3 högeffekt SG3525 rena sinusvågomvandlare

Inlägget förklarar en tre kraftfulla men ändå enkla 12V-växelriktarkretsar med en IC IC 3525. Den första kretsen är utrustad med en låg batteridetekterings- och avstängningsfunktion och en automatisk funktion för reglering av utspänning.

Denna krets begärdes av en av de intresserade läsarna på den här bloggen. Låt oss lära oss mer om begäran och kretsfunktionen.

Design nr 1: Basic Modified Sine

I ett av de tidigare inläggen diskuterade jag fastställa hur IC 3525 fungerar , med hjälp av data, designade jag följande krets som är ganska standard i sin konfiguration, innehåller en låg batteristängningsfunktion och också en automatisk förbättring av utgångsregleringen.

Följande förklaring kommer att gå igenom de olika stadierna i kretsen, låt oss lära oss dem:

Som kan ses i det givna diagrammet riggas ICSG3525 i sitt vanliga PWM-generator / oscillatorläge där svängningsfrekvensen bestäms av C1, R2 och P1.

P1 kan justeras för att erhålla exakta frekvenser enligt applikationens specifikationer.

Området för P1 är från 100Hz till 500 kHz, här är vi intresserade av 100 Hz-värdet som i slutändan ger en 50Hz över de två utgångarna vid stift # 11 och stift # 14.

Ovanstående två utgångar svänger omväxlande på ett push-pull-sätt (totempol) och driver de anslutna myggarna till mättnad vid den fasta frekvensen - 50 Hz.

Mosfeterna svarar, 'tryck och dra batterispänningen / strömmen över transformatorns två lindningar, vilket i sin tur genererar den nödvändiga nätströmmen vid transformatorns utgångslindning.

Toppspänningen som genereras vid utgången skulle vara någonstans runt 300 volt som måste justeras till cirka 220 V RMS med en RMS-mätare av god kvalitet och genom att justera P2.

P2 justerar faktiskt pulsernas bredd vid stift nr 11 / # 14, vilket hjälper till att tillhandahålla den nödvändiga RMS vid utgången.

Denna funktion underlättar en PWM-kontrollerad modifierad sinusvågform vid utgången.

Automatisk funktion för reglering av utgångsspänning

Eftersom IC underlättar en PWM-kontroll pin-out kan denna pin-out utnyttjas för att möjliggöra en automatisk utgångsreglering av systemet.

Stift nr 2 är avkänningsingången för det interna inbyggda felet Opamp, normalt ska spänningen vid denna stift (icke inv.) Inte öka över 5,1 V-märket som standard, eftersom inv-stift nr 1 är fixerat till 5,1 V internt.

Så länge stift nr 2 ligger inom den angivna spänningsgränsen förblir PWM-korrigeringsfunktionen inaktiv, men i det ögonblick som spänningen vid stift # 2 tenderar att stiga över 5,1 V minskas utgångspulserna därefter i ett försök att korrigera och balansera utspänning i enlighet därmed.

En liten avkänningstransformator TR2 används här för att erhålla en samplingsspänning på utgången, denna spänning rättas korrekt och matas till stift nr 2 i IC1.

P3 är inställt så att matningsspänningen förblir långt under 5,1 V-gränsen när utgångsspänningen RMS är cirka 220 V. Detta ställer in automatisk reglering av kretsen.

Om utgångsspänningen av någon anledning tenderar att stiga över det inställda värdet aktiveras PWM-korrigeringsfunktionen och spänningen minskar.

Helst bör P3 ställas in så att utspänningen RMS är fixerad till 250V.

Så om ovanstående spänning sjunker under 250V, kommer PWM-korrigeringen att försöka dra den uppåt, och vice versa, detta kommer att hjälpa till att få en tvåvägsreglering av utgången,

En noggrann undersökning visar att införandet av R3, R4, P2 är meningslöst, dessa kan tas bort från kretsen. P3 kan endast användas för att få den avsedda PWM-kontrollen vid utgången.

Funktion för låg batterinivå

Den andra praktiska funktionen i den här kretsen är kapaciteten för låg batterinivå.

Återigen blir denna introduktion möjlig på grund av den inbyggda avstängningsfunktionen i IC SG3525.

Stift nr 10 på IC reagerar på en positiv signal och stänger av utgången tills signalen spärras.

En 741 opamp fungerar här som lågspänningsdetektor.

P5 bör ställas in så att utgången på 741 förblir vid låg logik så länge som batterispänningen är över lågspänningströskeln, detta kan vara 11,5V. 11V eller 10,5 som användaren föredrar, helst bör den inte vara mindre än 11V.

När detta väl är inställt, om batterispänningen tenderar att gå under märket för lågspänning, blir utgången från IC omedelbart hög, vilket aktiverar avstängningsfunktionen för IC1, vilket förhindrar ytterligare förlust av batterispänning.

Återkopplingsmotståndet R9 och P4 ser till att läget förblir spärrat även om batterispänningen tenderar att stiga till några högre nivåer efter att avstängningsoperationen har aktiverats.

Dellista

Alla motstånd är 1/4 watt 1% MFR. om inget annat anges.

• R1, R7 = 22 ohm
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 ohm
• R9 = 100K
• C1 = 0.1uF/50V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100nF
• C6, C7 = 4.7uF / 25V
• P1 = 330K förinställd
• P2 --- P5 = 10K förinställningar
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... ström enligt krav
• TR2 = 0-9V / 100mA batteri = 12V / 25 till 100 AH

Opamp-steget med lågt batterinivå i den ovan visade schemat kan ändras för ett bättre svar enligt följande diagram:

Här kan vi se att pin3 i opamp nu har sitt eget referensnätverk med D6 och R11 och inte beror på referensspänningen från IC 3525 pin16.

Pin6 på opamp använder en zenerdiod för att stoppa läckage som kan störa pin10 i SG3525 under dess normala drift.

R11 = 10K
D6, D7 = zenerdioder, 3,3 V, 1/2 watt

En annan design med automatisk korrigering av återkoppling av utdata

Kretsdesign # 2:

I avsnittet ovan lärde vi oss den grundläggande versionen av IC SG3525 utformad för att producera en modifierad sinusvågsutgång när den används i en växelriktartopologi och denna grundläggande design kan inte förbättras för att producera en ren sinusvågform i sitt typiska format.

Även om den modifierade kvadrat- eller sinusvågutgången kan vara OK med sin RMS-egenskap och rimligt lämplig för att driva de flesta elektroniska apparater, kan den aldrig matcha kvaliteten på en ren sinusvågomvandlarutgång.

Här ska vi lära oss en enkel metod som kan användas för att förbättra vilken standard SG3525-inverterarkrets som helst till en ren sinusmotsvarighet.

För den föreslagna förbättringen kan den grundläggande SG3525-omformaren vara vilken som helst standard SG3525-inverterkonstruktion som är konfigurerad för att producera en modifierad PWM-utgång. Detta avsnitt är inte avgörande och valfri variant kan väljas (du kan hitta mycket online med mindre skillnader).

Jag har diskuterat en omfattande artikel angående hur man konverterar en fyrkantvågsomvandlare till en sinusvågomformare i ett av mina tidigare inlägg, här tillämpar vi samma princip för uppgraderingen.

Hur omvandlingen från Squarewave till Sinewave händer

Du kanske är nyfiken på vad som exakt händer i konverteringsprocessen som förvandlar utgången till en ren sinusvåg som passar alla känsliga elektroniska belastningar.

Det görs i grunden genom att optimera de skarpa stigande och fallande fyrkantvågspulserna till en svagt stigande och fallande vågform. Detta utförs genom att hugga eller bryta de spännande fyrkantiga vågorna i antal enhetliga bitar.

I den faktiska sinusvågen skapas vågformen genom ett exponentiellt upp- och nedgångsmönster där den sinusformade vågen gradvis stiger upp och ner under dess cykler.

I den föreslagna idén exekveras inte vågformen i en exponentiell, utan hackas fyrkantiga vågor i bitar som i slutändan tar form av en sinusvåg efter viss filtrering.

'Huggen' görs genom att mata en beräknad PWM till portarna till FET via ett BJT-buffertsteg.

En typisk kretskonstruktion för omvandling av SG3525-vågformen till en ren sinusvågform visas nedan. Denna design är faktiskt en universell design som kan implementeras för att uppgradera alla fyrkantvågsomvandlare till sinusvågomformare.

Varning: Om du använder SPWM som ingång ska du byta ut den nedre BC547 mot BC557. Emittrar ansluter till buffertsteget, Collector to Ground, Bases to SPWM Input.

Som kan vara i ovanstående diagram utlöses de nedre två BC547-transistorerna av en PWM-matning eller ingång, vilket får dem att växla enligt PWM PÅ / AV-arbetscykler.

Detta växlar i sin tur snabbt 50Hz-pulserna på BC547 / BC557 som kommer från SG3525-utgångarna.

Ovanstående operation tvingar slutligen mosfetterna att slå på och stänga av flera gånger för var och en av 50 / 60Hz-cyklerna och följaktligen producera en liknande vågform vid utgången från den anslutna transformatorn.

Företrädesvis bör PWM-ingångsfrekvensen vara fyra gånger mer än basfrekvensen 50 eller 60Hz. så att varje 50 / 60Hz-cykel bryts i 4 eller 5 delar och inte mer än detta, vilket annars skulle kunna ge upphov till oönskade övertoner och mygguppvärmning.

PWM-krets

PWM-inmatningsflödet för ovanstående förklarade design kan hämtas med hjälp av valfri standard IC 555 astabel design enligt nedanstående:

Detta IC 555-baserad PWM-krets kan användas för att mata en optimerad PWM till baserna på BC547-transistorerna i den första konstruktionen så att utsignalen från SG3525-inverterarkretsen får ett RMS-värde nära nätspänningen för sinusvågvåg RMS.

Använda en SPWM

Även om det ovan förklarade konceptet avsevärt skulle förbättra den kvadratvågmodifierade utgången från en typisk SG3525-inverterarkrets, kan ett ännu bättre tillvägagångssätt vara att gå till en SPWM-generatorkrets .

I detta koncept implementeras 'huggen' för var och en av fyrkantvågspulserna genom en proportionellt varierande PWM-arbetscykel snarare än en fast arbetscykel.

Jag har redan diskuterat hur man genererar SPWM med hjälp av opamp , kan samma teori användas för matning av drivsteget för vilken fyrkantvågsomformare som helst.

En enkel krets för att generera SPWM kan ses nedan:

Använda IC 741 för behandling av SPWM

I denna design ser vi en standard IC 741 opamp vars ingångsstift är konfigurerade med ett par triangelvågkällor, varav den ena är mycket snabbare än den andra.

Triangelvågorna kan tillverkas av en standard IC 556-baserad krets, ansluten som en stabil och komprimator, som visas nedan:

FREKVENSEN FÖR DE SNABBSTA TRIANGELVÅGARNA BÖR RUNDA 400 Hz, KAN INSTÄLLAS genom att JUSTERA 50 K FÖRINSTÄLLNING, ELLER VÄRDET FÖR 1 nF KAPACITOR

DEN LÅNGA TRIANGELVÅGORNA FREKVENS MÅSTE LIKA MED ÖNSKAD UTGÅNGSFREKVENS hos INVERTEREN. DETTA KAN VARA 50 Hz ELLER 60 Hz OCH LIKA MED PIN # 4 FREKVENS AV SG3525

Som framgår av ovanstående två bilder uppnås de snabba triangelvågorna från en vanlig IC 555-stabil.

Emellertid förvärvas de långsamma triangelvågorna via en IC 555 som är kopplad som en 'fyrkantvåg till triangelvåggenerator'.

De fyrkantiga vågorna eller de rektangulära vågorna förvärvas från stift nr 4 i SG3525. Detta är viktigt eftersom det synkroniserar op amp 741-utgången perfekt med 50 Hz-frekvensen för SG3525-kretsen. Detta skapar i sin tur korrekt dimensionerade SPWM-uppsättningar över de två MOSFET-kanalerna.

När denna optimerade PWM matas till den första kretsutformningen får utmatningen från transformatorn att producera en ytterligare förbättrad och skonsam sinusvågform med egenskaper som är mycket identiska med en vanlig växelströmsnätvågvåg.

Men även för en SPWM måste RMS-värdet ställas in korrekt initialt för att producera rätt spänningsutgång vid transformatorns utgång.

När det väl är implementerat kan man förvänta sig en verklig sinusvågekvivalent utgång från vilken SG3525-inverterkonstruktion som helst eller från vilken fyrkantvågsomvandlare som helst.

Om du är mer tveksam angående SG3525 ren sinusvågsomvandlare kan du gärna uttrycka dem genom dina kommentarer.

UPPDATERING

En grundläggande exempel på design av ett SG3525-oscillatorsteg kan ses nedan, denna design kan integreras med ovanstående förklarade PWM-sinusvåg BJT / mosfet-steg för att få den önskade förbättrade versionen av SG3525-designen:

Komplett kretsschema och kretskortslayout för den föreslagna SG3525 rena sinusvågsomformarkretsen.

Artighet: Ainsworth Lynch

Design # 3: 3kva växelriktarkrets med IC SG3525

I de föregående styckena har vi utförligt diskuterat om hur en SG3525-design skulle kunna omvandlas till en effektiv sinusvågdesign, låt oss nu diskutera hur en enkel 2kva-inverterarkrets kan konstrueras med hjälp av IC SG3525, som lätt kan uppgraderas till sinusvåg 10kva genom att öka batteri, mosfet och transformator specifikationer.

Grundkretsen är enligt designen som lämnats in av Anas Ahmad.

Förklaringen till den föreslagna SG3525 2kva-inverterarkretsen kan förstås från följande diskussion:

hej swagatam, jag konstruerade följande 3kva 24V inverter modifierad sinusvåg (jag använde 20 mosfet med motstånd anslutet till vardera, dessutom använde jag mittkranstransformator och jag använde SG3525 för oscillator) .. nu vill jag konvertera den till ren sinusvåg, hur kan jag göra det?

Grundläggande schematisk

Mitt svar:

Hej Anas,

försök först med grundinställningarna som förklaras i denna SG3525-inverterartikel, om allt går bra, efter det kan du försöka ansluta fler mosfetter parallellt .....

växelriktaren som visas i ovanstående daigram är en grundläggande fyrkantvågsdesign. För att konvertera den till sinusvåg måste du följa stegen nedan Mosfet gate / motståndsändarna måste konfigureras med ett BJT-steg och 555 IC PWM ska anslutas som anges i följande diagram:

När det gäller Anslutning av parallella mosfetter

ok, jag har 20 mosfet (10 på bly A, 10 på bly B), så jag måste fästa 2 BJT till varje mosfet, det är 40 BJT, och på samma sätt måste jag bara ansluta 2 BJT som kommer ut från PWM parallellt med 40 BJT ? Tyvärr är nybörjare bara försöker plocka upp.

Svar:
Nej, varje emitterkorsning i respektive BJT-par kommer att innehålla 10 mosfetter ... därför behöver du bara fyra BJTs totalt ....

Använda BJT som buffertar

1. okej om jag får rätt, eftersom du sa 4 BJT, 2 på ledning A, 2 på ledning B, DAN ytterligare 2 BJT från utgången av PWM, eller hur?
2. använder jag 24 volts batteri hoppas ingen ändring av BJT-uppsamlingsterminalen på batteriet?
3. Jag måste använda variabelt motstånd från oscillator för att styra ingångsspänningen till mosfet, men jag vet inte hur jag ska gå till spänningen som kommer att gå till BJT-basen i det här fallet, vad ska jag göra att jag vill sluta spränga BJT?

Ja, NPN / PNP BJT för buffertsteget och två NPN med PWM-drivrutinen.
24V skadar inte BJT-buffertarna, men se till att använda en 7812 för att trappa ner den till 12V för scenerna SG3525 och IC 555.

Du kan använda IC 555-potten för att justera utspänningen från trafo och ställa in den på 220V. kom ihåg din transformatorn måste vara lägre än batterispänningen för att få optimal spänning vid utgången. om ditt batteri är 24V kan du använda en 18-0-18V trafo.

Dellista

IC SG3525-krets
alla motstånd 1/4 watt 5% CFR om inte annat anges
10K - 6nos
150K - 1nr
470 ohm - 1 nr
förinställningar 22K - 1nr
förinställd 47K - 1nr
Kondensatorer
0,1 uF Keramik - 1 nr
IC = SG3525
Mosfet / BJT Stage
Alla mosfetter - IRF540 eller motsvarande portmotstånd - 10 ohm 1/4 watt (rekommenderas)
Alla NPN BJT är = BC547
Alla PNP BJT är = BC557
Basresistorer är alla 10K - 4nos
IC 555 PWM-scen
1K = 1no 100K potten - 1no
1N4148 Diod = 2 nr
Kondensatorer 0.1uF Keramik - 1nr
10nF Keramik - 1nr
Diverse IC 7812 - 1nr
Batteri - 12V 0r 24V 100AH ​​Transformator enligt specifikationerna.

Ett enklare alternativ