Ištirtos 6 geriausios IC 555 keitiklio grandinės

Žemiau pateikiami 6 unikalūs dizainai paaiškina, kaip būtų galima efektyviai panaudoti paprastą IC 555 stabilų multivibratorių padaryti inverterį neįtraukiant sudėtingų etapų.

Be jokios abejonės, IC 555 yra universalus IC, kuris turi daugybę programų elektroniniame pasaulyje. Tačiau kalbant apie keitiklius, IC 555 tampa jam idealiai tinkama.

Šiame pranešime aptarsime 5 išskirtines IC 555 keitiklio grandines, pradedant paprastu kvadratinių bangų variantu ir baigiant šiek tiek pažangesniais SPWM sinusinių bangų dizainais, ir galiausiai pilnavertę ferito šerdį, pagrįstą nuolatinės srovės ir nuolatinės srovės inverterio grandinėmis. Pradėkime.

Idėjos paprašė ponas Ningrat_edan.

Pagrindinis dizainas

Remiantis parodyta schema, vienas IC 555 galima pamatyti sukonfigūruotą standartiniu režimu , kur jo kaištis Nr. 3 naudojamas kaip osciliatoriaus šaltinis inverterio funkcijai įgyvendinti.

PASTABA: Pakeiskite 1 nF kondensatorių 0,47 uF kondensatoriumi, kad galėtumėte optimizuoti 50 Hz išėjimą . Tai gali būti poliarinis arba nepolinis .

Kaip tai veikia

Šios IC 555 keitiklio grandinės veikimą galima suprasti atlikus šią analizę:

„IC 555“ yra sukonfigūruotas veiksniam multivibratoriaus režimui, kuris leidžia jo kaiščiui Nr. 3 perjungti nenutrūkstamus aukšto / žemo lygio impulsus tam tikru dažnio dažniu. Šis dažnio greitis priklauso nuo rezistorių ir kondensatorių, esančių jo kaiščiuose Nr. 7, kaiščiuose Nr. 6, 2, ir kt.

IC 555 kaištis Nr. 3 generuoja reikiamą 50 Hz arba 60 Hz dažnį MOSFET.

Kaip žinome, kad čia esantys MOSFET turi veikti pakaitomis, kad būtų galima įjungti pritvirtinto transformatoriaus centrinio čiaupo apviją.

Todėl abu MOSFET vartai negali būti prijungti prie IC kaiščio Nr. 3. Jei tai padarysime, abu MOSFET veiks vienu metu, todėl abi pirminės apvijos pasikeis. Tai sukeltų du priešfazinius signalus, sukeltus antrinėje, sukeldami trumpąjį išėjimo kintamosios srovės jungimą, o išėjime būtų grynasis nulis kintamosios srovės ir transformatoriaus įkaitimas.

Norėdami išvengti šios situacijos, abu MOSFET reikia valdyti pakaitomis kartu.

BC547 funkcija

Norėdami užtikrinti, kad MOSFET pakaitomis persijungtų 50 Hz dažniu nuo IC 555 kaiščio Nr. 3, mes įvedame BC547 pakopą, skirtą invertuoti kaiščio Nr. 3 išėjimą per jo kolektorių.

Tai darydami, mes efektyviai įgaliname kaiščio Nr. 3 impulsą sukurti priešingus +/- dažnius, vienas prie kaiščio Nr. 3, kitas - prie BC547 kolektoriaus.

Pasirinkus šį išdėstymą, vieni MOSFET vartai veikia iš kaiščio Nr. 3, o kiti MOSFET veikia iš BC547 kolektoriaus.

Tai reiškia, kad kai MOSFET ties kaiščiu Nr. 3 yra ĮJUNGTA, MOSFET BC547 kolektoriuje yra IŠJUNGTAS ir atvirkščiai.

Tai veiksmingai leidžia MOSFET pakaitomis perjungti reikiamą stūmimo traukos perjungimą.

Kaip veikia transformatorius

The transformatoriaus veikimas šioje IC 555 keitiklio grandinėje galima sužinoti iš šio paaiškinimo:

Kai MOSFET veikia pakaitomis, atitinkama pusinė apvija tiekiama iš didelės baterijos srovės.

Atsakymas leidžia transformatoriui sukurti stūmimo traukos perjungimą per centrinę čiaupo apviją. Dėl to reikalinga 50 Hz kintamosios srovės arba 220 V kintamosios srovės indukcija per jos antrinę apviją

Įjungimo periodais atitinkama apvija kaupia energiją kaip elektromagnetinę energiją. Kai MOSFET išjungiami, atitinkama apvija atkuria sukauptą energiją ant antrinės tinklo apvijos, sukeldama 220 V arba 120 V ciklą transformatoriaus išėjimo pusėje.

Tai nuolat vyksta pakaitomis dviem pirminėms apvijoms, dėl kurių antrinėje pusėje atsiranda kintama 220 V / 120 V tinklo įtampa.

Atvirkštinių apsaugos diodų svarba

Šio tipo centrinio čiaupo topologija turi neigiamą pusę. Kai pirminė pusinė apvija išmeta atvirkštinį EMF, tai taip pat veikia MOSFET nutekėjimo / šaltinio gnybtuose.

Tai gali turėti pražūtingą poveikį MOSFET, jei atvirkštinės apsaugos diodai nėra įtrauktos į pagrindinę transformatoriaus pusę. Bet įskaitant šie diodai taip pat reiškia brangios energijos perdavimą į žemę, todėl inverteris dirba mažesnio efektyvumo.

Techninės specifikacijos:

• Maitinimo galia : Neribota, gali būti nuo 100 vatų iki 5000 vatų
• Transformatorius : Pagal nuostatą, galia bus tokia, kaip reikalaujama išėjimo apkrovos galios
• Baterija : 12 V ir Ah reitingas turėtų būti 10 kartų didesnis už transformatoriui pasirinktą srovę.
• Bangos forma : Kvadratinė banga
• Dažnis : 50 Hz arba 60 Hz pagal šalies kodą.
• Išėjimo įtampa : 220V arba 120V pagal šalies kodą

Kaip apskaičiuoti IC 555 dažnį

Dažnis IC 555 astable osciliatoriaus grandinė iš esmės lemia RC (rezistoriaus, kondensatoriaus) tinklas, sukonfigūruotas per jo kaištį Nr. 7, kaištį Nr. 2/6 ir žemę.

Kai IC 555 naudojamas kaip keitiklio grandinė, šių rezistorių ir kondensatoriaus vertės apskaičiuojamos taip, kad IC IC kaištis Nr. 3 sukuria maždaug 50Hz arba 60Hz dažnį. 50 Hz yra standartinė vertė, suderinama su 220 V kintamosios srovės išėjimu, o 60 Hz rekomenduojama naudoti 120 V kintamosios srovės išėjimams.

Formulė apskaičiuojant RC reikšmes IC 555 grandinėje yra parodyta žemiau:

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

Kur F yra numatytas dažnio išėjimas, R1 yra rezistorius, sujungtas tarp kaiščio Nr. 7 ir grandinės įžeminimo, o R2 yra rezistorius tarp IC kaiščių Nr. 7 ir kaiščių Nr. 6/2. C yra kondensatorius, esantis tarp kaiščio Nr. 6/2 ir žemės.

Atminkite, kad F bus Faraduose, F bus hercuose, R bus omuose ir C bus mikroFaraduose (μF)

Vaizdo įrašas:

Bangos formos vaizdas:

Naudojant BJT vietoj MOSFET

Aukščiau pateiktoje diagramoje mes ištyrėme MOSFET pagrįstą keitiklį su centriniu čiaupo transformatoriumi. Projekte panaudoti 4 tranzistoriai, kurie, atrodo, yra šiek tiek ilgi ir mažiau ekonomiški.

Mėgėjams, kuriems gali būti įdomu sukurti IC 555 keitiklį naudojant tik keletą galios BJT, ši grandinė bus labai naudinga:

PASTABA: tranzistoriai neteisingai rodomi kaip TIP147, kurie iš tikrųjų yra TIP142

ATNAUJINTI : Ar žinojote, kad galite sukurti šaunų modifikuotą sinusinių bangų keitiklį paprasčiausiai sujungdami IC 555 su IC 4017, žr. antra šio straipsnio schema : Rekomenduojama visiems atsidavusiems keitiklio mėgėjams

2) IC 555 pilno tilto keitiklio grandinė

Žemiau pateiktą idėją galima laikyti paprasčiausia IC 555 pagrindu sukurta viso tilto keitiklio grandine, kuri yra ne tik paprastas ir pigus statyti bet taip pat yra žymiai galingas. Inverterio galia gali būti padidinta iki bet kokių pagrįstų ribų ir tinkamai pakeičiant mosfetų skaičių išėjimo etape.

Kaip tai veikia

Norėdami paaiškinti paprasčiausio pilno tilto galios keitiklio grandinę, reikia vienintelio IC 555, kelių „mosfets“ ir maitinimo transformatorių.

Kaip parodyta paveikslėlyje, IC 555 buvo prijungtas, kaip įprasta, lengvai montuojamas multivibratorius. Rezistoriai R1 ir R2 sprendžia keitiklio darbo ciklą.

R1 ir R2 turi būti tiksliai sureguliuoti ir apskaičiuoti, kad gautų 50% darbo ciklą, nes priešingu atveju inverterio galia gali sukelti nevienodą bangos formą, dėl kurios gali atsirasti nesubalansuota kintamosios srovės galia, pavojinga prietaisams, taip pat mosfetai linkę netolygiai išsisklaidyti ir sukelti kelis klausimus grandinėje.

C1 reikšmė turi būti parinkta taip, kad išėjimo dažnis būtų apie 50 Hz 220 V specifikacijoms ir 60 Hz 120 V specifikacijoms.

„Mosfets“ gali būti bet kokie maitinimo šaltiniai, galintys valdyti didžiules sroves, gali būti iki 10 amperų ar daugiau.

Čia nuo operacija yra visas tiltas be jokio pilno tilto vairuotojo IC, yra įdėtos dvi baterijos, o ne viena, kad būtų užtikrintas transformatoriaus įžeminimo potencialas ir kad transformatoriaus antrinė apvija reaguotų tiek į teigiamą, tiek į neigiamą „mosfet“ operacijų ciklą.

Idėją suprojektavau aš, tačiau ji dar nebuvo išbandyta, todėl prašau atsižvelgti į šią problemą.

Manoma, kad keitiklis turėtų lengvai ir efektyviai valdyti iki 200 vatų energiją.

Išvestis bus kvadratinių bangų tipas.

Dalių sąrašas

• R1 ir R2 = Žiūrėti tekstą,
• C1 = Žr. Tekstą,
• C2 = 0,01 uF
• R3 = 470 omų, 1 vatas,
• R4, R5 = 100 omų,
• D1, D2 = 1N4148
• Mosfets = žr. Tekstą.
• Z1 = 5,1 V 1 vato zenerio diodas.
• Transformatorius = Asper galios reikalavimas,
• B1, B2 = dvi 12 voltų baterijos, AH bus pagal pageidavimus.
• IC1 = 555

3) „Pure Sinewave SPWM IC 555“ keitiklio grandinė

Siūloma IC 555 gryna sinusinė banga keitiklio grandinė generuoja tiksliai išdėstytus PWM impulsus, kurie labai atidžiai imituoja sinusinę bangą ir todėl gali būti laikomi tokiais pat gerais, kaip ir sinusinių bangų skaitiklio dalis.

Čia mes naudojame du etapus reikalingiems PWM impulsams sukurti, etapą sudaro IC 741, o kitą - IC 555. Išmoksime visą koncepciją.

Kaip veikia grandinė - PWM etapas

Grandinės schemą galima suprasti šiais punktais:

Du opampai iš esmės išdėstyti taip, kad generuotų reikiamą IC 555 imties šaltinio įtampą.
Pora šio etapo išėjimų yra atsakingos už kvadratinių ir trikampių bangų susidarymą.

Antrasis etapas, kuris iš tikrųjų yra grandinę sudaro IC 555 . Čia IC yra prijungtas monostabiliu režimu, kai kvadratinės bangos nuo opampo stadijos yra pritaikytos jo paleidimo kaiščiui Nr. 2, o trikampės bangos - jo valdymo įtampos kaiščiui # 5.

Kvadratinės bangos įėjimas suaktyvina monostabilų impulsų grandinės generavimą išėjime, kur trikampis signalas moduliuoja šio išėjimo kvadratinių bangų impulsų plotį.

IC 555 išvestis dabar atitinka „instrukcijas“ iš opamp etapo ir optimizuoja savo išvestį, atsižvelgdama į du įvesties signalus, sukurdama sinuso ekvivalento PWM impulsai.

Dabar reikia tik tinkamai maitinti PWM impulsus į išvesties įtaisus, transformatorių ir akumuliatorių sudaryto keitiklio išvesties pakopas.

PWM integravimas su išvesties etapu

Aukščiau nurodyta PWM išvestis taikoma išėjimo pakopai, kaip parodyta paveikslėlyje.

Tranzistoriai T1 ir T2 priima PWM impulsus savo pagrinduose ir perjungia akumuliatoriaus įtampą į transformatoriaus apviją pagal PWM optimizuotos bangos formos darbo ciklus.

Kiti du tranzistoriai įsitikina, kad T1 ir T2 laidumas vyksta kartu, ty pakaitomis, kad transformatoriaus išvestis generuotų vieną pilną kintamosios srovės ciklą su dviem PWM impulsų pusėmis.

Bangos formos vaizdai:

(Mandagumas: p. Robinas Peteris)

Taip pat žiūrėkite tai 500 VA modifikuotas sinusinės bangos dizainas , sukurta mano.

Aukščiau nurodytos IC 555 grynojo sinusinės bangos keitiklio grandinės dalių sąrašas

• R1, R2, R3, R8, R9, R10 = 10K,
• R7 = 8K2,
• R11, R14, R15, R16 = 1K,
• R12, R13 = 33 omai, 5 vatai,
• R4 = 1M iš anksto nustatytas,
• R5 = 150 K iš anksto nustatytas,
• R6 = 1K5
• C1 = 0,1 uF,
• C2 = 100 pF,
• IC1 = TL 072,
• IC2 = 555,
• T1, T2 = BDY29,
• T5, T6 = 127 TIPAS,
• T3, T4 = TIP122
• Transformatorius = 12 - 0 - 12 V, 200 vatų,
• Baterija = 12 voltų, 100 AH.
• IC 555 kištukas

IC TL072 Pinout išsami informacija

SPWM bangos forma reiškia sinusinės bangos impulsų pločio moduliacijos bangos formą ir tai taikoma aptariamoje SPWM keitiklio grandinėje naudojant keletą 555 IC ir vieną opampą.

4) Kita sinusinės bangos versija naudojant IC 555

Viename iš ankstesnių mano įrašų mes išsamiai išmokome sukurti SPWM generatoriaus grandinė naudojant opampą ir du trikampio bangos įėjimus, šiame įraše mes naudojame tą pačią koncepciją SPWM generavimui ir išmokome jos taikymo būdą IC 555 pagrįstoje keitiklio grandinėje.

Inverterio naudojimas IC 555

Aukščiau pateiktoje diagramoje parodytas visas siūlomos SPWM keitiklio grandinės, naudojant IC 555, dizainas, kur centras IC 555 ir su juo susijusios BJT / mosfet pakopos sudaro pagrindinę kvadratinių bangų keitiklio grandinę.

Mūsų tikslas yra suskaidyti šias 50Hz kvadratines bangas į reikiamą SPWM bangos formą, naudojant opampo schemą.

Todėl mes atitinkamai sukonfigūruojame paprastą „Opamp“ palyginimo etapą naudodami IC 741, kaip parodyta apatiniame diagramos skyriuje.

Kaip jau buvo aptarta mūsų ankstesniame SPWM straipsnyje, šiam opampui reikia poros trikampio bangos šaltinių visuose dviejuose įėjimuose, kaip greita trikampio banga ant jo kaiščio Nr. 3 (neinvertuojanti įvestis) ir daug lėtesnė trikampio banga jo kaište. # 2 (atvirkštinė įvestis).

Naudojant IC 741 SPWM

Mes pasiekiame aukščiau nurodytą naudodami kitą astabilią IC 555 grandinę, kurią galima pamatyti kraštutiniame kairiajame diagramos kampe, ir panaudokite ją reikalingų greitų trikampio bangų sukūrimui, kuri tada taikoma IC 741 kaiščiui # 3.

Lėtoms trikampio bangoms tą patį paprasčiausiai išskiriame iš centrinio IC 555, kurio darbo ciklas nustatytas 50%, o jo laiko kondensatorius C yra tinkamai pritaikytas, kad jo kaištyje Nr. 3 būtų 50Hz dažnis.

Iš 50Hz / 50% šaltinio išgaunant lėtas trikampio bangas, užtikrinama, kad SPWM skaldymas per buferinius BJT būtų puikiai sinchronizuotas su „mosfet“ laidumo jonais, o tai savo ruožtu užtikrina, kad kiekviena kvadratinė banga būtų „iškalta“ kaip už sugeneruotą SPWM iš opamp išvesties.

Aukščiau pateiktame aprašyme aiškiai paaiškinta, kaip padaryti paprastą SPWM keitiklio grandinę naudojant IC 555 ir IC 741, jei turite kokių nors klausimų, nedvejodami naudokitės žemiau pateiktu komentarų laukeliu, jei norite greitai atsakyti.

5) „Transformerless IC 555“ keitiklis

Žemiau pateiktame dizaine pavaizduota paprasta, tačiau labai efektyvi 4 MOSFET n kanalų viso tilto IC 555 keitiklio grandinė.

Akumuliatoriaus 12 V nuolatinė įtampa pirmiausia yra konvertuojama į 310 V nuolatinę įtampą per paruoštą nuolatinės srovės į kintamosios srovės keitiklio modulį.

Ši 310 VDC taikoma MOSFET pilno tilto tvarkyklei, kad ji būtų konvertuojama į 220 V kintamosios srovės išėjimą.

4 N kanalų MOSFET yra tinkamai paleidžiami naudojant individualų „dide“, kondensatorių ir „BC547“ tinklą.

Pilno tilto ruožo perjungimas atliekamas IC 555 osciliatoriaus pakopa. Dažnis yra apie 50 Hz, kurį nustato 50 k iš anksto nustatytas IC 555 kaištyje Nr. 7.

6) IC 555 keitiklis su automatiniu „Arduino“ akumuliatorių įkrovikliu

Šioje 6-ojo keitiklio konstrukcijoje mes naudojame 4017 dešimtmečio skaitiklį, o „ne555“ laikmatis „Ic“ naudojamas generuoti sinusinės bangos pwm signalą keitikliui ir „Arduino“ pagrindu veikiantį automatinį didelės / mažos baterijos išjungimą su aliarmu.

Autorius: Ainsworthas Lynchas

Įvadas

Šioje grandinėje iš tikrųjų vyksta tai, kad 4017 iš 2 iš 4 išvesties kaiščių išleidžia pwm signalą, kuris tada susmulkinamas ir, jei transformatoriaus antrinėje pusėje yra tinkamas išėjimo filtras, jis įgauna formą arba yra pakankamai arti, kad faktinės sinusinės bangos formos forma.

Pirmasis NE555 tiekia signalą 4017 kištukui 14, kuris yra 4 kartus didesnis nei reikalaujamas išėjimo dažnis, kurio jums reikia, nes 4017 persijungia per 4 išėjimus, kitaip tariant, jei jums reikia 60Hz, jums reikės tiekti 4 * 60hz iki 14 kaiščio 4017 IC, kuris yra 240 Hz.

Ši grandinė turi per didelę įtampą išjungiančią funkciją, esant įtampos išjungimo funkcijai ir mažai akumuliatoriaus pavojaus signalui, visa tai atlieka mikrovaldiklio platforma, vadinama „Arduino“, kurią reikia užprogramuoti.

„Arduino“ programa yra tiesi ir pateikiama straipsnio pabaigoje.

Jei manote, kad negalėsite užbaigti šio projekto su pridėtu mikro valdikliu, jo galima praleisti ir grandinė veiks taip pat.

Kaip veikia grandinės

Šis IC 555 keitiklis su „Arduino Hi / Low Battery Shutdown Circuit“ gali veikti nuo 12v, 24 ir 48v iki 48v. Reikėtų pasirinkti atitinkamos versijos įtampos reguliatorių ir atitinkamai transformatoriaus dydį.

„Arduino“ gali būti maitinamas nuo 7 iki 12 V ar net 5 V iš USB, tačiau tokiai grandinei būtų gerai maitinti iš 12 V, nes ant skaitmeninių išvesties kaiščių nebūtų įtampos kritimo, kuris naudojamas relės maitinimui. įjungia grandinėje esantį Ic ir žemos įtampos pavojaus signalą.

„Arduino“ bus naudojamas akumuliatoriaus įtampai nuskaityti ir jis veikia tik nuo 5 V nuolatinės srovės, todėl naudojama įtampos skirstytuvo grandinė. Savo dizaine naudojau 100 000 ir 10 000 k., O šios vertės yra pažymėtos kode, kuris yra užprogramuotas „Arduino“ luste, taigi jūs turite naudoti tas pačias reikšmes, nebent jūs pakeitėte kodą arba parašėte kitokį kodą, kurį galima padaryti, nes „Arduino“ yra atviro kodo plat forma ir pigi.

Šios konstrukcijos „Arduino“ plokštė taip pat yra sujungta su LCD ekranu 16 * 2, kad būtų rodoma akumuliatoriaus įtampa.

Žemiau pateikiama grandinės schema.

Baterijos išjungimo programa:

#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)
}

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite laisvai reikšti savo klausimus komentarais.