Ištirtos 7 modifikuotos sinusinės bangos keitiklio grandinės - nuo 100 W iki 3 kVA

Kai keitiklis su kvadratinės bangos kintamosios srovės išėjimu modifikuojamas, kad būtų sukurta neapdorota sinusinės bangos kintamosios srovės išvestis, jis vadinamas modifikuotu sinusinės bangos keitikliu.

Šiame straipsnyje pateikiami 7 įdomūs modifikuoti sinusinės bangos keitiklio projektai, išsamiai apibūdinantys jo konstrukcijos procedūrą, grandinės schemą, bangos formos išvestį ir išsamius dalių sąrašus. Projektai skirti inžinierių ir studentų eksperimentiniams projektams mokytis ir kurti.

Čia aptarsime įvairias modifikuoto dizaino atmainas, pradedant nuo kuklaus 100 vatų iki masyvaus 3 Kva galios modulio.

Kaip veikia modifikuoti keitikliai

Žmonės, kurie yra naujiena elektronikoje, gali šiek tiek supainioti dėl kvadratinės bangos ir modifikuoto kvadratinių bangų keitiklio skirtumo. Tai galima suprasti pateikiant šį trumpą paaiškinimą:

Kaip mes visi žinome, keitiklis visada generuos kintamąją srovę (AC), panašią į mūsų buitinės kintamosios srovės linijos įtampą, kad galėtų ją pakeisti sugedus energijai. AC kintant paprastais žodžiais, iš esmės yra tam tikro dydžio įtampos kilimas ir kritimas.

Tačiau idealiu atveju šis kintamasis turėtų būti kuo arčiau sinuso bangos, kaip parodyta žemiau:

Pagrindinis skirtumas tarp sinusinės ir kvadratinės bangos formos

Šis įtampos kilimas ir kritimas vyksta tam tikru greičiu, ty tam tikru kartų per sekundę skaičiumi, žinomu kaip jo dažnis. Pavyzdžiui, 50 Hz kintamoji srovė reiškia 50 tam tikros įtampos ciklų arba 50 pakilimų ir nusileidimų per vieną sekundę.

Sinusinės bangos kintamosios srovės įtampoje, kaip nustatyta mūsų įprastoje buitinio tinklo išvestyje, aukščiau nurodytas įtampos kilimas ir kritimas yra sinusoidinės kreivės pavidalu, ty jo modelis palaipsniui kinta priklausomai nuo laiko, taigi nėra staigus ar staigus. Tokie sklandūs kintamosios srovės bangos formos perėjimai tampa labai tinkami ir rekomenduojami tiekimo būdai daugeliui įprastų elektroninių prietaisų, tokių kaip televizoriai, muzikos sistemos, šaldytuvai, varikliai ir kt.

Tačiau kvadratinių bangų pavidalu įtampos pakilimai ir nuosmukiai yra greiti ir staigūs. Toks greitas potencialo kilimas ir kritimas sukuria staigius smaigalius kiekvienos bangos kraštuose, todėl tampa labai nepageidaujamas ir netinkamas sudėtingai elektroninei įrangai. Todėl visada pavojinga juos valdyti naudojant kvadratinio pynimo keitiklio maitinimo šaltinį.

Modifikuota bangos forma

Modifikuotoje kvadratinių bangų konstrukcijoje, kaip parodyta aukščiau, kvadratinės bangos formos forma iš esmės išlieka ta pati, tačiau kiekvienos bangos formos sekcijos dydis yra tinkamai pritaikytas taip, kad jo vidutinė vertė glaudžiai atitiktų kintamosios srovės bangos formos vidutinę vertę.

Kaip matote, tarp kiekvienų kvadratinių blokų yra proporcingas tarpas arba nulinės zonos, šios spragos galiausiai padeda suformuoti šias kvadratines bangas į sinusines bangas kaip išvestį (nors ir grubiai).

Kas atsakinga už tai, kad šios matmenų kvadratinės bangos būtų pritaikytos panašiems į sinusinių bangų bruožams? Na, tai būdinga transformatoriaus magnetinės indukcijos charakteristika, kuri efektyviai išpjauna „negyvojo laiko“ perėjimus tarp kvadratinių bangų blokų į sinusine banga atrodančias bangas, kaip parodyta žemiau:

Visuose toliau paaiškintuose 7 projektuose mes bandome įgyvendinti šią teoriją ir užtikrinti, kad kvadratinių bangų RMS vertė būtų tinkamai kontroliuojama susmulkinant 330 V smailes į 220 V modifikuotą RMS. Tą patį galima pritaikyti ir 120 V kintamajai srovei, susmulkinant 160 smailių.

Kaip apskaičiuoti naudojant paprastas formules

Jei jus domina sužinoti, kaip apskaičiuoti aukščiau pateiktą modifikuotą bangos formą, kad ji gautų beveik idealią sinusinės bangos replikaciją, tada visą pamoką ieškokite šiame įraše:

Apskaičiuokite modifikuotą kvadratinės bangos RMS sinuso ekvivalentinę vertę

Dizainas Nr. 1: naudojant IC 4017

Panagrinėkime pirmąjį modifikuotą keitiklio dizainą, kuris yra gana paprastas ir naudoja a vienintelis IC 4017 reikalingos modifikuotos bangos formos apdorojimui.

Jei ieškote lengvai pastatytos modifikuotos sinusinės bangos keitiklio grandinės, galbūt jus domins ši koncepcija. Tai atrodo stulbinamai paprasta ir maža kaina kurio išvestis labai didele dalimi yra panaši į kitus sudėtingesnius sinusinės bangos analogus.

Mes žinome, kad kai laikrodžio įvestis yra naudojama jo kaiščiui Nr. 14, IC sukuria didelius perėjimo ciklo logikos impulsus per 10 išvesties kaiščių.

Žvelgdami į grandinės schemą, pastebime, kad IC kištukiniai lizdai yra nutraukti tiekiant išėjimo tranzistorių pagrindą taip, kad jie vyktų po kiekvieno pakaitinio IC išėjimo impulso.

Tai atsitinka paprasčiausiai todėl, kad tranzistorių pagrindai yra pakaitomis prijungti prie IC kaiščių išėjimų, o tarpiniai kaiščių sujungimai tiesiog pašalinami arba laikomi atviri.

Transformatoriaus apvijos, sujungtos su tranzistoriaus kolektoriumi, reaguoja į pakaitinį tranzistoriaus perjungimą ir išėjimo metu sukuria sustiprintą kintamąją srovę, kurios bangos forma tiksliai tokia, kaip parodyta diagramoje.

Šio modifikuoto sinusinės bangos galios keitiklio išvestis nors ir nėra visiškai panaši į gryno sinusinės bangos keitiklio išvestį, tačiau tikrai bus kur kas geresnė nei įprasto kvadratinių bangų keitiklio. Be to, idėja yra labai lengva ir pigi.

ĮSPĖJIMAS: PRISIJUNKITE APSAUGOS DIODUS APIE TIP35 TRANZISTORIŲ KOLEKTORIŲ EMITERIŲ (KATODAS RENGĖJUI, ANODAS - EMITERIUI)

ATNAUJINTI: Pagal skaičiavimus, pateiktus Šis straipsnis , IC 4017 išvesties kaiščiai galėtų būti idealiai sukonfigūruoti, kad būtų pasiektas įspūdingai atrodantis modifikuotas sinusinių bangų keitiklis.

Pakeistą vaizdą galima pamatyti toliau:

ĮSPĖJIMAS: PRISIJUNKITE APSAUGOS DIODUS APIE TIP35 TRANZISTORIŲ KOLEKTORIŲ EMITERIŲ (KATODAS RENGĖJUI, ANODAS - EMITERIUI)

Vaizdo įrašo demonstracija:

Minimalios specifikacijos

• Įvestis: 12 V iš švino rūgšties akumuliatoriaus, pavyzdžiui, 12 V 7 Ah akumuliatorius
• Išėjimas: 220V arba 120V, priklausomai nuo transformatoriaus reitingo
• Bangos forma: modifikuota sinusinė banga

Vienos iš atsidavusių šio tinklaraščio žiūrovų M. Sarah atsiliepimai

Sveiki, Swagatam,

Tai aš gavau iš IC2 post rezistorių R4 ir R5 išvesties. Kaip sakiau anksčiau, tikėjausi sulaukti bipolinės bangos. Vienas teigiamas, kitas neigiamas. imituoti kintamosios srovės bangų ciklą. Tikiuosi, kad ši nuotrauka padės. Man reikia kelio į priekį.

Dėkoju

Mano atsakymas:

Sveika Sarah,

IC išėjimai nerodys bipolinių bangų, nes signalai iš šių išėjimų yra skirti vienodiems N tipo tranzistoriams ir iš vieno maitinimo šaltinio .... tai transformatorius, kuris yra atsakingas už bipolinės bangos sukimą savo išėjime, nes jis sukonfigūruotas stumiant -traukite topologiją naudodami centrinį bakstelėjimą .... taigi tai, ką matote R4 ir R5, yra teisinga bangos forma. Patikrinkite transformatoriaus išvesties bangos formą, kad patikrintumėte bipolinį bangos pobūdį.

Dizainas Nr. 2: „NOT Gates“ naudojimas

Ši antroji sąraše yra unikali modifikuota sinusinių bangų keitiklio koncepcija, kurią taip pat supratau aš. Bet kuris elektronikos entuziastas namuose gali lengvai pastatyti visą įrenginį kartu su osciliatoriaus ir išvesties pakopa. Šiuo metu suprojektuota bus lengva išlaikyti 500 VA išėjimo apkrovą.

Pabandykime išsamiai suprasti grandinės veikimą:

Osciliatoriaus scena:

Žvelgdami į pirmiau pateiktą grandinės schemą, matome protingą grandinės konstrukciją, apimančią abu osciliatorių ir PWM optimizavimo funkciją.

Čia vartai N1 ir N2 yra prijungti kaip osciliatorius, kuris pirmiausia sukuria visiškai vienodus kvadratinių bangų impulsus savo išėjime. Dažnis nustatomas koreguojant susieto 100K ir 0,01 uF kondensatoriaus vertes. Pagal šį dizainą jis yra fiksuotas maždaug 50 Hz dažniu. Reikšmes galima tinkamai pakeisti, norint gauti 60 Hz išvestį.

Osciliatoriaus išvestis tiekiama į buferinę pakopą, susidedančią iš keturių lygiagrečių ir pakaitomis išdėstytų NE vartų. Buferiai naudojami nepriekaištingiems impulsams palaikyti ir degradacijai išvengti.

Buferio išvestis taikoma vairuotojo pakopoms, kur du didelės galios darlingtono tranzistoriai prisiima atsakomybę už gautų impulsų stiprinimą, kad juos būtų galima galutinai tiekti į šios 500 VA keitiklio konstrukcijos išvesties stadiją.

Iki šio momento dažnis yra tik įprasta kvadratinė banga. Tačiau įvedus „IC 555“ etapą scenarijus visiškai pasikeičia.

IC 555 ir su juo susiję komponentai yra sukonfigūruoti kaip paprastas PWM generatorius. PK 100 žymeklio ir erdvės santykį galima diskretiškai koreguoti.

PWM išėjimas yra integruotas į osciliatoriaus pakopos išėjimą per diodą. Ši tvarka užtikrina, kad sugeneruoti kvadratinių bangų impulsai būtų suskaidyti į dalis arba susmulkinti pagal PWM impulsų nustatymą.

Tai padeda sumažinti bendrą kvadratinių bangų impulsų RMS vertę ir juos kuo geriau optimizuoti sinusinės bangos RMS vertei.

Taigi impulsai, generuojami valdančiųjų tranzistorių pagrinduose, yra visiškai modifikuoti, kad būtų techniškai panašūs į sinusinių bangų formas.

Išvesties etapas:

Išvesties etapas yra gana tiesus į priekį. Dvi transformatoriaus apvijos yra sukonfigūruotos dviem atskirais kanalais, susidedančiais iš galios tranzistorių bankų.

Abiejų galūnių galios tranzistoriai yra išdėstyti lygiagrečiai, kad padidintų bendrą srovę per apviją ir gautų norimą 500 vatų galią.

Tačiau norint apriboti šilumines pabėgimo situacijas lygiagrečiomis jungtimis, tranzistoriai prie jų spinduolių yra sujungiami su mažos vertės didelės galios vielos suvyniotu rezistoriumi. Tai trukdo pavieniam tranzistoriui pakrauti ir patekti į aukščiau nurodytą situaciją.

Surinkimo pagrindai yra integruoti į vairuotojo pakopą, aptartą ankstesniame skyriuje.

Baterija sujungta per centrinį kraną ir transformatoriaus žemę, taip pat su atitinkamais grandinės taškais.

Įjungus maitinimą, iš karto įjungiamas keitiklis, kurio išėjime yra turtinga modifikuota sinusinės bangos kintamoji srovė, paruošta naudoti bet kokiai apkrovai iki 500 VA.

Komponento informacija pateikiama pačioje diagramoje.

Pirmiau pateiktą dizainą taip pat galima modifikuoti į 500 vatų PWM valdomą „mosfet“ sinusinių bangų keitiklį, kai vairuotojo tranzistorius pakeičiate tiesiog keliais „mosfet“. Žemiau pateiktas dizainas suteiktų apie 150 vatų galios, norint gauti 500 vatų, gali tekti prijungti daugiau mosfetų lygiagrečiai su esamais dviem mosfetais.

Dizainas Nr. 3: modifikuotiems rezultatams naudoti 4093 IC

Žemiau pateikta PWM valdoma modifikuota sinusinės bangos keitiklio grandinė yra trečioji mūsų varžovė, ji naudoja tik vieną 4093 nurodytoms funkcijoms atlikti.

IC sudaro keturi NAND vartai, iš kurių du yra prijungti kaip osciliatoriai, o likusieji du - kaip buferiai.

Osciliatoriai yra integruoti taip, kad vieno iš osciliatorių aukštas dažnis sąveikauja su kito išėjimu, generuodamas susmulkintas kvadratines bangas, kurių RMS vertę galima gerai optimizuoti, kad atitiktų įprastas sinuso bangos formas. Ne visada lengva pakeisti keitiklio dizainą. suprasti ar kurti, ypač kai tai yra taip sudėtinga, kaip modifikuoti sinusinių bangų tipai. Tačiau čia aptartoje koncepcijoje visoms reikalingoms komplikacijoms pašalinti naudojamas tik vienas IC 4093. Sužinokime, kaip paprasta pastatyti.

Dalys, kurias turėsite pastatyti šiai 200 vatų keitiklio grandinei

Visi rezistoriai yra 1/4 vatų, 5%, jei nenurodyta kitaip.

• R1 = 1 M 50 Hz dažniu ir 830 K 60 Hz dažniu
• R2 = 1 K,
• R3 = 1 M,
• R4 = 1 K,
• R5, R8, R9 = 470 omų,
• R6, R7 = 100 omų, 5 vatų,
• VR 1 = 100 K,
• C1, C2 = 0,022 uF, keraminis diskas,
• C3 = 0,1, diskinė keramika
• T1, T4 = 122 PATARIMAS
• T3, T2 = BDY 29,
• N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
• D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
• D3, D2 = 1N5408,
• Transformatorius = 12 -0 - 12 voltų, srovė nuo 2 iki 20 amperų, ​​jei norite, išėjimo įtampa gali būti 120 arba 230 voltų, kaip nurodyta šalies specifikacijose.
• Baterija = 12 voltų, paprastai 32 AH tipo, rekomenduojama naudoti automobiliuose.

Grandinės valdymas

Siūloma 200 vatų modifikuoto sinusinės bangos keitiklio konstrukcija gauna modifikuotą išėjimą diskretiškai „iškirpdama“ pagrindinius kvadratinių bangų impulsus į mažesnes stačiakampių impulsų dalis. Funkcija panaši į PWM valdiklį, paprastai susietą su IC 555.

Tačiau čia darbo ciklai negali būti keičiami atskirai ir jie yra vienodi visame turimame svyravimo diapazone. Apribojimas neturi didelės įtakos PWM funkcijai, nes čia mes rūpinamės tik tuo, kad išvesties RMS vertė būtų artima jos sinusinės bangos skaitikliui, kuris vykdomas patenkinamai per esamą konfigūraciją.

Remiantis grandinės schema, galime pamatyti, kad visa elektronika sklando aplink vieną aktyvią dalį - IC 4093.

Jis susideda iš keturių atskirų „NAND Schmitt“ vartų, kurie visi buvo įjungti reikalingoms funkcijoms atlikti.

N1 kartu su R1, R2 ir C1 sudaro klasikinį CMOS Schmitt trgger osciliatoriaus tipą, kur vartai paprastai konfigūruojami kaip keitikliai arba NOT vartai.

Iš šios osciliatoriaus pakopos generuojami impulsai yra kvadratinės bangos, kurios sudaro pagrindinius grandinės impulsus. N3 ir N4 yra prijungti kaip buferiai ir naudojami išvesties įrenginiams vairuoti kartu.

Tačiau tai yra įprasti kvadratinių bangų impulsai ir nėra modifikuota sistemos versija.

Pirmiau minėtus impulsus galime lengvai naudoti tik vairuodami savo keitiklį, tačiau rezultatas būtų paprastas kvadratinių bangų keitiklis, netinkamas naudoti sudėtingoms elektroninėms programėlėms.

Priežastis yra ta, kad kvadratinės bangos gali labai skirtis nuo sinusinių bangų formų, ypač kiek tai susiję su jų RMS vertėmis.

Todėl idėja yra modifikuoti sugeneruotas kvadratines bangos formas taip, kad jos RMS reikšmė glaudžiai atitiktų sinusinės bangos formą. Norėdami tai padaryti, turime išmatuoti atskirų kvadratinių bangų formas per tam tikrą išorinę intervenciją.

Skyrius, apimantis N2, kartu su kitomis susijusiomis dalimis C2, R4 ir VR1 sudaro dar vieną panašų osciliatorių, tokį kaip N1. Tačiau šis osciliatorius sukuria aukštesnius stačiakampio formos dažnius.

Stačiakampė išvestis iš N2 tiekiama į pagrindinį N3 įvesties šaltinį. Teigiami impulsų traukiniai neturi įtakos šaltinio įvesties impulsams, nes yra D1, kuris blokuoja teigiamus N2 išėjimus.

Tačiau neigiamus impulsus leidžia D1 ir jie veiksmingai nugrimzta į atitinkamus pagrindinio šaltinio dažnio skyrius, reguliariais intervalais sukuriant juose stačiakampius įpjovimus, priklausomai nuo VR1 nustatyto osciliatoriaus dažnio.

Šiuos išpjovus arba veikiau stačiakampius impulsus iš N2 galima optimizuoti pagal norą sureguliuojant VR1.

Pirmiau nurodyta operacija suskirsto pagrindinę kvadratinę bangą nuo N1 į atskiras siauras dalis, sumažindama vidutinę bangų formų RMS. Patartina, kad nustatymas būtų atliekamas naudojant RMS matuoklį.

Išvesties įtaisai perjungia atitinkamas transformatoriaus apvijas, atsižvelgdami į šiuos matmenis, ir išėjimo apvijoje sukuria atitinkamas aukštos įtampos perjungtas bangų formas.

Rezultatas yra įtampa, kuri yra gana tolygi sinusinės bangos kokybei ir yra saugi eksploatuojant visų tipų buitinę elektros įrangą.

Inverterio galią galima padidinti nuo 200 vatų iki 500 vatų arba, jei norite, paprasčiausiai pridedant daugiau T1, T2, R5, R6 ir T3, T4, R7, R8 skaičių lygiagrečiai virš atitinkamų taškų.

Svarbiausios keitiklio savybės

Grandinė yra tikrai efektyvi, be to, tai yra modifikuota sinusinės bangos versija, kuri daro ją išskirtine savo požiūriu.

Grandinėje naudojami labai įprasti, lengvai gaunami komponentų tipai, be to, ją labai pigu pastatyti.

Kvadratinių bangų modifikavimas sinusinėmis bangomis gali būti atliekamas keičiant vieną potenciometrą arba tiksliau iš anksto nustatytą, todėl operacijos yra gana paprastos.

Ši koncepcija yra labai paprasta, tačiau siūlo didelės galios išvestis, kurią galima optimizuoti pagal savo poreikius, lygiagrečiai pridedant dar keletą išvesties įrenginių ir pakeičiant akumuliatorių bei transformatorių atitinkamais dydžiais.

Dizainas Nr. 4: visiškai tranzistoriaus pagrindu modifikuota sinusinė banga

Labai įdomi modifikuoto sinusinės bangos keitiklio grandinė yra aptarta šiame straipsnyje, kuriame yra tik įprasti tranzistoriai siūlomiems įgyvendinimams.

Naudojant tranzistorius, schema tampa lengviau suprantama ir draugiškesnė naujiems elektronikos entuziastams. Įtraukus PWM valdiklį į grandinę, dizainas yra labai efektyvus ir pageidautinas tiek, kiek tai susiję su sudėtingų prietaisų veikimu keitiklio išėjime. Grandinės schema rodo, kaip išdėstyta visa grandinė. Mes aiškiai matome, kad dalyvavo tik tranzistoriai, tačiau grandinė gali būti pagaminta taip, kad būtų sukurta gerai matuojama PWM valdoma bangos forma, kad būtų galima generuoti reikalingas modifikuotas smilkinio bangos formas arba tiksliau modifikuotas kvadratines bangas.

Visą sąvoką galima suprasti tiriant grandinę, naudojant šiuos taškus:

Nuostabūs kaip osciliatoriai

Iš esmės galime pamatyti du identiškus etapus, kurie yra prijungti standartinėje stabilaus multivibratoriaus konfigūracijoje.

Konfigūracijos, būdamos nepaprastos prigimties, yra specialiai skirtos laisvos eigos impulsams ar kvadratinėms bangoms generuoti atitinkamuose išėjimuose.

Tačiau viršutinė AMV pakopa yra sukurta normalioms 50 Hz (arba 60 Hz) kvadratinėms bangoms, kurios naudojamos transformatoriui valdyti ir reikalingiems keitiklio veiksmams generuoti, norint gauti norimą kintamosios srovės maitinimą išėjime.

Todėl viršutiniame etape nėra nieko per daug rimto ir įdomaus, paprastai jis susideda iš centrinės AMV pakopos, susidedančios iš T2, T3, o po to ateina vairuotojo pakopa, kurią sudaro tranzistoriai T4, T5, ir galiausiai priimančiosios išvesties pakopos, susidedančios iš T1 ir T6.

Kaip veikia išvesties etapas

Išvesties pakopa transformatorių valdo per akumuliatoriaus energiją norimiems keitiklio veiksmams atlikti.

Aukščiau pateiktas etapas yra atsakingas tik už kvadratinių bangų impulsų generavimą, kuris būtinai reikalingas numatytiems normaliems invertuotiems veiksmams.

„PWM Chopper AMV“ etapas

Apatinės pusės grandinė yra sekcija, kuri iš tikrųjų atlieka sinusinės bangos modifikacijas, perjungdama viršutinę AMV pagal savo PWM nustatymus.

Tiksliai, viršutinės AMV stadijos impulso formą valdo apatinė AMV grandinė ir ji įgyvendina kvadratinių bangų modifikaciją, susmulkindama pagrindinio kvadratinio keitiklio kvadratines bangas iš viršutinės AMV į atskiras dalis.

Aukščiau pateiktas pjaustymas ar matmenų nustatymas atliekamas ir nustatomas nustatant iš anksto nustatytą R12.

R12 naudojamas koreguoti apatinės AMV generuojamų impulsų ženklų erdvės santykį.

Pagal šiuos PWM impulsus pagrindinė kvadratinė banga iš viršutinės AMV susmulkinama į sekcijas, o sukurtos bangos vidutinė RMS vertė optimizuojama kuo arčiau standartinės sinusinės bangos formos.

Likęs paaiškinimas apie grandinę yra gana įprastas ir gali būti atliktas laikantis standartinės praktikos, kuri paprastai taikoma statant invertus, arba šiuo klausimu mano kitas susijęs straipsnis gali būti nurodytas norint gauti reikiamą informaciją.

Dalių sąrašas

• R1, R8 = 15 omų, 10 WATTŲ,
• R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
• R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ WAT,
• R4, R5 = 39K
• R10, R11 = 10K,
• R12 = 10K IŠ anksto nustatyta,
• C1 ----- C4 = 0,33Uf,
• D1, D2 = 1N5402,
• D3, D4 = 1N40007
• T2, T3, T7, T8 = 8050,
• T9 = 8550
• T5, T4 = 127 PATARIMAS
• T1, T6 = BDY29
• TRANSFORMATORIUS = 12-0-12V, 20 AMP.
• T1, T6, T5, T4 TURĖTŲ būti sumontuoti virš tinkamos šilumos kriauklės.
• BATERIJA = 12V, 30AH

Dizainas Nr. 5: skaitmeninė modifikuota keitiklio grandinė

Šis 5-asis klasikinio modifikuoto keitiklio dizainas yra dar vienas mano sukurtas dizainas, nors tai ir modifikuota sinusinė banga, tačiau jį taip pat galima vadinti skaitmenine sinusinių bangų keitiklio grandine.

Ši koncepcija vėl įkvėpta „Mosfet“ pagrindu sukurto galingo garso stiprintuvo dizaino.

Žvelgdami į pagrindinį galios stiprintuvo dizainą galime pastebėti, kad iš esmės tai yra 250 vatų galingas garso stiprintuvas, modifikuotas keitiklio programai.

Visi susiję etapai iš tikrųjų yra skirti įjungti dažnio atsaką nuo 20 iki 100 kHz, nors čia mums nereikės tokio aukšto dažnio atsako, aš nepašalinau nė vieno etapo, nes tai nepakenks grandinei .

Pirmasis etapas, kurį sudaro BC556 tranzistoriai, yra diferencialo stiprintuvo pakopa, po to eina gerai subalansuotas vairuotojo etapas, kurį sudaro BD140 / BD139 tranzistoriai, ir galiausiai tai išvesties pakopa, kurią sudaro galingi „mosfets“.

„Mosfets“ išėjimas yra prijungtas prie maitinimo transformatoriaus reikalingoms keitiklio operacijoms atlikti.

Tai užbaigia galios stiprintuvo etapą, tačiau šiam etapui reikalingas gerai matuojamas įvestis, o ne PWM įvestis, kuri galiausiai padėtų sukurti siūlomą skaitmeninės sinusinės bangos keitiklio grandinės konstrukciją.

Osciliatoriaus scena

Kitoje CIRCUIT DIAGRAM rodomas paprastas osciliatoriaus etapas, kuris buvo tinkamas optimizuoti teikiant reguliuojamus PWM valdomus išėjimus.

IC 4017 tampa pagrindine grandinės dalimi ir sukuria kvadratines bangas, kurios labai tiksliai atitinka standartinio kintamosios srovės RMS vertę.

Tačiau norint tiksliai sureguliuoti, IC 4017 išvestis buvo aprūpinta atskiru įtampos reguliavimo lygiu, naudojant kelis 1N4148 diodus.

Vienas iš išėjimo diodų gali būti pasirinktas išėjimo signalo amplitudei sumažinti, kuris galiausiai padėtų sureguliuoti transformatoriaus išėjimo RMS lygį.

Laikrodžio dažnį, kuris pagal reikalavimus turi būti sureguliuotas į 50Hz arba 60Hz, generuoja vieni vartai iš IC 4093.

P1 galima nustatyti aukščiau nurodytą dažnį.

Norėdami gauti 48-0-48 voltų, naudokite 4 nosis. 24V / 2AH baterijos nuosekliai, kaip parodyta paskutiniame paveiksle.

Maitinimo keitiklio grandinė

Sinusinės bangos ekvivalentinė osciliatoriaus grandinė

Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodytos įvairios bangos formos išvestys, atsižvelgiant į diodų skaičiaus pasirinkimą osciliatoriaus pakopos išėjime. Bangos formos gali turėti skirtingas atitinkamas RMS vertes, kurios turi būti kruopščiai parinktos maitinimo keitiklio grandinei tiekti.

Jei kyla problemų suprantant pirmiau pateiktas grandines, nedvejodami pakomentuokite ir teiraukitės.

Dizainas Nr. 6: naudojant tik 3 IC 555

Šiame skyriuje aptariama 6-oji geriausiai modifikuota sinusinių bangų keitiklio grandinė su bangos formos vaizdais, patvirtinantis projekto patikimumą. Koncepciją suprojektavau aš, bangos formą patvirtino ir pateikė ponas Robinas Peteris.

Aptarta koncepcija buvo suprojektuota ir pateikta keliuose mano anksčiau paskelbtuose pranešimuose: 300 vatų sinusinės bangos keitiklio grandinėje ir 556 keitiklio grandinėje, tačiau kadangi aš nepatvirtinau bangos formos, atitinkamos grandinės nebuvo visiškai neapsaugotos. Dabar ji buvo išbandyta, Robino Peterio patikrinta bangos forma atskleidė vieną paslėptą dizaino trūkumą, kuris, tikiuosi, čia buvo sutvarkytas.

Peržvelkime šį mano ir pono Robino Peterio el. Pašto pokalbį.

Aš sukūriau paprastesnę modifikuotą sinusinės bangos alternatyvią versiją IC555, be tranzistoriaus. Pakeičiau kai kurias rezistorių ir dangtelių vertes ir nenaudojau [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Aš prisijungiau prie IC 4017 „Pin2“ ir „7“, kad gautų reikiamą bangos formą. IC1 sukuria 200 Hz 90% darbo ciklo impulsus (1 paveikslėlis), kuris laikrodis IC2 (2 vaizdai) ir todėl IC3 (2 vaizdai, mažiausias darbo ciklas ir maks. D / C). Ar tai laukiami rezultatai, man rūpi, kad tai yra modifikuotas sinusas, kuriame galite keisti

RMS, o ne grynas sinusas

Pagarbiai

Robinas

Sveiki, Robinai,

Jūsų modifikuota sinusinės bangos grandinės schema atrodo teisinga, tačiau bangos forma nėra, manau, kad norėdami modifikuoti 4017, kurio dažnis yra fiksuotas 200 Hz dažniu, reikės naudoti atskirą osciliatoriaus pakopą ir padidinti viršutinio 555 IC dažnį iki daugelio kHz, tada patikrinkite bangos formą. Linkėjimai.

Sveiki, Swagatam

Aš pridėjau naują grandinės schemą su jūsų pasiūlytais pakeitimais kartu su gautomis bangų formomis. Ką manote apie PWM bangos formą, atrodo, kad impulsai neviršija žemės

lygiu.

Pagarbiai

Sveiki, Robinai,

Puiku, tiksliai to, ko tikėjausi, todėl tai reiškia, kad norint pasiekti rezultatus reikia naudoti atskirą vidutinį IC 555 skirtingą rezultatą .... beje, ar jūs pakeitėte RMS išankstinį nustatymą ir patikrinote bangų formas, atnaujinkite atlikdami tai taip.

Taigi dabar jis atrodo daug geriau ir jūs galite tęsti keitiklio dizainą, sujungdami mosfetus.

.... manau, kad jis nepasiekia žemės dėl diodo 0,6 V kritimo, manau, labai ačiū

Iš tikrųjų galima sukurti daug lengvesnę grandinę su panašiais rezultatais, kaip nurodyta aukščiau, kaip aptarta šiame įraše: https://homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Daugiau pono Robino atnaujinimų

Sveiki, Swagatam

Aš keičiau iš anksto nustatytą RMS ir čia yra pridedamos bangos formos. Norėčiau jūsų paklausti, kokią trikampio bangos amplitudę galite pritaikyti 5 kaiščiui ir kaip ją sinchronizuotumėte, kad kai 2 ar 7 kaiščiai eina + smailė yra viduryje

sveikinu Robiną

Štai keletas geriau modifikuotų sinusinės bangos formų, galbūt vaikinas jas lengviau supras. Ar jūs juos paskelbsite, priklauso nuo jūsų.

Beje, aš paėmiau 10uf dangtelį nuo pin2 iki 10k rezistoriaus iki .47uf dangtelio iki žemės. Ir trikampė banga atrodė taip (atvaizduota). Ne per trikampis, 7v p-p.

Aš ištirsiu 4047 variantą

džiūgauja Robinas

Transformatoriaus tinklo išvesties išėjimo bangos forma (220 V) Šie vaizdai rodo įvairius bangos formos vaizdus, ​​padarytus iš transformatoriaus išėjimo tinklo apvijos.

Mandagumas - Robinas Peteris

Nėra PWM, nėra apkrovos

Nėra PWM, su apkrova

Su PWM, be apkrovos

Su PWM, su apkrova

Aukščiau pateiktas vaizdas padidintas

Minėti bangos formos vaizdai atrodė šiek tiek iškreipti ir ne visai panašūs į sinusines bangas. Pridedant 0,45uF / 400V kondensatorių ant išvesties, rezultatai smarkiai pagerėjo, kaip matyti iš šių vaizdų.

Be apkrovos, esant įjungtai PWM, pridėtas kondensatorius 0,45uF / 400v

Su PWM, su apkrova ir su išėjimo kondensatoriumi tai labai panašu į autentišką sinusinės bangos formą.

Visus minėtus patikrinimus ir bandymus atliko ponas Robinas Petersas.

Daugiau pono Robino pranešimų

Gerai, praėjusią naktį atlikau dar keletą bandymų ir eksperimentų ir radau, kad padidinus baterijos įtampą iki 24 V, padidinus darbą / ciklą, sinusinė banga neiškraipė. (Gerai, aš atgavau pasitikėjimą) pridėjau, kad 2200uf dangtelis tarp c / tap ir žemės, tačiau tai neturėjo jokio skirtumo išėjimo bangos formai.

Pastebėjau kelis vykstančius dalykus, kai padidinau D / C, trafas skleidžia triukšmingą dūzgiantį garsą (tarsi relė labai greitai vibruotų pirmyn ir atgal). IRFZ44N labai greitai įkaista net ir be apkrovos dangtelis, atrodo, turi mažiau streso sistemai. Dūzgiantis triukšmas nėra toks blogas, o Z44n nėra toks karštas. [žinoma, kad nėra sinuso bangos]

Dangtelis yra skersai trafo išėjimo ne nuosekliai su viena koja. Aš paėmiau (3 skirtingas apvijas) apvalius induktorius {manau, kad jie yra periodiniai} iš jungiklio režimo maitinimo šaltinio. Rezultatas išėjimo bangos nepagerėjo (nepasikeitė),

Trafo išėjimo įtampa taip pat sumažėjo.

Automatinės apkrovos korekcijos funkcijos pridėjimas prie pirmiau modifikuotos sinusinės bangos keitiklio grandinės idėjos:

Pirmiau parodyta paprasta papildoma grandinė gali būti naudojama automatiniam keitiklio išėjimo įtampos koregavimui įgalinti.

Maitinimo įtampa per tiltą yra ištaisyta ir pritaikyta NPN tranzistoriaus pagrindui. Išankstinis nustatymas sureguliuojamas taip, kad be apkrovos išėjimo įtampa nusistovėtų nurodytu normaliu lygiu.

Tiksliau sakant, iš pradžių aukščiau pateiktas išankstinis nustatymas turėtų būti laikomas žemės lygyje, kad tranzistorius sakytų išjungtas.

Tada 10 k RMS iš anksto nustatytas PWM 555 IC 5 kontakte turėtų būti sureguliuotas taip, kad transformatoriaus išėjime būtų generuojama apie 300 V įtampa.

Galiausiai, reikia iš naujo nustatyti iš anksto nustatytą apkrovos korekciją 220K, kad įtampa būtų maždaug 230 V.

Padaryta! Tikimės, kad aukščiau nurodytų koregavimų pakaks nustatyti grandinę numatomoms automatinėms apkrovos korekcijoms.

Galutinis dizainas gali atrodyti taip:

Filtro grandinė

Pirmiau minėto keitiklio išvestyje galima naudoti šią filtro grandinę, kad būtų galima valdyti harmonikas ir pagerinti švaresnę sinusinės bangos išvestį.

Daugiau įėjimų:

Pirmiau pateiktą dizainą studijavo ir toliau tobulino ponas Theofanakis, kuris taip pat yra aistringas šio tinklaraščio skaitytojas.

Osciloskopo pėdsakas vaizduoja modifikuoto keitiklio bangos formą per 10k rezistorių, prijungtą prie transformatoriaus tinklo išėjimo.

Aukščiau pateiktą „Theofanakis“ keitiklio modifikuotą keitiklio dizainą išbandė ir patvirtino vienas iš aistringų šio tinklaraščio sekėjų p. Odonas. Šie Odono bandomieji vaizdai patvirtina minėtos keitiklio grandinės sinewave pobūdį.

Dizainas Nr. 7: „Heavy Duty 3Kva“ modifikuotas keitiklio dizainas

Žemiau paaiškintas turinys tiria p. Marcelino pagamintą 3kva sinusinės bangos keitiklio grandinės prototipą, naudojant tik BJT, o ne įprastus mosfetus. PWM valdymo grandinę suprojektavau aš.

Viename iš ankstesnių mano įrašų aptarėme 555 gryno sinusinės bangos ekvivalento keitiklio grandinę, kurią bendrai suprojektavo p. Marcelinas ir aš.

Kaip buvo sukurta grandinė

Šioje konstrukcijoje aš naudoju stiprius kabelius, kad išlaikytų didelę srovę, aš lygiagrečiai naudojau 70 mm2 ar daugiau mažesnių sekcijų. 3 KVA transformatorius iš tikrųjų yra toks kietas, kad jis sveria 35 kg. Matmenys ir tūris man nėra trūkumas. Nuotraukos pridėtos prie transformatoriaus ir vykdomas diegimas.

Šis rinkinys artėja prie pabaigos, remiantis 555 (SA 555) ir CD 4017

Pirmą kartą bandydamas su mosfets, šių metų pradžioje, naudojau IRL 1404, kuris yra 40 voltų Vdss. Mano nuomone, nepakankama įtampa. Geriau būtų naudoti mosfetus, kurių Vdss yra ne mažesnis kaip 250 voltų ar didesnis.

Šioje naujoje instaliacijoje aš numatau du diodus ant transformatoriaus apvijų.

Taip pat bus ventiliatorius aušinimui.

PATARIMAS 35 bus pritvirtintas po 10 kiekvienoje šakoje, taip:

Užbaigti vaizdų prototipus

Užbaigta 3 KVA keitiklio grandinė

Galutinis 3 kva modifikuoto sinusinių bangų keitiklio grandinės projektas turėtų atrodyti taip:

Dalių sąrašas

Visi rezistoriai yra 1/4 vatų 5%, jei nenurodyta.

• 100 omų - 2nos (vertė gali būti nuo 100 omų iki 1K)
• 1K - 2nos
• 470 omų - 1no (gali būti bet kokia vertė iki 1K)
• 2K2 - 1nos (tiks ir šiek tiek didesnė vertė)
• 180K išankstinis nustatymas - 2nos (veiks bet kokia vertė nuo 200K iki 330K)
• 10K išankstinis nustatymas - 1no (norėdami gauti geresnį rezultatą, prašome 1k iš anksto nustatyti
• 10 omų 5 vatų - 29nos

Kondensatoriai

• 10nF - 2nos
• 5nF - 1no
• 50nF - 1no
• 1uF / 25V - 1no

Puslaidininkiai

• 2,7 V „zener“ diodas - 1 ne (galima naudoti iki 4,7 V)
• 1N4148 - 2nos
• 6A4 diodas - 2nos (šalia transformatoriaus)
• IC NE555 - 3 nos
• IC 4017 - 1 Nr
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - 20 nos

• Transformatorius 9-0-9V 350 amperų arba 48-0-48V / 60 amperų
• Baterija 12V / 3000 Ah arba 48V 600 Ah

Jei naudojamas 48 V maitinimas, įsitikinkite, kad jis reguliuojamas iki 12 V IC etapams, o 48 V tiekite tik į centrinį transformatoriaus čiaupą.

Kaip apsaugoti tranzistorius

Pastaba: norėdami apsaugoti tranzistorius nuo terminio pabėgimo, montuokite atskirus kanalus per įprastus radiatorius, o tai reiškia, kad viršutiniam tranzistorių matricai naudokite ilgą viengubą radiatorių ir apatinio tranzistoriaus masyvui dar vieną panašų bendrą radiatorių.

Laimei, žėručio nereikėtų izoliuoti, nes kolektoriai yra sujungti, o kūnas, kuris yra kolektorius, efektyviai sujungtų per patį radiatorių. Tai iš tikrųjų sutaupytų daug sunkaus darbo.

Norint pasiekti maksimalų energijos vartojimo efektyvumą, aš rekomenduoju šį išvesties etapą, kuris turi būti naudojamas su aukščiau paaiškintais PWM ir 4017 etapais.

Grandinės schema

Pastaba: Visą viršutinį TIP36 pritvirtinkite virš didesnio spenelio bendro radiatoriaus. NENaudokite žėručio izoliatoriaus, kai tai įgyvendinate.

Tą patį reikia padaryti ir su apatiniais TIP36 masyvais.

Tačiau įsitikinkite, kad šie du radiatoriai niekada neliečia vienas kito.

TIP142 tranzistoriai turi būti sumontuoti ant atskirų atskirų didelių sparnų kėdžių.