3 دوائر عاكس موجة جيبية نقية SG3525 عالية الطاقة

يشرح المنشور 3 دوائر عاكس ذات موجة جيبية قوية وبسيطة 12 فولت باستخدام IC SG 3525 واحد. تم تجهيز الدائرة الأولى بخاصية الكشف عن البطارية المنخفضة وقطعها ، وميزة تنظيم جهد الخرج التلقائي.

تم طلب هذه الدائرة من قبل أحد القراء المهتمين بهذه المدونة. دعنا نتعلم المزيد عن الطلب وعمل الدائرة.

تصميم رقم 1: شرط أساسي معدّل

في إحدى المشاركات السابقة ناقشت ملف حدد عمل IC 3525 باستخدام البيانات ، صممت الدائرة التالية والتي على الرغم من أنها قياسية تمامًا في تكوينها ، تتضمن ميزة إيقاف تشغيل البطارية المنخفضة وأيضًا تحسين تنظيم الإخراج التلقائي.

الشرح التالي سيرشدنا خلال المراحل المختلفة للدائرة ، دعنا نتعلمها:

كما يتضح من الرسم البياني المعطى ، تم تجهيز ICSG3525 في وضع مولد / مذبذب PWM القياسي حيث يتم تحديد تردد التذبذب بواسطة C1 و R2 و P1.

يمكن ضبط P1 للحصول على ترددات دقيقة حسب المواصفات المطلوبة للتطبيق.

يتراوح نطاق P1 من 100 هرتز إلى 500 كيلو هرتز ، وهنا نحن مهتمون بقيمة 100 هرتز التي توفر في النهاية 50 هرتز عبر المخرجين في الدبوس رقم 11 ورقم 14.

يتأرجح المخرجان السابقان بالتناوب بطريقة دفع الدفع (عمود الطوطم) ، مما يؤدي إلى تشبع mosfets عند التردد الثابت - 50 هرتز.

تستجيب mosfets ، `` ادفع واسحب جهد / تيار البطارية عبر ملفي المحول اللذين يولدان بدوره التيار المتردد المطلوب عند الملف الناتج للمحول.

سيكون جهد الذروة المتولد عند الخرج في أي مكان حوالي 300 فولت والذي يجب تعديله إلى حوالي 220 فولت RMS باستخدام مقياس RMS عالي الجودة وضبط P2.

يقوم P2 بالفعل بضبط عرض النبضات عند الطرف رقم 11 / # 14 ، مما يساعد على توفير RMS المطلوب عند الإخراج.

هذه الميزة تسهل شكل موجة جيبية معدلة يتم التحكم فيها بواسطة PWM عند الخرج.

ميزة تنظيم الجهد الناتج التلقائي

نظرًا لأن IC يسهل التحكم في PWM ، يمكن استغلال هذا التثبيت لتمكين تنظيم الإخراج التلقائي للنظام.

الدبوس رقم 2 هو مدخلات الاستشعار للخطأ الداخلي المدمج في Opamp ، عادةً لا يجب أن يزيد الجهد عند هذا الدبوس (غير الجرد) عن علامة 5.1 فولت افتراضيًا ، لأن دبوس رقم 1 ثابت عند 5.1 فولت داخليًا.

طالما أن الدبوس رقم 2 ضمن حد الجهد المحدد ، تظل ميزة تصحيح PWM غير نشطة ، ولكن في اللحظة التي يميل فيها الجهد عند الطرف رقم 2 إلى الارتفاع فوق 5.1 فولت ، يتم تضييق نبضات الخرج لاحقًا في محاولة لتصحيح وموازنة انتاج التيار الكهربائي تبعا لذلك.

يتم استخدام محول استشعار صغير TR2 هنا للحصول على عينة جهد الخرج ، ويتم تصحيح هذا الجهد بشكل مناسب وتغذيته إلى الطرف رقم 2 من IC1.

تم ضبط P3 بحيث يظل جهد التغذية أقل بكثير من حد 5.1 فولت عندما يكون جهد الخرج RMS حوالي 220 فولت. يقوم هذا بإعداد ميزة التنظيم التلقائي للدائرة.

الآن إذا كان الجهد الناتج يميل إلى الارتفاع فوق القيمة المحددة لأي سبب من الأسباب ، يتم تنشيط ميزة تصحيح PWM ويتم تقليل الجهد.

من الناحية المثالية ، يجب ضبط P3 بحيث يتم تثبيت جهد الخرج RMS عند 250 فولت.

لذلك إذا انخفض الجهد أعلاه عن 250 فولت ، فإن تصحيح PWM سيحاول سحبه لأعلى ، والعكس بالعكس ، سيساعد ذلك في الحصول على تنظيم ثنائي الاتجاه للإخراج ،

سيظهر التحقيق الدقيق أن إدراج R3 و R4 و P2 لا معنى له ، ويمكن إزالتها من الدائرة. يمكن استخدام P3 فقط للحصول على تحكم PWM المقصود عند الإخراج.

ميزة انقطاع البطارية المنخفضة

الميزة الأخرى المفيدة لهذه الدائرة هي القدرة المنخفضة على قطع البطارية.

مرة أخرى ، تصبح هذه المقدمة ممكنة بسبب ميزة الإغلاق المدمجة في IC SG3525.

سوف يستجيب Pin # 10 من IC للإشارة الإيجابية وسيغلق الإخراج حتى يتم منع الإشارة.

يعمل الموديل 741 opamp هنا ككاشف للجهد المنخفض.

يجب ضبط P5 بحيث يظل خرج 741 عند المنطق المنخفض طالما أن جهد البطارية أعلى من عتبة الجهد المنخفض ، وقد يكون هذا 11.5V. 11 فولت أو 10.5 حسب ما يفضله المستخدم ، من الناحية المثالية لا ينبغي أن يكون أقل من 11 فولت.

بمجرد تعيين هذا ، إذا كان جهد البطارية يميل إلى الانخفاض إلى ما دون علامة الجهد المنخفض ، فإن خرج IC يصبح على الفور مرتفعًا ، مما يؤدي إلى تنشيط ميزة إيقاف التشغيل لـ IC1 ، مما يمنع أي فقد إضافي لجهد البطارية.

يتأكد مقاوم التغذية المرتدة R9 و P4 من بقاء الوضع مغلقًا حتى إذا كان جهد البطارية يميل إلى الارتفاع مرة أخرى إلى مستويات أعلى بعد تنشيط عملية الإغلاق.

قائمة الاجزاء

جميع المقاومات 1/4 وات 1٪ MFR. ما لم ينص على خلاف ذلك.

• R1 ، R7 = 22 أوم
• R2 ، R4 ، R8 ، R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5 ، R6 = 100 أوم
• R9 = 100 ألف
• C1 = 0.1 فائق التوهج / 50 فولت MKT
• C2 ، C3 ، C4 ، C5 = 100nF
• C6 ، C7 = 4.7 فائق التوهج / 25 فولت
• P1 = 330 ك ضبط مسبق
• P2 - P5 = 10 كيلو إعدادات مسبقة
• T1، T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... الحالي حسب المتطلبات
• TR2 = 0-9 فولت / 100 مللي أمبير بطارية = 12 فولت / 25 إلى 100 أمبير

يمكن تعديل مرحلة opamp منخفضة البطارية في المخطط الموضح أعلاه للحصول على استجابة أفضل كما هو موضح في الرسم البياني التالي:

هنا يمكننا أن نرى أن pin3 من opamp لديه الآن شبكة مرجعية خاصة به باستخدام D6 و R11 ، ولا يعتمد على الجهد المرجعي من IC 3525 pin16.

يستخدم Pin6 من opamp الصمام الثنائي zener من أجل إيقاف أي تسرب قد يزعج pin10 من SG3525 أثناء عملياته العادية.

R11 = 10 كيلو
D6، D7 = ثنائيات زينر، 3.3 فولت، 1/2 واط

تصميم آخر مع التصحيح التلقائي لملاحظات الإخراج

تصميم الدائرة رقم 2:

في القسم أعلاه ، تعلمنا الإصدار الأساسي من IC SG3525 المصمم لإنتاج خرج موجة جيبية معدل عند استخدامه في طوبولوجيا العاكس ، ولا يمكن تحسين هذا التصميم الأساسي لإنتاج شكل موجة جيبية نقية بتنسيقها النموذجي.

على الرغم من أن إخراج الموجة التربيعية أو الموجة الجيبية المعدلة يمكن أن يكون جيدًا مع خاصية RMS الخاصة به ومناسب بشكل معقول لتشغيل معظم المعدات الإلكترونية ، إلا أنه لا يمكن أبدًا مطابقة جودة خرج عاكس موجة جيبية نقية.

هنا سوف نتعلم طريقة بسيطة يمكن استخدامها لتحسين أي دائرة عاكس SG3525 قياسية إلى نظير جيبي نقي.

بالنسبة إلى التحسين المقترح ، يمكن أن يكون العاكس SG3525 الأساسي أي تصميم عاكس قياسي SG3525 تم تكوينه لإنتاج خرج PWM معدل. هذا القسم ليس بالغ الأهمية ويمكن تحديد أي متغير مفضل (يمكنك العثور على الكثير عبر الإنترنت مع اختلافات طفيفة).

لقد ناقشت مقالة شاملة بخصوص كيفية تحويل العاكس موجة مربعة إلى العاكس موجة جيبية في إحدى مشاركاتي السابقة ، نطبق هنا نفس المبدأ للترقية.

كيف يحدث التحويل من Squarewave إلى Sinewave

قد تكون مهتمًا بمعرفة ما يحدث بالضبط في عملية التحويل التي تحول الإخراج إلى موجة جيبية نقية مناسبة لجميع الأحمال الإلكترونية الحساسة.

يتم ذلك بشكل أساسي عن طريق تحسين نبضات الموجة المربعة الصاعدة والهابطة الحادة في شكل موجة صعود وهبوط بلطف. يتم تنفيذ ذلك عن طريق تقطيع أو تقسيم الموجات المربعة الخارجة إلى عدد من القطع الموحدة.

في الموجة الجيبية الفعلية ، يتم إنشاء شكل الموجة من خلال نمط صعود وهبوط أسي حيث تصعد الموجة الجيبية وتنخفض تدريجيًا خلال دوراتها.

في الفكرة المقترحة ، لا يتم تنفيذ شكل الموجة بشكل أسي ، بل يتم تقطيع الموجات المربعة إلى أجزاء تأخذ في النهاية شكل موجة جيبية بعد بعض الترشيح.

يتم 'التقطيع' عن طريق تغذية PWM المحسوبة إلى بوابات FET عبر مرحلة BJT العازلة.

يظهر أدناه تصميم نموذجي للدائرة لتحويل شكل موجة SG3525 إلى شكل موجة جيبية نقية. هذا التصميم هو في الواقع تصميم عالمي يمكن تنفيذه لترقية جميع محولات الموجة المربعة إلى محولات موجة جيبية.

تحذير: إذا كنت تستخدم SPWM كمدخل ، فيرجى استبدال BC547 السفلي بـ BC557. ستتصل أجهزة الإرسال بالمرحلة العازلة ، المجمع على الأرض ، القواعد إلى إدخال SPWM.

كما قد يكون في الرسم البياني أعلاه ، يتم تشغيل الترانزستورين السفليين BC547 بواسطة تغذية أو إدخال PWM ، مما يؤدي إلى تبديلهما وفقًا لدورات عمل PWM ON / OFF.

وهذا بدوره يقوم بتبديل نبضات 50 هرتز بسرعة من BC547 / BC557 القادمة من دبابيس خرج SG3525.

تؤدي العملية المذكورة أعلاه في النهاية إلى إجبار mosfets أيضًا على تشغيل وإيقاف عدد المرات لكل دورة من دورات 50 / 60Hz ، وبالتالي إنتاج شكل موجة مماثل عند خرج المحول المتصل.

بشكل مفضل ، يجب أن يكون تردد إدخال PWM 4 مرات أكثر من التردد الأساسي 50 أو 60 هرتز. بحيث يتم تقسيم كل دورات 50 / 60Hz إلى 4 أو 5 قطع وليس أكثر من ذلك ، مما قد يؤدي بخلاف ذلك إلى التوافقيات غير المرغوب فيها وتسخين mosfet.

حلبة PWM

يمكن الحصول على تغذية إدخال PWM للتصميم الموضح أعلاه باستخدام أي منها معيار IC 555 تصميم مستقر كما هو مبين أدناه:

هذه IC 555 دارة PWM على أساس يمكن استخدامها لتغذية PWM الأمثل لقواعد الترانزستورات BC547 في التصميم الأول بحيث يكتسب الناتج من دائرة العاكس SG3525 قيمة RMS قريبة من قيمة RMS لشكل موجة جيبية نقية.

استخدام SPWM

على الرغم من أن المفهوم الموضح أعلاه من شأنه أن يحسن بشكل كبير الإخراج المربّع المعدل لدائرة العاكس SG3525 النموذجية ، إلا أن النهج الأفضل قد يكون هو الذهاب إلى دائرة مولد SPWM .

في هذا المفهوم ، يتم تنفيذ 'التقطيع' لكل من نبضات الموجة المربعة من خلال دورات عمل PWM متغيرة نسبيًا بدلاً من دورة عمل ثابتة.

لقد ناقشت بالفعل كيفية إنشاء SPWM باستخدام opamp ، يمكن استخدام نفس النظرية لتغذية مرحلة السائق لأي عاكس ذو موجة مربعة.

يمكن رؤية دائرة بسيطة لتوليد SPWM أدناه:

استخدام IC 741 لمعالجة SPWM

في هذا التصميم ، نرى معيار IC 741 opamp الذي تم تكوين دبابيس الإدخال الخاصة به مع اثنين من مصادر موجة المثلث ، أحدهما أسرع في التردد من الآخر.

يمكن تصنيع موجات المثلث من دائرة معيارية قائمة على IC 556 ، موصولة بأسلاك مستقر وضاغط ، كما هو موضح أدناه:

يجب أن يكون تردد موجات المثلث السريع حوالي 400 هرتز ، ويمكن ضبطها عن طريق ضبط الإعداد المسبق البالغ 50 كيلو بايت ، أو قيمة مكثف nF 1

يجب أن يكون تكرار موجات المثلث البطيء مساويًا لتكرار الإخراج المطلوب للعاكس. قد يكون هذا 50 هرتز أو 60 هرتز ، ويساوي رقم التعريف الشخصي رقم 4 تردد SG3525

كما يتضح من الصورتين أعلاه ، يتم تحقيق موجات المثلث السريع من IC 555 العادي المستقر.

ومع ذلك ، يتم الحصول على موجات المثلث البطيء من خلال IC 555 السلكية مثل 'موجة مربعة لمولد موجة مثلث'.

يتم الحصول على الموجات المربعة أو الموجات المستطيلة من الدبوس رقم 4 في SG3525. هذا مهم لأنه يزامن إخراج المرجع 741 تمامًا مع تردد 50 هرتز لدائرة SG3525. يؤدي هذا بدوره إلى إنشاء مجموعات SPWM ذات أبعاد صحيحة عبر قناتي MOSFET.

عندما يتم تغذية PWM المحسّن إلى تصميم الدائرة الأول ، يتسبب الناتج من المحول في إنتاج شكل موجة جيبية محسّن ولطيف له خصائص مماثلة إلى حد كبير لشكل موجة جيبية قياسية لأنابيب التيار المتردد.

ومع ذلك ، حتى بالنسبة لـ SPWM ، ستحتاج قيمة RMS إلى الضبط بشكل صحيح في البداية من أجل إنتاج خرج الجهد الصحيح عند خرج المحول.

بمجرد التنفيذ ، يمكن للمرء أن يتوقع خرجًا مكافئًا حقيقيًا من أي تصميم عاكس SG3525 أو قد يكون من أي نموذج عاكس ذو موجة مربعة.

إذا كان لديك المزيد من الشكوك فيما يتعلق بدائرة العاكس بموجة جيبية نقية SG3525 فلا تتردد في التعبير عنها من خلال تعليقاتك.

تحديث

يمكن رؤية نموذج أساسي لتصميم مرحلة مذبذب SG3525 أدناه ، ويمكن دمج هذا التصميم مع المرحلة الموضحة أعلاه PWM sinewave BJT / mosfet للحصول على الإصدار المحسن المطلوب من تصميم SG3525:

مخطط دارة كامل وتخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لدائرة العاكس موجة جيبية نقية المقترحة SG3525.

المجاملة: Ainsworth Lynch

تصميم رقم 3: دارة عاكس 3kva باستخدام IC SG3525

ناقشنا في الفقرات السابقة بشكل شامل كيفية تحويل تصميم SG3525 إلى تصميم جيبي فعال ، والآن دعونا نناقش كيف يمكن إنشاء دائرة عاكس بسيطة 2kva باستخدام IC SG3525 ، والتي يمكن ترقيتها بسهولة إلى موجة جيبية 10kva عن طريق زيادة البطارية و mosfet و المحولات المواصفات.

الدائرة الأساسية حسب التصميم المقدم من الأستاذ أنس أحمد.

يمكن فهم الشرح المتعلق بدائرة العاكس SG3525 2kva المقترحة من المناقشة التالية:

مرحبًا swagatam ، لقد قمت بإنشاء 3kva 24V التالية العاكس موجة جيبية معدلة (لقد استخدمت 20 mosfet مع المقاوم المتصل بكل منهما ، علاوة على ذلك استخدمت محول الصنبور المركزي واستخدمت SG3525 للمذبذب) .. الآن أريد تحويله إلى موجة جيبية نقية ، من فضلك كيف يمكنني القيام بذلك؟

التخطيطي الأساسي

ردي:

مرحبا أنس ،

جرب أولاً الإعداد الأساسي كما هو موضح في مقالة العاكس SG3525 هذه ، إذا سارت الأمور على ما يرام ، بعد ذلك يمكنك محاولة توصيل المزيد من mosfets بالتوازي ...

العاكس الموضح في الدايجرام أعلاه هو تصميم موجي مربع أساسي ، من أجل تحويله إلى موجة جيبية ، يجب عليك اتباع الخطوات الموضحة أدناه. يجب تكوين نهايات بوابة / مقاومة mosfet بمرحلة BJT ويجب توصيل 555 IC PWM كما هو مبين في الرسم البياني التالي:

بخصوص توصيل mosfets متوازية

حسنًا ، لدي 20 موسفيت (10 على السلك أ ، 10 على السلك ب) ، لذلك يجب أن أعلق 2 BJT لكل mosfet ، أي 40 BJT ، وبالمثل يجب أن أقوم بتوصيل 2 BJT فقط من PWM بالتوازي مع 40 BJT ؟ آسف أنا مبتدئ فقط أحاول التقاط.

إجابه:
لا ، كل تقاطع باعث من زوج BJT المعني سيحتوي على 10 موسفتات ... لذلك ستحتاج فقط إلى 4 BJTs في المجموع ...

استخدام BJTs كمخازن مؤقتة

1. حسنًا ، إذا تمكنت من فهمك بشكل صحيح ، بما أنك قلت 4 BJTs ، و 2 في الرصاص A ، و 2 في الرصاص B ، ثم 2 BJT أخرى من إخراج PWM ، أليس كذلك؟
2. أستخدم بطارية 24 فولت ، آمل ألا يكون هناك أي تعديل على محطة تجميع BJT للبطارية؟
3. لا بد لي من استخدام المقاوم المتغير من مذبذب للتحكم في جهد الدخل إلى mosfet ، لكنني لا أعرف كيف سأذهب حول الجهد الذي سينتقل إلى قاعدة BJT في هذه الحالة ، ماذا سأفعل ذلك أريد أن ينتهي الأمر بتفجير BJT؟

نعم ، NPN / PNP BJTs لمرحلة المخزن المؤقت ، واثنين من NPN مع برنامج تشغيل PWM.
لن يضر 24V بمخازن BJT ، ولكن تأكد من استخدام ملف 7812 للتنقل إلى 12 فولت لمراحل SG3525 و IC 555.

يمكنك استخدام وعاء IC 555 لضبط جهد الخرج من trafo وضبطه على 220V. تذكر الخاص بك يجب أن يكون المحول أقل من جهد البطارية للحصول على الجهد الأمثل عند الخرج. إذا كانت بطاريتك 24 فولت ، يمكنك استخدام 18-0-18V ترافو.

قائمة الاجزاء

دائرة IC SG3525
جميع المقاومات 1/4 وات 5٪ CFR ما لم ينص على خلاف ذلك
10 آلاف - 6 عدد
150 ألف - رقم واحد
470 أوم - 1 رقم
الإعدادات المسبقة 22K - 1no
ضبط مسبق 47 كيلو - 1
المكثفات
0.1 فائق التوهج سيراميك - 1 رقم
IC = SG3525
Mosfet / BJT Stage
جميع mosfets - IRF540 أو أي مقاومات بوابة مكافئة - 10 أوم 1/4 واط (موصى به)
جميع NPN BJTs = BC547
جميع PNP BJTs = BC557
المقاومات الأساسية كلها 10K - 4nos
IC 555 PWM المرحلة
1 ك = 1 لا وعاء 100 ألف - 1 رقم
1N4148 ديود = 2nos
مكثفات 0.1 فائق التوهج سيراميك - 1 رقم
10nF سيراميك - رقم 1
متفرقات IC 7812 - 1no
البطارية - محول 12V 0r 24V 100AH ​​حسب المواصفات.

بديل أبسط