دائرة عاكس بسيطة 3 مراحل

يناقش المنشور كيفية إنشاء دائرة عاكس ثلاثية الطور والتي يمكن استخدامها بالاقتران مع أي دائرة عاكس ذات موجة مربعة أحادية الطور عادية. تم طلب الحلبة من قبل أحد القراء المهتمين بهذه المدونة.

تحديث : هل تبحث عن تصميم قائم على اردوينو؟ قد تجد هذا مفيدًا:

اردوينو 3 مراحل العاكس

مفهوم الدائرة

يمكن تشغيل حمولة ثلاثية الطور من عاكس أحادي الطور من خلال استخدام مراحل الدائرة الموضحة التالية.

يمكن تقسيم المراحل المعنية بشكل أساسي إلى ثلاث مجموعات:

• ال دائرة مولد PWM
• ال مولد إشارة 3 مراحل دائرة كهربائية
• دائرة سائق Mosfet

يوضح الرسم البياني الأول أدناه مرحلة مولد PWM ، ويمكن فهمه بالنقاط التالية:

المذبذب ومرحلة PWM

IC 4047 سلكي كمعيار نعال الشاطئ مولد الخرج بمعدل تردد التيار الرئيسي المحدد بواسطة VR1 و C1.

أصبح PWM ذو أبعاد الدفع والسحب متاحًا الآن عند تقاطع E / C للترانزستورات BC547.
يتم تطبيق PWM هذا على مدخلات المولد ثلاثي الطور الموضح في القسم التالي.

تُظهر الدائرة التالية دائرة مولد ثلاثية الطور بسيطة تقوم بتحويل إشارة الدفع والسحب المذكورة أعلاه إلى 3 مخرجات منفصلة ، يتم إزاحة المرحلة بمقدار 120 درجة.

يتم تشعب هذه المخرجات بشكل أكبر بمراحل دفع وسحب فردية مصنوعة من مراحل بوابات NOT. هذه 3 مراحل منفصلة 120 درجة ، PWMs أصبحت الآن إشارات إدخال التغذية (HIN ، LIN) لمرحلة السائق النهائية ثلاثية الطور الموضحة أدناه.

يستخدم مولد الإشارة هذا مصدرًا فرديًا بجهد 12 فولت وليس مصدرًا مزدوجًا.

يمكن العثور على شرح كامل في هذا 3 مراحل مولد إشارة المادة

تُظهر الدائرة أدناه مرحلة دائرة عاكس ثلاثية الطور باستخدام تكوين mosfets لجسر H الذي يستقبل PWMs المتغيرة الطور من المرحلة أعلاه وتحولها إلى مخرجات متناوبة ذات جهد عالٍ لتشغيل الحمل المتصل بثلاث مراحل ، وعادة ما يكون هذا 3 محرك المرحلة.

يتم الحصول على الجهد العالي 330 عبر أقسام محركات mosfet الفردية من أي عاكس قياسي أحادي الطور مدمج عبر مصارف mosfets الموضحة لتشغيل الحمل المطلوب ثلاثي الطور.

مرحلة سائق الجسر الكامل ذات 3 مراحل

في ما سبق 3 دائرة مولد المرحلة (الرسم التخطيطي الثاني الأخير) استخدام موجة جيبية لا معنى له لأن 4049 سيحولها في النهاية إلى موجات مربعة ، وعلاوة على ذلك ، فإن الدوائر المتكاملة للسائق في التصميم الأخير تستخدم دوائر متكاملة رقمية لا تستجيب للموجات الجيبية.

لذلك فإن الفكرة الأفضل هي استخدام مولد إشارة موجة مربعة ثلاثي الطور لتغذية آخر مرحلة من مراحل القيادة.

يمكنك الرجوع إلى المقال الذي يوضح كيفية عمل دارة انفرتر شمسية ثلاثية الطور لفهم أداء مرحلة مولد الإشارة ثلاثي الطور وتفاصيل التنفيذ.

باستخدام IC IR2103

يمكن دراسة نسخة أبسط نسبيًا من دائرة العاكس ثلاثية الطور أعلاه ، باستخدام IC IR2103 سائق الجسر نصف ICS. يفتقر هذا الإصدار إلى ميزة إيقاف التشغيل ، لذلك إذا كنت لا ترغب في دمج ميزة إيقاف التشغيل ، فيمكنك تجربة التصميم الأبسط التالي.

تبسيط التصاميم أعلاه

في دائرة العاكس ثلاثية الطور الموضحة أعلاه ، تبدو مرحلة المولد ثلاثية الطور معقدة بشكل غير ضروري ، وبالتالي قررت البحث عن خيار بديل أسهل لاستبدال هذا القسم المحدد.

بعد بعض البحث ، وجدت دائرة المولدات ثلاثية الطور التالية المثيرة للاهتمام والتي تبدو سهلة جدًا ومباشرة مع إعداداتها.

لذلك يمكنك الآن ببساطة استبدال IC 4047 الموضح سابقًا وقسم opamp تمامًا ودمج هذا التصميم مع HIN و LIN و مدخلات دائرة المحرك ثلاثية الطور.

لكن تذكر أنه سيتعين عليك الاستمرار في استخدام بوابات N1 ---- N6 بين هذه الدائرة الجديدة ودائرة سائق الجسر الكامل.

صنع دائرة عاكس ثلاثية الطور للطاقة الشمسية

لقد تعلمنا حتى الآن كيفية إنشاء دائرة عاكس أساسية ثلاثية الطور ، والآن سنرى كيف يمكن بناء عاكس شمسي بإخراج ثلاثي الطور باستخدام دوائر متكاملة عادية ومكونات سلبية.

المفهوم هو نفسه في الأساس ، لقد قمت للتو بتغيير مرحلة المولد 3 مراحل للتطبيق.

المتطلبات الأساسية للعاكس

للحصول على خرج تيار متردد ثلاثي الطور من أي مرحلة واحدة أو مصدر تيار مستمر ، فإننا نحتاج إلى ثلاث مراحل أساسية للدائرة:

1. مولد ثلاثي الطور أو دارة معالج
2. دارة مرحلة الطاقة سائق 3 مراحل.
3. دائرة تحويل دفعة
4. لوحة شمسية (مصنفة بشكل مناسب)

لمعرفة كيفية مطابقة لوحة شمسية مع البطارية والعاكس ، يمكنك قراءة البرنامج التعليمي التالي:

حساب الألواح الشمسية للمحولات

يمكن دراسة أحد الأمثلة الجيدة في هذه المقالة الذي يشرح دائرة عاكس بسيطة ثلاثية الطور

في التصميم الحالي ، قمنا أيضًا بدمج هذه المراحل الأساسية الثلاث ، دعنا نتعرف أولاً على دائرة معالج المولد ثلاثي الطور من المناقشة التالية:

كيف تعمل

يوضح الرسم البياني أعلاه دائرة المعالج الأساسية التي تبدو معقدة ولكنها في الواقع ليست كذلك. تتكون الدائرة من ثلاثة أقسام ، IC 555 الذي يحدد التردد ثلاثي الأطوار (50 هرتز أو 60 هرتز) ، IC 4035 الذي يقسم التردد إلى المراحل الثلاثة المطلوبة مفصولة بزاوية طور 120 درجة.

يجب اختيار R1 و R2 و C بشكل مناسب للحصول على تردد 50 هرتز أو 60 هرتز عند دورة عمل بنسبة 50٪.

يمكن رؤية 8 أرقام من بوابات NOT من N3 ​​إلى N8 مدمجة ببساطة لتقسيم المراحل الثلاث المولدة إلى أزواج من المخرجات المنطقية العالية والمنخفضة.

يمكن الحصول على هذه البوابات NOT من اثنين 4049 ICs.

تصبح هذه الأزواج من المخرجات العالية والمنخفضة عبر بوابات NOT الموضحة ضرورية لتغذية مرحلة طاقة السائق ثلاثية الطور التالية.

يوضح الشرح التالي تفاصيل دائرة سائق موسفيت بالطاقة الشمسية ثلاثية الطور

ملاحظة: يجب توصيل دبوس الإغلاق بالخط الأرضي إذا لم يتم استخدامه ، وإلا فلن تعمل الدائرة

كما يتضح من الشكل أعلاه ، تم بناء هذا القسم عبر 3 دوائر متكاملة لسائق نصف جسر منفصل باستخدام IRS2608 وهي مخصصة لقيادة أزواج mosfet عالية الجانب ومنخفضة الجانب.

يبدو التكوين واضحًا تمامًا ، وذلك بفضل برنامج التشغيل المتطور للغاية IC من المعدل الدولي.

كل مرحلة IC لها دبابيس إدخال HIN (دخل مرتفع) و LIN (دخل منخفض) وأيضًا مسامير تزويد Vcc / أرضية خاصة بها.

يجب ربط جميع Vcc معًا وتوصيلها بخط إمداد 12V للدائرة الأولى (pin4 / 8 of IC555) ، بحيث تصبح جميع مراحل الدائرة قابلة للوصول إلى مصدر 12V المشتق من اللوحة الشمسية.

وبالمثل ، يجب تحويل جميع المسامير والخطوط الأرضية إلى سكة مشتركة.

يجب ربط HIN و LIN بالمخرجات الناتجة من بوابات NOT كما هو محدد في الرسم التخطيطي الثاني.

يعتني الترتيب أعلاه بالمعالجة ثلاثية الطور والتضخيم ، ولكن نظرًا لأن خرج المرحلة 3 يجب أن يكون على مستوى التيار الكهربائي ويمكن تصنيف الألواح الشمسية بحد أقصى 60 فولت ، يجب أن يكون لدينا ترتيب من شأنه تمكين تعزيز هذا المستوى المنخفض لوحة شمسية فولت إلى المستوى المطلوب 220 فولت أو 120 فولت.

باستخدام IC 555 القائم على Flyback Buck / Boost Converter

يمكن تنفيذ ذلك بسهولة من خلال دائرة محول دفعة بسيطة تعتمد على 555 IC كما يمكن دراستها أدناه:

مرة أخرى ، لا يبدو التكوين المعروض لمحول التعزيز من 60 فولت إلى 220 فولت صعبًا للغاية ، ويمكن بناؤه باستخدام مكونات عادية جدًا.

تم تكوين IC 555 على أنه مستقر بتردد يتراوح من 20 إلى 50 كيلو هرتز تقريبًا. يتم تغذية هذا التردد إلى بوابة تحويل mosfet عبر مرحلة دفع سحب BJT.

يتم تشكيل قلب دائرة التعزيز بمساعدة محول قلب حديدي مضغوط يستقبل تردد القيادة من mosfet ويحول إدخال 60 فولت إلى مخرج 220 فولت المطلوب.

يتم توصيل هذا التيار المستمر بجهد 220 فولت أخيرًا بمرحلة برنامج التشغيل mosfet التي تم شرحها مسبقًا عبر مصارف الخزانات ثلاثية الطور لتحقيق خرج 220 فولت ثلاثي الأطوار.

يمكن بناء محول محول التعزيز على أي مجموعة EE الأساسية / البكرة المناسبة باستخدام 1 مم 50 دورة أساسية (سلكان مغناطيسيان بيفيلار 0.5 مم بالتوازي) ، والثانوي باستخدام سلك مغناطيسي 0.5 مم مع 200 لفة