D-osztályú erősítő funkciókat használó szinuszhullámú inverter egy kis szinuszhullámú bemeneti frekvencia átalakításával egyenértékű szinuszos PWM-ekké, amelyet végül egy H-híd BJT vezető a hálózati szinuszhullámú váltakozó áram kimenetének előállításához DC elemforrásból.
Mi a D osztályú erősítő
A működési elve a D osztályú erősítő valójában egyszerű, de rendkívül hatékony. Egy bemenő analóg jelet, például egy audiojelt vagy egy oszcillátor szinuszos hullámformáját egyenértékű PWM-ekre vágják, más néven SPWM-nek.
Ezek a szinusz egyenértékű PWM-ek vagy SPWM s egy BJT teljesítményfokozatba tápláljuk, ahol ezeket nagy árammal erősítjük, és egy fokozatos transzformátor primerjére alkalmazzuk.
A transzformátor végül a szinusz ekvivalens SPWM-et 220 V vagy 120 V szinusz hullám AC-vé alakítja, amelynek hullámformája pontosan összhangban van az oszcillátor bemeneti szinuszjelével.
A D osztályú inverter előnyei
A D-osztályú inverter fő előnye a magas hatékonyság (majdnem 100%), meglehetősen alacsony költség mellett.
D osztályú erősítők könnyű felépíteni és beállítani, ami lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy hatékony, nagy teljesítményű szinuszhullámú invertereket gyorsan előállítson, sok műszaki gond nélkül.
Mivel a BJT-knek PWM-ekkel kell működniük, ez lehetővé teszi számukra, hogy hűvösebbek és hatékonyabbak legyenek, ez pedig lehetővé teszi számukra, hogy kisebb hűtőbordákkal dolgozzanak.
Gyakorlati tervezés
A praktikus D osztályú inverter áramkör kialakítása a következő ábrán látható:
Az IC 74HC4066 IC 4066-ra cserélhető, ebben az esetben nem lesz szükség külön 5 V-ra, és az egész áramkörhöz közös 12 V-ot lehet használni.
A pwm-D osztályú inverter működése meglehetősen egyszerű. A szinusz hullámot az op amp A1 fokozat erősíti megfelelő szintre az ES1 --- ES4 elektronikus kapcsolók működtetéséhez.
Az ES1 --- ES4 elektronikus kapcsolók kinyílnak és bezáródnak, így a T1 --- T4 híd tranzisztorok alapjain téglalap alakú impulzusok keletkeznek.
A PWM-t vagy az impulzusok szélességét a bemeneti szinuszjel modulálja, amelynek eredményeként szinuszegyenértékű PWM-ek érkeznek a teljesítménytranzisztorokhoz, és a transzformátor végül előállítja a tervezett 220V vagy 120V szinuszos hálózati AC-t a transzformátor szekunder kimenetén. .
Az ES1 --- ES4 kimenetekből előállított téglalap alakú jel teljesítménytényezőjét az erősített bemeneti szinuszjel amplitúdója modulálja, ami a szinuszhullám RMS-jével arányos kimeneti kapcsoló SPWM jelet eredményez. Így a kimeneti impulzus bekapcsolási ideje összhangban van a bemenő szinuszjel pillanatnyi amplitúdójával.
A bekapcsolási és a kikapcsolási idő kapcsolási időintervalluma együtt határozza meg az állandó frekvenciát.
Következésképpen egy egyenletesen méretezett téglalap alakú jel (négyzethullám) jön létre bemeneti jel hiányában.
Annak érdekében, hogy meglehetősen jó szinuszhullámot érjünk el a transzformátor kimenetén, az ES1-ből származó téglalap alakú hullám frekvenciájának legalább kétszer akkorának kell lennie, mint a bemenő szinuszjel legmagasabb frekvenciájának.
Elektronikus kapcsolók erősítőként
A. Szabványos működése PWM erősítő az ES1 --- ES4 köré tett 4 elektronikus kapcsoló valósítja meg. Tegyük fel, hogy az op erősítő bemenetének nulla szintjén a C7 kondenzátor R8-on keresztül töltődik, amíg a C7 feszültség nem éri el az ES1 bekapcsolásához elegendő szintet.
Az ES1 most bezárul és megkezdi a C7 ürítését, amíg a szintje nem csökken az ES1 bekapcsolási szintje alá. Az ES1 most újra kikapcsolja a C7 töltés megkezdését, és a ciklus gyorsan be- / kikapcsol 50 kHz sebességgel, a C7 és R8 értékei határozzák meg.
Most, ha figyelembe vesszük a szinusz hullám jelenlétét az op erősítő bemenetén, ez tényleges kényszerváltozást okoz a C7 töltési ciklusában, ami az ES1 kimenet PWM kapcsolását modulálja az emelés és csökkenés sorrendjének megfelelően. szinusz hullám jele.
Az ES1 kimeneti téglalap alakú hullámai most SPWM-et hoznak létre, amelynek a tényező tényezője a bemenő szinuszjelnek megfelelően változik.
Ennek eredményeként egy szinuszhullám-ekvivalens SPWM váltakozva kapcsolható át a T1 --- T4 hídon, amely viszont elsődlegesen kapcsolja a transzformátort, hogy a transzformátor szekunder vezetékeiből előállítsa a szükséges váltóáramú hálózatot.
Mivel a másodlagos váltóáramú feszültséget az elsődleges SPWM kapcsolásnak megfelelően hozzák létre, az így kapott AC a bemenő szinuszjelnek teljesen ekvivalens szinuszhullámú AC.
Szinuszos oszcillátor
Amint fentebb említettük, a D osztályú inverter erősítőnek szinusz hullám jelre lesz szüksége egy szinusz hullám geneartor áramkörből.
A következő kép egy nagyon egyszerű egy tranzisztoros szinusz hullám generátor áramkört mutat, amely hatékonyan integrálható a PWM inverterrel.
A fentiek gyakorisága szinusz hullám generátor 250 Hz körül van, de szükségünk lesz erre 50 Hz körül, amely megváltoztatható a C1 --- C3 és R3, R4 értékek megfelelő megváltoztatásával.
Miután beállította a frekvenciát, ennek az áramkörnek a kimenete összekapcsolható az inverter kártya C1, C2 bemenetével.
NYÁK tervezés és transzformátor huzalozása
Alkatrész lista
Transzformátor: 0–9 V / 220 V áram, a tranzisztorok teljesítményétől és az akkumulátor Ah teljesítményétől függ
Specifikációk:
A javasolt D osztályú PWM inverter egy kis, 10 wattos tesztminta prototípus. A 10 wattos alacsony kimenet annak köszönhető, hogy kis teljesítményű tranzisztort használnak a T1 --- T4 számára.
A kimenő teljesítmény könnyen emelhető 100 wattra, ha a tranzisztorokat TIP147 / TIP142 kiegészítő párokra cseréljük.
Még magasabb szintre emelkedhet, ha magasabb busz egyenáramot használ a tranzisztorokhoz, 12 és 24 V között
Korábbi: A MOSFET biztonságos működési terület vagy a SOA megértése Következő: Hogyan működik az autotranszformátor - hogyan készítsük el
