دائرة العاكس موجة جيبية نقية باستخدام IC 4047

يمكن عمل دائرة عاكس ذات موجة جيبية نقية فعالة للغاية باستخدام IC 4047 وزوجين IC 555 مع بعض المكونات السلبية الأخرى. دعنا نتعلم التفاصيل أدناه.

مفهوم الدائرة

في الوظيفة السابقة ناقشنا الرئيسي المواصفات وورقة البيانات الخاصة بـ IC 4047 حيث تعلمنا كيف يمكن تكوين IC في دائرة عاكس بسيطة دون إشراك أي دائرة مذبذب خارجية.

في هذه المقالة ، نواصل التصميم قليلاً إلى الأمام ونتعلم كيف يمكن تحسينه إلى دائرة عاكس لموجة جيبية نقية باستخدام زوجين من الدوائر المتكاملة الإضافية 555 جنبًا إلى جنب مع IC 4047 الحالي.

يظل قسم IC 4047 كما هو بشكل أساسي ويتم تكوينه في وضع الهزاز العادي الذي يعمل مجانًا مع تمديد خرجه مع مرحلة mosfet / المحول من أجل 12 فولت المطلوب إلى تحويل التيار المتردد.

كيف يعمل IC 4047

يولد IC 4047 الموجات المربعة المعتادة إلى mosfets المتصلة مما يخلق مخرجًا رئيسيًا في الجزء الثانوي من المحول والذي يكون أيضًا في شكل موجة مربعة AC.

يؤدي تكامل وحدتي IC 555 إلى المرحلة أعلاه إلى تحويل الإخراج بالكامل إلى موجة جيبية نقية AC. يكشف التفسير التالي السر وراء عمل IC555 لما سبق.

بالإشارة إلى الدائرة العاكس ذات الموجة الجيبية النقية الموضحة أدناه IC 4047 (التي صممتها أنا) ، يمكننا أن نرى مرحلتين متطابقتين من IC 555 ، حيث يعمل القسم الأيسر كمولد سن المنشار يتم التحكم فيه حاليًا بينما قسم الجانب الأيمن كمولد PWM يتم التحكم فيه حاليًا .

يتم اشتقاق كل من 555 ICs من خرج المذبذب المتاح بسهولة عبر الطرف رقم 13 من IC 4047. سيكون هذا التردد 100 هرتز إذا كان العاكس مخصصًا لعمليات 50 هرتز ، و 120 هرتز لتطبيقات 60 هرتز.

استخدام IC 555 لتوليد PWM

يولد القسم 555 الأيسر موجة سن المنشار ثابتة عبر مكثفها والتي يتم تغذيتها بمدخل التعديل الخاص بـ IC2555 حيث تتم مقارنة إشارة سن المنشار هذه بالإشارة عالية التردد من pin3 لـ IC1 555 مما يؤدي إلى إنشاء الموجة الجيبية النقية المكافئة المطلوبة PWM عند دبوس # 3 من 555 IC2.

يتم تطبيق PWM أعلاه مباشرة على بوابات mosfets. بحيث يتم تقطيع النبضات المربعة المتولدة هنا من خلال pin10 / 11 من IC4047 و 'نحت' وفقًا لمعايير PWM المطبقة.

يؤدي الناتج الناتج إلى المحول أيضًا إلى تصعيد موجة جيبية نقية عند خرج التيار المتردد الثانوي للمحول.

يتم إعطاء صيغة حساب R1 ، C1 في هذه المقالة والتي تخبرنا أيضًا عن تفاصيل pinout لـ IC 4047

بالنسبة إلى NE555 ، يمكن اختيار المرحلة C بالقرب من 1uF و R كـ 1K.

شكل الموجة الناتج المفترض

مزيد من المعلومات حول كيفية الاستخدام IC 555 لتوليد PWM

يمكن إضافة تعديل RMS إلى التصميم أعلاه عن طريق إدخال شبكة مقسم جهد وعاء عبر pin5 ومدخل مصدر المثلث ، كما هو موضح أدناه ، يتضمن التصميم أيضًا ترانزستورات عازلة لتحسين سلوك mosfet

تم اختبار تصميم عاكس الموجة الجيبية النقية أعلاه بنجاح من قبل السيد آرون ديف ، وهو أحد القراء النهمين لهذه المدونة وهو هاوي إلكتروني مكثف. الصور التالية التي أرسلها تثبت جهوده لنفسه.

المزيد من التعليقات

تم تلقي استجابة ملهمة من السيد آرون بخصوص نتائج العاكس IC 4047 أعلاه:

بعد الانتهاء من هذه الدائرة كانت النتيجة مذهلة. حصلت على القوة الكهربائية الكاملة بواسطة لمبة 100 واط. لا أصدق عيني.

كان الاختلاف الوحيد الذي أحدثته في هذا التصميم هو استبدال 180 كلفن في 555 الثاني بوعاء 220 كلفن لضبط الترددات بدقة.

هذه المرة كانت النتيجة مثمرة من جميع النواحي ... عند ضبط الوعاء ، كان بإمكاني الحصول على توهج كامل غير مزعج وغير وميض في المصباح ، وكذلك المحول 230/15 فولت المتصل حيث أعطى الحمل ترددًا بين 50 و 60 (قل 52 هرتز).

تم ضبط الوعاء برفق للحصول على خرج تردد عالي (على سبيل المثال 2 كيلو هرتز) من السن رقم 3 من الثانية ic 555. تمت معايرة قسم CD4047 بشكل أفضل للحصول على 52 هرتز عند طرفي الإخراج ...

كما أنني أواجه مشكلة بسيطة. لقد استخدمت mosfets IRF3205 في مرحلة الإخراج. لقد نسيت توصيل صمامات الأمان عبر محطات الصرف لكل mosfets ...

لذلك عندما حاولت توصيل حمولة أخرى (مثل مروحة الطاولة) بالتوازي مع الحمل المحدد (لمبة 100 واط) ، تم تقليل توهج المصباح أيضًا وسرعة المروحة قليلاً وتم تفجير إحدى وحدات MOSFET بسبب غياب الصمام الثنائي.

تم أيضًا تجربة دائرة العاكس ذات الموجة الجيبية 4047 المذكورة أعلاه بنجاح من قبل السيد Daniel Adusie (biannz) ، وهو زائر منتظم لهذه المدونة ومتحمس إلكتروني مجتهد. إليكم الصور التي أرسلها للتحقق من النتائج:

سن المنشار الموجي خرج راسم الذبذبات

إنارة لمبة اختبار 100 وات

تُظهر الصور التالية الأشكال الموجية المعدلة عند خرج المحول كما تم التقاطها بواسطة Mr. Daniel Adusie بعد توصيل مكثف 0.22 فائق التوهج / 400 فولت وحمل مناسب.

أشكال الموجة شبه منحرفة إلى حد ما وهي أفضل بكثير من الموجة المربعة التي تظهر بوضوح التأثيرات الرائعة لمعالجة PWM التي أنشأتها مراحل IC555.

من المحتمل أن تكون أشكال الموجة أكثر سلاسة عن طريق إضافة مغو مع المكثف.

عرض تتبع راسم الذبذبات الجيبي القريب بعد ترشيح PWM

تم تلقي تعليقات مثيرة للاهتمام من السيد جونسون إسحاق ، وهو أحد القراء المخلصين لهذه المدونة:

يوم جيد
في رسالتك ، Pure Sine Wave Inverter باستخدام 4047 ، في المرحلة الثانية I.c (ic.1) ، استخدمت 100 أوم المقاوم بين الدبوس 7 و 6. ،
هل هذا صحيح؟ اعتدت أن أفكر في الهزاز المتعدد المستقر الذي يستخدم تكوين 555 دبوسًا يجب أن يحتوي على 100 أوم بين الدبوس 7 و 6. أيضًا ، المتغير 180 كيلو بين الدبوس 8 (+) والدبوس 7. يرجى التحقق من اتصال الدبوس وتصحيح لي الثابتة والمتنقلة. لأنها تتأرجح أحيانًا ولا تتأرجح أحيانًا أيضًا. شكرا،
إسحاق جونسون

حل مشكلة الدائرة:

في رأيي ، للحصول على استجابة أفضل ، يمكنك محاولة توصيل مقاوم إضافي 1 كيلو عبر الطرف الخارجي 100 أوم والدبوس 6/2 من IC1

جونسون:

شكرا جزيلا لردكم لك. لقد قمت بالفعل بإنشاء العاكس الذي قدمته في مدونتك وقد نجح.

على الرغم من أنني لا أمتلك منظار الذبذبات لمراقبة شكل الموجة الناتج ، لكنني أراهن على القراء أنه شيء جيد لأنه شغّل مصباح أنبوب الفلورسنت حيث لا يمكن تشغيل أي عاكس معدل أو عاكس pwm.

انظر الصورة يا سيدي. لكن التحدي الذي أواجهه الآن هو عندما أضيف حملًا ، تومض الإخراج أحيانًا. لكنني سعيد لأنها موجة جيبية.

خيارات أبسط

يوضح المفهوم التالي طريقة أبسط إلى حد ما لتعديل عاكس الموجة المربعة العادي باستخدام IC 4047 إلى عاكس موجة جيبية من خلال تقنية PWM. الفكرة طلبها السيد فيليب

المواصفات الفنية

آمل ألا أكون مصدر إزعاج ، لكني أحتاج إلى بعض النصائح مع محول موجة جيبية معدّل يتم التحكم فيه بواسطة PWM الذي أقوم بتصميمه ، لذلك أرغب في الحصول على رأي خبير.

هذا التصميم البسيط مؤقت ، لم أقم بتنفيذه بعد ، لكني أود منك أن تلقي نظرة عليه وتخبرني برأيك.

كما أريدك أن تساعد في الإجابة على بعض الأسئلة التي لم أجد إجابات لها.

لقد حرصت على إرفاق صورة مخطط شبه كتلة لتصميمي المؤقت للنظر فيها.

أرجوك أن تساعدني. في الرسم التخطيطي ، فإن ملف IC CD4047 في العاكس هي المسؤولة عن توليد نبضات الموجة المربعة عند 50 هرتز والتي سيتم استخدامها للتبديل بين MOSFETS Q1 و Q2.

ستعتمد دائرة PWM على IC NE555 وسيتم تطبيق خرجها على بوابة Q3 بحيث يوفر Q3 PWM. إلى جانب هذا ، لدي سؤالان.

أولاً ، هل يمكنني استخدام الموجات المربعة لنبضات PWM؟ ثانيًا ، ما العلاقة بين تردد PWM وتردد العرض؟ ما هو تردد PWM الذي يجب علي استخدامه لإخراج العاكس 50 هرتز؟

آمل أن يكون هذا التصميم ممكنًا ، وأعتقد أنه ممكن ، لكنني أريد رأي الخبير الخاص بك قبل أن أخصص الموارد النادرة لتنفيذ التصميم.

نتطلع إلى الاستماع منك يا سيدي!

مع خالص التقدير ، فيليب

حل طلب الدائرة

سيعمل التكوين الموضح في الشكل الثاني ولكن فقط إذا تم استبدال الصنبور المركزي PWM mosfet ب موسفيت ف قناة .

يجب بناء قسم PWM كما هو موضح في هذه المقالة:

يقوم PWM بتحويل الموجات المربعة المسطحة إلى موجة مربعة معدلة عن طريق تقطيعها إلى أقسام محسوبة أصغر بحيث يصبح إجمالي RMS لشكل الموجة أقرب ما يمكن إلى نظير جيبي فعلي ، مع الحفاظ على مستوى الذروة مساويًا لمدخل الموجة المربعة الفعلي . يمكن تعلم المفهوم بالتفصيل هنا:

ومع ذلك ، لا يساعد التحويل أعلاه في القضاء على التوافقيات.

سيكون تردد PWM دائمًا على شكل موجات مربعة مقطوعة.

تردد PWM غير مادي وقد يكون ذا قيمة عالية ، ويفضل أن يكون بالكيلوهرتز.