3 močna pretvorniška vezja SG3525 iz čistega sinusnega vala

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





V prispevku so razložena 3 močna, a enostavna 12V pretvorniška vezja s sinusnim valom z enim samim IC SG 3525. Prvo vezje je opremljeno s funkcijo zaznavanja in izklopa nizke baterije in funkcijo samodejne regulacije izhodne napetosti.

To vezje je zahteval eden od zainteresiranih bralcev tega spletnega dnevnika. Naučimo se več o zahtevi in ​​delovanju vezja.



Zasnova št. 1: osnovni spremenjeni sinus

V enem od prejšnjih prispevkov sem razpravljal o ugotovite delovanje IC 3525 z uporabo podatkov sem zasnoval naslednje vezje, ki je sicer povsem standardno v svoji konfiguraciji, vključuje funkcijo izklopa nizke baterije in tudi samodejno izboljšanje izhodne regulacije.

Naslednja razlaga nas bo vodila skozi različne faze vezja, naučimo se jih:



Kot je razvidno iz danega diagrama, je ICSG3525 nameščen v svojem standardnem načinu generatorja / oscilatorja PWM, kjer frekvenco nihanja določajo C1, R2 in P1.

P1 je mogoče prilagoditi za pridobivanje natančnih frekvenc v skladu z zahtevanimi specifikacijami aplikacije.

Območje P1 je od 100 Hz do 500 kHz, tu nas zanima vrednost 100 Hz, ki na koncu zagotavlja 50 Hz na obeh izhodih na pin 11 in Pin # 14.

Zgornja dva izhoda nihata izmenično na način push push (totem pol), s čimer pripeljeta priključene MOSFET-e v nasičenost pri fiksni frekvenci - 50 Hz.

MOSFET v odgovor 'potisne in potegne napetost / tok akumulatorja na obeh navitjih transformatorja, kar nato na izhodnem navitju transformatorja ustvari zahtevano omrežno napetost.

Najvišja napetost, ustvarjena na izhodu, bi bila okrog 300 voltov, ki se mora prilagoditi na približno 220 V RMS z uporabo kakovostnega RMS števca in s prilagoditvijo P2.

P2 dejansko prilagodi širino impulzov na zatiču # 11 / # 14, kar pomaga zagotoviti potreben RMS na izhodu.

Ta funkcija olajša modificirano sinusno valovno obliko s PWM na izhodu.

Funkcija samodejne regulacije izhodne napetosti

Ker IC omogoča izvleček krmiljenja PWM, je ta izhod mogoče izkoristiti za omogočanje samodejne regulacije izhoda sistema.

Pin # 2 je senzorski vhod notranje vgrajene napake Opamp, običajno se napetost na tem nožici (neinv.) Privzeto ne sme povečati nad oznako 5.1V, ker je inv pin # 1 notranje določen na 5.1V.

Dokler je zatič št. 2 znotraj določene napetostne meje, funkcija popravljanja PWM ostane neaktivna, toda v trenutku, ko napetost na zatiču št. 2 naraste nad 5,1 V, se izhodni impulzi naknadno zožijo, da se popravi in ​​uravnoteži ustrezno izhodno napetost.

Tukaj se za pridobivanje vzorčne napetosti izhoda uporablja majhen senzorski transformator TR2, ki se ustrezno odpravi in ​​napaja na zatič # 2 IC1.

P3 je nastavljen tako, da ostane napajena napetost precej pod mejo 5,1 V, ko je izhodna napetost efektivne napetosti okoli 220 V. To nastavi funkcijo samodejne regulacije vezja.

Če se iz katerega koli razloga izhodna napetost ponavadi dvigne nad nastavljeno vrednost, se vključi funkcija korekcije PWM in napetost se zmanjša.

V idealnem primeru je treba P3 nastaviti tako, da je izhodna napetost RMS določena na 250 V.

Torej, če zgornja napetost pade pod 250V, jo bo popravek PWM poskušal potegniti navzgor in obratno, to bo pomagalo pridobiti dvosmerno regulacijo izhoda,

Natančna preiskava bo pokazala, da vključitev R3, R4, P2 nima smisla, zato jih lahko odstranimo iz vezja. P3 se lahko uporablja izključno za pridobitev predvidenega nadzora PWM na izhodu.

Funkcija izpraznitve baterije

Druga priročna značilnost tega vezja je sposobnost izklopa nizke baterije.

Ta uvod je spet mogoč zaradi vgrajene funkcije izklopa IC SG3525.

Pin # 10 IC se bo odzval na pozitiven signal in izhod izklopil, dokler signal ne bo zaviran.

Opamp 741 tukaj deluje kot nizkonapetostni detektor.

P5 je treba nastaviti tako, da izhod 741 ostane logično nizek, dokler je napetost akumulatorja nad pragom nizke napetosti, to je lahko 11,5 V. 11V ali 10,5 po želji uporabnika, v idealnem primeru ne sme biti manjši od 11V.

Ko je ta nastavljena, če napetost akumulatorja običajno pade pod oznako nizke napetosti, izhod IC takoj postane visok, aktivira funkcijo izklopa IC1, kar preprečuje nadaljnjo izgubo napetosti akumulatorja.

Povratni upor R9 in P4 zagotavlja, da položaj ostane zaskočen, tudi če se napetost akumulatorja po aktiviranju izklopa dvigne nazaj na nekaj višjih ravni.

Seznam delov

Vsi upori imajo 1/4 vata 1% MFR. razen če ni drugače navedeno.

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

Stopnjo opampa s prazno baterijo v zgornji shemi je mogoče spremeniti za boljši odziv, kot je prikazano v naslednjem diagramu:

Tu lahko vidimo, da ima pin3 opampa zdaj lastno referenčno omrežje, ki uporablja D6 in R11, in ni odvisno od referenčne napetosti iz IC 3525 pin16.

Pin6 opampa uporablja cenerjevo diodo, da prepreči uhajanje, ki bi lahko motilo pin10 SG3525 med njegovim običajnim delovanjem.

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

Še ena oblika s samodejnim popravljanjem povratnih informacij o izhodu

Oblikovanje vezij # 2:

V zgornjem razdelku smo izvedeli osnovno različico IC SG3525, zasnovano za izdelavo spremenjenega izhoda sinusnega vala, kadar je uporabljen v topologiji pretvornika , in te osnovne zasnove ni mogoče izboljšati, da bi ustvarili čisto valovno obliko sinevalnega vala v svoji tipični obliki.

Čeprav je spremenjeni izhod kvadratnega ali sinusnega vala lahko v redu s svojo RMS lastnostjo in je primerno primeren za napajanje večine elektronske opreme, se nikoli ne more ujemati s kakovostjo izhoda čistega sinusnega pretvornika.

Tu se bomo naučili preproste metode, ki bi jo lahko uporabili za izboljšanje katerega koli standardnega pretvorniškega vezja SG3525 v čisto sinusno dvojico.

Za predlagano izboljšavo bi lahko bil osnovni pretvornik SG3525 kateri koli standardni pretvornik SG3525, konfiguriran za izdelavo spremenjenega izhoda PWM. Ta odsek ni ključnega pomena in lahko izberete katero koli najprimernejšo različico (v spletu lahko najdete veliko z manjšimi razlikami).

Govoril sem o izčrpnem članku o kako pretvoriti pretvornik kvadratnih valov v pretvornik sinusnih valov v enem od mojih prejšnjih prispevkov tukaj uporabljamo isto načelo za nadgradnjo.

Kako se zgodi pretvorba iz Squarewave v Sinewave

Morda vas zanima, kaj natančno se zgodi v procesu pretvorbe, ki pretvori izhod v čisti sinusni val, primeren za vse občutljive elektronske obremenitve.

V bistvu se to naredi z optimizacijo ostrih naraščajočih in padajočih kvadratnih valovnih impulzov v rahlo naraščajočo in padajočo valovno obliko. To se izvede s sekanjem ali lomljenjem izhodnih kvadratnih valov na število enotnih kosov.

V dejanskem sinusnem valovanju se valovna oblika ustvari skozi eksponentni vzorec vzpona in padca, kjer se sinusoidni val v svojih ciklih postopoma dviguje in spušča.

V predlagani ideji valovna oblika ni izvedena eksponentno, temveč so kvadratni valovi sesekljani na koščke, ki na koncu po nekaj filtraciji dobijo obliko sinusnega vala.

'Sekanje' se izvede tako, da se prek vmesnega koraka BJT do izračunov PWM dovede do vrat FET.

Tipična zasnova vezja za pretvorbo valovne oblike SG3525 v čisto sinusno valovno obliko je prikazana spodaj. Ta zasnova je pravzaprav univerzalna zasnova, ki jo je mogoče uporabiti za nadgradnjo vseh pretvornikov kvadratnih valov v pretvornike sinevalnih valov.

Opozorilo: Če za vhod uporabljate SPWM, zamenjajte spodnji BC547 z BC557. Oddajniki se bodo povezali s stopnjo medpomnilnika, zbiralnik na zemljo, baze na vhod SPWM.

Kot je morda v zgornjem diagramu, spodnja dva tranzistorja BC547 sproži napajanje ali vhod PWM, zaradi česar se preklapljajo v skladu z delovnimi cikli PWM ON / OFF.

To pa hitro preklopi 50Hz impulze BC547 / BC557, ki prihajajo iz izhodnih zatičev SG3525.

Zgornja operacija na koncu prisili MOSFET-je tudi, da se vklopijo in izklopijo večkrat za vsak od 50 / 60Hz ciklov in posledično ustvarijo podobno valovno obliko na izhodu priključenega transformatorja.

Po možnosti bi morala biti vhodna frekvenca PWM 4-krat večja od osnovne frekvence 50 ali 60 Hz. tako da se vsak cikel 50 / 60Hz razdeli na 4 ali 5 kosov in ne več kot to, kar bi sicer lahko povzročilo neželene harmonike in segrevanje MOSFET-a.

Vezje PWM

Vhodni vir PWM za zgoraj razloženo zasnovo je mogoče pridobiti z uporabo katerega koli standardna IC 555 stojna oblika kot je prikazano spodaj:

IC 555 pwm z loncem in 1N4148

To Vezje PWM na osnovi IC 555 se lahko uporablja za napajanje optimiziranega PWM na osnove tranzistorjev BC547 v prvi izvedbi, tako da izhod iz pretvorniškega vezja SG3525 dobi vrednost efektivne efektivne vrednosti blizu vrednosti efektivne efektivne vrednosti čistega sinusnega valovanja.

Uporaba SPWM

Čeprav bi zgoraj pojasnjeni koncept močno izboljšal kvadratno valovno spremenjeno izhodno tipično pretvorniško vezje SG3525, bi lahko bil še boljši pristop k izbiri Vezje generatorja SPWM .


V tem konceptu se 'sekanje' vsakega od kvadratnih valovnih impulzov izvaja s sorazmerno različnimi delovnimi cikli PWM in ne s fiksnim delovnim ciklom.

Sem že razpravljal kako ustvariti SPWM z uporabo opampa , ista teorija se lahko uporablja za napajanje pogonske stopnje katerega koli pretvornika kvadratnih valov.

Preprosto vezje za ustvarjanje SPWM si lahko ogledate spodaj:

generiranje modulacije širine sinusnega impulza ali SPWM z opampom

Uporaba IC 741 za obdelavo SPWM

V tej zasnovi vidimo standardni opamp IC 741, katerega vhodni zatiči so konfigurirani z nekaj trikotnimi viri valov, pri čemer je eden veliko hitrejši od drugega.

Trikotni valovi so lahko izdelani iz običajnega vezja na osnovi IC 556, ki je ožičeno kot stojalo in kompaktor, kot je prikazano spodaj:

FREKVENCA HITROH TRIKOTNIH VALOV MORA BITI OKO 400 Hz, LAHKO JE NASTAVITI S PRILAGAJANJEM 50 k PREDNOSA ALI VREDNOSTI 1 NF KONDATATORJA

FREKVENCA POČASNIH TRIKOTNIH VALOV MORA BITI ENAKA ŽELJENI IZHODNI ČESTOČI PRETVORNIKA. TO JE LAHKO 50 Hz ALI 60 Hz IN ENAKO, DA SE POSTAVI FREKVENCA št. 4 SG3525

Kot je razvidno iz zgornjih dveh slik, se valovi hitrega trikotnika dosežejo iz običajnega IC 555, ki je stabilen.

Vendar se počasni trikotni valovi pridobijo prek IC 555, ki je ožičen kot 'generator kvadratnih valov na trikotni val'.

Kvadratni valovi ali pravokotni valovi so pridobljeni iz zatiča št. 4 SG3525. To je pomembno, saj odlično sinhronizira izhod ojačevalnika 741 s frekvenco 50 Hz vezja SG3525. To pa ustvari pravilno dimenzionirane nabore SPWM v dveh kanalih MOSFET.

Ko se ta optimiziran PWM napaja v prvo zasnovo vezja, povzroči, da izhod transformatorja ustvari nadaljnjo izboljšano in nežno sinusno valovno obliko, ki ima lastnosti, ki so precej enake standardni sinusni valovni napetosti AC.

Vendar pa bo treba tudi za SPWM na začetku pravilno določiti efektivno vrednost, da se na izhodu transformatorja ustvari pravilna izhodna napetost.

Ko je izveden, lahko pričakujemo dejanski izhod ekvivalenta sinusnih valov iz katere koli zasnove pretvornika SG3525 ali iz katerega koli modela pretvornika kvadratnih valov.

Če imate več dvomov glede čistega sinusnega pretvornika SG3525, jih lahko izrazite s svojimi komentarji.

NADGRADNJA

Osnovni primer zasnove stopnje oscilatorja SG3525 si lahko ogledate spodaj, ta zasnova se lahko integrira z zgoraj razloženim PWM sinewave BJT / MOSFET stopnjo za pridobitev zahtevane izboljšane različice zasnove SG3525:

Preprosta konfiguracija pretvornika IC SG3525

Popolna shema vezja in postavitev PCB za predlagano vezje pretvornika s čistim sinusnim valom SG3525.

Vljudnost: Ainsworth Lynch

SG3525 sesekljan pretvornik z uporabo IC 555 Zasnova PCB pretvorniškega vezja SG3525

Zasnova št. 3: 3kva pretvorniško vezje z uporabo IC SG3525

V prejšnjih odstavkih smo izčrpno razpravljali o tem, kako bi lahko zasnovo SG3525 pretvorili v učinkovito zasnovo sinewave, zdaj pa razpravljajmo o tem, kako je mogoče z IC IC353525 izdelati preprosto vezje pretvornika 2kva, ki ga je mogoče enostavno nadgraditi na sinewave 10kva s povečanjem specifikacije za baterijo, MOSFET in transformator.

Osnovno vezje je v skladu z načrtom, ki ga je predložil gospod Anas Ahmad.

Pojasnilo glede predlaganega pretvorniškega vezja SG3525 2kva lahko razumemo iz naslednje razprave:

živjo swagatam, zgradil sem naslednjo 3kva 24V s pretvornikom spremenjen sinusni val (uporabil sem 20 MOSFET-ov z uporom, pritrjenim na vsakega, poleg tega sem uporabil transformator s centralno pipo in za oscilator uporabil SG3525) .. Zdaj ga želim pretvoriti v čisti sinusni val, prosim kako lahko to storim?

Osnovna shema

Moj odgovor:

Pozdravljeni Anas,

najprej poskusite osnovno nastavitev, kot je razloženo v tem članku o pretvorniku SG3525, če gre vse v redu, potem lahko poskusite vzporedno povezati več MOSFET-ov .....

pretvornik, prikazan v zgornjem daigramu, je osnovna zasnova kvadratnega vala, da ga pretvorite v sinusni val, sledite spodnjim korakom. Konci vrat / uporov MOSFET-a morajo biti konfigurirani s stopnjo BJT in priključen PWM 555 IC kot je prikazano na naslednjem diagramu:

SG3524 s stopnjo vmesnega pomnilnika BJT

Glede povezovanja vzporednih MOSFET-ov

ok, imam 20 MOSFET-ov (10 na vodi A, 10 na vodi B), zato moram na vsak MOSFET pritrditi 2 BJT, to je 40 BJT, prav tako pa moram vzporedno s 40 BJT povezati samo 2 BJT, ki prihajata iz PWM. ? Žal sem novinec, ki se samo poskušam oglasiti.

Odgovor:
Ne, vsak sevalni odsek posameznega para BJT bo imel 10 MOSFET-ov ... zato boste potrebovali le 4 BJT-je ....

Uporaba BJT-jev kot medpomnilnikov

1. v redu, če vas lahko razumem prav, saj ste rekli 4 BJT, 2 na vodi A, 2 na vodi B, Nato še 2 BJT iz izhoda PWM, kajne?
2. uporabljam baterijo z napetostjo 24 voltov, upam, da na kolektorju BJT ne pride do sprememb na akumulatorju?
3. za nadzor vhodne napetosti na MOSF moram uporabiti spremenljivi upor od oscilatorja, vendar ne vem, kako se bom odločil za napetost, ki bo v tem primeru šla na dno BJT, kaj bom naredil da želim na koncu razstreliti BJT?

Da, NPN / PNP BJT za stopnjo medpomnilnika in dva NPN z gonilnikom PWM.
24V ne bo škodovalo odbojnikom BJT, vendar uporabite a 7812 za znižanje na 12V za stopnje SG3525 in IC 555.

Za nastavitev izhodne napetosti iz trafoja in nastavitev na 220 V lahko uporabite lonec IC 555. ne pozabite svojega transformator mora biti nazivno nižji od napetosti akumulatorja za doseganje optimalne napetosti na izhodu. če je vaša baterija 24V, lahko uporabite 18-0-18V trafo.

Seznam delov

Vezje IC SG3525
vsi upori 1/4 vata 5% CFR, če ni drugače določeno
10K - 6nos
150 K - 1 št
470 ohm - 1 št
prednastavitve 22K - 1 št
prednastavitev 47K - 1 št
Kondenzatorji
0,1uF keramika - 1 št
IC = SG3525
Oder Mosfet / BJT
Vsi MOSFET-i - IRF540 ali kateri koli enakovredni upori Gate - 10 Ohmov 1/4 W (priporočeno)
Vsi NPN BJT so = BC547
Vsi PNP BJT so = BC557
Vsi osnovni upori so 10K - 4nos
IC 555 PWM oder
1K = 1no 100K lonec - 1no
1N4148 Dioda = 2nos
Kondenzatorji 0,1uF keramični - 1 št
10nF keramika - 1 št
Razno IC 7812 - 1 št
Baterija - 12V 0r 24V 100AH ​​transformator v skladu s specifikacijami.

Preprostejša alternativa

5000 vatov pretvornika SG3525


Prejšnja: Arduino digitalna ura z uporabo modula RTC Naprej: Naravni odganjalec komarjev z uporabo visoko vatnega upora