenciát eredményez. Az 50 Hz a standard érték kompatibilis a 220 V AC kimenettel, míg a 60 Hz a 120 V AC kimenetekhez ajánlott.

A képlet az RC értékek kiszámítása egy IC 555 áramkörben az alábbiakban látható:

F = 1,44 / (R1 + 2 x R2) C

Ahol az F a tervezett frekvencia kimenet, R1 az az ellenállás, amely a 7. érintkező és az áramkör földje közé van kapcsolva, míg R2 az IC 7-es és 6/2-es érintkezője közötti ellenállás. C a # 6/2 tű és a test között található kondenzátor.

Ne feledje, hogy F Faradsban, F Hertzben, R Ohmban és C mikroFaradban lesz (μF).

Videoklip:

Hullámforma kép:

BJT használata MOSFET-ek helyett

A fenti ábrán egy MOSFET-alapú invertert vizsgáltunk, középső csapos transzformátorral. A tervezés során 4 tranzisztort használtak, amelyek kissé hosszúnak és kevésbé költséghatékonynak tűnnek.

Azoknak a hobbistáknak, akiknek érdeke lehet egy IC 555 frekvenciaváltó megépítése, csak néhány teljesítményű BJT használatával, a következő áramkör nagyon hasznos lesz:

MEGJEGYZÉS: A tranzisztorok helytelenül TIP147-ként jelennek meg, amelyek valójában TIP142

FRISSÍTÉS : Tudtad, hogy elkészíthetsz egy klassz módosított szinuszhullámú invertert, egyszerűen kombinálva az IC 555-öt az IC 4017-el, lásd: második ábra ebből a cikkből : Minden elhivatott inverter-hobbi számára ajánlott

2) IC 555 teljes híd inverter áramkör

Az alább bemutatott ötlet a legegyszerűbb IC 555 alapú teljes híd inverter áramkörnek tekinthető, amely nem csak egyszerű és olcsó felépíteni de jelentősen erőteljes is. Az inverter teljesítménye bármilyen ésszerű határig növelhető, és megfelelően módosíthatja a kimeneti szakaszban lévő mosfetek számát.

Hogyan működik

A legegyszerűbb teljes híd inverter áramkörének ismertetése egyetlen IC 555-öt, néhány mosfet és egy transzformátort igényel.

Amint az ábrán látható, az IC 555-öt a szokásos módon hegesztettük, egy Astable multivibrator formában. Az R1 és R2 ellenállások döntenek az inverter munkaciklusáról.

Az R1 és R2 értékeket pontosan kell beállítani és kiszámítani az 50% -os munkaciklus elérése érdekében, különben az inverter kimenete egyenlőtlen hullámformát generálhat, ami kiegyensúlyozatlan váltakozó áramú kimenetet eredményezhet, ami veszélyes a készülékekre, és a mosfetek is hajlamosak lesznek egyenetlenül szétszóródni, ami az áramkör több kérdése.

A C1 értékét úgy kell megválasztani, hogy a kimeneti frekvencia kb. 50 Hz legyen a 220 V-os specifikációknál és 60 Hz a 120 V-os specifikációknál.

A mosfet bármilyen erőfeszítésű mosfet lehet, amely képes hatalmas áramok kezelésére, akár 10 amper vagy annál is nagyobb.

Itt, mivel a a művelet teljes híd teljes híd meghajtó IC-k nélküli típus esetén egy elem helyett két elem van beépítve a transzformátor földi potenciáljának biztosítására és annak érdekében, hogy a transzformátor szekunder tekercse reagáljon a mosfet műveletek pozitív és negatív ciklusára egyaránt.

Az ötletet én terveztem, de még nem tesztelték, gyakorlatilag annyira kedvesen vegye figyelembe ezt a kérdést, miközben elkészült.

Feltételezhetően az inverternek képesnek kell lennie akár 200 wattos teljesítmény könnyű, nagy hatékonysággal történő kezelésére.

A kimenet négyzet alakú hullám lesz.

Alkatrész lista

• R1 és R2 = Lásd a szöveget,
• C1 = Lásd a szöveget,
• C2 = 0,01 uF
• R3 = 470 Ohm, 1 watt,
• R4, R5 = 100 ohm,
• D1, D2 = 1N4148
• Mosfets = lásd a szöveget.
• Z1 = 5,1 V 1 wattos zener dióda.
• Transzformátor = Asper teljesítményigény,
• B1, B2 = két 12 voltos elem, az AH a preferenciának megfelel.
• IC1 = 555

3) Pure Sinewave SPWM IC 555 inverter áramkör

A javasolt IC 555 alapú tiszta szinusz hullám inverter áramkör pontosan elosztott PWM impulzusokat generál, amelyek nagyon szorosan utánozzák a szinusz hullámot, és ezért ugyanolyan jónak tekinthetők, mint a szinusz hullám számláló részének kialakítása.

Itt két lépést használunk a szükséges PWM impulzusok létrehozására: a szakasz tartalmazza a 741 IC-t, a másik pedig az IC 555-öt. Tanuljuk meg részletesen az egész koncepciót.

Az áramkör működése - A PWM szakasz

A kapcsolási rajz a következő pontokkal érthető:

A két opamp alapvetően úgy van elrendezve, hogy létrehozza a szükséges mintaforrás-feszültségeket az IC 555 számára.
Az ebből a szakaszból származó pár kimenet felelős a négyzet és a háromszög alakú hullámok létrehozásáért.

A második szakasz, amely valójában a áramkör az IC 555-ből áll . Itt az IC monostabil üzemmódban van bekötve, az Opamp szakasz négyzethullámaival a 2. kiváltócsapjára és a háromszög alakú hullámokkal az 5. vezérlőfeszültség érintkezőjére.

A négyzethullámú bemenet kiváltja a monostabil impulzusláncot a kimeneten, ahol a háromszögjel modulálja ennek a kimeneti négyzethullám-impulzusnak a szélességét.

Az IC 555 kimenete most követi az opamp szakasz „utasításait”, és optimalizálja kimenetét a két bemeneti jelre reagálva, így létrehozva a szinusz ekvivalens PWM impulzusok.

Most már csak arról van szó, hogy a PWM impulzusokat megfelelően táplálják a kimeneti eszközökből, a transzformátorból és az akkumulátorból álló inverter kimeneti szakaszaiba.

A PWM integrálása a kimeneti szakaszba

A fenti PWM kimenetet a kimeneti fokozatra alkalmazzuk, az ábra szerint.

A T1 és T2 tranzisztorok fogadják a PWM impulzusokat a bázisukon, és az akkumulátor feszültségét a transzformátor tekercsébe kapcsolják a PWM-re optimalizált hullámforma munkaciklusainak megfelelően.

A másik két tranzisztor gondoskodik arról, hogy a T1 és T2 vezetése párhuzamosan történjen, vagyis felváltva, így a transzformátor o kimenete egy teljes váltakozó áramú ciklust generál a PWM impulzusok két felével.

Hullámforma képek:

(Jóvoltából: Robin Peter úr)

Kérem, olvassa el ezt is 500 VA módosított szinuszhullám-tervezés általam kidolgozott.

Alkatrészlista a fenti IC 555 tiszta szinuszos inverter áramkörhöz

• R1, R2, R3, R8, R9, R10 = 10K,
• R7 = 8K2,
• R11, R14, R15, R16 = 1K,
• R12, R13 = 33 Ohm, 5 Watt,
• R4 = 1M előre beállított,
• R5 = 150 K előre beállított,
• R6 = 1K5
• C1 = 0,1 uF,
• C2 = 100 pF,
• IC1 = TL 072,
• IC2 = 555,
• T1, T2 = BDY29,
• T5, T6 = 127. TÍPUS,
• T3, T4 = TIP122
• Transzformátor = 12 - 0 - 12 V, 200 W,
• Akkumulátor = 12 volt, 100 AH.
• IC 555 csatlakozó

IC TL072 Pinout részletek

Az SPWM hullámforma a szinuszhullám impulzusszélesség modulációs hullámalakját jelenti, és ezt a tárgyalt SPWM inverter áramkörben alkalmazzák néhány 555 IC és egyetlen opamp segítségével.

4) Egy másik szinuszhullám-verzió az IC 555 használatával

Az egyik korábbi bejegyzésemben részletesen megtanultuk a SPWM generátor áramkör opamp segítségével és két háromszöghullámú bemenet, ebben a bejegyzésben ugyanazt a koncepciót használjuk az SPWM-ek előállításához, és megtanuljuk az alkalmazás módját egy IC 555 alapú inverter áramkörön belül is.

IC 555 használata az inverterhez

A fenti ábra bemutatja a javasolt SPWM inverter áramkör teljes tervét, az IC 555 használatával, ahol az 555 középső IC és a hozzá tartozó BJT / mosfet szakaszok alkotják az alap négyzethullámú inverter áramkört.

Célunk, hogy ezeket az 50 Hz-es négyzethullámokat az előírt SPWM hullámformába aprítsuk egy opamp alapú áramkör segítségével.

Ezért ennek megfelelően konfigurálunk egy egyszerű opamp összehasonlító fokozatot az IC 741 segítségével, amint az a diagram alsó szakaszában látható.

Amint azt korábbi SPWM cikkünkben már tárgyaltuk, ennek az opampnak két három bemeneten át kell lennie háromszög hullámforrásra, gyors háromszög hullám formájában a # 3-as érintkezőjén (nem invertáló bemenet) és egy sokkal lassabb háromszög hullám formájában a tűjén # 2 (invertáló bemenet).

IC 741 használata az SPWM-hez

A fentieket egy másik IC 555 astable áramkör használatával érhetjük el, amely a diagram bal szélső részén látható. Ezt felhasználjuk a szükséges gyors háromszög hullámok létrehozásához, amelyet ezután az IC 741 3. számú csapjára alkalmazunk.

A lassú háromszög hullámokhoz egyszerűen ugyanezt kivonjuk az IC 555 IC-ből, amely 50% -os munkaciklusra van állítva, és annak C időzítő kondenzátora megfelelően módosított, hogy 50Hz-es frekvenciát kapjon a 3. tűjére.

A lassú háromszög hullámainak levezetése az 50Hz / 50% forrásból biztosítja, hogy az SPWM-ek feldarabolása a puffer BJT-k között tökéletesen szinkronban legyen a mosfet vezető ionokkal, és ez pedig biztosítja, hogy mindegyik négyzethullám tökéletesen „faragott” legyen, az opamp kimenetről generált SPWM-enként.

A fenti leírás világosan elmagyarázza, hogyan lehet egyszerű SPWM inverter áramkört készíteni az IC 555 és IC 741 használatával. Ha bármilyen kérdése van, kérjük, bátran használja az alábbi megjegyzés mezőt a gyors válaszokhoz.

5) Transzformátor nélküli IC 555 inverter

Az alábbi ábra egyszerű, de nagyon hatékony 4 MOSFET n csatornás teljes híd IC 555 inverter áramkört ábrázol.

Az akkumulátorból érkező 12 V DC-t először egy kész DC-AC átalakító modulon keresztül alakítják át 310 V DC-vé.

Ezt a 310 VDC-t alkalmazzák a MOSFET full bridge meghajtóra, hogy átalakítsák 220 V AC kimenetté.

A 4 N csatornás MOSFET-ek megfelelő indítással vannak ellátva az egyedi dide, kondenzátor és BC547 hálózat segítségével.

A teljes hídszakasz kapcsolását az IC 555 oszcillátor fokozat hajtja végre. A frekvencia 50 Hz körül van, amelyet az IC 555 7. sz.

6) IC 555 inverter automatikus Arduino akkumulátortöltővel

Ebben a 6. inverteres konstrukcióban egy 4017 évtizedes számlálót használunk, és egy ne555 időzítő Ic-t használunk, hogy szinuszhullámú pwm jelet hozzunk létre az inverter számára, valamint egy Arduino alapú automatikus magas / alacsony akkumulátor kikapcsolást riasztással.

Szerző: Ainsworth Lynch

Bevezetés

Ebben az áramkörben az történik valójában, hogy a 4017 a 4 kimeneti tüskéjéből 2 pwm jelet ad ki, amelyet ezután felaprítanak, és ha a transzformátor szekunder oldalán megfelelő kimeneti szűrés van, akkor az alakját vagy elég közel van ahhoz, hogy a tényleges szinuszhullám alakja.

Az első NE555 jelet táplál a 4017 14. érintkezőjéhez, amely négyszerese a szükséges kimeneti frekvenciának, amire szüksége van, mivel a 4017 átkapcsol 4 kimenetén, más szóval, ha 60 Hz-re van szüksége, akkor 4 * 60 Hz-t kell szolgáltatnia a 14. tűhöz a 4017 IC értéke 240 Hz.

Ez az áramkör túlfeszültség-kikapcsolási, feszültség-kikapcsolási és alacsony akkumulátorszintű riasztási funkcióval rendelkezik, mindezt az Arduino nevű mikrovezérlő platform végzi, amelyet be kell programozni.

Az Arduino programja egyenesen halad, és a cikk végén található.

Ha úgy érzi, hogy nem tudja befejezni ezt a projektet a hozzáadott mikrovezérlővel, akkor elhagyható, és az áramkör ugyanúgy fog működni.

Hogyan működnek az áramkörök

Ez az IC 555 inverter Arduino Hi / Low Battery Shutdown áramkörrel 12v, 24 és 48v feszültségről 48v-ig működik, megfelelő verziójú feszültségszabályozót kell választani, és a transzformátort is ennek megfelelően kell méretezni.

Az Arduino 7-12 V-ig, vagy akár 5 V-ig is táplálható USB-ről, de egy ilyen áramkör esetén jó lenne 12 V-ról táplálni, mivel nincs olyan feszültségesés a digitális kimeneti csapokon, amelyet egy relé táplálására használnak, amely bekapcsolja az áramkörben lévő Ic-t és egy hangjelzőt az alacsony feszültségű riasztáshoz.

Az Arduino-t az akkumulátor feszültségének leolvasására használják, és csak 5 V DC-ről működik, így feszültségosztó áramkört használnak. A tervezésem során 100 és 10 ezer feszültséget használtam, és ezeket az értékeket az Arduino chipbe programozott kód ábrázolja, így Ön ugyanazokat az értékeket kell használnia, hacsak nem módosította a kódot, vagy nem írt más kódot, ami elvégezhető, mivel az Arduino egy nyílt forráskódú plat forma és olcsó.

Az Arduino ebben a kivitelben egy 16 * 2 LCD kijelzővel is összekapcsolódik az akkumulátor feszültségének kijelzésére.

Az alábbiakban az áramkör sematikus ábrája látható.

Program az akkumulátor kikapcsolására:

#include
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12)
int analogInput = 0
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000.0 // resistance of R1 (100K) -see text!
float R2 = 10000.0 // resistance of R2 (10K) - see text!
int value = 0
int battery = 8 // pin controlling relay
int buzzer =7
void setup(){
pinMode(analogInput, INPUT)
pinMode(battery, OUTPUT)
pinMode(buzzer, OUTPUT)
lcd.begin(16, 2)
lcd.print('Battery Voltage')
}
void loop(){
// read the value at analog input
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024.0 // see text
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.09){
vin=0.0//statement to quash undesired reading !
}
if (vin<10.6) {
digitalWrite(battery, LOW)
}
else {
digitalWrite(battery, HIGH)
}
if (vin>14.4) {
digitalWrite(battery, LOW)
}
else {
digitalWrite(battery, HIGH)
}
if (vin<10.9)) {
digitalWrite(buzzer, HIGH)
else {
digitalWrite(buzzer, LOW
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('INPUT V= ')
lcd.print(vin)
delay(500)
}

További információkért nyugodtan fejezheti ki kérdéseit megjegyzésekkel.