Es pot crear un circuit inversor d’ona sinusoïdal pura molt eficaç mitjançant l’IC 4047 i un parell d’IC 555 juntament amb uns altres components passius. Aprenem els detalls a continuació.
El concepte de circuit
A la publicació anterior vam discutir el principal especificacions i full de dades de l'IC 4047 on vam aprendre com es podia configurar l’IC en un circuit inverter senzill sense implicar cap circuit oscil·lador extern.
En aquest article continuem amb el disseny una mica més endavant i aprenem com es pot millorar en un circuit inversor d’ona sinusoïdal pura mitjançant un parell d’IC 555 addicionals juntament amb l’IC 4047 existent.
La secció IC 4047 continua essencialment la mateixa i està configurada en el seu mode multivibrador normal de funcionament lliure amb la sortida ampliada amb l’etapa de transformador / mosfet per a la conversió necessària de 12V a la xarxa de CA.
Com funciona l'IC 4047
L'IC 4047 genera les ones quadrades habituals als mosfets connectats creant una sortida de xarxa a la secundària del transformador que també té la forma d'ona quadrada AC.
La integració dels dos 555 IC a l’etapa anterior transforma completament la sortida en una ona sinusoïdal pura. La següent explicació revela el secret darrere del funcionament de l'IC555 per a l'anterior.
En referència al circuit inversor d’ona sinusoïdal pura IC 4047 que es mostra a continuació (dissenyat per mi), podem veure dues etapes IC 555 idèntiques, en què la secció esquerra funciona com un generador de dents de serra controlat per corrent mentre que la secció dreta com a generador PWM controlat per corrent .
L'activació d'ambdós IC 555 es deriva de la sortida de l'oscil·lador fàcilment disponible al pin número 13 de l'IC 4047. Aquesta freqüència seria de 100 Hz si l'inversor està pensat per a operacions de 50 Hz i de 120 Hz per a aplicacions de 60 Hz.
Utilitzant IC 555 per a la generació PWM
La secció esquerra 555 genera una ona de dents de serra constant a través del condensador que s’alimenta a l’entrada moduladora de l’IC2 555 on es compara aquest senyal de dents de serra amb el senyal d’alta freqüència del pin3 de l’IC1 555 creant l’equivalent d’ona sinusoïdal pura requerida PWM al pin # 3 de 555 IC2.
El PWM anterior s’aplica directament a les portes dels mosfets. de manera que els polsos quadrats que es generen a través del pin 10/11 de l'IC4047 es tallen i es 'tallen' segons els PWM aplicats.
La sortida resultant al transformador també fa que augmenti una ona sinusoïdal pura a la sortida secundària de corrent altern del transformador.
La fórmula per calcular R1, C1 es dóna en aquest article que també ens explica els detalls detallats de l'IC 4047
Per al NE555, l'estadi C es pot seleccionar a prop de 1uF i R com a 1K.
Forma d'ona de sortida suposada
Més informació sobre com utilitzar-la IC 555 per generar PWM
Es podria afegir un ajust RMS al disseny anterior mitjançant la introducció d’una xarxa divisora de tensió de pot a través del pin5 i l’entrada de la font del triangle, com es mostra a continuació, el disseny també inclou transistors de memòria intermèdia per millorar el comportament del mosfet
El disseny anterior de l’inversor d’ona sinusoïdal pura va ser provat amb èxit pel Sr. Arun Dev, que és un dels àvids lectors d’aquest blog i un intens aficionat a l’electrònica. Les següents imatges enviades per ell demostren els seus esforços pel mateix.
Més comentaris
Arun va rebre una inspiradora resposta sobre els resultats anteriors de l’inversor IC 4047:
Després de completar aquest circuit, el resultat va ser increïble. Vaig obtenir una potència completa per la bombeta de 100 W. No em podia creure els ulls.
L'única diferència que havia fet en aquest disseny era substituir els 180 K del segon 555 per un pot de 220 K per ajustar les freqüències amb precisió.
Aquesta vegada, el resultat va ser fructífer en tots els aspectes ... En ajustar l'olla, podia obtenir un resplendor de potència total que no parpellejava i no parpellejava a la bombeta, també el transformador de 230/15 V connectat, ja que la càrrega donava una freqüència d'entre 50 i 60 (per exemple, 52 Hz).
El pot es va ajustar suaument per obtenir una sortida d’alta freqüència (per exemple, 2 kHz) del pin número 3 del segon ic 555. La secció CD4047 es va calibrar millor per obtenir 52 Hz als dos terminals de sortida ...
També m'enfronto a un problema senzill. He utilitzat mosquetets IRF3205 a l'etapa de sortida. Em vaig oblidar de connectar els díodes de seguretat a través dels terminals de desguàs de cada mosquet ...
Per tant, quan havia provat de connectar una altra càrrega (per exemple, ventilador de taula) en paral·lel a la càrrega donada (bombeta de 100 W), la brillantor de la bombeta també es va reduir una mica la velocitat del ventilador i es va bufar un dels MOSFET a causa de l’absència del díode.
El circuit inversor d’ona sinusoïdal 4047 anterior també va ser provat amb èxit pel senyor Daniel Adusie (biannz), que és un visitant habitual d’aquest blog i un treballador entusiasta de l’electrònica. Aquí teniu les imatges enviades per ell per verificar els resultats:
Sortida de l’oscil·loscopi de forma d’ona de dents de serra
Il·luminació d’una bombeta de prova de 100 watts
Les imatges següents mostren les formes d'ona modificades a la sortida del transformador tal com va ser capturat pel senyor Daniel Adusie després de connectar un condensador de 0,22uF / 400V i una càrrega adequada.
Les formes d'ona són una mica trapezoïdals i són molt millors que una ona quadrada que mostra clarament els efectes impressionants del processament PWM creat per les etapes IC555.
Les formes d'ona probablement es podrien suavitzar encara més afegint un inductor juntament amb el condensador.
Es mostra un traç de l’oscil·loscopi prop de Sinewave després de la filtració PWM
Informació interessant rebuda del senyor Johnson Isaac, que és un dels lectors més dedicats a aquest bloc:
Bon dia
Al vostre missatge, l’inversor d’ona sinusoïdal pura que utilitza 4047, a la segona etapa I.c (ic.1) heu utilitzat una resistència de 100 ohm entre el pin 7 i 6.,
És correcte? Solia pensar que un multivibrador astable que utilitza la configuració de 555 pins hauria de tenir els 100 ohms entre el pin 7 i 6. A més, la variable 180k entre el pin 8 (+) i el pin 7. Si us plau, comproveu la connexió del pin i corregiu-me el pls. Perquè de vegades oscil·la i de vegades també no. Gràcies,
Isaac Johnson
Resolució del problema del circuit:
Al meu entendre, per obtenir una millor resposta, podeu provar de connectar una resistència addicional de 1 k a l'extrem exterior de 100 ohms i el pin6 / 2 d'IC1.
Johnson:
Moltes gràcies per la vostra resposta. De fet, vaig construir l’inversor que vau donar al vostre bloc i va funcionar.
Tot i que no tinc un oscil·loscopi per observar la forma d'ona de sortida, PER I aposto que els lectors són bons perquè funcionen amb una làmpada de tub fluorescent en la qual qualsevol inversor modificat o pwm no pot encendre's.
Veure la imatge senyor. Però el meu repte ara és quan afegeixo càrrega, la sortida parpelleja de vegades. Però estic content que és una ona sinusoïdal.
Unes opcions més simples
El següent concepte descriu un mètode bastant més senzill de modificar un inversor d’ones quadrades ordinari mitjançant IC 4047 en un inversor d’ona sinusoïdal mitjançant la tecnologia PWM. La idea va ser sol·licitada pel senyor Philip
Especificacions tècniques
Espero que no em molesti, però necessito alguns consells amb un inversor d'ona sinusoïdal modificada controlat per PWM que estic dissenyant, així que vull demanar la vostra opinió d'experts.
Aquest disseny senzill és provisional, encara no l’he implementat, però m’agradaria que el fes un cop d’ull i m’expliquis què en penses.
També vull que ajudeu a respondre algunes preguntes a les quals no he pogut trobar respostes.
M’he pres la llibertat d’adjuntar una imatge d’un diagrama quasi bloc del meu disseny provisional per a la vostra consideració.
Si us plau, ajuda’m. Al diagrama, el fitxer IC CD4047 a l’inversor és responsable de generar polsos d'ona quadrada a 50Hz que s'utilitzaran per activar alternativament els MOSFETS Q1 i Q2.
El circuit PWM es basarà en IC NE555 i la seva sortida s'aplicarà a la porta de Q3 de manera que Q3 proporcionarà el PWM. A més, tinc dues preguntes.
En primer lloc, puc utilitzar ones quadrades per als impulsos PWM? En segon lloc, quina relació hi ha entre la freqüència PWM i la freqüència de subministrament? Quina freqüència PWM he d’utilitzar per a una sortida d’inverter de 50Hz?
Espero que aquest disseny sigui factible, crec que és factible, però vull la vostra opinió d’experts abans de comprometre recursos escassos per implementar el disseny.
Esperem escoltar-vos senyor!
Atentament, Felip
Resolució de la sol·licitud de circuit
La configuració que es mostra a la segona figura funcionaria, però només si el mosfet PWM del toc central es substitueix per un canal mosfet .
La secció PWM s'hauria de construir tal com s'explica en aquest article:
El PWM transforma les ones quadrades planes en una ona quadrada modificada tallant-les en seccions calculades més petites, de manera que el RMS global de la forma d’ona s’aproximi al màxim a una contrapart sinusoïdal real, tot i que manté el nivell de pic igual a l’entrada d’ona quadrada real. . El concepte es pot aprendre en detalls aquí:
Tanmateix, la transformació anterior no ajuda a eliminar els harmònics.
La freqüència PWM serà sempre en forma d’ones quadrades picades.
La freqüència PWM és immaterial i pot ser de qualsevol valor alt, preferiblement en kHz.
Anterior: full de dades IC 4047, pinouts, notes d'aplicació Següent: Circuit de silenci de l’amplificador automàtic activat per so
