3 High Power SG3525 Pure Sinewave inverter kredsløb

Indlægget forklarer en 3 kraftfuld, men alligevel enkel sinusbølge 12V inverter kredsløb ved hjælp af en enkelt IC SG 3525. Det første kredsløb er udstyret med en detektering og afskæring af lavt batteri og en automatisk funktion til regulering af udgangsspænding.

Dette kredsløb blev anmodet om af en af ​​de interesserede læsere af denne blog. Lad os lære mere om anmodningen og kredsløbets funktion.

Design nr. 1: grundlæggende modificeret sinus

I et af de tidligere indlæg diskuterede jeg pin ud funktion af IC 3525 ved hjælp af data designede jeg følgende kredsløb, som dog er ganske standard i sin konfiguration, inkluderer en funktion til nedlukning af lavt batteri og også en forbedring af automatisk outputregulering.

Den følgende forklaring vil lede os gennem de forskellige faser af kredsløbet, lad os lære dem:

Som det kan ses i det givne diagram, er ICSG3525 rigget i sin standard PWM generator / oscillator mode, hvor svingningsfrekvensen bestemmes af C1, R2 og P1.

P1 kan justeres til opnåelse af nøjagtige frekvenser i henhold til de krævede specifikationer for applikationen.

Området for P1 er fra 100Hz til 500 kHz, her er vi interesseret i 100 Hz-værdien, som i sidste ende giver en 50Hz på tværs af de to udgange ved pin # 11 og Pin # 14.

Ovennævnte to udgange svinger skiftevis på en push pull-måde (totempæl), der driver de tilsluttede mosfeter til mætning ved den faste frekvens - 50 Hz.

Mosfeterne svarer, 'skub og træk batterispændingen / strømmen over transformatorens to viklinger, som igen genererer den krævede lysnetsstrøm ved transformatorens outputvikling.

Den maksimale spænding, der genereres ved udgangen, vil være overalt omkring 300 volt, som skal justeres til omkring 220V RMS ved hjælp af en RMS-meter af god kvalitet og ved at justere P2.

P2 justerer faktisk bredden af ​​impulser på pin nr. 11 / # 14, hvilket hjælper med at give den krævede RMS ved udgangen.

Denne funktion letter en PWM-styret modificeret sinusbølgeform ved udgangen.

Automatisk funktion til regulering af udgangsspænding

Da IC'en letter en PWM-kontrol pin-out, kan denne pin-out udnyttes til at muliggøre en automatisk outputregulering af systemet.

Pin # 2 er detekteringsindgangen på den interne indbyggede fejl Opamp, normalt skal spændingen ved denne pin (ikke inv.) Ikke stige over 5.1V-mærket som standard, fordi inv-pin nr. 1 er fastgjort til 5.1V internt.

Så længe pin nr. 2 er inden for den specificerede spændingsgrænse, forbliver PWM-korrektionsfunktionen inaktiv, men i det øjeblik spændingen ved pin nr. 2 har tendens til at stige over 5,1 V, indsnævres derefter udgangspulserne i et forsøg på at korrigere og afbalancere udgangsspænding i overensstemmelse hermed.

En lille sensortransformator TR2 bruges her til at erhverve en prøvespænding på udgangen, denne spænding er korrekt rettet og ført til pin nr. 2 i IC1.

P3 er indstillet således, at den tilførte spænding forbliver et godt stykke under 5,1 V-grænsen, når udgangsspændingen RMS er omkring 220 V. Dette opsætter automatisk reguleringsfunktion i kredsløbet.

Hvis udgangsspændingen på grund af en eller anden grund har en tendens til at stige over den indstillede værdi, aktiveres PWM-korrektionsfunktionen, og spændingen reduceres.

Ideelt set skal P3 indstilles således, at udgangsspændingen RMS er fast på 250V.

Så hvis ovennævnte spænding falder til under 250V, vil PWM-korrektionen forsøge at trække den opad og omvendt, vil dette hjælpe med at opnå en tovejsregulering af udgangen,

En omhyggelig undersøgelse viser, at inkluderingen af ​​R3, R4, P2 er meningsløs, disse kan fjernes fra kredsløbet. P3 kan udelukkende bruges til at få den tilsigtede PWM-kontrol ved udgangen.

Lavt batteri-cut-of-funktion

Den anden praktiske funktion ved dette kredsløb er evnen til at afskære lavt batteri.

Igen bliver denne introduktion mulig på grund af den indbyggede nedlukningsfunktion i IC SG3525.

Pin nr. 10 på IC'en reagerer på et positivt signal og lukker udgangen, indtil signalet inhiberes.

En 741 opamp fungerer her som lavspændingsdetektor.

P5 skal indstilles således, at output på 741 forbliver ved logisk lavt, så længe batterispændingen er over lavspændingstærsklen, dette kan være 11,5V. 11V eller 10,5 som foretrukket af brugeren, ideelt set bør den ikke være mindre end 11V.

Når batteriets spænding har en tendens til at gå under lavspændingsmærket, når dette er indstillet, bliver udgangssignalet fra IC øjeblikkeligt højt, hvilket aktiverer nedlukningsfunktionen i IC1 og forhindrer yderligere tab af batterispænding.

Feedbackmodstanden R9 og P4 sørger for, at positionen forbliver låst, selvom batterispændingen har tendens til at stige tilbage til nogle højere niveauer, efter at lukningen er aktiveret.

Liste over dele

Alle modstande er 1/4 watt 1% MFR. medmindre andet er angivet.

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

Opamp-scenen med lavt batteriniveau i ovenstående viste skema kan ændres for at få et bedre svar som angivet i følgende diagram:

Her kan vi se, at pin3 i opamp nu har sit eget referencenetværk ved hjælp af D6 og R11 og ikke afhænger af referencespændingen fra IC 3525 pin16.

Pin6 på opampen anvender en zenerdiode for at stoppe lækager, der kan forstyrre pin10 i SG3525 under dens normale drift.

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

Et andet design med automatisk korrektion af feedback til output

Kredsløbsdesign # 2:

I ovenstående afsnit lærte vi den grundlæggende version af IC SG3525 designet til at producere en modificeret sinusbølgeoutput, når den bruges i en inverter-topologi , og dette grundlæggende design kan ikke forbedres til at producere en ren sinusbølgeform i sit typiske format.

Selvom den modificerede squarewave- eller sinewave-output kunne være OK med sin RMS-egenskab og med rimelighed velegnet til at drive det meste elektroniske udstyr, kan den aldrig matche kvaliteten af ​​en ren sinusbølge-inverteroutput.

Her skal vi lære en enkel metode, der kan bruges til at forbedre ethvert standard SG3525 inverter kredsløb til en ren sinusbølge modstykke.

Til den foreslåede forbedring kan den basale SG3525 inverter være ethvert standard SG3525 inverter design konfigureret til at producere en modificeret PWM output. Dette afsnit er ikke afgørende, og enhver foretrukken variant kan vælges (du kan finde masser online med mindre forskelle).

Jeg har diskuteret en omfattende artikel om hvordan man konverterer en firkantbølge inverter til en sinusbølge inverter i et af mine tidligere indlæg anvender vi her det samme princip for opgraderingen.

Hvordan konverteringen fra Squarewave til Sinewave sker

Du kan være nysgerrig efter at vide, hvad der præcist sker under konverteringsprocessen, som omdanner output til en ren sinusbølge, der er egnet til alle følsomme elektroniske belastninger.

Det gøres grundlæggende ved at optimere de skarpe stigende og faldende firkantbølgepulser til en let stigende og faldende bølgeform. Dette udføres ved at hugge eller bryde de spændende firkantede bølger i antal ensartede stykker.

I selve sinusbølgen skabes bølgeformen gennem et eksponentielt stignings- og faldmønster, hvor den sinusformede bølge gradvist stiger op og ned i løbet af dens cyklusser.

I den foreslåede idé udføres bølgeformen ikke i en eksponentiel, snarere hugges de firkantede bølger i stykker, som i sidste ende tager form af en sinusbølge efter en vis filtrering.

'Hakningen' udføres ved at fodre en beregnet PWM til portene til FET via et BJT-buffertrin.

Et typisk kredsløbsdesign til konvertering af SG3525-bølgeformen til en ren sinusbølgeform er vist nedenfor. Dette design er faktisk et universelt design, som kan implementeres til opgradering af alle firkantbølgede invertere til sinewave-invertere.

Advarsel: Hvis du bruger SPWM som input, skal du udskifte den nederste BC547 med BC557. Emittere forbinder med buffertrinnet, Collector to Ground, Bases to SPWM Input.

Som det kan være i ovenstående diagram udløses de to nederste BC547-transistorer af en PWM-tilførsel eller -indgang, som får dem til at skifte i henhold til PWM ON / OFF-arbejdscyklusser.

Dette skifter igen hurtigt 50Hz-impulser fra BC547 / BC557, der kommer fra SG3525-udgangsstifterne.

Ovenstående operation tvinger i sidste ende mosfeterne også til at tænde og slukke antallet af gange for hver af 50 / 60Hz-cyklusser og dermed producere en lignende bølgeform ved udgangen af ​​den tilsluttede transformator.

Fortrinsvis skal PWM-indgangsfrekvensen være 4 gange mere end basisfrekvensen 50 eller 60Hz. således at hver 50 / 60Hz cyklus opdeles i 4 eller 5 stykker og ikke mere end dette, hvilket ellers kunne give anledning til uønskede harmoniske og mosfet opvarmning.

PWM-kredsløb

PWM-inputfeed til ovenstående forklarede design kan erhverves ved hjælp af en hvilken som helst standard IC 555 astabelt design som vist nedenfor:

Det her IC 555-baseret PWM-kredsløb kan bruges til tilførsel af en optimeret PWM til baserne af BC547-transistorer i det første design, således at udgangen fra SG3525-inverterkredsløbet får en RMS-værdi tæt på den rene sinusbølgeform RMS-værdi.

Brug af en SPWM

Selvom det ovenfor forklarede koncept i høj grad ville forbedre den firkantbølgemodificerede output fra et typisk SG3525 inverter kredsløb, kan en endnu bedre tilgang være at gå efter en SPWM generator kredsløb .

I dette koncept implementeres 'huggningen' af hver af de firkantede bølgepulser gennem en proportionalt varierende PWM-driftscyklus snarere end en fast driftscyklus.

Jeg har allerede diskuteret hvordan man genererer SPWM ved hjælp af opamp , kan den samme teori anvendes til tilførsel af drivertrinnet til en hvilken som helst firkantbølgeomformer.

Et simpelt kredsløb til generering af SPWM kan ses nedenfor:

Brug af IC 741 til behandling af SPWM

I dette design ser vi en standard IC 741 opamp, hvis inputstifter er konfigureret med et par trekantbølgekilder, hvor den ene er meget hurtigere i frekvens end den anden.

Trekantbølgerne kunne fremstilles af et standard IC 556-baseret kredsløb, kablet som en stabil og komprimator, som vist nedenfor:

FREKVENSEN FOR DE HURTIGE TRIANGELBØLGER SKAL VÆRE RUNDT 400 Hz, KAN INDSTILLES VED AT JUSTERE 50 K FORINDSTILLINGEN, ELLER VÆRDIEN PÅ 1 nF KAPACITOR

DEN LANGSOMME TRIANGELBØLGEFREKVENS SKAL VÆRE LIGE TIL INVERTERENS ØNSKEDE UDGANGSFREKVENS. DETTE KAN VÆRE 50 Hz ELLER 60 Hz OG LIGE TIL PIN-4 FREKVENS AF SG3525

Som det kan ses i ovenstående to billeder, opnås de hurtige trekantbølger fra en almindelig IC 555 astabel.

Imidlertid erhverves de langsomme trekantbølger gennem en IC 555 kablet som en 'firkantbølge til trekantbølgenerator'.

De firkantede bølger eller de rektangulære bølger erhverves fra pin nr. 4 i SG3525. Dette er vigtigt, da det synkroniserer op amp 741 output perfekt med 50 Hz frekvensen i SG3525 kredsløbet. Dette skaber igen korrekt dimensionerede SPWM-sæt på tværs af de to MOSFET-kanaler.

Når denne optimerede PWM tilføres til det første kredsløbsdesign, får output fra transformeren til at producere en yderligere forbedret og skånsom sinusbølgeform med egenskaber, der er meget identiske med en standard vekselstrømssinusbølgeform.

Selv for en SPWM skal RMS-værdien imidlertid indstilles korrekt i starten for at producere den korrekte spændingsoutput ved transformatorens output.

Når det er implementeret, kan man forvente en ægte sinusbølgeækvivalent output fra ethvert SG3525-inverterdesign eller kan være fra enhver firkantbølge-invertermodel.

Hvis du er mere i tvivl om SG3525 ren sinusbølge inverter kredsløb, er du velkommen til at udtrykke dem gennem dine kommentarer.

OPDATER

Et grundlæggende eksempel på design af et SG3525-oscillatortrin kan ses nedenfor, dette design kunne integreres med det ovenfor forklarede PWM-sinusbølge BJT / mosfet-trin for at få den krævede forbedrede version af SG3525-designet:

Komplet kredsløbsdiagram og printkortlayout til det foreslåede SG3525 ren sinusbølge inverter kredsløb.

Hilsen: Ainsworth Lynch

Design # 3: 3kva inverter kredsløb ved hjælp af IC SG3525

I de foregående afsnit har vi grundigt diskuteret med hensyn til, hvordan et SG3525-design kunne konverteres til et effektivt sinusbølgedesign, lad os nu diskutere, hvordan et simpelt 2kva inverter-kredsløb kan konstrueres ved hjælp af IC SG3525, som let kan opgraderes til sinusbølge 10kva ved at øge batteri, mosfet og transformer specifikationer.

Det grundlæggende kredsløb er i henhold til det design, der er indsendt af Mr. Anas Ahmad.

Forklaringen vedrørende det foreslåede SG3525 2kva inverter kredsløb kan forstås fra følgende diskussion:

hej swagatam, jeg konstruerede følgende 3kva 24V inverter modificeret sinusbølge (jeg brugte 20 mosfet med modstand fastgjort til hver, desuden brugte jeg centerhane-transformer og jeg brugte SG3525 til oscillator) .. nu vil jeg konvertere den til ren sinusbølge, hvordan kan jeg gøre det?

Grundlæggende skematisk

Mit svar:

Hej Anas,

prøv først den grundlæggende opsætning som forklaret i denne SG3525-inverterartikel, hvis alt går godt, kan du derefter prøve at forbinde flere mosfeter parallelt .....

inverteren vist i ovenstående daigram er et grundlæggende firkantbølgedesign, for at konvertere det til sinusbølge skal du følge nedenstående trin. Mosfet gate / modstandsendene skal konfigureres med et BJT-trin, og 555 IC PWM skal tilsluttes som angivet i følgende diagram:

Med hensyn til tilslutning af parallelle mosfeter

ok, jeg har 20 mosfet (10 på lead A, 10 på lead B), så jeg skal fastgøre 2 BJT til hver mosfet, det er 40 BJT, og ligeledes skal jeg kun forbinde 2 BJT, der kommer ud fra PWM parallelt med 40 BJT ? Beklager, jeg er nybegynder ved bare at prøve at hente.

Svar:
Nej, hvert emitterkryds i det respektive BJT-par vil indeholde 10 mosfeter ... derfor har du kun brug for 4 BJT'er i alt ....

Brug af BJT'er som buffere

1. ok hvis jeg kan få dig rigtigt, da du sagde 4 BJT'er, 2 på ledning A, 2 på ledning B, SÅ DEN anden 2 BJT fra output af PWM, ikke?
2. bruger 24 volt batteri håber ikke nogen ændring af BJT-opsamlingsterminalen til batteriet?
3. jeg er nødt til at bruge variabel modstand Fra oscillator til at kontrollere indgangsspændingen til mosfet, men jeg ved ikke, hvordan jeg vil gå omkring spændingen, der vil gå til bunden af ​​BJT i ​​dette tilfælde, hvad skal jeg gøre at jeg vil ende med at sprænge BJT?

Ja, NPN / PNP BJT'er til buffertrinnet og to NPN med PWM-driveren.
24V vil ikke skade BJT-bufferne, men sørg for at bruge en 7812 for at trappe den ned til 12V til SG3525 og IC 555 trin.

Du kan bruge IC 555-potten til at justere udgangsspændingen fra trafo og indstille den til 220V. husk din transformatoren skal have en lavere nominel værdi end batterispændingen for at få optimal spænding ved udgangen. hvis dit batteri er 24V, kan du bruge en 18-0-18V trafo.

Liste over dele

IC SG3525 kredsløb
alle modstande 1/4 watt 5% CFR, medmindre andet er angivet
10K - 6 nr
150K - 1nr
470 ohm - 1 nr
forudindstillinger 22K - 1nr
forudindstillet 47K - 1nr
Kondensatorer
0,1 uF Keramik - 1 nr
IC = SG3525
Mosfet / BJT Stage
Alle mosfeter - IRF540 eller tilsvarende Gate-modstande - 10 Ohm 1/4 watt (anbefales)
Alle NPN BJT'er er = BC547
Alle PNP BJT'er er = BC557
Basemodstande er alle 10K - 4nos
IC 555 PWM-scene
1K = 1no 100K pot - 1no
1N4148 Diode = 2 nr
Kondensatorer 0.1uF Keramik - 1nr
10nF Keramik - 1 nr
Diverse IC 7812 - 1nr
Batteri - 12V 0r 24V 100AH ​​Transformer ifølge specifikationer.

Et enklere alternativ