3 High Power SG3525 Pure Sinewave Inverter Circuits

Innlegget forklarer en 3 kraftig, men likevel enkel sinusbølge 12V inverterkrets ved bruk av en enkelt IC SG 3525. Den første kretsen er utstyrt med en funksjon for deteksjon og kutt av lavt batteri, og en automatisk funksjon for regulering av utgangsspenning.

Denne kretsen ble bedt om av en av de interesserte leserne av denne bloggen. La oss lære mer om forespørselen og kretsfunksjonen.

Design nr. 1: Basic Modified Sine

I et av de tidligere innleggene diskuterte jeg pin ut funksjonen til IC 3525 , ved hjelp av dataene, designet jeg følgende krets, som er ganske standard i sin konfigurasjon, inkluderer en funksjon for å slå av lite batteri og også en forbedring av automatisk utgangsregulering.

Følgende forklaring vil lede oss gjennom de forskjellige trinnene i kretsen, la oss lære dem:

Som det kan sees i det gitte diagrammet, er ICSG3525 rigget i sin standard PWM-generator / oscillatormodus der svingningsfrekvensen bestemmes av C1, R2 og P1.

P1 kan justeres for å oppnå nøyaktige frekvenser i henhold til de nødvendige spesifikasjonene for applikasjonen.

Området for P1 er fra 100Hz til 500 kHz, her er vi interessert i 100 Hz-verdien som til slutt gir en 50Hz over de to utgangene på pin # 11 og Pin # 14.

Ovennevnte to utganger svinger vekselvis på en push pull-måte (totempåle), og driver de tilkoblede myggene til metning ved den faste frekvensen - 50 Hz.

Mosfets svarer, 'skyv og trekk batterispenningen / strømmen over transformatorens to viklinger, som igjen genererer den nødvendige strømstrømmen ved transformatorens utgangsvikling.

Toppspenningen som genereres ved utgangen vil være hvor som helst rundt 300 volt, som må justeres til rundt 220V RMS ved bruk av en RMS-meter av god kvalitet og ved å justere P2.

P2 justerer faktisk bredden på pulser på pin # 11 / # 14, noe som hjelper til med å gi den nødvendige RMS ved utgangen.

Denne funksjonen muliggjør en PWM-kontrollert modifisert sinusbølgeform ved utgangen.

Automatisk funksjon for regulering av utgangsspenning

Siden IC muliggjør en PWM-kontroll pin-out, kan denne pin-out utnyttes for å muliggjøre en automatisk utgangsregulering av systemet.

Pin # 2 er detekteringsinngangen til den interne innebygde feilen Opamp, normalt skal ikke spenningen på denne pin (ikke inv.) Øke over 5.1V-merket som standard, fordi inv pin # 1 er fast på 5.1V internt.

Så lenge pinne nr. 2 er innenfor den angitte spenningsgrensen, forblir PWM-korreksjonsfunksjonen inaktiv, men i det øyeblikket spenningen på pinne nr. 2 har en tendens til å stige over 5,1 V, blir utgangspulsene deretter redusert i et forsøk på å korrigere og balansere utgangsspenning tilsvarende.

En liten sensortransformator TR2 brukes her for å anskaffe en prøvespenning på utgangen, denne spenningen blir riktig rettet og matet til pin nr. 2 i IC1.

P3 er innstilt slik at matespenningen holder seg godt under 5,1V-grensen når utgangsspenningen RMS er rundt 220V. Dette setter opp funksjonen for automatisk regulering av kretsen.

Hvis utgangsspenningen av en eller annen grunn har en tendens til å stige over den innstilte verdien, aktiveres PWM-korreksjonsfunksjonen og spenningen blir redusert.

Ideelt sett bør P3 settes slik at utgangsspenningen RMS er fast på 250V.

Så hvis den ovennevnte spenningen faller under 250V, vil PWM-korreksjonen prøve å trekke den oppover, og omvendt, vil dette bidra til å skaffe en toveis regulering av utgangen,

En nøye undersøkelse vil vise at inkluderingen av R3, R4, P2 er meningsløs, disse kan fjernes fra kretsen. P3 kan bare brukes for å få den tiltenkte PWM-kontrollen ved utgangen.

Lavt batteriutstyr

Den andre nyttige funksjonen i denne kretsen er kapasiteten til å kutte lavt batteri.

Igjen blir denne introduksjonen mulig på grunn av den innebygde nedleggingsfunksjonen til IC SG3525.

Pinne nr. 10 på IC-en vil svare på et positivt signal og vil slå av utgangen til signalet hindres.

En 741 opamp fungerer her som lavspenningsdetektor.

P5 bør settes slik at utgangen på 741 forblir logisk lav så lenge batterispenningen er over lavspenningsterskelen, dette kan være 11,5V. 11V eller 10,5 som foretrukket av brukeren, ideelt sett bør den ikke være mindre enn 11V.

Når dette er innstilt, hvis batterispenningen har en tendens til å gå under lavspenningsmerket, blir utgangen fra IC øyeblikkelig høy, og aktiverer avstengingsfunksjonen til IC1, og hindrer ytterligere tap av batterispenning.

Tilbakemeldingsmotstanden R9 og P4 sørger for at posisjonen forblir låst selv om batterispenningen har en tendens til å stige tilbake til noen høyere nivåer etter at nedstengningsoperasjonen er aktivert.

Deleliste

Alle motstander er 1/4 watt 1% MFR. med mindre annet er angitt.

• 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 forhåndsinnstilt
• P2 --- P5 = 10K forhåndsinnstillinger
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... strøm per krav
• TR2 = 0-9V / 100mA batteri = 12V / 25 til 100 AH

Opamp-trinnet med lavt batterinivå i det ovennevnte skjemaet kan modifiseres for å få bedre respons som gitt i følgende diagram:

Her kan vi se at pin3 på opampen nå har sitt eget referansenettverk ved bruk av D6 og R11, og er ikke avhengig av referansespenningen fra IC 3525 pin16.

Pin6 på opampen bruker en zener-diode for å stoppe lekkasjer som kan forstyrre pin10 i SG3525 under normal drift.

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

Nok et design med automatisk korrigering av tilbakemelding på utdata

Kretsdesign # 2:

I avsnittet ovenfor lærte vi den grunnleggende versjonen av IC SG3525 designet for å produsere en modifisert sinusbølgeeffekt når den brukes i en inverter topologi , og denne grunnleggende utformingen kan ikke forbedres for å produsere en ren sinusbølgeform i sitt typiske format.

Selv om den modifiserte squarewave- eller sinewave-utgangen kan være OK med sin RMS-egenskap og rimelig egnet til å drive mest mulig elektronisk utstyr, kan den aldri matche kvaliteten på en ren sinusbølgeomformerutgang.

Her skal vi lære en enkel metode som kan brukes til å forbedre en hvilken som helst standard SG3525 inverterkrets til en ren sinusbølge.

For den foreslåtte forbedringen kan den grunnleggende SG3525-omformeren være hvilken som helst standard SG3525-inverterkonfigurasjon konfigurert til å produsere en modifisert PWM-utgang. Denne delen er ikke avgjørende, og enhver foretrukket variant kan velges (du kan finne mye online med mindre forskjeller).

Jeg har diskutert en omfattende artikkel angående hvordan konvertere en firkantbølgeomformer til en sinusbølgeomformer i et av mine tidligere innlegg, her bruker vi det samme prinsippet for oppgraderingen.

Hvordan konverteringen fra Squarewave til Sinewave skjer

Du kan være nysgjerrig på hva som skjer i konverteringsprosessen som forvandler utgangen til en ren sinusbølge som passer for alle sensitive elektroniske belastninger.

Det gjøres i utgangspunktet ved å optimalisere de skarpe stigende og fallende firkantbølgepulsene til en svakt stigende og fallende bølgeform. Dette utføres ved å hugge eller bryte de spennende firkantbølgene i antall uniformstykker.

I selve sinebølgen skapes bølgeformen gjennom et eksponentielt stignings- og fallmønster der den sinusformede bølgen gradvis stiger opp og ned i løpet av syklusene.

I den foreslåtte ideen blir bølgeformen ikke utført i en eksponentiell, snarere blir de firkantede bølgene hakket i biter som til slutt tar form av en sinebølge etter en viss filtrering.

Den 'hakking' gjøres ved å mate en beregnet PWM til portene til FET via et BJT-buffertrinn.

En typisk kretsdesign for å konvertere SG3525-bølgeformen til en ren sinusbølgeform er vist nedenfor. Denne utformingen er faktisk en universell utforming som kan implementeres for oppgradering av alle firkantbølger invertere.

Advarsel: Hvis du bruker SPWM som inngang, må du bytte ut den nedre BC547 med BC557. Emittere vil koble seg til buffertrinnet, Collector to Ground, Bases to SPWM Input.

Som det kan være i diagrammet ovenfor, blir de to nedre BC547-transistorer utløst av en PWM-mating eller inngang, som får dem til å bytte i henhold til PWM PÅ / AV-driftssykluser.

Dette bytter raskt 50Hz-pulser til BC547 / BC557 som kommer fra SG3525-utgangspinnene.

Ovennevnte operasjon tvinger til syvende og sist mosfetsene også til å slå PÅ og AV antall ganger for hver av 50 / 60Hz-syklusene, og følgelig produsere en lignende bølgeform ved utgangen til den tilkoblede transformatoren.

Fortrinnsvis bør PWM-inngangsfrekvensen være 4 ganger mer enn basisfrekvensen 50 eller 60Hz. slik at hver 50 / 60Hz syklus blir brutt i 4 eller 5 stykker og ikke mer enn dette, noe som ellers kan gi opphav til uønskede overtoner og myggoppvarming.

PWM-krets

PWM-inngangsmaten for den forklarte designen ovenfor kan anskaffes ved hjelp av hvilken som helst standard IC 555 astable design som vist under:

Dette IC 555-basert PWM-krets kan brukes til å mate en optimalisert PWM til basene til BC547-transistorene i den første utformingen slik at utgangen fra SG3525-inverterkretsen får en RMS-verdi nær nettets rene sinusbølgeform RMS-verdi.

Bruke en SPWM

Selv om det ovennevnte forklarte konseptet ville forbedre den firkantbølgemodifiserte utgangen til en typisk SG3525 inverterkrets, kan en enda bedre tilnærming være å gå for en SPWM generator krets .

I dette konseptet implementeres 'hakking' av hver av de firkantbølgepulser gjennom en proporsjonalt varierende PWM-driftssyklus i stedet for en fast driftssyklus.

Jeg har allerede diskutert hvordan generere SPWM ved hjelp av opamp , kan den samme teorien brukes for å mate drivertrinnet til en hvilken som helst firkantbølgeomformer.

En enkel krets for å generere SPWM kan sees nedenfor:

Bruker IC 741 for behandling av SPWM

I denne designen ser vi en standard IC 741 opamp hvis inngangspinner er konfigurert med et par trekantbølgekilder, den ene er mye raskere i frekvens enn den andre.

Trekantbølgene kan produseres fra en standard IC 556-basert krets, koblet som en stabil og komprimator, som vist nedenfor:

FREKVENSEN FOR DE RASKEDE TRIANGELBØLGENE BØR VÆRE RUNDT 400 Hz, KAN INNSTILLES VED Å JUSTERE 50 K FORINNSTILLINGEN, ELLER VERDIEN AV 1 nF KAPACITOR

DEN TREGNE TRIANGELBØLGEFREKVENSEN MÅ VÆRE LIKE MED ØNSKET UTGANGSFREKVENS FOR INVERTEREN. DETTE KAN VÆRE 50 Hz ELLER 60 Hz, OG LIKE MED PIN # 4 FREKVENS AV SG3525

Som det kan sees i de to ovennevnte bildene, oppnås de raske trekantbølgene fra en vanlig IC 555-stabil.

Imidlertid er de langsomme trekantbølgene anskaffet gjennom en IC 555 kablet som en 'firkantbølge til trekantbølgenerator'.

De firkantede bølgene eller de rektangulære bølgene er hentet fra pinne nr. 4 i SG3525. Dette er viktig ettersom den synkroniserer op amp 741-utgangen perfekt med 50 Hz-frekvensen til SG3525-kretsen. Dette skaper igjen riktig dimensjonerte SPWM-sett på tvers av de to MOSFET-kanalene.

Når denne optimaliserte PWM blir matet til den første kretsutformingen, får utgangen fra transformatoren til å produsere en ytterligere forbedret og skånsom sinusbølgeform som har egenskaper som er identisk med en standard vekselstrøm sinusbølgeform.

Selv for en SPWM, må RMS-verdien imidlertid innstilles riktig for å produsere riktig spenningsutgang ved transformatorens utgang.

Når det er implementert, kan man forvente en ekte sinusbølgeekvivalent utgang fra hvilken som helst SG3525-inverterdesign, eller kan være fra en hvilken som helst firkantbølge-invertermodell.

Hvis du er i tvil angående SG3525 ren sinusbølgeomformerkrets, kan du gjerne uttrykke dem gjennom dine kommentarer.

OPPDATER

Et grunnleggende eksempel på design av et SG3525-oscillatortrinn kan sees nedenfor, dette designet kan integreres med det ovenfor forklarte PWM-sinusbølge BJT / mosfet-trinnet for å få den nødvendige forbedrede versjonen av SG3525-designet:

Komplett kretsskjema og PCB-oppsett for den foreslåtte SG3525 ren sinusbølgeomformerkretsen.

Hilsen: Ainsworth Lynch

Design # 3: 3kva inverterkrets ved bruk av IC SG3525

I de forrige avsnittene har vi grundig diskutert hvordan en SG3525-design kan konverteres til en effektiv sinebølgedesign, la oss nå diskutere hvordan en enkel 2kva inverterkrets kan konstrueres ved hjelp av IC SG3525, som lett kan oppgraderes til sinusbølge 10kva ved å øke batteri, mosfet og transformator spesifikasjoner.

Den grunnleggende kretsen er i henhold til designen som ble levert av Mr. Anas Ahmad.

Forklaringen på den foreslåtte SG3525 2kva inverterkretsen kan forstås fra følgende diskusjon:

hei swagatam, jeg konstruerte følgende 3kva 24V inverter modifisert sinusbølge (jeg brukte 20 mosfet med motstand festet til hver, dessuten brukte jeg senterkrantransformator og jeg brukte SG3525 for oscillator) .. nå vil jeg konvertere den til ren sinusbølge, hvordan kan jeg gjøre det?

Grunnleggende skjematisk

Mitt svar:

Hei Anas,

prøv først det grunnleggende oppsettet som forklart i denne SG3525-inverterartikkelen, hvis alt går bra, kan du prøve å koble til flere mosfetter parallelt .....

inverteren vist i ovenstående daigram er en grunnleggende firkantbølgedesign. For å konvertere den til sinusbølge må du følge trinnene som er forklart nedenfor. Mosfet gate / motstandsendene må være konfigurert med et BJT-trinn og 555 IC PWM skal kobles til som angitt i følgende diagram:

Angående tilkobling av parallelle mosfeter

ok, jeg har 20 mosfet (10 på ledning A, 10 på ledning B), så jeg må feste 2 BJT til hver mosfet, det er 40 BJT, og på samme måte må jeg bare koble til 2 BJT som kommer ut fra PWM parallelt med 40 BJT ? Beklager, jeg er nybegynner bare prøver å hente.

Svar:
Nei, hvert emitterkryss i det respektive BJT-paret vil ha 10 mosfeter ... derfor trenger du bare 4 BJT-er i alt ....

Bruke BJT som buffere

1. ok hvis jeg kan få deg rett, siden du sa 4 BJTs, 2 på lead A, 2 på lead B, SÅ en annen 2 BJT fra utgangen av PWM, ikke sant?
2. bruker jeg 24 volt batteri, håper ikke noen endringer i BJT-kollektorterminalen på batteriet?
3. Jeg må bruke variabel motstand Fra oscillator for å kontrollere inngangsspenningen til mosfet, men jeg vet ikke hvordan jeg vil gå om spenningen som vil gå til bunnen av BJT i ​​dette tilfellet, hva skal jeg gjøre at jeg vil ende opp med å sprenge BJT?

Ja, NPN / PNP BJT for bufferstadiet, og to NPN med PWM-driveren.
24V vil ikke skade BJT-bufferne, men sørg for å bruke en 7812 for å trappe den ned til 12V for scenene SG3525 og IC 555.

Du kan bruke IC 555-potten til å justere utgangsspenningen fra trafo og sette den til 220V. husk din transformatoren må være lavere enn batterispenningen for å få optimal spenning ved utgangen. Hvis batteriet ditt er 24V, kan du bruke en 18-0-18V trafo.

Deleliste

IC SG3525 krets
alle motstander 1/4 watt 5% CFR med mindre annet er spesifisert
10K - 6nr
150K - 1nr
470 ohm - 1nr
forhåndsinnstillinger 22K - 1nr
forhåndsinnstilt 47K - 1nr
Kondensatorer
0.1uF Keramikk - 1nr
IC = SG3525
Mosfet / BJT Scene
Alle mosfeter - IRF540 eller tilsvarende portmotstander - 10 ohm 1/4 watt (anbefalt)
Alle NPN BJT er = BC547
Alle PNP BJT er = BC557
Basemotstandene er alle 10K - 4nos
IC 555 PWM scenen
1K = 1no 100K potte - 1nr
1N4148 Diode = 2 nr
Kondensatorer 0.1uF Keramikk - 1nr
10nF Keramikk - 1nr
Diverse IC 7812 - 1nr
Batteri - 12V 0r 24V 100AH ​​transformator i henhold til spesifikasjonene.

Et enklere alternativ