Exploración de 7 circuitos inversores de onda sinusoidal modificada: 100 W a 3 kVA

Pruebe Nuestro Instrumento Para Eliminar Los Problemas





Cuando un inversor con salida de CA de onda cuadrada se modifica para generar una salida de CA de onda sinusoidal cruda, se denomina inversor de onda sinusoidal modificada.

El siguiente artículo presenta 7 diseños interesantes de inversores de onda sinusoidal modificada con descripciones exhaustivas sobre su procedimiento de construcción, diagrama de circuito, salida de forma de onda y listas de piezas detalladas. Los diseños están pensados ​​para el aprendizaje y la construcción de proyectos experimentales de ingenieros y estudiantes.



Aquí discutimos diferentes variedades de diseños modificados que van desde un modesto modelo de 100 vatios hasta un enorme modelo de salida de potencia de 3 Kva.

Cómo funcionan los inversores modificados

Las personas que son nuevas en la electrónica pueden confundirse un poco con respecto a la diferencia entre una onda cuadrada y un inversor de onda cuadrada modificada. Puede entenderse a través de la siguiente breve explicación:



Como todos sabemos, un inversor siempre generará una corriente alterna (CA) similar a nuestro voltaje de línea de CA doméstica para que pueda reemplazarlo durante fallas de energía. Un CA en palabras simples es básicamente un aumento y caída de voltaje de una magnitud particular.

Sin embargo, idealmente se supone que esta CA se acerca lo más posible a una onda sinusoidal como se muestra a continuación:

imagen de forma de onda sinusoidal

Diferencia básica entre la forma de onda sinusoidal y la forma de onda cuadrada

Esta subida y bajada de voltaje ocurre a un ritmo particular, es decir, a un número particular de veces por segundo, conocido como su frecuencia. Entonces, por ejemplo, una CA de 50 Hz significa 50 ciclos o 50 altibajos de un voltaje particular en un segundo.

En una CA de onda sinusoidal como la que se encuentra en nuestra toma de corriente doméstica normal, el aumento y la caída de voltaje anteriores tienen la forma de una curva sinusoidal, es decir, su patrón varía gradualmente con el tiempo y, por lo tanto, no es repentino ni abrupto. Tales transiciones suaves en la forma de onda de CA se vuelven muy adecuadas y un tipo de suministro recomendado para los muchos dispositivos electrónicos comunes como televisores, sistemas de música, refrigeradores, motores, etc.

Sin embargo, en un patrón de onda cuadrada, las subidas y bajadas de voltaje son instantáneas y repentinas. Tal aumento y disminución inmediatos del potencial crea picos agudos en los bordes de cada onda y, por lo tanto, se vuelve muy indeseable e inadecuado para equipos electrónicos sofisticados. Por lo tanto, siempre es peligroso operarlos a través de un suministro de inversor de tejido cuadrado.

Forma de onda modificada

En un diseño de onda cuadrada modificado como se muestra arriba, la forma de la forma de onda cuadrada sigue siendo básicamente la misma, pero el tamaño de cada sección de la forma de onda está dimensionado apropiadamente para que su valor promedio coincida con el valor promedio de una forma de onda de CA.

Como puede ver, hay una cantidad proporcional de espacios o áreas nulas entre cada bloque cuadrado, estos espacios en última instancia ayudan a dar forma a estas ondas cuadradas en una salida similar a una onda sinusoidal (aunque de forma burda).

¿Y cuál es el responsable de ajustar estas ondas cuadradas dimensionadas en características de onda sinusoidal? Bueno, es la característica inherente de la inducción magnética del transformador la que efectivamente talla las transiciones de 'tiempo muerto' entre los bloques de ondas cuadradas en ondas sinusoidales, como se muestra a continuación:

En los 7 diseños que se explican a continuación, tratamos de implementar esta teoría y asegurarnos de que el valor RMS de las ondas cuadradas se controle de manera adecuada cortando los picos de 330 V en 220 V RMS modificados. Lo mismo se puede aplicar para 120 V CA cortando los 160 picos.

Cómo calcular mediante fórmulas fáciles

Si está interesado en saber cómo calcular la forma de onda modificada anterior para que resulte en una réplica casi ideal de una onda sinusoidal, consulte la siguiente publicación para obtener el tutorial completo:


Calcular el valor equivalente sinusoidal RMS de onda cuadrada modificada


Diseño n. ° 1: uso de IC 4017

Investiguemos el primer diseño de inversor modificado que es bastante simple y utiliza un solo IC 4017 para procesar la forma de onda modificada requerida.

Si está buscando un circuito inversor de energía de onda sinusoidal modificada fácil de construir, quizás el siguiente concepto le interese. Se ve asombrosamente simple y de bajo costo con una salida que es en gran medida comparable con otras contrapartes de onda sinusoidal más sofisticadas.

Sabemos que cuando se aplica una entrada de reloj a su pin # 14, el IC produce un ciclo de cambio de pulsos de lógica alta a través de sus 10 pines de salida.

Mirando el diagrama del circuito, encontramos que los pines del IC están terminados para suministrar la base de los transistores de salida de manera que conduzcan después de cada pulso de salida alternativo del IC.

Esto sucede simplemente porque las bases de los transistores están conectadas alternativamente a las salidas de clavijas de IC y las conexiones de clavijas intermedias simplemente se eliminan o se mantienen abiertas.

Los devanados del transformador que están conectados al colector del transistor responden a la conmutación alterna del transistor y producen una CA intensificada en su salida que tiene una forma de onda exactamente como se muestra en el diagrama.

La salida de este inversor de potencia de onda sinusoidal modificada es, aunque no del todo comparable a la salida de un inversor de onda sinusoidal pura, pero definitivamente será mucho mejor que la de un inversor de onda cuadrada ordinaria. Además, la idea es muy fácil y barata de construir. Circuito inversor de onda sinusoidal modificada ideal

ADVERTENCIA: CONECTE LOS DIODOS DE PROTECCIÓN A TRAVÉS DEL EMISOR DEL COLECTOR DEL TRANSISTOR TIP35 (CATODO A COLECTOR, ÁNODO A EMISOR)


ACTUALIZAR: Según los cálculos presentados en el Este artículo , los pines de salida del IC 4017 podrían configurarse idealmente para lograr un inversor de onda sinusoidal modificada de aspecto impresionante.

La imagen modificada se puede ver a continuación:

Inversor de onda sinusoidal modificada basado en IC 4049

ADVERTENCIA: CONECTE LOS DIODOS DE PROTECCIÓN A TRAVÉS DEL EMISOR DEL COLECTOR DEL TRANSISTOR TIP35 (CATODO A COLECTOR, ÁNODO A EMISOR)


Video de demostración:

Especificaciones mínimas

  • Entrada: 12V de la batería de plomo ácido, por ejemplo, una batería de 12V 7Ah
  • Salida: 220 V o 120 V dependiendo de la clasificación del transformador
  • Forma de onda: onda sinusoidal modificada

Comentarios de uno de los lectores dedicados de este blog, la Sra. Sarah

Hola Swagatam,

Esto es lo que obtuve de la salida de las resistencias posteriores IC2 R4 y R5. Como dije antes, esperaba tener una onda bipolar. Uno en positivo y el otro en negativo. para simular un ciclo de onda de CA. Espero que esta imagen te ayude. Necesito un camino a seguir, por favor.

Gracias

Mi respuesta:

Hola, Sarah,

Las salidas IC no mostrarán ondas bipolares ya que las señales de estas salidas están destinadas a transistores de tipo N idénticos y de una sola fuente ... es el transformador el que se encarga de crear la onda bipolar en su salida ya que está configurado con un empuje -Topología de extracción usando una derivación central ... de modo que lo que está viendo en R4 y R5 son la forma de onda correcta. Compruebe la forma de onda en la salida del transformador para verificar la naturaleza bipolar de la forma de onda.

Diseño # 2: Uso de NOT Gates

Este segundo en la lista es un concepto único de inversor de onda sinusoidal modificada que también me diseñó. Toda la unidad junto con la etapa del oscilador y la etapa de salida pueden ser construidas fácilmente por cualquier entusiasta de la electrónica en casa. El presente diseñado podrá soportar fácilmente 500 VA de carga de salida.

Intentemos comprender el funcionamiento del circuito en detalle:

La etapa del oscilador:

Al observar el diagrama de circuito anterior, vemos un diseño de circuito inteligente que comprende tanto el oscilador como la función de optimización PWM incluida.

Aquí, las puertas N1 y N2 están conectadas como un oscilador, que genera principalmente pulsos de onda cuadrada perfectamente uniformes en su salida. La frecuencia se establece ajustando los valores de los 100K asociados y el condensador de 0.01 uF. En este diseño, se fija a una frecuencia de alrededor de 50 Hz. Los valores se pueden modificar de forma adecuada para obtener una salida de 60 Hz.

La salida del oscilador se alimenta a la etapa de búfer que consta de cuatro puertas NOT en paralelo y dispuestas alternativamente. Los tampones se utilizan para mantener pulsos perfectos y evitar la degradación.

La salida del búfer se aplica a las etapas del controlador, donde los dos transistores Darlington de alta potencia asumen la responsabilidad de amplificar los pulsos recibidos, de modo que finalmente se pueda alimentar a la etapa de salida de este diseño de inversor de 500 VA.

Hasta este punto, la frecuencia es solo una onda cuadrada ordinaria. Sin embargo, la introducción de la etapa IC 555 cambia completamente el escenario.

El IC 555 y sus componentes asociados están configurados como un simple generador PWM. La relación de espacio de marca del PWM se puede ajustar discretamente con la ayuda del potenciómetro 100K.

La salida PWM está integrada a la salida de la etapa del oscilador a través de un diodo. Esta disposición asegura que los pulsos de onda cuadrada generados se rompan en pedazos o se corten según la configuración de los pulsos PWM.

Esto ayuda a reducir el valor RMS total de los pulsos de onda cuadrada y optimizarlos lo más cerca posible de un valor RMS de onda sinusoidal.

Los pulsos generados en las bases de los transistores del controlador se modifican perfectamente para parecerse técnicamente a formas de onda sinusoidal.

unión de transistores en paralelo para aplicaciones de inversor

La etapa de salida:

La etapa de salida es bastante sencilla en su diseño. Los dos devanados del transformador están configurados para los dos canales individuales, que consisten en bancos de transistores de potencia.

Los transistores de potencia en ambas extremidades están dispuestos en paralelo para aumentar la corriente total a través del devanado a fin de producir los 500 vatios de potencia deseados.

Sin embargo, para restringir las situaciones de fuga térmica con las conexiones en paralelo, los transistores están conectados con una resistencia de alambre bobinado de bajo valor y alta potencia en sus emisores. Esto impide que cualquier transistor se sobrecargue y caiga en la situación anterior.

Las bases del conjunto están integradas a la etapa del conductor comentada en el apartado anterior.

Circuito inversor de onda sinusoidal modificada basado en compuerta NAND IC 4049

La batería está conectada a través de la toma central y la tierra del transformador y también a los puntos relevantes del circuito.

Al encender la energía, el inversor se enciende inmediatamente, proporcionando una onda sinusoidal modificada de CA rica en su salida, lista para usarse con cualquier carga de hasta 500 VA.

Los detalles de los componentes se proporcionan en el propio diagrama.

El diseño anterior también se puede modificar en un inversor de onda sinusoidal mosfet controlado por PWM de 500 vatios reemplazando los transistores del controlador simplemente por unos pocos mosfets. El diseño que se muestra a continuación proporcionaría aproximadamente 150 vatios de potencia, para obtener 500 vatios, es posible que se requiera conectar más mosfets en paralelo con los dos mosfets existentes.

Diseño n. ° 3: uso de un 4093 IC para los resultados modificados

El circuito inversor de onda sinusoidal modificada controlado por PWM que se presenta a continuación es nuestro tercer competidor, utiliza solo un solo 4093 para las funciones especificadas.

El IC consta de cuatro puertas NAND, de las cuales dos están conectadas como osciladores y las dos restantes como búfer.

Los osciladores están integrados de tal manera que la alta frecuencia de uno de los osciladores interactúa con la salida del otro, generando ondas cuadradas cortadas cuyo valor RMS se puede optimizar bien para que coincida con las formas de onda sinusoidal regulares. Los diseños de inversores no siempre son fáciles de comprender o construir, especialmente cuando es tan complejo como los tipos de onda sinusoidal modificada. Sin embargo, el concepto discutido aquí utiliza un solo IC 4093 para manejar todas las complicaciones requeridas. Aprendamos lo sencillo que es construir.

Piezas que necesitará para construir este circuito inversor de 200 vatios

Todas las resistencias son de 1/4 vatio, 5%, a menos que se especifique lo contrario.

  • R1 = 1 M para 50 Hz y 830 K para 60 Hz
  • R2 = 1 K,
  • R3 = 1 M,
  • R4 = 1 K,
  • R5, R8, R9 = 470 ohmios,
  • R6, R7 = 100 ohmios, 5 vatios,
  • VR 1 = 100 K,
  • C1, C2 = 0.022 uF, disco de cerámica,
  • C3 = 0,1, disco de cerámica
  • T1, T4 = SUGERENCIA 122
  • T3, T2 = BDY 29,
  • N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
  • D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
  • D3, D2 = 1N5408,
  • Transformador = 12-0 - 12 voltios, corriente de 2 a 20 amperios según se desee, el voltaje de salida puede ser de 120 o 230 voltios según las especificaciones del país.
  • Batería = 12 voltios, normalmente se recomienda un tipo de 32 AH, como se usa en automóviles.
Circuito inversor de onda sinusoidal modificada de 150 vatios que utiliza solo transistores

Operación del circuito

El diseño propuesto de un inversor de onda sinusoidal modificada de 200 vatios obtiene su salida modificada 'cortando' discretamente los pulsos de onda cuadrada básicos en secciones más pequeñas de pulsos rectangulares. La función se asemeja a un control PWM, comúnmente asociado con IC 555.

Sin embargo, aquí los ciclos de trabajo no se pueden variar por separado y se mantienen iguales en todo el rango de variación disponible. La limitación no afecta mucho a la función PWM, ya que aquí solo nos preocupa mantener el valor RMS de la salida cerca de su contador de onda sinusoidal, que se ejecuta satisfactoriamente a través de la configuración existente.

Refiriéndonos al diagrama del circuito, podemos ver que toda la electrónica gira alrededor de una sola parte activa: el IC 4093.

Consiste en cuatro puertas NAND Schmitt individuales, todas ellas han sido activadas para las funciones requeridas.

N1 junto con R1, R2 y C1 forman un tipo de oscilador clásico CMOS Schmitt trgger donde la puerta se configura típicamente como un inversor o una puerta NOT.

Los pulsos generados a partir de esta etapa del oscilador son ondas cuadradas que forman los pulsos impulsores básicos del circuito. N3 y N4 están conectados como búfer y se utilizan para controlar los dispositivos de salida en tándem.

Sin embargo, estos son pulsos de onda cuadrada ordinarios y no constituyen la versión modificada del sistema.

Podemos usar fácilmente los pulsos anteriores únicamente para impulsar nuestro inversor, pero el resultado sería un inversor de onda cuadrada ordinario, no adecuado para operar dispositivos electrónicos sofisticados.

La razón detrás de esto es que las ondas cuadradas pueden diferir mucho de las formas de onda sinusoidal, especialmente en lo que respecta a sus valores RMS.

Por lo tanto, la idea es modificar las formas de onda cuadradas generadas para que su valor RMS coincida estrechamente con una forma de onda sinusoidal. Para hacer esto, necesitamos dimensionar las formas de onda cuadradas individuales mediante alguna intervención externa.

La sección que comprende N2, junto con las otras partes asociadas C2, R4 y VR1, forma otro oscilador similar como N1. Sin embargo, este oscilador produce frecuencias más altas que tienen forma rectangular alta.

La salida rectangular de N2 se alimenta a la fuente de entrada básica de N3. Los trenes de pulsos positivos no tienen efecto sobre los pulsos de entrada de la fuente debido a la presencia de D1 que bloquea las salidas positivas de N2.

Sin embargo, los pulsos negativos están permitidos por D1 y estos hunden efectivamente las secciones relevantes de la frecuencia de fuente básica, creando una especie de muescas rectangulares en ellos a intervalos regulares dependiendo de la frecuencia del oscilador establecida por VR1.

Estas muescas o más bien los pulsos rectangulares de N2 se pueden optimizar según se desee ajustando VR1.

La operación anterior corta la onda cuadrada básica de N1 en secciones estrechas discretas, lo que reduce el valor eficaz medio de las formas de onda. Se recomienda que el ajuste se realice con la ayuda de un medidor RMS.

Los dispositivos de salida conmutan los devanados del transformador relevantes en respuesta a estos pulsos dimensionados y producen formas de onda conmutadas de alto voltaje correspondientes en el devanado de salida.

El resultado es un voltaje que es bastante equivalente a una calidad de onda sinusoidal y es seguro para operar todo tipo de equipos eléctricos domésticos.

La potencia del inversor se puede aumentar de 200 vatios a 500 vatios o, según se desee, simplemente agregando más números de T1, T2, R5, R6 y T3, T4, R7, R8 en paralelo sobre los puntos relevantes.

Características destacadas del inversor

El circuito es realmente eficiente y, además, es una versión de onda sinusoidal modificada que lo hace sobresaliente en su propio aspecto.

El circuito utiliza tipos de componentes muy ordinarios, fáciles de adquirir y también es muy económico de construir.

El proceso de modificación de las ondas cuadradas en ondas sinusoidales se puede realizar variando un solo potenciómetro o más bien un preajuste, lo que hace que las operaciones sean bastante simples.

El concepto es muy básico, pero ofrece salidas de alta potencia que pueden optimizarse según las propias necesidades simplemente agregando un número más de dispositivos de salida en paralelo y reemplazando la batería y el transformador con los tamaños relevantes.

Diseño n. ° 4: onda sinusoidal modificada totalmente basada en transistores

En este artículo se analiza un circuito muy interesante de un inversor de onda sinusoidal modificada que incorpora solo transistores ordinarios para las implementaciones propuestas.

El uso de transistores generalmente hace que el circuito sea más fácil de entender y más amigable con los nuevos entusiastas de la electrónica. La inclusión de un control PWM en el circuito hace que el diseño sea muy eficiente y deseable en lo que respecta al funcionamiento de aparatos sofisticados en la salida del inversor. El diagrama del circuito muestra cómo se establece todo el circuito. Podemos ver claramente que solo se han involucrado transistores y, sin embargo, el circuito se puede hacer para producir una forma de onda controlada por PWM bien dimensionada para generar las formas de onda de tendón modificadas requeridas o, más bien, ondas cuadradas modificadas para ser más precisos.

El concepto completo se puede entender estudiando el circuito con la ayuda de los siguientes puntos:

Astable como los osciladores

Básicamente, podemos presenciar dos etapas idénticas que están conectadas en la configuración estándar de multivibrador astable.

Al ser de naturaleza estable, las configuraciones están diseñadas específicamente para generar pulsos de funcionamiento libre u ondas cuadradas en sus respectivas salidas.

Sin embargo, la etapa superior de AMV está posicionada para generar las ondas cuadradas normales de 50 Hz (o 60 Hz) que se utilizan para operar el transformador y para las acciones requeridas del inversor, a fin de obtener la potencia de red de CA deseada en la salida.

Por lo tanto, no hay nada demasiado serio o interesante en la etapa superior, por lo general consiste en una etapa AMV central que consta de T2, T3, luego viene la etapa del controlador que consiste en los transistores T4, T5 y finalmente las etapas de salida receptoras que consisten en T1 y T6.

Cómo funciona la etapa de salida

La etapa de salida impulsa el transformador a través de la energía de la batería para las acciones deseadas del inversor.

La etapa anterior solo es responsable de llevar a cabo la generación de los pulsos de onda cuadrada que se requieren imperativamente para las acciones de inversión normales previstas.

El PWM Chopper AMV Stage

El circuito en la mitad inferior es la sección que realmente hace las modificaciones de la onda sinusoidal al cambiar el AMV superior de acuerdo con su configuración de PWM.

Precisamente, la forma del pulso de la etapa AMV superior está controlada por el circuito AMV inferior e implementa la modificación de la onda cuadrada cortando las ondas cuadradas del inversor cuadrado básico del AMV superior en secciones discretas.

El corte o dimensionado anterior se ejecuta y define mediante el ajuste del preajuste R12.

R12 se utiliza para ajustar la relación de espacio de marca de los pulsos generados por el AMV inferior.

Según estos pulsos PWM, la onda cuadrada básica del AMV superior se corta en secciones y el valor RMS medio de la forma de onda generada se optimiza lo más cerca posible de una forma de onda sinusoidal estándar.

circuito inversor de onda sinusoidal modificada digital

La explicación restante con respecto al circuito es bastante común y se puede hacer siguiendo la práctica estándar que se emplea normalmente al construir inversores, o para el caso, mi otro artículo relacionado puede ser referido para adquirir la información relevante.

Lista de partes

  • R1, R8 = 15 ohmios, 10 VATIOS,
  • R2, R7 = 330 OHMIOS, 1 VATIO,
  • R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMIOS ½ VATIOS,
  • R4, R5 = 39K
  • R10, R11 = 10K,
  • R12 = 10K PREAJUSTADO,
  • C1 ----- C4 = 0,33 Uf,
  • D1, D2 = 1N5402,
  • D3, D4 = 1N40007
  • T2, T3, T7, T8 = 8050,
  • T9 = 8550
  • T5, T4 = SUGERENCIA 127
  • T1, T6 = BDY29
  • TRANSFORMADOR = 12-0-12V, 20 AMP.
  • T1, T6, T5, T4 DEBEN MONTARSE SOBRE UN DISIPADOR DE CALOR ADECUADO.
  • BATERÍA = 12V, 30AH

Diseño n. ° 5: circuito inversor digital modificado

Este quinto diseño de un inversor clásico modificado es otro diseño desarrollado por mí, aunque es una onda sinusoidal modificada, también puede denominarse circuito inversor de onda sinusoidal digital.

El concepto está nuevamente inspirado en un potente diseño de amplificador de audio basado en mosfet.

Al observar el diseño del amplificador de potencia principal, podemos ver que básicamente es un potente amplificador de audio de 250 vatios, modificado para una aplicación de inversor.

Todas las etapas involucradas son en realidad para permitir una respuesta de frecuencia de 20 a 100 kHz, aunque aquí no necesitaremos un grado tan alto de respuesta de frecuencia, no eliminé ninguna de las etapas ya que no dañaría el circuito. .

La primera etapa que consta de los transistores BC556 es la etapa del amplificador diferencial, luego viene la etapa de controlador bien balanceada que consiste en los transistores BD140 / BD139 y finalmente es la etapa de salida que está compuesta por los poderosos mosfets.

La salida de los mosfets está conectada a un transformador de potencia para las operaciones requeridas del inversor.

Esto completa la etapa del amplificador de potencia, sin embargo, esta etapa requiere una entrada bien dimensionada, en lugar de una entrada PWM que finalmente ayudaría a crear el diseño de circuito inversor de onda sinusoidal digital propuesto.

La etapa del oscilador

El siguiente DIAGRAMA DE CIRCUITO muestra una etapa de oscilador simple que se ha optimizado de manera adecuada para proporcionar salidas controladas por PWM ajustables.

El IC 4017 se convierte en la parte principal del circuito y genera ondas cuadradas que se asemejan mucho al valor RMS de una señal de CA estándar.

Sin embargo, para ajustes precisos, la salida del IC 4017 se ha provisto con una función de nivel de ajuste de voltaje discreto utilizando unos pocos diodos 1N4148.

Se puede seleccionar uno de los diodos en la salida para reducir la amplitud de la señal de salida que finalmente ayudaría a ajustar el nivel RMS de la salida del transformador.

La frecuencia de reloj, que debe ajustarse a 50 Hz o 60 Hz según los requisitos, es generada por una sola puerta desde el IC 4093.

P1 se puede configurar para producir la frecuencia requerida arriba.

Para obtener un 48-0-48 voltios, use 4 nos. Baterías de 24V / 2AH en serie, como se muestra en la última figura.

Circuito inversor de potencia

Diseño de onda sinusoidal modificada usando 3nos IC 555

Circuito oscilador equivalente de onda sinusoidal

La siguiente figura muestra varias salidas de formas de onda según la selección del número de diodos en la salida de la etapa del oscilador, las formas de onda pueden tener diferentes valores RMS relevantes, que deben seleccionarse cuidadosamente para alimentar el circuito inversor de potencia.

Si tiene algún problema para comprender los circuitos anteriores, no dude en comentar y preguntar.

Diseño # 6: usando solo 3 IC 555

La siguiente sección analiza el sexto circuito inversor de onda sinusoidal mejor modificada con imágenes de forma de onda, lo que confirma la credibilidad del diseño. El concepto fue diseñado por mí, la forma de onda fue confirmada y enviada por el Sr. Robin Peter.

El concepto discutido fue diseñado y presentado en algunas de mis publicaciones previamente publicadas: circuito inversor de onda sinusoidal de 300 vatios y circuito inversor 556, sin embargo, dado que la forma de onda no fue confirmada por mí, los circuitos relevantes no eran completamente infalibles. y la forma de onda verificada por el Sr. Robin Peter, el procedimiento reveló un defecto oculto en el diseño que, con suerte, se ha resuelto aquí.

Repasemos la siguiente conversación por correo electrónico entre el Sr. Robin Peter y yo.

Construí la versión alternativa de onda sinusoidal modificada más simple IC555, sin transistor. Cambié algunos de los valores de las resistencias y las tapas y no usé [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Uní Pin2 y 7 de IC 4017 para obtener la forma de onda requerida. IC1 produce los pulsos de ciclo de trabajo de 200 Hz al 90% (1 imagen), que sincronizan IC2 (2 imágenes) y, por lo tanto, IC3 (2 imágenes, ciclo de trabajo mínimo y D / C máximo) ¿Son estos los resultados esperados? Mi preocupación es que es un seno modificado donde puede variar el

RMS, no un seno puro

Saludos

Robin

Hola Robin,

Su diagrama de circuito de onda sinusoidal modificada parece correcto pero la forma de onda no lo es, creo que necesitaremos usar una etapa de oscilador separada para sincronizar el 4017 con una frecuencia fija en 200Hz, y aumentar la frecuencia del 555 IC superior a muchos kHz, luego verifique la forma de onda.

Hola Swagatam

He adjuntado un nuevo esquema de circuito con los cambios que sugirió junto con las formas de onda resultantes. ¿Qué piensa de la forma de onda PWM, los pulsos no parecen llegar hasta el suelo?

nivel.

Saludos

confirmación de forma de onda sinusoidal modificada

Hola Robin,

Eso es genial, exactamente lo que esperaba, por lo que significa que se debe emplear una tabla astable separada para el IC 555 medio para obtener los resultados esperados ... por cierto, ¿varió el valor predeterminado de RMS y verificó las formas de onda, actualice haciendo asi que.

Así que ahora se ve mucho mejor y puede seguir adelante con el diseño del inversor conectando los mosfets.

.... no llega al suelo debido a la caída del diodo de 0.6V, supongo .... Muchas gracias

En realidad, se puede construir un circuito mucho más fácil con resultados similares a los anteriores como se discutió en esta publicación: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Más actualizaciones de Mr. Robin

Hola Swagatam

Varié el valor predeterminado de RMS y aquí están las formas de onda adjuntas.Me gustaría preguntarle qué amplitud de onda triangular puede aplicar al pin 5 y cómo lo sincronizaría para que cuando el pin 2 o 7 vaya + el pico esté en el medio

saludos Robin

Aquí hay una forma de onda sinusoidal mejor modificada, tal vez el chico las entienda más fácilmente. Depende de usted publicarlos.

Por cierto, tomé una tapa de 10 uf del pin 2 a una resistencia de 10k a una capa de .47 uf a tierra. Y la onda triangular se veía así (adjunta) .No demasiado triangular, 7v p-p.

Investigaré la opción 4047

salud Robin

Forma de onda de salida a través de la salida de red del transformador (220 V) Las siguientes imágenes muestran las diversas imágenes de forma de onda tomadas a través del devanado de la red de salida del transformador.

Cortesía - Robin Peter

Sin PWM, sin carga

Sin PWM, con carga

Con PWM, sin carga

Con PWM, con carga

La imagen de arriba ampliada

Las imágenes de forma de onda anteriores parecían algo distorsionadas y no parecían ondas sinusoidales. Agregar un capacitor de 0.45uF / 400V a través de la salida mejoró drásticamente los resultados, como se puede ver en las siguientes imágenes.

Sin carga, con PWM encendido, condensador 0.45uF / 400v agregado

Circuito de filtro LC para salida de transformador inversor de onda sinusoidal modificada

Con PWM, con carga y con un condensador de salida, esto se parece mucho a una forma de onda sinusoidal auténtica.

Todas las verificaciones y pruebas anteriores fueron realizadas por el Sr. Robin Peters.

Más informes del Sr. Robin

Ok, hice algunas pruebas y experimentos más anoche y descubrí que si aumento el voltaje de la batería a 24v, la onda sinusoidal no se distorsionó cuando aumenté el ciclo de trabajo (ok, he recuperado mi confianza) Agregué ese límite de 2200uf entre c / tapp y tierra, pero eso no hizo ninguna diferencia en la forma de onda de salida.

Noté algunas cosas que estaban sucediendo, a medida que aumentaba el D / C, el trafo emite un zumbido ruidoso (como si un relé vibrara hacia adelante y hacia atrás muy rápidamente), los IRFZ44N se calientan muy rápido incluso sin carga. la tapa parece haber menos estrés en el sistema. El zumbido no es tan malo y los Z44n no se calientan tanto. [por supuesto, sin onda sinusoidal]

La tapa está a través de la salida del trafo, no en serie con una pierna. Saqué (3 devanados diferentes) inductores redondos {creo que son toriodales} de una fuente de alimentación conmutada. El resultado no fue una mejora en la onda de salida (sin cambios),

El voltaje de salida del trafo también cayó.

Agregar una función de corrección de carga automática a la idea del circuito inversor de onda sinusoidal modificada anterior:

El circuito adicional simple que se muestra arriba se puede utilizar para habilitar la corrección automática de voltaje de la salida del inversor.

El voltaje alimentado a través del puente se rectifica y se aplica a la base del transistor NPN. El preajuste se ajusta de manera que sin carga el voltaje de salida se establezca en el nivel normal especificado.

Para ser más precisos, inicialmente el preajuste anterior debe mantenerse a nivel del suelo para que el transistor diga apagado.

A continuación, el valor predeterminado de 10k RMS en el pin n. ° 5 del PWM 555 IC debe ajustarse para generar alrededor de 300 V en la salida del transformador.

Finalmente, el ajuste preestablecido de corrección de carga de 220K debe realinearse para reducir el voltaje a una marca de alrededor de 230V.

¡Hecho! Es de esperar que los ajustes anteriores sean suficientes para configurar el circuito para las correcciones de carga automáticas previstas.

El diseño final podría verse así:

Circuito de filtro

El siguiente circuito de filtro se puede emplear en la salida del inversor anterior para controlar los armónicos y mejorar una salida de onda sinusoidal más limpia.

informe de prueba de onda sinusoidal modificada

Más entradas:

El diseño anterior fue estudiado y mejorado por el Sr. Theofanakis, quien también es un ávido lector de este blog.

La traza del osciloscopio representa la forma de onda modificada del inversor a través de la resistencia de 10k conectada a la salida de red del transformador.

transformador secundario modificado salida

El diseño de inversor modificado anteriormente por Theofanakis inverter fue probado y aprobado por uno de los ávidos seguidores de este blog, el Sr. Odon. Las siguientes imágenes de prueba de Odon confirman la naturaleza de onda sinusoidal del circuito inversor anterior.

Diseño n. ° 7: Diseño de inversor modificado de 3Kva para servicio pesado

El contenido explicado a continuación investiga un prototipo de circuito inversor de onda sinusoidal de 3 kva hecho por el Sr. Marcelin utilizando solo BJT en lugar de los mosfets convencionales. El circuito de control PWM fue diseñado por mí.

En una de mis publicaciones anteriores discutimos un circuito inversor equivalente a onda sinusoidal pura 555, que fue diseñado colectivamente por Marcelin y yo.

Cómo se construyó el circuito

En este diseño he usado cables fuertes para sostener las altas corrientes, usé secciones de 70 mm2, o secciones más pequeñas en paralelo. El transformador de 3 KVA es en realidad un sólido que pesa 35 kg. Las dimensiones y el volumen no son un inconveniente para mí. Fotos adjuntas al transformador e instalación en curso.

El siguiente ensamblaje está a punto de completarse, basado en el 555 (SA 555) y el CD 4017

En mi primer intento, con mosfets, a principios de este año, usé IRL 1404 cuyo Vdss es de 40 voltios. En mi opinión voltaje insuficiente. Sería mejor utilizar mosfets con un Vdss al menos igual o superior a 250 voltios.

En esta nueva instalación, preveo dos diodos en los devanados del transformador.

También habrá un ventilador para enfriar.

TIP 35 se montará en 10 en cada rama, así:

Imágenes prototipo completas

Circuito inversor de 3 KVA finalizado

El diseño final del circuito del inversor de onda sinusoidal modificada de 3 kva debería verse así:

Lista de partes

Todas las resistencias son de 1/4 vatio al 5%, a menos que se especifique.

  • 100 ohmios - 2nos (el valor puede estar entre 100 ohmios y 1 K)
  • 1K - 2nos
  • 470 ohmios - 1no (puede ser cualquier valor hasta 1K)
  • 2K2 - 1nos (un valor ligeramente superior también funcionará)
  • Preestablecido de 180K - 2nos (cualquier valor entre 200K y 330K funcionará)
  • 10K preestablecido - 1no (por favor, 1k preestablecido en su lugar para un mejor resultado)
  • 10 ohmios 5 vatios - 29nos

Condensadores

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

Semiconductores

  • Diodo zener de 2.7V - 1no (se pueden usar hasta 4.7V)
  • 1N4148 - 2nos
  • Diodo 6A4 - 2nos (cerca del transformador)
  • IC NE555 - 3 números
  • IC 4017 - 1no
  • TIP142 - 2nos
  • TIP35C - 20 nos
  • Transformador 9-0-9V 350 amperios o 48-0-48V / 60 amperios
  • Batería 12V / 3000 Ah o 48V 600 Ah

Si se usa un suministro de 48 V, asegúrese de regularlo a 12 V para las etapas IC y suministre los 48 V solo a la toma central del transformador.

Cómo proteger los transistores

Nota: Para proteger los transistores de una fuga térmica, monte los canales individuales sobre disipadores de calor comunes, lo que significa que use un disipador de calor de aleta única larga para la matriz de transistores superior y otro disipador de calor común único similar para la matriz de transistores inferior.

Afortunadamente, el aislamiento de mica no sería necesario ya que los colectores están unidos, y el cuerpo que es el colector se conectaría efectivamente a través del propio disipador de calor. En realidad, esto ahorraría mucho trabajo.

Para obtener la máxima eficiencia energética, recomiendo la siguiente etapa de salida, y debe emplearse con las etapas PWM y 4017 explicadas anteriormente.

Diagrama de circuito

Nota: Monte todo el TIP36 superior sobre un disipador de calor común con aletas más grande, NO use un aislador de mica mientras lo implementa.

Se debe hacer lo mismo con las matrices TIP36 inferiores.

Pero asegúrese de que estos dos disipadores de calor nunca se toquen entre sí.

Los transistores TIP142 deben montarse en disipadores de oído con aletas grandes individuales separados.




Anterior: Cómo hacer un brazo robótico inalámbrico usando Arduino Siguiente: 3 cargadores de batería de iones de litio inteligentes con TP4056, IC LP2951, IC LM3622