3 didelės galios SG3525 gryno „Sinewave“ keitiklio grandinės

Šiame įraše paaiškinamos 3 galingos, bet paprastos sinusinės bangos 12 V keitiklio grandinės, naudojančios vieną IC SG 3525. Pirmojoje grandinėje yra mažo akumuliatoriaus aptikimo ir išjungimo funkcija bei automatinė išėjimo įtampos reguliavimo funkcija.

Šios grandinės paprašė vienas iš susidomėjusių šio tinklaraščio skaitytojų. Sužinokime daugiau apie užklausą ir grandinės veikimą.

Dizainas Nr. 1: pagrindinis modifikuotas sinusas

Viename iš ankstesnių pranešimų aptariau nustatyti IC 3525 veikimą , naudodamasis duomenimis, suprojektavau šią grandinę, kuri yra gana standartinė savo konfigūracija, įskaitant mažo akumuliatoriaus išjungimo funkciją ir automatinį išėjimo reguliavimo patobulinimą.

Šis paaiškinimas padės mums sužinoti įvairius grandinės etapus, išmokime juos:

Kaip matyti iš pateiktos diagramos, ICSG3525 yra įtaisytas standartiniu PWM generatoriaus / osciliatoriaus režimu, kur virpesių dažnį nustato C1, R2 ir P1.

P1 galima reguliuoti, kad būtų gauti tikslūs dažniai, kaip reikalaujama programos specifikacijose.

P1 diapazonas yra nuo 100 Hz iki 500 kHz, čia mus domina 100 Hz vertė, kuri galiausiai suteikia 50 Hz dažnius dviejuose išėjimuose, kaiščiuose # 11 ir PIN # 14.

Pirmiau minėti du išėjimai svyruoja pakaitomis stūmimo būdu (toteminis polius), pastoviu dažniu - 50 Hz - priverčiantys prijungtus mosfetus.

„Mosfets“ atsakydami: „stumkite ir traukite akumuliatoriaus įtampą / srovę per dvi transformatoriaus apvijas, kurios savo ruožtu sukuria reikiamą tinklo AC prie transformatoriaus išėjimo apvijos.

Išėjimo metu sukuriama didžiausia įtampa būtų maždaug 300 voltų, kuri turi būti sureguliuota iki maždaug 220V RMS naudojant geros kokybės RMS skaitiklį ir reguliuojant P2.

P2 iš tikrųjų sureguliuoja impulsų plotį kaištyje Nr. 11 / # 14, o tai padeda išvestyje pateikti reikiamą RMS.

Ši funkcija palengvina PWM valdomą modifikuotą sinuso bangos formą išėjime.

Automatinio išėjimo įtampos reguliavimo funkcija

Kadangi IC palengvina PWM valdymo prisegimą, šį išvestį galima panaudoti įgalinant automatinį sistemos išvesties reguliavimą.

Kaištis Nr. 2 yra vidinės įmontuotos klaidos „Opamp“ jutiklis, paprastai šio kaiščio (ne inv.) Įtampa pagal numatytuosius nustatymus neturėtų padidėti virš 5,1 V žymės, nes „inv“ kaištis Nr. 1 yra fiksuotas 5,1 V viduje.

Tol, kol kaištis Nr. 2 yra nurodytoje įtampos riboje, PWM korekcijos funkcija lieka neaktyvi, tačiau tuo metu, kai įtampa # 2 kaištyje turi tendenciją pakilti virš 5,1 V, išėjimo impulsai vėliau susiaurėja, bandant ištaisyti ir subalansuoti atitinkamai išėjimo įtampa.

Mažas jutimo transformatorius TR2 čia naudojamas norint gauti išėjimo įtampos pavyzdį, ši įtampa yra tinkamai ištaisyta ir tiekiama į IC1 kaištį Nr. 2.

P3 yra nustatytas taip, kad paduodama įtampa liktų gerokai žemiau 5,1 V ribos, kai išėjimo įtampa RMS yra apie 220 V. Tai nustato grandinės automatinio reguliavimo funkciją.

Dabar, jei dėl kokių nors priežasčių išėjimo įtampa linkusi pakilti virš nustatytos vertės, PWM korekcijos funkcija įsijungia ir įtampa sumažėja.

Idealiu atveju P3 turėtų būti nustatytas taip, kad išėjimo įtampa RMS būtų fiksuota 250 V įtampa.

Taigi, jei aukščiau minėta įtampa nukris žemiau 250 V, PWM korekcija bandys ją pakelti į viršų, ir atvirkščiai, tai padės pasiekti dvipusį išėjimo reguliavimą,

Kruopštus tyrimas parodys, kad R3, R4, P2 įtraukimas yra beprasmis, jie gali būti pašalinti iš grandinės. P3 gali būti naudojamas tik norint gauti numatytą PWM valdymą išvestyje.

Mažo akumuliatoriaus įjungimo funkcija

Kitas patogus šios grandinės bruožas yra išsikraunantis akumuliatorius.

Vėlgi, ši įžanga tampa įmanoma dėl integruoto IC SG3525 išjungimo funkcijos.

IC kištukas Nr. 10 atsakys į teigiamą signalą ir išjungs išėjimą, kol signalas bus užblokuotas.

741 opampas čia veikia kaip žemos įtampos detektorius.

P5 turėtų būti nustatytas taip, kad 741 išėjimas liktų logiškai žemas tol, kol akumuliatoriaus įtampa viršija žemos įtampos slenkstį, tai gali būti 11,5 V. 11 V arba 10,5, kaip pageidauja vartotojas, idealiu atveju jis neturėtų būti mažesnis nei 11 V.

Kai tai bus nustatyta, jei akumuliatoriaus įtampa yra linkusi žemiau žemos įtampos žymos, IC išėjimas iškart padidėja, įjungiant IC1 išjungimo funkciją, užkertant kelią tolesniam akumuliatoriaus įtampos praradimui.

Grįžtamojo ryšio rezistoriai R9 ir P4 užtikrina, kad padėtis išliktų užfiksuota, net jei įjungus išjungimo akumuliatoriaus įtampą vėl kyla į aukštesnį lygį.

Dalių sąrašas

Visi rezistoriai yra 1/4 vatų 1% MFR. jei nenurodyta kitaip.

• R1, R7 = 22 omai
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 omų
• R9 = 100K
• C1 = 0,1uF / 50V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100nF
• C6, C7 = 4,7uF / 25V
• P1 = 330K iš anksto nustatytas
• P2 --- P5 = 10K išankstiniai nustatymai
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... srovė pagal reikalavimą
• TR2 = 0–9 V / 100 mA akumuliatorius = 12 V / 25–100 AH

Aukščiau pateiktoje schemoje esančio mažo akumuliatoriaus įkrovos laipsnis gali būti pakeistas, kad būtų geriau reaguojama, kaip nurodyta šioje diagramoje:

Čia galime pamatyti, kad „Opamp“ pin3 dabar turi savo atskaitos tinklą, naudojant D6 ir R11, ir nepriklauso nuo etaloninės įtampos iš IC 3525 pin16.

„Opamp“ smeigtukas 6 naudoja „zener“ diodą, kad sustabdytų bet kokius nuotėkius, kurie gali sutrikdyti „SG3525“ PIN10, kai jis veikia įprastai.

R11 = 10K
D6, D7 = zenerio diodai, 3,3 V, 1/2 vatai

Kitas dizainas su automatine išvesties grįžtamojo ryšio korekcija

Grandinės dizainas Nr. 2:

Ankstesniame skyriuje mes sužinojome pagrindinę IC SG3525 versiją, skirtą modifikuotai sinusinės bangos išvesties generavimui, kai ji naudojama inverterio topologijoje , ir šio pagrindinio dizaino negalima patobulinti, kad būtų sukurta gryna sinuso bangos bangos forma tipišku formatu.

Nors modifikuota kvadratinės ar sinusinės bangos išvestis gali būti gerai su savo RMS savybe ir pagrįstai tinkama daugumai elektroninių įrenginių maitinti, ji niekada negali atitikti grynojo sinusinių bangų keitiklio išvesties kokybės.

Čia mes išmoksime paprastą metodą, kurį būtų galima panaudoti bet kurios standartinės SG3525 keitiklio grandinės patobulinimui gryname sinusinės bangos atitikmenyje.

Siūlomam patobulinimui pagrindinis SG3525 keitiklis gali būti bet koks standartinis SG3525 keitiklio dizainas, sukonfigūruotas modifikuotam PWM išėjimui gaminti. Šis skyrius nėra svarbus ir galima pasirinkti bet kurį pageidaujamą variantą (internete galite rasti daug su nedideliais skirtumais).

Aptariau išsamų straipsnį apie kaip konvertuoti kvadratinių bangų keitiklį į sinusinių bangų keitiklį viename iš mano ankstesnių įrašų čia mes taikome tą patį principą naujovinant.

Kaip įvyksta konversija iš Squarewave į Sinewave

Jums gali būti įdomu sužinoti, kas tiksliai vyksta konversijos procese, kuris išvestį paverčia gryna sinusine banga, tinkama visoms jautrioms elektroninėms apkrovoms.

Iš esmės tai daroma optimizuojant staigiai kylančius ir krentančius kvadratinių bangų impulsus į švelniai kylančią ir krentančią bangos formą. Tai atliekama susmulkinant arba suskaidant išeinančias kvadratines bangas į vienodų dalių skaičių.

Tikrojoje sinuso bangoje bangos forma sukuriama per eksponentinį pakilimo ir kritimo modelį, kai sinusinė banga palaipsniui kyla ir leidžiasi savo ciklų eigoje.

Siūlomoje idėjoje bangos forma nevykdoma eksponentine prasme, o kvadratinės bangos yra susmulkinamos į dalis, kurios po tam tikro filtravimo galiausiai įgauna sinusinės bangos formą.

„Pjaustymas“ atliekamas paduodant apskaičiuotą PWM prie FET vartų per BJT buferinę stadiją.

Tipinis grandinės dizainas, skirtas paversti SG3525 bangos formą gryna sinusinės bangos bangos forma, parodytas žemiau. Šis dizainas iš tikrųjų yra universalus dizainas, kuris gali būti pritaikytas visiems kvadratinių bangų keitikliams atnaujinti į sinusinių bangų keitiklius.

Įspėjimas: Jei kaip įvestį naudojate SPWM, pakeiskite apatinį BC547 į BC557. Emiteriai sujungs buferinę stadiją, kolektorių su žeme, bazes su SPWM įvestimi.

Kaip gali būti pirmiau pateiktoje diagramoje, apatiniai du BC547 tranzistoriai suveikia PWM tiekimu ar įėjimu, todėl jie persijungia pagal PWM ON / OFF darbo ciklus.

Tai savo ruožtu greitai perjungia 50Hz impulsus BC547 / BC557, gaunamus iš SG3525 išvesties kaiščių.

Pirmiau nurodyta operacija galiausiai priverčia mosfetus taip pat įsijungti ir išjungti kiekvieną 50 / 60Hz ciklą ir dėl to prijungto transformatoriaus išvestyje sukurti panašią bangos formą.

Pageidautina, kad PWM įvesties dažnis turėtų būti 4 kartus didesnis nei bazinis 50 arba 60Hz dažnis. taip, kad kiekvienas 50 / 60Hz ciklas būtų padalytas į 4 arba 5 dalis ir ne daugiau, o tai priešingu atveju gali sukelti nepageidaujamas harmonikas ir „mosfet“ kaitinimą.

PWM grandinė

Aukščiau paaiškinto dizaino PWM įvesties kanalą galima įsigyti naudojant bet kurį standartinis IC 555 tvirtas dizainas kaip parodyta žemiau:

Tai IC 555 pagrindu sukurta PWM grandinė gali būti naudojamas optimizuoto PWM tiekimui į BC547 tranzistorių pagrindus pagal pirmąjį dizainą taip, kad SG3525 keitiklio grandinės išvestis įgautų RMS reikšmę, artimą tinklo grynosios sinusinės bangos bangos RMS vertei.

Naudojant SPWM

Nors pirmiau paaiškinta koncepcija žymiai pagerintų modifikuotos kvadratinės bangos išvestį iš tipinės SG3525 keitiklio grandinės, dar geresnis požiūris gali būti SPWM generatoriaus grandinė .

Šioje koncepcijoje kiekvieno kvadratinės bangos impulso „kapojimas“ įgyvendinamas proporcingai kintant PWM darbo ciklams, o ne fiksuoto darbo ciklui.

Aš jau aptariau kaip sugeneruoti SPWM naudojant opamp , ta pati teorija gali būti naudojama maitinant bet kurio kvadratinių bangų keitiklio vairuotojo etapą.

Toliau galima pamatyti paprastą SPWM generavimo grandinę:

Naudojant IC 741 SPWM apdoroti

Šiame projekte mes matome standartinį IC 741 opampą, kurio įvesties kaiščiai sukonfigūruoti su trimis trikampio bangos šaltiniais, kurių dažnis yra daug greitesnis nei kito.

Trikampio bangos gali būti gaminamos iš standartinės IC 556 pagrindo grandinės, prijungtos kaip tvirtos ir kompaktiškos, kaip parodyta žemiau:

GREITŲ TRIKAMBIŲ BANGŲ DAŽNIS TURI BŪTI APIE 400 Hz, GALIMA NUSTATYTI REGULIUOJANT 50 K IŠORINĮ ĮRENGINĮ ARBA 1 NF KONDENSATORIAUS VERTUE

LĖTOJO TRIKAMPIO BANGŲ DAŽNYBĖ TURI BŪTI LYGI TAI, KURIUOS INSTRUKTORIUI BŪTINAS IŠĖJIMO DAŽNIS. TAI GALI BŪTI 50 Hz ARBA 60 Hz, IR LYGI VIENAM PINIGO 4 DAŽNIUI SG3525

Kaip matyti iš dviejų aukščiau pateiktų vaizdų, greitos trikampio bangos pasiekiamos naudojant įprastą IC 555 astalą.

Tačiau lėtos trikampio bangos gaunamos per IC 555, sujungtą kaip „kvadratinės bangos į trikampį bangos generatorius“.

Kvadratinės arba stačiakampės bangos gaunamos iš SG3525 kaiščio Nr. 4. Tai svarbu, nes jis puikiai sinchronizuoja op amp 741 išėjimą su 50 Hz dažniu SG3525 grandinėje. Tai savo ruožtu sukuria teisingus matmenis SPWM rinkinius abiejuose MOSFET kanaluose.

Kai šis optimizuotas PWM tiekiamas pirmosios grandinės konstrukcijai, transformatoriaus išvestis sukuria dar patobulintą ir švelnią sinuso bangos formą, kurios savybės yra daug identiškos standartinei kintamosios srovės tinklo sinusinės bangos formai.

Tačiau net ir SPWM atveju RMS reikšmę reikės teisingai nustatyti iš pradžių, kad transformatoriaus išėjime būtų sukurta teisinga įtampa.

Įdiegus galima tikėtis tikros sinusinės bangos ekvivalento iš bet kurio SG3525 keitiklio konstrukcijos arba iš bet kurio kvadratinių bangų keitiklio modelio.

Jei turite daugiau abejonių dėl SG3525 gryno sinusinių bangų keitiklio grandinės, galite drąsiai jas išsakyti per savo komentarus.

ATNAUJINTI

Pagrindinį SG3525 osciliatoriaus pakopos dizaino pavyzdį galima pamatyti žemiau, šis dizainas gali būti integruotas su aukščiau paaiškinta PWM sinusinių bangų BJT / „mosfet“ stadija, norint gauti reikiamą patobulintą SG3525 dizaino versiją:

Išsami siūlomos SG3525 grynojo sinusinės bangos keitiklio grandinės schema ir PCB išdėstymas.

Mandagumas: Ainsworthas Lynchas

Dizainas Nr. 3: 3kva keitiklio grandinė naudojant IC SG3525

Ankstesniuose punktuose mes išsamiai aptarėme, kaip SG3525 dizainą būtų galima paversti efektyviu sinusinių bangų dizainu, o dabar aptarkime, kaip naudojant IC SG3525 galima sukonstruoti paprastą 2kva keitiklio grandinę, kurią galima lengvai atnaujinti į 10kva sinusinę bangą, padidinant akumuliatoriaus, „mosfet“ ir transformatoriaus specifikacijos.

Pagrindinė grandinė atitinka Pono Ano Ahmado pateiktą projektą.

Siūlomos SG3525 2kva keitiklio grandinės paaiškinimą galima suprasti iš šios diskusijos:

labas swagatam, sukonstravau 3kva 24V keitiklio modifikuota sinusinė banga (aš naudojau 20 „mosfet“ su kiekvienu rezistoriumi, be to, naudojau centrinį čiaupo transformatorių, o osciliatoriui naudojau SG3525).

Pagrindinė schema

Mano atsakymas:

Labas Anas,

pirmiausia išbandykite pagrindinį nustatymą, kaip paaiškinta šiame SG3525 keitiklio straipsnyje, jei viskas gerai, po to galite pabandyti lygiagrečiai sujungti daugiau „mosfets“ ...

aukščiau pateiktoje daigramoje parodytas keitiklis yra pagrindinis kvadratinių bangų dizainas, norint jį konvertuoti į sinusinę bangą, turite atlikti toliau nurodytus veiksmus. „Mosfet“ vartų / rezistorių galai turi būti sukonfigūruoti su BJT pakopa ir 555 IC PWM turi būti prijungti kaip nurodyta šioje diagramoje:

Dėl lygiagrečių mosfetų prijungimo

gerai, aš turiu 20 „mosfet“ (10 ant švino A, 10 ant švino B), todėl prie kiekvieno „mosfet“ turiu pritvirtinti 2 BJT, tai yra 40 BJT, ir aš taip pat turiu prijungti tik 2 BJT, išeinančius iš PWM lygiagrečiai su 40 BJT ? Atsiprašau, pradedantysis tik bando pasiimti.

Atsakymas:
Ne, kiekvienoje atitinkamos BJT poros spinduolyje bus 10 mosfetų ... todėl iš viso jums reikės tik 4 BJT ....

Naudojant BJT kaip buferius

1. Gerai, jei galiu jus teisingai suprasti, nes jūs sakėte 4 BJT, 2 ant švino A, 2 ant švino B, TADA dar 2 BJT iš PWM išvesties, tiesa?
2. ar naudoju 24 voltų akumuliatorių, tikiuosi, kad nėra jokių BJT kolektoriaus gnybtų pakeitimų?
3. Aš turiu naudoti kintamą rezistorių Nuo osciliatoriaus, kad galėčiau valdyti įvesties įtampą į „mosfet“, bet aš nežinau, kaip man elgtis dėl įtampos, kuri šiuo atveju atiteks BJT bazei, ką aš tai darysiu kad noriu galų gale susprogdinti BJT?

Taip, NPN / PNP BJT buferio stadijai ir du NPN su PWM tvarkykle.
24V nepakenks BJT buferiams, tačiau būtinai naudokite a 7812 už nuleidimą iki 12 V SG3525 ir IC 555 etapams.

Galite naudoti „IC 555“ puodą norėdami reguliuoti išėjimo įtampą iš trafo ir nustatyti ją į 220 V. prisimink savo transformatoriaus reitingas turi būti mažesnis nei akumuliatoriaus įtampa norint gauti optimalią įtampą išėjime. jei jūsų baterija yra 24 V, galite naudoti 18-0-18 V trafo.

Dalių sąrašas

IC SG3525 grandinė
visi rezistoriai 1/4 vatų 5% CFR, jei nenurodyta kitaip
10K - 6nos
150K - 1no
470 omų - 1no
išankstiniai nustatymai 22K - 1no
iš anksto nustatytas 47K - 1no
Kondensatoriai
0.1uF Keramika - 1no
IC = SG3525
„Mosfet“ / BJT scena
Visi „mosfets“ - IRF540 arba bet kokie lygiaverčiai vartų rezistoriai - 10 omų 1/4 vatų (rekomenduojama)
Visi NPN BJT yra = BC547
Visi PNP BJT yra = BC557
Visi baziniai rezistoriai yra 10K - 4nos
IC 555 PWM etapas
1K = 1no 100K puodas - 1no
1N4148 Diodas = 2nos
Kondensatoriai 0.1uF Keraminiai - 1no
10nF keramika - 1no
Įvairūs IC 7812 - 1 Nr
Baterija - 12V 0r 24V 100AH ​​transformatorius pagal specifikacijas.

Paprastesnė alternatyva