Exploration de 7 circuits onduleurs sinusoïdaux modifiés - 100 W à 3 kVA

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Lorsqu'un onduleur avec une sortie CA à onde carrée est modifié pour générer une sortie CA à onde sinusoïdale brute, il est appelé onduleur à onde sinusoïdale modifiée.

L'article suivant présente 7 conceptions d'onduleurs sinusoïdaux modifiés intéressants avec des descriptions exhaustives concernant sa procédure de construction, son schéma de circuit, sa sortie de forme d'onde et ses listes de pièces détaillées. Les conceptions sont destinées à l'apprentissage et à la construction de projets expérimentaux par des ingénieurs et des étudiants.



Nous discutons ici de différentes variétés de conceptions modifiées allant d'un modeste 100 watts à un modèle de puissance de sortie massive de 3 Kva.

Comment fonctionnent les onduleurs modifiés

Les personnes novices en électronique peuvent être un peu confuses concernant la différence entre une onde carrée et un onduleur à onde carrée modifié. Il peut être compris à travers la brève explication suivante:



Comme nous le savons tous, un onduleur générera toujours un courant alternatif (CA) similaire à notre tension de ligne CA domestique afin de pouvoir le remplacer en cas de panne de courant. Un courant alternatif en termes simples est essentiellement une élévation et une chute de tension d'une magnitude particulière.

Cependant, idéalement, ce courant alternatif est censé se rapprocher le plus possible d'une onde sinusoïdale comme indiqué ci-dessous:

image de forme d

Différence fondamentale entre la forme d'onde sinusoïdale et la forme d'onde carrée

Cette montée et cette chute de tension se produisent à une vitesse particulière, c'est-à-dire à un nombre particulier de fois par seconde, connu sous le nom de sa fréquence. Ainsi, par exemple, un courant alternatif à 50 Hz signifie 50 cycles ou 50 montées et descentes d'une tension particulière en une seconde.

Dans une onde sinusoïdale CA que l'on trouve dans notre prise secteur domestique normale, la hausse et la baisse de tension ci-dessus se présentent sous la forme d'une courbe sinusoïdale, c'est-à-dire que son schéma varie progressivement avec le temps et n'est donc pas soudain ou abrupt. De telles transitions en douceur dans la forme d'onde CA deviennent très appropriées et constituent un type d'alimentation recommandé pour les nombreux gadgets électroniques courants tels que les téléviseurs, les systèmes de musique, les réfrigérateurs, les moteurs, etc.

Cependant, dans un modèle d'onde carrée, les hauts et les bas de tension sont instantanés et soudains. Une telle montée et descente immédiate du potentiel crée des pointes acérées aux bords de chaque onde et devient ainsi très indésirable et inadaptée à un équipement électronique sophistiqué. Par conséquent, il est toujours dangereux de les faire fonctionner via une alimentation inverseur à tissage carré.

Forme d'onde modifiée

Dans une conception d'onde carrée modifiée, comme illustré ci-dessus, la forme d'onde carrée reste fondamentalement la même, mais la taille de chaque section de la forme d'onde est dimensionnée de manière appropriée afin que sa valeur moyenne corresponde étroitement à la valeur moyenne d'une forme d'onde AC.

Comme vous pouvez le voir, il y a une quantité proportionnée d'espaces ou de zones nulles entre chaque bloc carré, ces espaces aident finalement à façonner ces ondes carrées en une onde sinusoïdale comme une sortie (bien que grossièrement).

Et qu'est-ce qui est responsable de l'ajustement de ces ondes carrées dimensionnées en caractéristiques semblables à des ondes sinusoïdales? Eh bien, c'est la caractéristique inhérente de l'induction magnétique du transformateur qui sculpte efficacement les transitions de `` temps mort '' entre les blocs d'onde carrée en une onde sinusoïdale, comme indiqué ci-dessous:

Dans toutes les 7 conceptions expliquées ci-dessous, nous essayons de mettre en œuvre cette théorie et de nous assurer que la valeur RMS des ondes carrées est contrôlée de manière appropriée en découpant les pics de 330V en 220V RMS modifiés. La même chose peut être appliquée pour 120 V CA en coupant les 160 pics.

Comment calculer à l'aide de formules simples

Si vous souhaitez savoir comment calculer la forme d'onde modifiée ci-dessus afin qu'elle aboutisse à une réplication presque idéale d'une onde sinusoïdale, veuillez vous référer à l'article suivant pour le tutoriel complet:


Calculer la valeur équivalente sinusoïdale RMS de l'onde carrée modifiée


Conception n ° 1: utilisation de l'IC 4017

Examinons la première conception d'onduleur modifiée qui est plutôt simple et utilise un IC 4017 unique pour traiter la forme d'onde modifiée requise.

Si vous recherchez un circuit onduleur à onde sinusoïdale modifiée facile à construire, le concept suivant vous intéressera peut-être. Ça a l'air étonnamment simple et économique avec une sortie qui est dans une très large mesure comparable à d’autres équivalents sinusoïdaux plus sophistiqués.

Nous savons que lorsqu'une entrée d'horloge est appliquée à sa broche # 14, le circuit intégré produit un cycle de décalage des impulsions logiques hautes à travers ses 10 broches de sortie.

En regardant le schéma de circuit, nous constatons que les broches du circuit intégré sont terminées pour alimenter la base des transistors de sortie de telle sorte qu'ils conduisent après chaque impulsion de sortie alternative du circuit intégré.

Cela se produit simplement parce que les bases des transistors sont connectées en alternance aux broches de sortie du circuit intégré et que les connexions de broche intermédiaires sont simplement supprimées ou maintenues ouvertes.

Les enroulements du transformateur qui sont connectés au collecteur du transistor répondent à la commutation alternative du transistor et produisent un courant alternatif intensifié à sa sortie ayant une forme d'onde exactement comme indiqué dans le diagramme.

La sortie de cet onduleur à onde sinusoïdale modifiée n'est pas tout à fait comparable à la sortie d'un onduleur à onde sinusoïdale pure, mais sera certainement bien meilleure que celle d'un onduleur à onde carrée ordinaire. De plus, l'idée est très simple et peu coûteuse à construire. Circuit onduleur à onde sinusoïdale modifiée idéale

AVERTISSEMENT: VEUILLEZ BRANCHER LES DIODES DE PROTECTION À TRAVERS L'ÉMETTEUR DE COLLECTEUR DU TRANSISTOR TIP35 (CATHODE À COLLECTEUR, ANODE À ÉMETTEUR)


METTRE À JOUR: Selon les calculs présentés dans le Cet article , les broches de sortie IC 4017 pourraient être idéalement configurées pour obtenir un onduleur sinusoïdal modifié impressionnant.

L'image modifiée peut être vue ci-dessous:

Onduleur sinusoïdal modifié basé sur IC 4049

AVERTISSEMENT: VEUILLEZ BRANCHER LES DIODES DE PROTECTION À TRAVERS L'ÉMETTEUR DE COLLECTEUR DU TRANSISTOR TIP35 (CATHODE À COLLECTEUR, ANODE À ÉMETTEUR)


Démo vidéo:

Spécifications minimales

  • Entrée: 12 V de batterie au plomb, par exemple batterie 12 V 7Ah
  • Sortie: 220V ou 120V selon la puissance du transformateur
  • Forme d'onde: onde sinusoïdale modifiée

Commentaires de l'une des visionneuses dévouées de ce blog, Mme Sarah

Bonjour Swagatam,

C'est ce que j'ai obtenu de la sortie des post-résistances IC2 R4 et R5. Comme je l'ai dit plus tôt, je m'attendais à avoir une onde bipolaire. L'un en positif et l'autre en négatif. pour simuler un cycle d'onde alternative. J'espère que cette image vous aidera. J'ai besoin d'un moyen d'aller de l'avant s'il vous plaît.

Merci

Ma réponse:

Bonjour Sarah,

Les sorties IC ne montreront pas d'ondes bipolaires puisque les signaux de ces sorties sont destinés à des transistors de type N identiques et à partir d'une seule alimentation .... c'est le transformateur qui est responsable de la création de l'onde bipolaire à sa sortie puisqu'il est configuré avec un push -pull topologie en utilisant un robinet central .... donc ce que vous voyez à travers R4 et R5 est une forme d'onde correcte. Veuillez vérifier la forme d'onde à la sortie du transformateur pour vérifier la nature bipolaire de la forme d'onde.

Conception n ° 2: Utilisation de PAS de portes

Ce deuxième dans la liste est un concept unique d'onduleur sinusoïdal modifié qui m'a également conçu. L'unité entière ainsi que l'étage oscillateur et l'étage de sortie peuvent être facilement construits par n'importe quel passionné d'électronique à la maison. Le présent conçu pourra facilement supporter 500 VA de charge de sortie.

Essayons de comprendre le fonctionnement du circuit en détail:

La scène de l'oscillateur:

En regardant le schéma de circuit ci-dessus, nous voyons une conception de circuit intelligente comprenant à la fois l'oscillateur et la fonction d'optimisation PWM incluse.

Ici, les grilles N1 et N2 sont câblées comme un oscillateur, qui génère principalement des impulsions carrées parfaitement uniformes à sa sortie. La fréquence est réglée en ajustant les valeurs des 100K associés et du condensateur 0,01 uF. Dans cette conception, il est fixé à une fréquence d'environ 50 Hz. Les valeurs peuvent être modifiées de manière appropriée pour obtenir une sortie 60 Hz.

La sortie de l'oscillateur est envoyée à l'étage tampon composé de quatre portes NON parallèles et disposées en alternance. Les tampons sont utilisés pour maintenir des impulsions parfaites et pour éviter la dégradation.

La sortie du tampon est appliquée aux étages de commande, où les deux transistors Darlington de haute puissance prennent la responsabilité d'amplifier les impulsions reçues, de sorte qu'il puisse enfin être envoyé à l'étage de sortie de cette conception d'onduleur de 500 VA.

Jusqu'à ce point, la fréquence n'est qu'une onde carrée ordinaire. Cependant, l'introduction de l'étage IC 555 change complètement le scénario.

L'IC 555 et ses composants associés sont configurés comme un simple générateur PWM. Le rapport marque-espace du PWM peut être ajusté discrètement à l'aide du pot 100K.

La sortie PWM est intégrée à la sortie de l'étage oscillateur via une diode. Cet agencement garantit que les impulsions d'onde carrée générées sont divisées en morceaux ou hachées selon le réglage des impulsions PWM.

Cela aide à réduire la valeur RMS totale des impulsions carrées et à les optimiser aussi près que possible d'une valeur RMS sinusoïdale.

Les impulsions générées aux bases des transistors pilotes sont ainsi parfaitement modifiées pour ressembler techniquement à des formes sinusoïdales.

jonction de transistors parallèles pour une application inverseur

L'étage de sortie:

L'étage de sortie est assez simple dans sa conception. Les deux enroulements du transformateur sont configurés sur les deux canaux individuels, constitués de bancs de transistors de puissance.

Les transistors de puissance aux deux branches sont disposés en parallèle pour augmenter le courant global à travers l'enroulement de manière à produire les 500 watts de puissance souhaités.

Cependant, pour limiter les situations d'emballement thermique avec les connexions en parallèle, les transistors sont connectés avec une résistance bobinée de faible valeur et de haute puissance au niveau de leurs émetteurs. Cela empêche tout transistor de se surcharger et de tomber dans la situation ci-dessus.

Les bases de l'assemblage sont intégrées à l'étage pilote discuté dans la section précédente.

Circuit onduleur à onde sinusoïdale modifiée basé sur la porte IC 4049 NAND

La batterie est connectée à travers la prise centrale et la masse du transformateur ainsi qu'aux points pertinents du circuit.

La mise sous tension démarre immédiatement l'onduleur, fournissant à sa sortie une onde sinusoïdale modifiée riche en courant alternatif, prêt à être utilisé avec n'importe quelle charge jusqu'à 500 VA.

Les détails des composants sont fournis dans le diagramme lui-même.

La conception ci-dessus peut également être modifiée en un onduleur à onde sinusoïdale mosfet à commande PWM de 500 watts en remplaçant les transistors de commande simplement par quelques mosfets. La conception illustrée ci-dessous fournirait environ 150 watts de puissance, pour obtenir 500 watts, il faudra peut-être connecter plus de mosfets en parallèle aux deux mosfets existants.

Conception n ° 3: utilisation d'un IC 4093 pour les résultats modifiés

Le circuit onduleur à onde sinusoïdale modifiée contrôlé par PWM présenté ci-dessous est notre troisième candidat, il n'utilise qu'un seul 4093 pour les fonctions spécifiées.

Le CI se compose de quatre portes NAND, dont deux sont câblées en tant qu'oscillateurs et les deux autres en tant que tampons.

Les oscillateurs sont intégrés de telle manière que la haute fréquence de l'un des oscillateurs interagit avec la sortie de l'autre, générant des ondes carrées hachées dont la valeur RMS peut être bien optimisée pour correspondre aux formes d'onde sinusoïdales régulières. comprendre ou construire, en particulier lorsqu'il est aussi complexe que les types d'onde sinusoïdale modifiés. Cependant, le concept discuté ici n'utilise qu'un seul IC 4093 pour gérer toutes les complications requises. Apprenons à quel point il est simple de construire.

Pièces que vous aurez besoin pour construire ce circuit onduleur de 200 watts

Toutes les résistances sont de 1/4 watt, 5%, sauf indication contraire.

  • R1 = 1 M pour 50 Hz et 830 K pour 60 Hz
  • R2 = 1 K,
  • R3 = 1 M,
  • R4 = 1 K,
  • R5, R8, R9 = 470 Ohms,
  • R6, R7 = 100 Ohms, 5 Watt,
  • VR 1 = 100 K,
  • C1, C2 = 0,022 uF, disque céramique,
  • C3 = 0,1, disque céramique
  • T1, T4 = CONSEIL 122
  • T3, T2 = BDY 29,
  • N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
  • D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
  • D3, D2 = 1N5408,
  • Transformateur = 12-0 - 12 volts, courant de 2 à 20 ampères au choix, la tension de sortie peut être de 120 ou 230 volts selon les spécifications du pays.
  • Batterie = 12 volts, typiquement de type 32 AH, telle qu'utilisée dans les voitures est recommandée.
Circuit onduleur à onde sinusoïdale modifiée de 150 watts utilisant uniquement des transistors

Fonctionnement du circuit

La conception proposée d'un onduleur à onde sinusoïdale modifiée de 200 watts obtient sa sortie modifiée en «coupant» discrètement les impulsions carrées de base en sections plus petites d'impulsions rectangulaires. La fonction ressemble à une commande PWM, généralement associée à IC 555.

Cependant, ici, les cycles de service ne peuvent pas être modifiés séparément et sont maintenus égaux dans toute la plage de variation disponible. La limitation n'affecte pas beaucoup la fonction PWM, car ici il ne s'agit que de maintenir la valeur RMS de la sortie proche de son compteur sinusoïdal, qui est exécuté de manière satisfaisante grâce à la configuration existante.

En nous référant au schéma électrique, nous pouvons voir que toute l'électronique tourne autour d'une seule partie active - l'IC 4093.

Il se compose de quatre portes NAND Schmitt individuelles, toutes engagées pour les fonctions requises.

N1 avec R1, R2 et C1 forme un type d'oscillateur à déclenchement CMOS Schmitt classique où la porte est généralement configurée comme un inverseur ou une porte NOT.

Les impulsions générées à partir de cet étage oscillateur sont des ondes carrées qui forment les impulsions de pilotage de base du circuit. N3 et N4 sont câblés en tant que tampons et sont utilisés pour piloter les périphériques de sortie en tandem.

Cependant, ce sont des impulsions carrées ordinaires et ne constituent pas la version modifiée du système.

Nous pouvons facilement utiliser les impulsions ci-dessus uniquement pour piloter notre onduleur, mais le résultat serait un onduleur à onde carrée ordinaire, ne convenant pas à l'utilisation de gadgets électroniques sophistiqués.

La raison en est que les ondes carrées peuvent différer considérablement des formes d'onde sinusoïdales, en particulier en ce qui concerne leurs valeurs RMS.

Par conséquent, l'idée est de modifier les formes d'onde carrées générées afin que sa valeur RMS corresponde étroitement à une forme d'onde sinusoïdale. Pour ce faire, nous devons dimensionner les formes d'onde carrées individuelles grâce à une intervention externe.

Le tronçon comprenant N2, avec les autres parties associées C2, R4 et VR1, forme un autre oscillateur similaire comme N1. Cependant, cet oscillateur produit des fréquences plus élevées qui sont de grande forme rectangulaire.

La sortie rectangulaire de N2 est envoyée à la source d'entrée de base de N3. Les trains d'impulsions positifs n'ont aucun effet sur les impulsions d'entrée de source en raison de la présence de D1 qui bloque les sorties positives de N2.

Cependant, les impulsions négatives sont autorisées par D1 et celles-ci absorbent efficacement les sections pertinentes de la fréquence source de base, créant des sortes d'encoches rectangulaires en elles à intervalles réguliers en fonction de la fréquence de l'oscillateur réglé par VR1.

Ces encoches ou plutôt les impulsions rectangulaires de N2 peuvent être optimisées à volonté en ajustant VR1.

L'opération ci-dessus coupe l'onde carrée de base de N1 en sections étroites discrètes, abaissant le RMS moyen des formes d'onde. Il est conseillé que le réglage se fasse à l'aide d'un compteur RMS.

Les dispositifs de sortie commutent les enroulements de transformateur concernés en réponse à ces impulsions dimensionnées et produisent des formes d'onde commutées haute tension correspondantes au niveau de l'enroulement de sortie.

Le résultat est une tension qui est tout à fait équivalente à une qualité d'onde sinusoïdale et est sûre pour faire fonctionner tous les types d'équipements électriques ménagers.

La puissance de l'onduleur peut être augmentée de 200 watts à 500 watts ou comme souhaité simplement en ajoutant plus de numéros de T1, T2, R5, R6 et T3, T4, R7, R8 en parallèle sur les points concernés.

Principales caractéristiques de l'onduleur

Le circuit est vraiment efficace et de plus c'est une version à onde sinusoïdale modifiée qui le rend exceptionnel à son égard.

Le circuit utilise des types de composants très ordinaires, faciles à se procurer et est également très bon marché à construire.

Le processus de modification des ondes carrées en ondes sinusoïdales peut être effectué en faisant varier un seul potentiomètre ou plutôt un préréglage, ce qui rend les opérations assez simples.

Le concept est très basique mais offre des sorties de puissance élevée qui peuvent être optimisées selon vos propres besoins simplement en ajoutant un peu plus de périphériques de sortie en parallèle et en remplaçant la batterie et le transformateur par les tailles appropriées.

Conception n ° 4: onde sinusoïdale modifiée entièrement basée sur un transistor

Un circuit très intéressant d'un onduleur sinusoïdal modifié est discuté dans cet article qui incorpore juste des transistors ordinaires pour les implémentations proposées.

L'utilisation de transistors rend généralement le circuit plus facile à comprendre et plus convivial avec les nouveaux passionnés d'électronique. L'inclusion d'une commande PWM dans le circuit rend la conception très efficace et souhaitable en ce qui concerne les opérations d'appareils sophistiqués à la sortie de l'onduleur. Le schéma de circuit montre comment l'ensemble du circuit est disposé. Nous pouvons clairement voir que seuls les transistors ont été impliqués et pourtant le circuit peut être fait pour produire une forme d'onde contrôlée PWM bien dimensionnée pour générer les formes d'onde de sinus modifiées requises ou plutôt des ondes carrées modifiées pour être plus précis.

L'ensemble du concept peut être compris en étudiant le circuit à l'aide des points suivants:

Astable comme les oscillateurs

Fondamentalement, nous pouvons assister à deux étages identiques qui sont câblés dans la configuration multivibrateur astable standard.

Étant de nature astable, les configurations sont spécifiquement destinées à générer des impulsions libres ou des ondes carrées à leurs sorties respectives.

Cependant, l'étage AMV supérieur est positionné pour générer les ondes carrées normales de 50 Hz (ou 60 Hz) qui sont utilisées pour faire fonctionner le transformateur et pour les actions nécessaires de l'onduleur, afin d'obtenir la puissance secteur souhaitée en sortie.

Par conséquent, l’étage supérieur n’a rien de trop sérieux ou d’intéressant, il consiste généralement en un étage AMV central composé de T2, T3, puis vient l’étage de commande composé des transistors T4, T5 et enfin les étages de sortie de réception constitués des T1 et T6.

Comment fonctionne l'étape de sortie

L'étage de sortie entraîne le transformateur via l'alimentation de la batterie pour les actions d'onduleur souhaitées.

L'étage ci-dessus est uniquement chargé de réaliser la génération des impulsions carrées qui sont impérativement nécessaires pour les actions d'inversion normales prévues.

La scène PWM Chopper AMV

Le circuit dans la moitié inférieure est la section qui effectue réellement les modifications de l'onde sinusoïdale en commutant l'AMV supérieur en fonction de ses paramètres PWM.

Précisément, la forme d'impulsion de l'étage AMV supérieur est contrôlée par le circuit AMV inférieur et il met en œuvre la modification d'onde carrée en découpant les ondes carrées de l'inverseur carré de base de l'AMV supérieur en sections discrètes.

Le découpage ou le dimensionnement ci-dessus est exécuté et défini par le réglage du préréglage R12.

R12 est utilisé pour ajuster le rapport d'espace de marque des impulsions générées par l'AMV inférieure.

Selon ces impulsions PWM, l'onde carrée de base de l'AMV supérieure est découpée en sections et la valeur RMS moyenne de la forme d'onde générée est optimisée aussi près que possible d'une forme d'onde sinusoïdale standard.

circuit inverseur sinusoïdal modifié numérique

L'explication restante concernant le circuit est assez ordinaire et peut être faite en suivant la pratique standard qui est normalement utilisée lors de la construction d'inverseurs, ou d'ailleurs, mon autre article connexe peut être renvoyé pour obtenir les informations pertinentes.

Liste des pièces

  • R1, R8 = 15 Ohms, 10 WATTS,
  • R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
  • R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ WATTS,
  • R4, R5 = 39 K
  • R10, R11 = 10K,
  • R12 = 10K PRESET,
  • C1 ----- C4 = 0,33 Uf,
  • D1, D2 = 1N5402,
  • D3, D4 = 1N40007
  • T2, T3, T7, T8 = 8050,
  • T9 = 8550
  • T5, T4 = CONSEIL 127
  • T1, T6 = BDY29
  • TRANSFORMATEUR = 12-0-12V, 20 AMP.
  • T1, T6, T5, T4 DOIVENT ÊTRE MONTÉS SUR UNE ÉLÉMENT THERMIQUE APPROPRIÉ.
  • BATTERIE = 12V, 30AH

Conception n ° 5: Circuit inverseur modifié numérique

Cette 5ème conception d'un onduleur modifié classique est encore une autre conception développée par moi, bien qu'il s'agisse d'une onde sinusoïdale modifiée, elle peut également être appelée circuit onduleur sinusoïdal numérique.

Le concept est à nouveau inspiré d'un puissant amplificateur audio basé sur un mosfet.

En regardant la conception de l'ampli de puissance principal, nous pouvons voir qu'il s'agit essentiellement d'un puissant ampli audio de 250 watts, modifié pour une application d'onduleur.

Toutes les étapes impliquées sont en fait pour permettre une réponse en fréquence de 20 à 100 kHz, bien qu'ici nous n'aurons pas besoin d'un tel degré de réponse en fréquence, je n'ai éliminé aucune des étapes car cela ne nuirait pas au circuit. .

Le premier étage composé des transistors BC556 est l'étage d'amplification différentielle, vient ensuite l'étage de commande bien équilibré composé des transistors BD140 / BD139 et enfin c'est l'étage de sortie qui est composé des puissants mosfets.

La sortie des mosfets est connectée à un transformateur de puissance pour les opérations requises de l'onduleur.

Ceci complète l'étage d'ampli de puissance, mais cet étage nécessite une entrée bien dimensionnée, plutôt une entrée PWM qui aiderait finalement à créer la conception de circuit inverseur à onde sinusoïdale numérique proposée.

La scène de l'oscillateur

Le DIAGRAMME DE CIRCUIT suivant montre un étage d'oscillateur simple qui a été optimisé pour fournir des sorties contrôlées par PWM réglables.

L'IC 4017 devient la partie principale du circuit et génère des ondes carrées qui correspondent très étroitement à la valeur RMS d'un signal AC standard.

Cependant, pour des réglages précis, la sortie de l'IC 4017 a été fournie avec une fonction de réglage de niveau de tension discrète à l'aide de quelques diodes 1N4148.

L'une des diodes à la sortie peut être sélectionnée pour réduire l'amplitude du signal de sortie, ce qui aiderait finalement à ajuster le niveau RMS de la sortie du transformateur.

La fréquence d'horloge qui doit être ajustée à 50 Hz ou 60 Hz selon les exigences est générée par une seule porte de l'IC 4093.

P1 peut être réglé pour produire la fréquence requise ci-dessus.

Pour obtenir un 48-0-48volts, utilisez 4 nos. Batteries 24V / 2AH en série, comme indiqué sur la dernière figure.

Circuit d'inverseur de puissance

Conception d

Circuit oscillateur équivalent à onde sinusoïdale

La figure ci-dessous montre diverses sorties de formes d'onde selon la sélection du nombre de diodes à la sortie de l'étage de l'oscillateur, les formes d'onde peuvent avoir différentes valeurs RMS pertinentes, qui doivent être soigneusement sélectionnées pour alimenter le circuit de l'onduleur de puissance.

Si vous rencontrez des problèmes pour comprendre les circuits ci-dessus, n'hésitez pas à commenter et à vous renseigner.

Conception n ° 6: n'utilise que 3 IC 555

La section suivante traite du 6e meilleur circuit onduleur à onde sinusoïdale modifiée avec des images de forme d'onde, confirmant la crédibilité de la conception. Le concept a été conçu par moi, la forme d'onde étant confirmée et soumise par M. Robin Peter.

Le concept discuté a été conçu et présenté dans quelques-uns de mes articles précédemment publiés: circuit onduleur à onde sinusoïdale de 300 watts et circuit onduleur 556, mais comme la forme d'onde n'a pas été confirmée par moi, les circuits concernés n'étaient pas complètement infaillibles. et la forme d'onde vérifiée par M. Robin Peter, la procédure a révélé un défaut caché dans la conception qui, espérons-le, a été résolu ici.

Passons en revue la conversation par courriel suivante entre moi et M. Robin Peter.

J'ai construit la version alternative IC555 à onde sinusoïdale modifiée plus simple, sans transistor. J'ai changé certaines valeurs des résistances et des bouchons et je n'ai pas utilisé [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

J'ai joint les broches 2 et 7 de IC 4017 ensemble pour obtenir la forme d'onde requise. IC1 produit les impulsions de rapport cyclique de 200 Hz à 90% (1 image), qui synchronisent IC2 (2 images) et donc IC3 (2 images, rapport cyclique min et D / C max) Sont-ce les résultats attendus, ma préoccupation est que c'est un sinus modifié où vous pouvez faire varier le

RMS, pas un pur sinus

Salutations

Robin

Salut Robin,

Votre schéma de circuit sinusoïdal modifié semble correct, mais la forme d'onde ne l'est pas, je pense que nous devrons utiliser un étage d'oscillateur séparé pour synchroniser le 4017 avec une fréquence fixée à 200 Hz, et augmenter la fréquence du 555 IC le plus haut à plusieurs kHz, puis vérifiez la forme d'onde.

Salut Swagatam

J'ai joint un nouveau schéma de circuit avec les changements que vous avez suggérés ainsi que les formes d'onde résultantes.Que pensez-vous de la forme d'onde PWM, les impulsions ne semblent pas aller jusqu'au sol

niveau.

Salutations

confirmation de la forme d

Salut Robin,

C'est génial, exactement ce à quoi je m'attendais, cela signifie donc qu'un astable séparé pour l'IC 555 du milieu doit être utilisé pour les résultats escomptés .... au fait, avez-vous fait varier le préréglage RMS et vérifié les formes d'onde, veuillez faire la mise à jour en faisant alors.

Alors maintenant, cela a l'air beaucoup mieux et vous pouvez aller de l'avant avec la conception de l'onduleur en connectant les mosfets.

.... il n'atteint pas le sol à cause de la chute de la diode 0.6V, je suppose .... Merci beaucoup

En fait, un circuit beaucoup plus facile avec des résultats similaires à ceux ci-dessus peut être construit comme indiqué dans cet article: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Autres mises à jour de M. Robin

Salut Swagatam

J'ai varié le préréglage RMS et voici les formes d'onde attachées.Je voudrais vous demander quelle amplitude d'onde triangulaire pouvez-vous appliquer à la broche 5, et comment la synchroniseriez-vous de sorte que lorsque la broche 2 ou 7 passe + le pic soit milieu

salutations Robin

Voici une forme d'onde sinusoïdale mieux modifiée, peut-être que le gars les comprendra plus facilement. C'est à vous de décider si vous les publiez.

Au fait, j'ai pris un capuchon de 10 uf de la résistance pin2 à 10k à .47 uf de cap à la masse.Et l'onde triangulaire ressemblait à ceci (attaché) .Pas trop triangulaire, 7v p-p.

Je vais étudier l'option 4047

applaudissements Robin

Forme d'onde de sortie sur la sortie secteur du transformateur (220 V) Les images suivantes montrent les différentes images de forme d'onde prises à travers l'enroulement secteur de sortie du transformateur.

Courtoisie - Robin Peter

Pas de PWM, pas de charge

Pas de PWM, avec charge

Avec PWM, sans charge

Avec PWM, avec charge

L'image ci-dessus agrandie

Les images de forme d'onde ci-dessus semblaient quelque peu déformées et pas tout à fait comme des ondes sinusoïdales. L'ajout d'un condensateur de 0,45 uF / 400 V sur la sortie a considérablement amélioré les résultats, comme le montrent les images suivantes.

Sans charge, avec PWM ON, condensateur 0.45uF / 400v ajouté

Circuit de filtre LC pour sortie de transformateur d

Avec PWM, avec charge et avec un condensateur de sortie, cela ressemble beaucoup à une forme d'onde sinusoïdale authentique.

Toutes les vérifications et tests ci-dessus ont été effectués par M. Robin Peters.

Autres rapports de M. Robin

Ok, j'ai fait quelques tests et expérimentations supplémentaires la nuit dernière et j'ai constaté que si j'augmentais la tension de la nappe à 24v, l'onde sinusoïdale ne se déformait pas lorsque j'augmentais le cycle de service. (Ok, j'ai retrouvé ma confiance) j'ai ajouté ce plafond de 2200 uf entre c / tapp et la masse mais cela n'a fait aucune différence sur la forme d'onde de sortie.

J'ai remarqué quelques choses qui se passaient, en augmentant le D / C, le trafo émet un bourdonnement bruyant (comme si un relais vibrait d'avant en arrière très rapidement), les IRFZ44N chauffent très rapidement même sans charge. le plafond semble moins stresser sur le système. Le bruit de bourdonnement n'est pas si grave et le Z44n ne chauffe pas trop. [bien sûr pas d'onde sinusoïdale}

Le capuchon est à travers la sortie du trafo pas en série avec une jambe. J'ai pris (3 enroulements différents) des inducteurs ronds {je pense qu'ils sont toriodaux} d'une alimentation à découpage, le résultat n'a été aucune amélioration de l'onde de sortie (pas de changement),

La tension de sortie trafo a également chuté.

Ajout d'une fonction de correction de charge automatique à l'idée de circuit inverseur à onde sinusoïdale modifiée ci-dessus:

Le circuit additionnel simple illustré ci-dessus peut être utilisé pour activer la correction automatique de la tension de la sortie de l'onduleur.

La tension d'alimentation à travers le pont est redressée et appliquée à la base du transistor NPN. Le préréglage est ajusté de telle sorte qu'à vide, la tension de sortie se stabilise au niveau normal spécifié.

Pour être plus précis, au départ, le préréglage ci-dessus doit être maintenu au niveau du sol afin que le transistor dise éteint.

Ensuite, le préréglage 10k RMS à la broche # 5 du PWM 555 IC doit être ajusté pour générer environ 300V à la sortie du transformateur.

Enfin, le préréglage de correction de charge 220K doit être réaligné pour faire baisser la tension à environ 230V.

Fait! Espérons que les ajustements ci-dessus suffiront pour configurer le circuit pour les corrections de charge automatiques prévues.

La conception finale pourrait ressembler à ceci:

Circuit de filtre

Le circuit de filtre suivant peut être utilisé à la sortie de l'inverseur ci-dessus pour contrôler les harmoniques et pour améliorer une sortie d'onde sinusoïdale plus propre

rapport de test sinusoïdal modifié

Plus d'entrées:

La conception ci-dessus a été étudiée et améliorée par M. Theofanakis, qui est également un lecteur assidu de ce blog.

La trace de l'oscilloscope représente la forme d'onde modifiée de l'onduleur à travers la résistance de 10k connectée à la sortie secteur du transformateur.

sortie modifiée du secondaire du transformateur

La conception de l'onduleur modifiée ci-dessus par l'onduleur Theofanakis a été testée et approuvée par l'un des adeptes passionnés de ce blog, M. Odon. Les images de test suivantes d'Odon confirment la nature sinusoïdale du circuit onduleur ci-dessus.

Conception n ° 7: Conception d'onduleur modifié 3Kva robuste

Le contenu expliqué ci-dessous étudie un prototype de circuit inverseur à onde sinusoïdale de 3 kVA fabriqué par M. Marcelin en utilisant uniquement des BJT au lieu des mosfets conventionnels. Le circuit de contrôle PWM a été conçu par moi.

Dans l'un de mes articles précédents, nous avons discuté d'un circuit onduleur équivalent à onde sinusoïdale pure de 555, qui a été conçu collectivement par M. Marcelin et moi.

Comment le circuit a été construit

Dans cette conception, j'ai utilisé des câbles puissants pour supporter les courants élevés, j'ai utilisé des sections de 70 mm2 ou plus de sections plus petites en parallèle. Le transformateur 3 KVA est en fait aussi solide pèse 35 kg. Les dimensions et le volume ne sont pas un inconvénient pour moi. Photos attachées au transformateur et installation en cours.

L'assemblage suivant en voie d'achèvement, basé sur le 555 (SA 555) et le CD 4017

Lors de mon premier essai, avec les mosfets, plus tôt cette année, j'ai utilisé IRL 1404 dont le Vdss est de 40 volts. À mon avis, tension insuffisante. Il serait préférable d'utiliser des mosfets avec un Vdss au moins égal ou supérieur à 250 volts.

Dans cette nouvelle installation, je prévois deux diodes sur les enroulements du transformateur.

Il y aura également un ventilateur pour le refroidissement.

TIP 35 sera monté par 10 dans chaque branche, comme ceci:

Images de prototypes complètes

Circuit onduleur 3 KVA finalisé

La conception finale du circuit de l'onduleur sinusoïdal modifié de 3 kva devrait ressembler à ceci:

Liste des pièces

Toutes les résistances sont de 1/4 watt 5%, sauf indication contraire.

  • 100 Ohms - 2nos (la valeur peut être comprise entre 100 Ohms et 1K)
  • 1K - 2nos
  • 470 ohms - 1no (peut être n'importe quelle valeur jusqu'à 1K)
  • 2K2 - 1nos (une valeur légèrement plus élevée fonctionnera également)
  • 180K préréglé - 2nos (toute valeur entre 200K et 330K fonctionnera)
  • Préréglage 10K - 1no (veuillez prérégler 1k à la place pour un meilleur résultat)
  • 10 Ohm 5 watts - 29nos

Condensateurs

  • 10nF - 2nos
  • 5nF - 1no
  • 50nF - 1no
  • 1uF / 25V - 1no

Semi-conducteurs

  • Diode Zener 2.7V - 1no (jusqu'à 4.7V peut être utilisé)
  • 1N4148 - 2nos
  • Diode 6A4 - 2nos (près du transformateur)
  • IC NE555 - 3 nos
  • IC 4017 - 1 no
  • TIP142 - 2nos
  • TIP35C - 20 nos
  • Transformateur 9-0-9V 350 ampères ou 48-0-48V / 60 ampères
  • Batterie 12V / 3000 Ah ou 48V 600 Ah

Si une alimentation 48V est utilisée, assurez-vous de la régler sur 12V pour les étages IC et fournissez le 48V uniquement à la prise centrale du transformateur.

Comment protéger les transistors

Remarque: afin de protéger les transistors d'un emballement thermique, montez les canaux individuels sur des dissipateurs thermiques communs, ce qui signifie utiliser un long dissipateur thermique à ailettes unique pour le réseau de transistors supérieur, et un autre dissipateur thermique commun unique similaire pour le réseau de transistors inférieur.

L'isolation du mica ne serait heureusement pas nécessaire puisque les collecteurs sont réunis, et le corps étant le collecteur serait effectivement connecté par le dissipateur thermique lui-même. Cela permettrait en fait d'économiser beaucoup de travail acharné.

Afin d'obtenir une efficacité énergétique maximale, l'étage de sortie suivant est recommandé par moi et doit être utilisé avec les étages PWM et 4017 expliqués ci-dessus.

Schéma

Remarque: montez tous les TIP36 supérieurs sur un dissipateur thermique commun à ailettes plus grand, NE PAS utiliser d'isolateur de mica lors de la mise en œuvre de ceci.

La même chose doit être faite avec les baies TIP36 inférieures.

Mais assurez-vous que ces deux radiateurs ne se touchent jamais.

Les transistors TIP142 doivent être montés sur des radiateurs à ailettes individuels séparés.




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