3 kruga pretvarača s čistim sinusnim valovima velike snage SG3525

Post objašnjava 3 snažna, ali jednostavna kruga pretvarača s sinusnim valom koji koriste jedan IC SG 3525. Prvi je krug opremljen značajkom otkrivanja i odsječenosti slabe baterije i značajkom automatske regulacije izlaznog napona.

Ovaj je krug zatražio jedan od zainteresiranih čitatelja ovog bloga. Naučimo više o zahtjevu i funkcioniranju sklopa.

Dizajn # 1: Osnovni modificirani sinus

U jednom od ranijih postova raspravljao sam o utvrditi funkcioniranje IC 3525 , koristeći podatke, dizajnirao sam sljedeći sklop koji je, doduše, prilično standardan u svojoj konfiguraciji, uključuje značajku isključenja baterija i automatsko poboljšanje regulacije izlaza.

Sljedeće objašnjenje provest će nas kroz razne faze kruga, naučimo ih:

Kao što se može vidjeti iz datog dijagrama, ICSG3525 je postavljen u svom standardnom načinu PWM generatora / oscilatora gdje je učestalost oscilacija određena C1, R2 i P1.

P1 se može prilagoditi za stjecanje točnih frekvencija prema potrebnim specifikacijama aplikacije.

Raspon P1 je od 100Hz do 500 kHz, ovdje nas zanima vrijednost od 100 Hz koja u konačnici daje 50Hz na dva izlaza na pinu # 11 i Pin # 14.

Gornja dva izlaza osciliraju naizmjenično na način push pull (totem stup), tjerajući povezane MOSFET-ove u zasićenje na fiksnoj frekvenciji - 50 Hz.

MOSFET-ovi kao odgovor 'guraju i povlače napon / struju akumulatora na dva namotaja transformatora, što zauzvrat generira potrebnu mrežnu izmjeničnu struju na izlaznom namotu transformatora.

Vršni napon koji se generira na izlazu bio bi negdje oko 300 V, koji se mora prilagoditi na oko 220 V RMS pomoću kvalitetnog RMS mjerača i podešavanjem P2.

P2 zapravo podešava širinu impulsa na pinu # 11 / # 14, što pomaže u osiguravanju potrebnog RMS-a na izlazu.

Ova značajka olakšava PWM kontrolirani modificirani sinusni val na izlazu.

Značajka automatskog reguliranja izlaznog napona

Budući da IC omogućuje pin-out za upravljanje PWM-om, ovaj se pin-out može iskoristiti za omogućavanje automatske regulacije izlaza sustava.

Pin # 2 je senzorski ulaz interne ugrađene pogreške Opamp, obično se napon na ovom pinu (neinva.) Prema zadanim postavkama ne bi trebao povećavati iznad oznake 5.1V, jer je inv pin # 1 interno fiksiran na 5.1V.

Sve dok je pin # 2 unutar specificirane granice napona, značajka korekcije PWM-a ostaje neaktivna, međutim onog trenutka kada napon na pinu 2 nastoji porasti iznad 5.1V, izlazni se impulsi naknadno sužavaju u pokušaju ispravljanja i uravnoteženja izlazni napon u skladu s tim.

Ovdje se koristi mali osjetni transformator TR2 za dobivanje uzorka napona izlaza, taj se napon ispravno ispravlja i dovodi na pin # 2 IC1.

P3 je postavljen tako da napajani napon ostaje znatno ispod granice od 5,1 V kada je izlazni napon RMS oko 220 V. Ovo postavlja značajku automatske regulacije kruga.

Sada ako iz bilo kojeg razloga izlazni napon teži porastu iznad zadane vrijednosti, aktivira se značajka korekcije PWM-a i napon se smanjuje.

Idealno bi bilo da P3 bude postavljen tako da izlazni napon RMS bude fiksiran na 250V.

Dakle, ako gornji napon padne ispod 250V, PWM korekcija pokušat će ga povući prema gore, i obrnuto, to će pomoći u postizanju dvosmjerne regulacije izlaza,

Pažljiva istraga pokazat će da je uključivanje R3, R4, P2 besmisleno, oni se mogu ukloniti iz kruga. P3 se može koristiti samo za dobivanje predviđene PWM kontrole na izlazu.

Značajka rezanja slabe baterije

Druga zgodna značajka ovog kruga je sposobnost slabe baterije.

Ponovno ovo uvođenje postaje moguće zahvaljujući ugrađenoj značajki isključivanja IC SG3525.

Pin # 10 IC-a reagirat će na pozitivan signal i isključit će izlaz dok signal ne bude inhibiran.

Opamp 741 ovdje funkcionira kao niskonaponski detektor.

P5 treba postaviti tako da izlaz 741 ostane na logički niskoj razini sve dok je napon akumulatora iznad praga niskog napona, to može biti 11,5V. 11V ili 10,5 po želji korisnika, idealno ne bi trebalo biti manje od 11V.

Jednom kad se ovo postavi, ako napon akumulatora tendira padati ispod oznake niskog napona, izlaz IC-a trenutno postaje visok, aktivirajući značajku isključenja IC1, sprečavajući daljnji gubitak napona baterije.

Otporni povratni otpornici R9 i P4 osiguravaju da položaj ostane fiksiran čak i ako napon akumulatora teži porastu natrag na neke više razine nakon aktiviranja postupka isključivanja.

Popis dijelova

Svi otpornici su 1/4 vata 1% MFR. osim ako nije drukčije navedeno.

• R1, R7 = 22 Ohma
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 ohma
• R9 = 100K
• C1 = 0,1uF / 50V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100 nF
• C6, C7 = 4,7uF / 25V
• P1 = 330K unaprijed postavljeno
• P2 --- P5 = 10K unaprijed postavljenih postavki
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... struja prema zahtjevu
• TR2 = 0-9V / 100mA Baterija = 12V / 25 do 100 AH

Stupanj opampovog praznog napajanja u gore prikazanoj shemi mogao bi se modificirati radi boljeg odziva kako je dato na sljedećem dijagramu:

Ovdje možemo vidjeti da pin3 opampa sada ima vlastitu referentnu mrežu koja koristi D6 i R11 i ne ovisi o referentnom naponu s IC 3525 pina16.

Pin6 opampa koristi cener diodu kako bi se zaustavilo svako curenje koje bi moglo ometati pin10 SG3525 tijekom njegovog normalnog rada.

R11 = 10K
D6, D7 = zener diode, 3,3 V, 1/2 vata

Još jedan dizajn s automatskim ispravljanjem povratnih informacija izlaza

Dizajn kruga # 2:

U gornjem smo odjeljku naučili osnovnu verziju IC SG3525 dizajniranu da proizvede modificirani izlaz sinusnog vala kada se koristi u topologiji pretvarača , a ovaj osnovni dizajn ne može se poboljšati kako bi se proizveo čisti valni oblik sinevalnog vala u svom tipičnom formatu.

Iako bi modificirani izlaz kvadratnog ili sinusnog vala mogao biti u redu sa svojim RMS svojstvom i razumno pogodan za napajanje većine elektroničke opreme, nikada se ne može podudarati s kvalitetom čistog sinusnog pretvarača.

Ovdje ćemo naučiti jednostavnu metodu koja bi se mogla koristiti za poboljšanje bilo kojeg standardnog kruga pretvarača SG3525 u čisti sinusni kolega.

Za predloženo poboljšanje osnovni pretvarač SG3525 mogao bi biti bilo koji standardni dizajn pretvarača SG3525 konfiguriran da proizvodi modificirani PWM izlaz. Ovaj odjeljak nije presudan i mogla bi se odabrati bilo koja poželjna varijanta (možete ih pronaći na mreži s manjim razlikama).

Raspravljao sam o opsežnom članku u vezi s kako pretvoriti pretvarač kvadratnog vala u pretvarač sinevalnog vala u jednom od mojih ranijih postova, ovdje primjenjujemo isti princip za nadogradnju.

Kako se događa pretvorba iz Squarewavea u Sinewave

Možda vas zanima znati što se točno događa u procesu pretvorbe koja pretvara izlaz u čisti sinusni val pogodan za sva osjetljiva elektronička opterećenja.

U osnovi se to radi optimiziranjem oštrih impulsa kvadratnog vala u porastu i padu u lagano dižući se i padajući valni oblik. To se izvodi sjeckanjem ili razbijanjem izlaznih četvrtastih valova na broj jednoličnih dijelova.

U stvarnom sinusnom valu valni oblik stvara se kroz eksponencijalni obrazac uspona i opadanja, gdje se sinusoidni val postupno uspinje i spušta tijekom svojih ciklusa.

U predloženoj ideji, valni oblik nije izveden eksponencijalno, već su četvrtasti valovi sjeckani na komade koji u konačnici dobivaju oblik sinusnog vala nakon neke filtracije.

'Sjeckanje' se vrši dodavanjem izračunatog PWM-a na vrata FET-a putem stupnja BJT međuspremnika.

Tipični dizajn sklopa za pretvaranje SG3525 valnog oblika u čisti sinusni valni oblik prikazan je u nastavku. Ovaj dizajn zapravo je univerzalni dizajn koji se može primijeniti za nadogradnju svih pretvarača kvadratnog vala u pretvarače sinevalnih valova.

Upozorenje: Ako za ulaz koristite SPWM, zamijenite donji BC547 s BC557. Emiteri će se povezati sa stupnjem međuspremnika, kolektorom do zemlje, bazama do ulaza SPWM.

Kao što može biti na gornjem dijagramu, donja dva BC547 tranzistora pokreću se PWM napajanjem ili ulazom, zbog čega se prebacuju u skladu s radnim ciklusima PWM ON / OFF.

To zauzvrat brzo prebacuje impulse od 50 Hz BC547 / BC557 koji dolaze iz izlaznih pinova SG3525.

Gore navedeni postupak u konačnici prisiljava MOSFET-ove da se također UKLJUČE I ISKLJUČE po nekoliko puta za svaki od 50 / 60Hz ciklusa i prema tome proizvode sličan valni oblik na izlazu priključenog transformatora.

Po mogućnosti, ulazna frekvencija PWM-a trebala bi biti 4 puta veća od osnovne frekvencije 50 ili 60Hz. tako da se svaki ciklus od 50 / 60Hz podijeli na 4 ili 5 dijelova i ne više od toga, što bi inače moglo dovesti do neželjenih harmonika i grijanja MOSFET-a.

PWM krug

Ulazni PWM feed za gore objašnjeni dizajn može se dobiti bilo kojim standardni IC 555 nepomični dizajn kako je prikazano dolje:

Ovaj PWM krug zasnovan na IC 555 se može koristiti za napajanje optimiziranog PWM-a na baze BC547 tranzistora u prvom dizajnu tako da izlaz iz kruga pretvarača SG3525 stekne RMS vrijednost blizu vrijednosti efektivne efektivnosti mrežnog čistog valnog oblika.

Korištenje SPWM-a

Iako bi gore objašnjeni koncept uvelike poboljšao izlaz modificiran kvadratnim valom tipičnog kruga pretvarača SG3525, još bolji pristup mogao bi biti odabir Krug generatora SPWM .

U ovom se konceptu 'usitnjavanje' svakog od impulsa kvadratnog vala provodi kroz proporcionalno različite PWM radne cikluse, a ne kroz fiksni radni ciklus.

Već sam razgovarao kako generirati SPWM koristeći opamp , ista teorija može se koristiti za napajanje pogonskog stupnja bilo kojeg pretvarača kvadratnog vala.

Jednostavan sklop za generiranje SPWM-a može se vidjeti u nastavku:

Korištenje IC 741 za obradu SPWM-a

U ovom dizajnu vidimo standardni IC 741 opamp čiji su ulazni pinovi konfigurirani s nekoliko izvora trokutnih valova, od kojih je jedan puno brži u frekvenciji od drugog.

Trokutasti valovi mogu se proizvesti od standardnog kruga temeljenog na IC 556, ožičenog kao postolje i kompaktor, kao što je prikazano dolje:

UČESTALOST BRZIH TROKUTNIH VALOVA TREBA BITI OKO 400 Hz, MOŽE SE POSTAVITI PRILAGOĐAVANJEM PRETHODNOG 50 k ili vrijednošću kondenzatora od 1 nF

UČESTALOST TRAGOVA TROKUTNIH TALASA MORA BITI JEDNAKA ŽELJENOJ IZLAZNOJ UČESTALOSTI INVERTERA. OVO MOŽE BITI 50 Hz ILI 60 Hz I JEDNAKO UČESTALOSTI # 4 SG3525

Kao što se može vidjeti na gornje dvije slike, valovi brzog trokuta postižu se iz uobičajenog IC 555 koji je podesiv.

Međutim, spori valovi trokuta dobivaju se preko IC 555 ožičenog poput 'generatora valova kvadratnog vala na trokut'.

Kvadratni valovi ili pravokutni valovi dobiveni su s pina # 4 SG3525. To je važno jer savršeno usklađuje izlaz optičkog pojačala 741 s frekvencijom od 50 Hz kruga SG3525. To zauzvrat stvara pravilno dimenzionirane SPWM skupove na dva MOSFET kanala.

Kada se ovaj optimizirani PWM napaja na prvi dizajn sklopa, izlaz iz transformatora stvara daljnji poboljšani i nježni sinusni val koji ima svojstva koja su mnogo identična standardnom AC mrežnom sinusnom obliku.

Međutim, čak i za SPWM, RMS vrijednost treba biti ispravno postavljena u početku kako bi se dobio ispravan izlazni napon na izlazu transformatora.

Jednom implementirani, može se očekivati ​​stvarni ekvivalent sinusnog vala iz bilo kojeg dizajna pretvarača SG3525 ili iz bilo kojeg modela kvadratnog vala pretvarača.

Ako imate više dvojbi u vezi sa čistim sinusnim pretvaračem SG3525, možete ih slobodno izraziti svojim komentarima.

AŽURIRAJ

Osnovni primjer dizajna stupnja oscilatora SG3525 može se vidjeti u nastavku, ovaj dizajn mogao bi se integrirati sa gore objašnjenim PWM sinewave BJT / mosfet stupnjem za dobivanje potrebne poboljšane verzije dizajna SG3525:

Kompletna shema sklopa i raspored PCB-a za predloženi krug pretvarača s čistim sinusnim valom SG3525.

Ljubaznost: Ainsworth Lynch

Dizajn # 3: 3kva krug pretvarača pomoću IC SG3525

U prethodnim smo odlomcima sveobuhvatno raspravljali o tome kako se SG3525 dizajn može pretvoriti u učinkovit dizajn sinevalnih valova, sada razgovarajmo o tome kako se može napraviti jednostavan krug pretvarača 2kva pomoću IC SG3525, koji se lako može nadograditi na sinewave 10kva povećavanjem specifikacije baterija, MOSFET-a i transformatora.

Osnovni sklop je prema nacrtu koji je dostavio gospodin Anas Ahmad.

Objašnjenje predloženog kruga pretvarača SG3525 2kva može se razumjeti iz sljedeće rasprave:

bok swagatam, konstruirao sam sljedeću 3kva 24V inverter modificirani sinusni val (Koristio sam 20 mosfet-a s otpornikom pričvršćenim za svaki, osim toga koristio sam središnji slavinski transformator i za oscilator upotrijebio SG3525) .. sada ga želim pretvoriti u čisti sinusni val, molim vas kako to mogu učiniti?

Osnovna shema

Moj odgovor:

Pozdrav Anas,

prvo isprobajte osnovnu postavku kako je objašnjeno u ovom članku o pretvaraču SG3525, ako sve bude u redu, nakon toga možete pokušati paralelno povezati više MOSFET-a .....

pretvarač prikazan u gornjem daigramu osnovni je dizajn kvadratnih valova, da biste ga pretvorili u sinusni val, morate slijediti korake objašnjene u nastavku. Mosfetovi krajevi vrata / otpornika moraju biti konfigurirani s BJT stupnjem i treba spojiti PWM 555 IC kako je naznačeno na sljedećem dijagramu:

Što se tiče povezivanja paralelnih MOSFET-ova

ok, imam 20 MOSFET-a (10 na olovu A, 10 na olovu B), tako da na svaki MOSFET moram priložiti 2 BJT, to je 40 BJT, a isto tako moram spojiti samo 2 BJT koja izlaze iz PWM-a paralelno sa 40 BJT ? Žao mi je što sam početnik samo pokušavam pokupiti.

Odgovor:
Ne, svaki emiterski spoj dotičnog BJT para sadržavat će 10 MOSFET-a ... stoga će vam trebati samo 4 BJT-a ....

Korištenje BJT-ova kao odbojnika

1. ok ako vas mogu dobro shvatiti, budući da ste rekli 4 BJT-a, 2 na olovu A, 2 na olovu B, ONDA još 2 BJT s izlaza PWM-a, zar ne?
2. koristim bateriju od 24 volta, nadam se da nema izmjena na BJT kolektorskom terminalu baterije?
3. moram koristiti promjenjivi otpornik od oscilatora za kontrolu ulaznog napona u MOSFET, ali ne znam kako ću postupiti s naponom koji će u ovom slučaju ići na bazu BJT-a, što ću učiniti da želim na kraju raznijeti BJT?

Da, NPN / PNP BJT-ovi za stupanj međuspremnika i dva NPN-a s upravljačkim programom PWM-a.
24V neće naštetiti BJT odbojnicima, ali svakako upotrijebite a 7812 za spuštanje na 12V za stupnjeve SG3525 i IC 555.

Možete koristiti IC 555 lonac za podešavanje izlaznog napona s trafoa i postavite ga na 220V. zapamtite svoje transformator mora biti nominalno niži od napona akumulatora za dobivanje optimalnog napona na izlazu. ako vam je baterija 24V, možete koristiti trafo od 18-0-18V.

Popis dijelova

Krug IC SG3525
svi otpornici 1/4 vata 5% CFR, ako nije drugačije naznačeno
10K - 6nos
150.000 - 1 br
470 ohma - 1 br
unaprijed postavljene postavke 22K - 1no
unaprijed postavljenih 47K - 1br
Kondenzatori
0,1uF keramika - 1no
IC = SG3525
Scena Mosfet / BJT
Svi MOSFET-ovi - IRF540 ili bilo koji ekvivalent Otpornici na izlaz - 10 Ohma 1/4 W (preporučeno)
Svi NPN BJT-ovi su = BC547
Svi PNP BJT su = BC557
Svi osnovni otpornici su 10K - 4nos
IC 555 PWM pozornica
1K = 1no 100K lonac - 1no
1N4148 Dioda = 2nos
Kondenzatori 0,1uF keramički - 1no
10nF keramika - 1no
Razno IC 7812 - 1br
Baterija - 12V 0r 24V 100AH ​​transformator prema specifikacijama.

Jednostavnija alternativa