Vrlo učinkovit krug pretvarača s čistim sinusnim valovima može se napraviti pomoću IC 4047 i nekoliko IC 555, zajedno s nekoliko drugih pasivnih komponenata. Naučimo detalje u nastavku.
Koncept sklopa
U prethodnom postu raspravljali smo o glavnom specifikacije i tehnički list IC 4047 gdje smo naučili kako se IC može konfigurirati u jednostavan krug pretvarača bez uključivanja bilo kojeg kruga vanjskog oscilatora.
U ovom članku nastavljamo s dizajnom malo unaprijed i saznajemo kako ga se može poboljšati u krug pretvarača s čistim sinusnim valom pomoću nekoliko dodatnih IC 555 zajedno sa postojećim IC 4047.
Odjeljak IC 4047 ostaje u osnovi isti i konfiguriran je u svom uobičajenom slobodnom režimu rada multivibratora s izlazom proširenim s stupnjem MOSFET-a / transformatora za potrebnih 12V pretvorbe u izmjeničnu mrežu.
Kako funkcionira IC 4047
IC 4047 generira uobičajene kvadratne valove na povezane mosfetove stvarajući mrežni izlaz na sekundaru transformatora koji je također u obliku kvadratnog vala AC.
Integracija dvaju 555 IC u gornju fazu u potpunosti pretvara izlaz u čisti sinusni izmjenični val. Sljedeće objašnjenje otkriva tajnu koja stoji iza IC555 za prethodno navedene.
Pozivajući se na dolje prikazani sklop IC 4047 za uvlačenje čistog sinusnog vala (koji sam sam dizajnirao), možemo vidjeti dvije identične faze IC 555, pri čemu lijevi dio funkcionira kao strujni generator pilastog, dok desni bočni dio kao trenutni PWM generator. .
Pokretanje oba 555 IC-a izvedeno je iz izlaza oscilatora koji je lako dostupan preko pina br. 13 IC 4047. Ova frekvencija bila bi 100Hz ako je pretvarač namijenjen za rad od 50Hz, a 120Hz za aplikacije od 60Hz.
Korištenje IC 555 za PWM generaciju
Lijevi odjeljak 555 generira konstantni pilasti val preko svog kondenzatora koji se dovodi na modulirajući ulaz IC2 555, gdje se ovaj pilasti signal uspoređuje s visokofrekventnim signalom s pina 3 IC1 555, stvarajući potreban PWM ekvivalent čistog sinusnog vala na pinu # 3 od 555 IC2.
Gornji PWM izravno se primjenjuje na kapije mosfet-a. tako da se kvadratni impulsi ovdje generirani kroz pin10 / 11 IC4047 usitne i 'izrezbare' prema primijenjenim PWM-ovima.
Rezultirajući izlaz na transformator također dovodi do pojačavanja čistog sinusnog vala na mrežnom sekundarnom izlazu transformatora.
Formula za izračunavanje R1, C1 dana je u ovom članku koji nam također govori o detaljima pinout-a IC 4047
Za NE555 stupanj C može se odabrati u blizini 1uF i R kao 1K.
Pretpostavljeni izlazni valni oblik
Više informacija o načinu korištenja IC 555 za generiranje PWM-a
RMS prilagodba mogla bi se dodati gore navedenom dizajnu uvođenjem mreže razdjelnika napona preko kabla pin5 i ulaza izvora trokuta, kao što je prikazano dolje, dizajn također uključuje međuspremnike za poboljšanje ponašanja MOSFET-a
Gore navedeni dizajn pretvarača s čistim sinusnim valom uspješno je testirao gospodin Arun Dev, jedan od strastvenih čitatelja ovog bloga i intenzivni elektronički hobi. Sljedeće slike koje je poslao dokazuju njegov napor za isto.
Više povratnih informacija
Inspirativni odgovor primljen od g. Aruna u vezi s gore navedenim rezultatima pretvarača IC 4047:
Nakon završetka ovog kruga, rezultat je bio nevjerojatan. Potpunu snagu dobio sam od žarulje od 100 W. Nisam mogao vjerovati svojim očima.
Jedina razlika koju sam napravio u ovom dizajnu bila je zamjena 180 K u drugom 555 sa 220 K loncem za precizno podešavanje frekvencija.
Ovaj put rezultat je bio plodan u svim pogledima ... Prilikom podešavanja lonca, mogao bih dobiti neometani, ne treperavi puni vatni sjaj u žarulji, također transformator 230/15 V priključen jer je opterećenje davalo frekvenciju između 50 i 60 (recimo 52 Hz).
Pot je nježno podešen da se dobije visokofrekventni (recimo 2 Khz) izlaz s pina # 3 drugog ic 555. Odjeljak CD4047 je bolje kalibriran da dobije 52 Hz na dva izlazna terminala ....
Također sam suočen s jednostavnim problemom. Koristio sam IRF3205 MOSFET-ove u izlaznoj fazi. Zaboravio sam spojiti sigurnosne diode preko odvodnih stezaljki svakog MOSFET-a ...
Dakle, kada sam pokušao spojiti drugo opterećenje (recimo stolni ventilator) paralelno s danim opterećenjem (žarulja od 100 W), sjaj žarulje i brzina ventilatora malo su smanjeni i jedan od MOSFET-a je puhao zbog odsutnost diode.
Navedeni krug pretvarača sinusnog vala 4047 uspješno je pokušao i gospodin Daniel Adusie (biannz), koji je redoviti posjetitelj ovog bloga, i vrijedni elektronički entuzijast. Evo slika koje je on poslao kako bi potvrdio rezultate:
Izlaz osciloskopa valovitog oblika vala
Osvjetljavanje ispitne žarulje od 100 W
Sljedeće slike prikazuju modificirane valove na izlazu transformatora koje je snimio gospodin Daniel Adusie nakon spajanja kondenzatora 0,22uF / 400V i odgovarajućeg opterećenja.
Valni oblici donekle su trapezoidni i daleko su bolji od kvadratnih valova što jasno pokazuje impresivne učinke PWM obrade stvorene u fazama IC555.
Valni oblici vjerojatno bi se mogli još dodatno izravnati dodavanjem induktora zajedno s kondenzatorom.
Prikazivanje traga osciloskopa u blizini Sinewavea nakon PWM filtracije
Interesantne povratne informacije primljene od gospodina Johnsona Isaaca, koji je jedan od predanih čitatelja ovog bloga:
Dobar dan
U svom postu, pretvarač čistog sinusnog vala pomoću 4047, u drugom stupnju I.c (ic.1) koristili ste otpor od 100 oma između pina 7 i 6.,
Je li to točno? Nekad mislim da bi nestabilni multivibrator koji koristi 555-pinsku konfiguraciju trebao imati 100 ohma između pina 7 i 6. Također, varijabla od 180 k između pina 8 (+) i pina 7. Pls provjeri vezu pina i ispravi me pls. Jer ponekad oscilira, a ponekad ne osjeti. Hvala.
Isaac Johnson
Rješavanje problema sa krugom:
Po mom mišljenju, za bolji odziv možete pokušati spojiti dodatni 1k otpornik preko vanjskog kraja od 100 ohma i pin6 / 2 IC1
Johnson:
Puno vam hvala na odgovoru. Zapravo sam konstruirao pretvarač koji ste dali na svom blogu i on je uspio.
Iako nemam osciloskop za promatranje izlaznog valnog oblika, ALI kladim se da je čitatelji dobar, jer je upravljao fluorescentnom cijevnom žaruljom u kojoj se nijedan modificirani ili pwm pretvarač ne može uključiti.
Pogledajte sliku gospodine. Ali moj je izazov sada kada dodam opterećenje, izlaz ponekad zatreperi. Ali sretan sam što je sinusni val.
Jednostavnije mogućnosti
Sljedeći koncept raspravlja o prilično jednostavnijoj metodi modifikacije običnog pretvarača kvadratnog vala pomoću IC 4047 u pretvarač sinusnog vala pomoću PWM tehnologije. Ideju je zatražio gospodin Filip
Tehničke specifikacije
Nadam se da mi neće smetati, ali trebam savjet s modificiranim pretvaračem sinusnog vala koji kontrolira PWM, a koji želim dizajnirati, pa želim potražiti vaše stručno mišljenje.
Ovaj jednostavan dizajn je okvirni, još ga nisam implementirao, ali volio bih da ga pogledate i kažete mi što mislite.
Također želim da pomognete odgovoriti na neka pitanja na koja nisam uspio pronaći odgovore.
Dao sam si slobodu priložiti sliku kvazi-blok dijagrama mog okvirnog dizajna za vaše razmatranje.
Molim te, pomozi mi. Na dijagramu, IC CD4047 u pretvaraču odgovoran je za stvaranje impulsa kvadratnog vala na 50Hz koji će se koristiti za naizmjenično uključivanje MOSFET-ova Q1 i Q2.
PWM sklop temeljit će se na IC NE555 i njegov će se izlaz primijeniti na ulaz Q3 tako da Q3 daje PWM. Osim ovoga, imam dva pitanja.
Prvo, mogu li koristiti kvadratne valove za PWM impulse? Drugo, kakav je odnos između frekvencije PWM i frekvencije napajanja? Koju PWM frekvenciju trebam koristiti za izlaz pretvarača od 50 Hz?
Nadam se da je ovaj dizajn izvediv, mislim da je izvediv, ali želim vaše stručno mišljenje prije nego što založim oskudna sredstva za provedbu dizajna.
Radujemo se vašem javljanju, gospodine!
S poštovanjem, Philip
Rješavanje zahtjeva za krug
Konfiguracija prikazana na drugoj slici funkcionirala bi, ali samo ako se zamijeni MFF središnjeg PWM slavine s p-kanalni mosfet .
PWM odjeljak trebao bi biti izrađen kako je objašnjeno u ovom članku:
PWM transformira ravne četvrtaste valove u modificirani kvadratni val usitnjavanjem na manje izračunate dijelove tako da ukupni efektivni efekt valnog oblika postane što bliži stvarnom sinusnom kolegi, a da pritom održava vršnu razinu jednaku stvarnom ulaznom kvadratnom valu . Koncept se može naučiti u pojedinostima ovdje:
Međutim, gornja transformacija ne pomaže u uklanjanju harmonika.
Frekvencija PWM-a uvijek će biti u obliku sjeckanih kvadratnih valova.
PWM frekvencija je nematerijalna i može imati bilo koju visoku vrijednost, po mogućnosti u kHz.
Prethodno: IC 4047 podatkovni list, pinouts, napomene o primjeni Sljedeće: Zvučno aktivirano automatsko pojačalo za isključivanje zvuka
