Tīra sinusa viļņu invertora shēma, izmantojot IC 4047

Ļoti efektīvu sinusa viļņu invertora shēmu var izveidot, izmantojot IC 4047 un pāris IC 555 kopā ar dažiem citiem pasīviem komponentiem. Uzzināsim sīkāku informāciju zemāk.

Circuit Concept

Iepriekšējā ierakstā mēs apspriedām galveno IC 4047 specifikācijas un datu lapa kur mēs uzzinājām, kā IC var konfigurēt vienkāršā invertora ķēdē, neiesaistot nekādu ārēju oscilatoru ķēdi.

Šajā rakstā mēs turpinām dizainu nedaudz uz priekšu un uzzinām, kā to var uzlabot tīra sinusa viļņu invertora ķēdē, izmantojot pāris papildu IC 555 kopā ar esošo IC 4047.

IC 4047 sadaļa būtībā paliek nemainīga un ir konfigurēta parastajā brīvā darba multivibratora režīmā ar izeju pagarinātu ar mosfet / transformatora pakāpi vajadzīgajam 12 V maiņstrāvas pārveidojumam.

Kā darbojas IC 4047

IC 4047 ģenerē parastos kvadrātveida viļņus pieslēgtajiem mosfetiem, izveidojot tīkla izeju transformatora sekundārajā daļā, kas ir arī kvadrātveida viļņu maiņstrāvas formā.

Divu 555 IC integrēšana iepriekš minētajā posmā pilnībā pārveido izvadi tīrā sinusa viļņu AC. Šis skaidrojums atklāj IC555 darbības noslēpumu, kas darbojas iepriekš.

Atsaucoties uz zemāk parādīto IC 4047 tīra sinusa viļņu invertora shēmu (kuru esmu izstrādājis), mēs varam redzēt divus identiskus IC 555 posmus, kur kreisā daļa darbojas kā strāvas kontrolēts zāģa zobu ģenerators, bet labās puses sekcija kā strāvas kontrolēta PWM ģenerators .

Abu 555 IC iedarbināšana tiek iegūta no oscilatora izejas, kas ir viegli pieejama IC 4047. tapas Nr. 13. Šī frekvence būtu 100Hz, ja invertors paredzēts 50Hz darbībām, un 120Hz - 60Hz lietojumprogrammām.

Izmantojot IC 555 PWM paaudzei

Kreisā 555 sekcija rada kondensatoram nemainīgu zāģa viļņu, kas tiek ievadīts IC2 555 modulējošajai ieejai, kur šo zāģa zobu signālu salīdzina ar augstas frekvences signālu no IC1 555 pin3, izveidojot nepieciešamo tīrā sinusa viļņu ekvivalentu PWM pie tapas # 3 no 555 IC2.

Iepriekš minētais PWM tiek tieši piemērots mosfetu vārtiem. tā, lai kvadrātveida impulsi, kas šeit radīti caur IC4047 pin10 / 11, tiktu sasmalcināti un 'izgrebti' atbilstoši lietotajiem PWM.

Iegūtā transformatora izeja izraisa arī tīra sinusa viļņa pastiprināšanu pie transformatora tīkla maiņstrāvas sekundārās izejas.

R1, C1 aprēķināšanas formula ir dota šajā rakstā, kas mums arī stāsta par IC 4047 pinout informāciju

NE555 stadijai C var izvēlēties 1uF tuvumā un R kā 1K.

Pieņemtā izejas viļņu forma

Plašāka informācija par lietošanu IC 555 PWM ģenerēšanai

Iepriekšminētajam dizainam varētu pievienot RMS korekciju, ieviešot katla sprieguma dalītāja tīklu pin5 un trīsstūra avota ievadi, kā parādīts zemāk, dizains ietver arī bufera tranzistorus, lai uzlabotu mosfet uzvedību

Iepriekšminēto tīra sinusa viļņu invertora dizainu veiksmīgi pārbaudīja Aruna Dev kungs, kurš ir viens no šī emuāra dedzīgajiem lasītājiem un intensīvs elektroniskais hobijs. Turpmākie viņa iesūtītie attēli pierāda viņa centienus to pašu.

Vairāk atsauksmju

No Aruna kunga saņemta iedvesmojoša atbilde par iepriekšminētajiem IC 4047 invertora rezultātiem:

Pēc šīs ķēdes pabeigšanas rezultāts bija pārsteidzošs. Es saņēmu pilnu jaudu ar 100 W spuldzi. Nespēju noticēt manām acīm.

Vienīgā atšķirība, ko es izdarīju šajā dizainā, bija nomainīt 180 K otrajā 555 ar 220 K katlu, lai precīzi pielāgotu frekvences.

Šoreiz rezultāts bija auglīgs visos aspektos. Pielāgojot katlu, spuldzē varēja netraucēti mirgot, pilnas jaudas spīdums, kā arī pievienots 230/15 V transformators, jo slodze deva frekvenci starp 50 un 60 (teiksim, 52 Hz).

Katls tika maigi noregulēts, lai iegūtu augstas frekvences (teiksim, 2 Khz) izvadi no otrā ic 555 tapas # 3. CD4047 sadaļa ir labāk kalibrēta, lai iegūtu divus Hz izejas spailes 52 Hz ....

Arī es saskaras ar vienkāršu problēmu. Izvades stadijā esmu izmantojis IRF3205 mosfets. Es aizmirsu savienot drošības diodes pāri katra mosfeta kanalizācijas spailēm ...

Tāpēc, kad es biju mēģinājis paralēli dotajai slodzei (100 W spuldzei) pieslēgt citu slodzi (teiksim, galda ventilatoru), spuldzes mirdzums arī nedaudz samazināja ventilatora ātrumu, un viens no MOSFET diode neesamība.

Iepriekš minēto 4047 sinusoidālo invertoru shēmu veiksmīgi izmēģināja arī Daniels Adusijs (bianns), kurš ir regulārs šī emuāra apmeklētājs un strādīgs elektronikas entuziasts. Šeit ir viņa nosūtītie attēli, kas pārbauda rezultātus:

Zāģu zobu viļņu osciloskopa izeja

Apgaismojot 100 vatu testa spuldzi

Turpmākajos attēlos redzamas modificētās viļņu formas transformatora izejā, ko uztvēris Daniels Adusijs pēc 0,22uF / 400V kondensatora un piemērotas slodzes pievienošanas.

Viļņu formas ir nedaudz trapecveida un ir daudz labākas par kvadrātveida vilni, kas skaidri parāda PWM apstrādes iespaidīgo ietekmi, ko rada IC555 posmi.

Viļņu formas, iespējams, varētu vēl vairāk izlīdzināt, pievienojot induktoru kopā ar kondensatoru.

Parāda netālu no Sinewave osciloskopa izsekošanas pēc PWM filtrēšanas

Interesantas atsauksmes, kas saņemtas no Džonsona Īzaka kunga, kurš ir viens no veltītajiem šī emuāra lasītājiem:

Laba diena
Savā ierakstā Pure Sine Wave Inverter, izmantojot 4047, otrajā I.c posmā (ic.1) jūs izmantojāt 100 omu rezistoru starp 7. un 6. tapu.
Vai tas ir pareizi? Es mēdzu domāt, ka astablajam multivibratoram, izmantojot 555 kontaktu konfigurāciju, vajadzētu būt 100 omiem starp tapām 7 un 6. Arī 180 k mainīgajam starp tapu 8 (+) un tapu 7. Pls pārbaudiet tapas savienojumu un izlabojiet mani pls. Jo tas dažreiz svārstās un dažreiz arī nē. Paldies,
Īzaks Džonsons

Ķēdes problēmas risināšana:

Manuprāt, lai iegūtu labāku reakciju, varat mēģināt savienot papildu 1k rezistoru pāri 100 ohm ārējam galam un pin1 / 2 no IC1

Džonsons:

Liels paldies par atsaucību. Es faktiski uzbūvēju invertoru, kuru jūs devāt savā emuārā, un tas darbojās.

Lai gan man nav osciloskopa, lai novērotu izejas viļņu formu, BET es deru, ka lasītājiem tas ir labs, jo tas darbojās ar dienasgaismas lampu, kurā nevar ieslēgt modificētu vai pwm invertoru.

Skatiet attēlu kungs. Bet mans izaicinājums tagad ir tad, kad pievienoju slodzi, izeja dažreiz mirgo. Bet es priecājos, ka tas ir sinusoidāls vilnis.

Vienkāršākas iespējas

Šajā koncepcijā aplūkota diezgan vienkāršāka metode, kā modificēt parasto kvadrātveida viļņu invertoru, izmantojot IC 4047, par sinusa viļņu invertoru, izmantojot PWM tehnoloģiju. Ideju pieprasīja Filipa kungs

Tehniskās specifikācijas

Es ceru, ka es netraucēšu, bet man ir nepieciešams padoms ar PWM vadītu modificētu sinusoidālo invertoru, kuru es izstrādāju, tāpēc es vēlos lūgt jūsu ekspertu viedokli.

Šis vienkāršais dizains ir provizorisks, es to vēl neesmu ieviesis, bet es vēlētos, lai jūs to apskatītu un pastāstītu man, ko jūs domājat.

Es arī vēlos, lai jūs palīdzētu atbildēt uz dažiem jautājumiem, uz kuriem es neesmu spējis atrast atbildes.

Esmu pieņēmis brīvību jūsu apsvērumu dēļ pievienot sava provizoriskā projekta kvazibloka diagrammas attēlu.

Lūdzu, palīdziet man. Diagrammā IC CD4047 invertorā ir atbildīgs par kvadrātveida viļņu impulsu ģenerēšanu 50Hz frekvencē, kas tiks izmantoti, lai pārmaiņus ieslēgtu MOSFETS Q1 un Q2.

PWM ķēde būs balstīta uz IC NE555, un tās izeja tiks pielietota Q3 vārtiem, lai Q3 nodrošinātu PWM. Bez tam man ir divi jautājumi.

Pirmkārt, vai es varu izmantot kvadrātveida viļņus PWM impulsiem? Otrkārt, kāda ir saistība starp PWM frekvenci un barošanas frekvenci? Kādu PWM frekvenci man vajadzētu izmantot 50Hz invertora izejai?

Es ceru, ka šis dizains ir iespējams, es domāju, ka tas ir iespējams, taču es vēlos saņemt jūsu ekspertu viedokli, pirms es piešķiru ierobežotus resursus dizaina ieviešanai.

Gaidu dzirdēt no jums, kungs!

Ar cieņu Filips

Kontūras pieprasījuma atrisināšana

Konfigurācija, kas parādīta otrajā attēlā, darbosies, bet tikai tad, ja centrālais krāns PWM mosfet tiek aizstāts ar a p-kanāla mosfet .

PWM sadaļa jāveido, kā paskaidrots šajā rakstā:

PWM pārveido plakanos kvadrātveida viļņus modificētā kvadrātveida viļņā, sasmalcinot tos mazākās aprēķinātās sekcijās tā, lai viļņa kopējā RMS kļūtu pēc iespējas tuvāka faktiskajam sinusa analogam, tomēr saglabājot pīķa līmeni, kas vienāds ar faktisko kvadrātveida viļņu ievadi . Jēdzienu var apgūt sīkāk šeit:

Tomēr iepriekš minētā transformācija nepalīdz novērst harmonikas.

PWM frekvence vienmēr būs sasmalcinātu kvadrātveida viļņu formā.

PWM frekvencei nav nozīmes, un tai var būt jebkura liela vērtība, vēlams kHz.