Khi một bộ nghịch lưu có đầu ra AC sóng vuông được sửa đổi để tạo ra một đầu ra AC dạng sóng thô, nó được gọi là bộ nghịch lưu sóng sin sửa đổi.

Bài viết dưới đây trình bày 7 thiết kế biến tần sóng sin được sửa đổi thú vị với các mô tả đầy đủ về quy trình xây dựng, sơ đồ mạch, đầu ra dạng sóng và danh sách các bộ phận chi tiết. Các thiết kế nhằm mục đích học tập và xây dựng các dự án thử nghiệm của các kỹ sư và sinh viên.

Ở đây chúng tôi thảo luận về các loại thiết kế sửa đổi khác nhau, từ công suất 100 watt khiêm tốn đến mô hình công suất lớn 3 Kva.

Cách hoạt động của biến tần đã sửa đổi

Những người mới làm quen với điện tử có thể hơi bối rối về sự khác biệt giữa biến tần sóng vuông và biến tần sóng vuông đã sửa đổi. Có thể hiểu điều này qua lời giải thích ngắn gọn sau:

Như chúng ta đã biết biến tần sẽ luôn tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) tương tự như điện áp đường dây AC trong nước của chúng ta để nó có thể thay thế khi mất điện. Nói cách đơn giản, AC về cơ bản là sự tăng và giảm của điện áp có độ lớn cụ thể.

Tuy nhiên, lý tưởng nhất là AC này được cho là càng gần càng tốt với một sinewave như hình dưới đây:

Sự khác biệt cơ bản giữa dạng sóng sin và dạng sóng vuông

Sự tăng và giảm điện áp này xảy ra với một tốc độ cụ thể, tức là ở một số lần cụ thể trên giây, được gọi là tần số của nó. Vì vậy, ví dụ, 50 Hz AC có nghĩa là 50 chu kỳ hoặc 50 lần lên xuống của một điện áp cụ thể trong một giây.

Trong một sóng sin AC như được tìm thấy trong đầu ra nguồn điện lưới thông thường trong nhà của chúng ta, sự tăng và giảm điện áp ở trên có dạng đường cong hình sin, nghĩa là dạng của nó thay đổi dần theo thời gian và do đó không đột ngột hoặc đột ngột. Sự chuyển đổi mượt mà như vậy ở dạng sóng AC trở nên rất phù hợp và là loại nguồn cung cấp được khuyến nghị cho nhiều thiết bị điện tử phổ biến như TV, hệ thống âm nhạc, Tủ lạnh, động cơ, v.v.

Tuy nhiên, trong mô hình sóng vuông, điện áp lên xuống là tức thì và đột ngột. Sự tăng và giảm tiềm năng ngay lập tức như vậy tạo ra các gai nhọn ở các cạnh của mỗi sóng và do đó trở nên rất không mong muốn và không phù hợp với các thiết bị điện tử tinh vi. Do đó, luôn luôn nguy hiểm khi vận hành chúng thông qua nguồn cung cấp biến tần dệt vuông.

Dạng sóng đã sửa đổi

Trong thiết kế dạng sóng vuông đã sửa đổi như được hiển thị ở trên, về cơ bản, hình dạng sóng vuông vẫn giữ nguyên nhưng kích thước của mỗi phần của dạng sóng được định kích thước thích hợp để giá trị trung bình của nó khớp gần với giá trị trung bình của dạng sóng AC.

Như bạn có thể thấy, có một lượng tương ứng khoảng cách hoặc diện tích trống giữa mỗi khối vuông, những khoảng trống này cuối cùng giúp định hình các sóng vuông này thành dạng sóng giống như đầu ra (mặc dù thô thiển).

Và điều gì chịu trách nhiệm điều chỉnh các sóng vuông có kích thước này thành các tính năng giống như sóng? Chà, đó là đặc tính cố hữu của cảm ứng từ trường của máy biến áp mà có hiệu quả tạo ra sự chuyển đổi 'thời gian chết' giữa các khối sóng vuông thành sóng trông như sóng hình sin, như hình dưới đây:

Trong tất cả 7 thiết kế được giải thích dưới đây, chúng tôi cố gắng thực hiện lý thuyết này và đảm bảo rằng giá trị RMS của sóng vuông được điều khiển thích hợp bằng cách cắt các đỉnh 330V thành RMS sửa đổi 220V. Điều tương tự có thể được áp dụng cho 120V AC bằng cách cắt giảm 160 đỉnh.

Cách tính toán thông qua các công thức dễ dàng

Nếu bạn muốn biết cách tính toán dạng sóng đã sửa đổi ở trên để nó tạo ra một bản sao gần như lý tưởng của một sóng sinewave, thì hãy tham khảo bài viết sau để có hướng dẫn đầy đủ:

Tính giá trị tương đương sóng vuông đã sửa đổi RMS sin

Thiết kế 1: Sử dụng IC 4017

Hãy cùng tìm hiểu thiết kế biến tần được sửa đổi đầu tiên khá đơn giản và sử dụng IC đơn 4017 để xử lý dạng sóng sửa đổi được yêu cầu.

Nếu bạn đang tìm kiếm một mạch biến tần công suất sóng sin sửa đổi dễ dàng, thì có lẽ khái niệm sau đây sẽ khiến bạn quan tâm. Nó trông thật đáng kinh ngạc đơn giản và chi phí thấp với đầu ra ở một mức độ rất cao có thể so sánh với các đối tác sóng sin phức tạp hơn khác.

Chúng ta biết rằng khi một đầu vào đồng hồ được áp dụng cho chân # 14 của nó, vi mạch sẽ tạo ra các xung logic chu kỳ dịch chuyển cao thông qua 10 chân đầu ra của nó.

Nhìn vào sơ đồ mạch, chúng ta thấy rằng các đầu ra chân của IC được kết nối để cung cấp cho cơ sở của các bóng bán dẫn đầu ra để chúng dẫn điện sau mỗi xung đầu ra thay thế từ IC.

Điều này xảy ra đơn giản bởi vì các chân đế của bóng bán dẫn được kết nối luân phiên với các đầu ra chân của IC và các kết nối đầu ra chân trung gian chỉ bị loại bỏ hoặc giữ mở.

Các cuộn dây của máy biến áp được kết nối với bộ thu của bóng bán dẫn phản ứng với việc chuyển đổi bóng bán dẫn thay thế và tạo ra dòng điện xoay chiều tăng dần ở đầu ra của nó có dạng sóng chính xác như được hiển thị trong sơ đồ.

Đầu ra của bộ biến tần sóng sin Modified này mặc dù không thể so sánh được với đầu ra của bộ biến tần sóng sin thuần túy nhưng chắc chắn sẽ tốt hơn nhiều so với bộ biến tần sóng vuông thông thường. Hơn nữa ý tưởng xây dựng rất dễ dàng và rẻ. Mạch biến tần sóng sin sửa đổi lý tưởng

CẢNH BÁO: VUI LÒNG KẾT NỐI CÁC KHOẢNG CÁCH BẢO VỆ TRÊN BỘ PHẬN THU MUA CỦA BỘ TRUYỀN TIP35 (CATHODE TO COLLECTOR, ANODE TO EMITTER)

CẬP NHẬT: Theo các tính toán được trình bày trong bài viết này , các chân đầu ra IC 4017 có thể được cấu hình lý tưởng để đạt được biến tần sinewave được sửa đổi trông ấn tượng.

Hình ảnh sửa đổi có thể được chứng kiến dưới đây:

Biến tần sinewave được sửa đổi dựa trên IC 4049

CẢNH BÁO: VUI LÒNG KẾT NỐI CÁC KHOẢNG CÁCH BẢO VỆ TRÊN BỘ PHẬN THU MUA CỦA BỘ TRUYỀN TIP35 (CATHODE TO COLLECTOR, ANODE TO EMITTER)

Video Demo:

Thông số kỹ thuật tối thiểu

Đầu vào: 12V từ ắc quy axit chì, ví dụ như ắc quy 12V 7Ah
Đầu ra: 220V hoặc 120V tùy thuộc vào đánh giá máy biến áp
Dạng sóng: Đã sửa đổi sinewave

Phản hồi từ một trong những người xem tận tâm của blog này, cô Sarah

Xin chào Swagatam,

Đây là những gì tôi thu được từ đầu ra của điện trở bài IC2 R4 và R5. Như tôi đã nói trước đó, tôi mong đợi sẽ có một làn sóng lưỡng cực. Một trong tích cực và một trong tiêu cực. để mô phỏng một chu kỳ sóng xoay chiều. Tôi hy vọng hình ảnh này sẽ giúp ích. Tôi cần một con đường phía trước làm ơn.

Cảm ơn

Phản hồi của tôi:

Xin chào Sarah,

Các đầu ra của IC sẽ không hiển thị sóng lưỡng cực vì tín hiệu từ các đầu ra này được dành cho các bóng bán dẫn loại N giống hệt nhau và từ một nguồn cung cấp duy nhất .... đó là biến áp chịu trách nhiệm tạo ra sóng lưỡng cực ở đầu ra của nó vì nó được cấu hình bằng một nút nhấn -pull cấu trúc liên kết bằng cách sử dụng một vòi trung tâm .... vì vậy những gì bạn đang thấy trên R4 và R5 là dạng sóng chính xác. Vui lòng kiểm tra dạng sóng ở đầu ra của máy biến áp để xác minh bản chất lưỡng cực của dạng sóng.

“gia tốc kế hoạt động như thế nào ”

Thiết kế # 2: KHÔNG sử dụng cổng

Thứ hai trong danh sách này là một khái niệm biến tần sóng sin được sửa đổi độc đáo cũng do tôi thiết kế. Toàn bộ thiết bị cùng với giai đoạn dao động và giai đoạn đầu ra có thể được chế tạo dễ dàng bởi bất kỳ người đam mê điện tử nào tại nhà. Thiết kế hiện tại sẽ có thể dễ dàng hỗ trợ 500 VA tải đầu ra.

Chúng ta hãy thử tìm hiểu chi tiết về hoạt động của mạch:

Giai đoạn Dao động:

Nhìn vào sơ đồ mạch ở trên, chúng ta thấy một thiết kế mạch thông minh bao gồm cả hai, bộ dao động cũng như tính năng tối ưu hóa PWM được bao gồm.

Ở đây, các cổng N1 và N2 được nối dây như một bộ dao động, chủ yếu tạo ra các xung sóng vuông hoàn toàn đồng đều ở đầu ra của nó. Tần số được đặt bằng cách điều chỉnh các giá trị của 100K liên quan và tụ điện 0,01 uF. Trong thiết kế này, nó được cố định ở tốc độ khoảng 50 Hz. Các giá trị có thể được thay đổi một cách thích hợp để có được đầu ra 60 Hz.

Đầu ra từ bộ dao động được đưa đến tầng đệm bao gồm bốn cổng NOT được bố trí song song và xen kẽ. Các bộ đệm được sử dụng để duy trì các xung hoàn hảo và tránh suy thoái.

Đầu ra từ bộ đệm được áp dụng cho các tầng điều khiển, nơi hai bóng bán dẫn darlington công suất cao chịu trách nhiệm khuếch đại các xung nhận được, để cuối cùng nó có thể được đưa đến tầng đầu ra của thiết kế biến tần 500 VA này.

Cho đến thời điểm này tần số chỉ là một sóng vuông bình thường. Tuy nhiên, sự ra đời của giai đoạn IC 555 hoàn toàn thay đổi kịch bản.

IC 555 và các thành phần liên quan của nó được cấu hình như một bộ tạo PWM đơn giản. Tỷ lệ dấu-không gian của PWM có thể được điều chỉnh riêng với sự trợ giúp của nồi 100K.

Đầu ra PWM được tích hợp với đầu ra của giai đoạn dao động thông qua một diode. Sự sắp xếp này đảm bảo rằng các xung sóng vuông được tạo ra được chia thành nhiều phần hoặc cắt nhỏ theo cài đặt của các xung PWM.

Điều này giúp giảm tổng giá trị RMS của các xung sóng vuông và tối ưu hóa chúng càng gần với giá trị RMS sóng sin càng tốt.

Do đó, các xung được tạo ra ở chân đế của các bóng bán dẫn điều khiển được sửa đổi hoàn hảo để giống với các dạng sóng sin về mặt kỹ thuật.

nối các bóng bán dẫn song song cho ứng dụng biến tần

Giai đoạn đầu ra:

Giai đoạn đầu ra khá thẳng về phía trước trong thiết kế của nó. Hai cuộn dây của máy biến áp được cấu hình thành hai kênh riêng lẻ, bao gồm các dãy bóng bán dẫn công suất.

Các bóng bán dẫn công suất ở cả hai chi tiết được bố trí song song để tăng cường độ dòng điện tổng thể qua cuộn dây để tạo ra công suất 500 watt mong muốn.

Tuy nhiên, để hạn chế các tình huống chạy trốn nhiệt với các kết nối song song, các bóng bán dẫn được kết nối với điện trở quấn dây có giá trị thấp, công suất cao tại bộ phát của chúng. Điều này ngăn cản bất kỳ bóng bán dẫn đơn lẻ nào bị quá tải và rơi vào tình huống trên.

Các cơ sở của lắp ráp được tích hợp vào giai đoạn trình điều khiển đã được thảo luận trong phần trước.

Mạch biến tần sóng sinewave được sửa đổi dựa trên cổng NAND IC 4049

Pin được kết nối qua vòi trung tâm và đất của máy biến áp cũng như các điểm liên quan trong mạch.

BẬT nguồn ngay lập tức khởi động biến tần, cung cấp AC dạng sóng sin được sửa đổi phong phú ở đầu ra của nó, sẵn sàng sử dụng với bất kỳ tải nào lên đến 500 VA.

Các chi tiết thành phần được cung cấp trong chính sơ đồ.

Thiết kế trên cũng có thể được sửa đổi thành bộ biến tần sóng sin điều khiển PWM 500 watt bằng cách thay thế các bóng bán dẫn trình điều khiển đơn giản bằng một vài mosfet. Thiết kế được hiển thị bên dưới sẽ cung cấp khoảng 150 watt điện, để có được 500 watt, có thể cần nhiều hơn số lượng mosfet để kết nối song song với hai mosfet hiện có.

Thiết kế # 3: Sử dụng IC 4093 cho các kết quả được sửa đổi

Mạch biến tần sin sửa đổi có điều khiển PWM được trình bày dưới đây là ứng cử viên thứ 3 của chúng tôi, nó chỉ sử dụng một 4093 duy nhất cho các chức năng được chỉ định.

IC bao gồm bốn cổng NAND, trong đó hai cổng được nối dây như bộ dao động trong khi hai cổng còn lại làm bộ đệm.

Các bộ dao động được tích hợp theo cách mà tần số cao từ một trong các bộ dao động tương tác với đầu ra của bộ dao động kia, tạo ra các sóng vuông cắt nhỏ có giá trị RMS có thể được tối ưu hóa tốt để phù hợp với các dạng sóng sin thông thường. hiểu hoặc xây dựng, đặc biệt là khi nó phức tạp như các loại sóng sin đã sửa đổi. Tuy nhiên, khái niệm được thảo luận ở đây chỉ sử dụng một IC 4093 duy nhất để xử lý tất cả các biến chứng cần thiết. Hãy cùng tìm hiểu cách xây dựng đơn giản.

Các bộ phận bạn sẽ Ned để xây dựng mạch biến tần 200 Watt này

Tất cả các điện trở là 1/4 watt, 5%, trừ khi có quy định khác.

R1 = 1 M cho 50 Hz và 830 K cho 60 Hz
R2 = 1 K,
R3 = 1 M,
R4 = 1 K,
R5, R8, R9 = 470 Ohms,
R6, R7 = 100 Ohms, 5 Watt,
VR 1 = 100 K,
C1, C2 = 0,022 uF, Đĩa gốm,
C3 = 0,1, đĩa sứ
T1, T4 = MẸO 122
T3, T2 = BDY 29,
N1, N2, N3, N4 = IC 4093,
D1, D1, D4, D5 = 1N4007,
D3, D2 = 1N5408,
Biến áp = 12 -0 - 12 vôn, dòng điện từ 2 đến 20 Amps như mong muốn, điện áp đầu ra có thể là 120 hoặc 230 vôn theo thông số kỹ thuật của quốc gia.
Nên sử dụng pin = 12 vôn, thường là loại 32 AH, như được sử dụng trên ô tô.

Mạch biến tần sóng hình sin đã sửa đổi 150 Watt chỉ sử dụng bóng bán dẫn

Hoạt động mạch

Thiết kế được đề xuất của một bộ nghịch lưu sóng sin được sửa đổi 200 watt thu được đầu ra được sửa đổi của nó bằng cách 'cắt' các xung sóng vuông cơ bản thành các phần nhỏ hơn của các xung hình chữ nhật. Chức năng tương tự như điều khiển PWM, thường được kết hợp với IC 555.

Tuy nhiên, ở đây các chu kỳ nhiệm vụ không thể được thay đổi riêng biệt và được giữ bằng nhau trong phạm vi biến thể có sẵn. Hạn chế không ảnh hưởng nhiều đến chức năng PWM, vì ở đây chúng ta chỉ quan tâm đến việc giữ giá trị RMS của đầu ra gần với bộ đếm sóng sin của nó, được thực thi thỏa đáng thông qua cấu hình hiện có.

Đề cập đến sơ đồ mạch, chúng ta có thể thấy rằng toàn bộ thiết bị điện tử xoay quanh một bộ phận hoạt động duy nhất - IC 4093.

Nó bao gồm bốn cổng NAND Schmitt riêng lẻ, tất cả chúng đều đã được tham gia cho các chức năng cần thiết.

N1 cùng với R1, R2 và C1 tạo thành loại dao động kích hoạt CMOS Schmitt cổ điển trong đó cổng thường được cấu hình như một biến tần hoặc cổng NOT.

Các xung được tạo ra từ giai đoạn dao động này là các sóng vuông tạo thành các xung động cơ bản của mạch. N3 và N4 được nối dây làm bộ đệm và được sử dụng để điều khiển các thiết bị đầu ra song song.

Tuy nhiên đây là các xung sóng vuông thông thường và không phải là phiên bản sửa đổi của hệ thống.

Chúng ta có thể dễ dàng sử dụng các xung trên chỉ để điều khiển biến tần của mình, nhưng kết quả sẽ là một biến tần sóng vuông thông thường, không thích hợp để vận hành các thiết bị điện tử phức tạp.

Lý do đằng sau điều này là, sóng vuông có thể khác rất nhiều so với các dạng sóng sin, đặc biệt là khi có liên quan đến giá trị RMS của chúng.

Do đó, ý tưởng là sửa đổi các dạng sóng vuông được tạo ra sao cho giá trị RMS của nó khớp chặt chẽ với dạng sóng sin. Để làm được điều này, chúng ta cần xác định thứ nguyên của các dạng sóng vuông riêng lẻ thông qua một số can thiệp bên ngoài.

Phần bao gồm N2, cùng với các phần liên kết khác C2, R4 và VR1, tạo thành một bộ dao động tương tự khác như N1. Tuy nhiên, bộ dao động này tạo ra tần số cao hơn có hình chữ nhật cao.

Đầu ra hình chữ nhật từ N2 được đưa đến nguồn đầu vào cơ bản của N3. Các chuỗi xung tích cực không ảnh hưởng đến các xung đầu vào nguồn do sự hiện diện của D1 chặn các đầu ra tích cực từ N2.

Tuy nhiên, D1 cho phép các xung âm và các xung này làm chìm các phần có liên quan của tần số nguồn cơ bản một cách hiệu quả, tạo ra các dạng khía hình chữ nhật trong chúng theo các khoảng thời gian đều đặn tùy thuộc vào tần số của bộ dao động được đặt bởi VR1.

Các rãnh này hoặc đúng hơn là các xung hình chữ nhật từ N2 có thể được tối ưu hóa như mong muốn bằng cách điều chỉnh VR1.

Thao tác trên cắt sóng vuông cơ bản từ N1 thành các đoạn hẹp rời rạc, hạ thấp RMS trung bình của các dạng sóng. Nên thực hiện cài đặt với sự trợ giúp của máy đo RMS.

Các thiết bị đầu ra chuyển đổi các cuộn dây máy biến áp liên quan theo các xung có kích thước này và tạo ra các dạng sóng chuyển mạch điện áp cao tương ứng ở cuộn dây đầu ra.

Kết quả là tạo ra một điện áp khá tương đương với chất lượng sóng sin và an toàn để vận hành tất cả các loại thiết bị điện gia dụng.

Công suất biến tần có thể được tăng từ 200 watt đến 500 watt hoặc như mong muốn chỉ bằng cách thêm nhiều số T1, T2, R5, R6 và T3, T4, R7, R8 song song trên các điểm liên quan.

Các tính năng nổi bật của Biến tần

Mạch thực sự hiệu quả và hơn nữa nó là một phiên bản sóng sin đã được sửa đổi khiến nó nổi bật về mặt riêng của nó.

Mạch sử dụng các loại linh kiện rất bình thường, dễ mua và giá thành chế tạo cũng rất rẻ.

Quá trình sửa đổi sóng vuông thành sóng sin có thể được thực hiện bằng cách thay đổi một chiết áp duy nhất hoặc đúng hơn là một giá trị đặt trước, điều này làm cho các hoạt động khá đơn giản.

Khái niệm này rất cơ bản nhưng cung cấp đầu ra công suất cao có thể được tối ưu hóa theo nhu cầu riêng của từng người chỉ bằng cách thêm một số thiết bị đầu ra song song và bằng cách thay thế pin và máy biến áp với các kích thước phù hợp.

Thiết kế # 4: Sóng Sinewave được sửa đổi hoàn toàn dựa trên bóng bán dẫn

Một mạch rất thú vị của bộ nghịch lưu sóng sin được sửa đổi được thảo luận trong bài viết này, nó chỉ kết hợp các bóng bán dẫn thông thường cho các triển khai được đề xuất.

Việc sử dụng các bóng bán dẫn thường làm cho mạch dễ hiểu hơn và thân thiện hơn với những người đam mê điện tử mới. Việc bao gồm điều khiển PWM trong mạch làm cho thiết kế trở nên rất hiệu quả và đáng mơ ước khi liên quan đến hoạt động của các thiết bị tinh vi ở đầu ra biến tần. Sơ đồ mạch cho thấy toàn bộ mạch được bố trí như thế nào. Chúng ta có thể thấy rõ ràng rằng chỉ có bóng bán dẫn mới tham gia và mạch có thể được tạo ra để tạo ra dạng sóng được điều khiển PWM có kích thước tốt để tạo ra các dạng sóng sinew được sửa đổi theo yêu cầu hoặc các sóng vuông thay đổi để chính xác hơn.

Toàn bộ khái niệm có thể được hiểu bằng cách nghiên cứu mạch với sự trợ giúp của các điểm sau:

Đáng kinh ngạc như Bộ tạo dao động

Về cơ bản, chúng ta có thể chứng kiến hai giai đoạn giống hệt nhau được kết nối trong cấu hình multivibrator tiêu chuẩn đáng kinh ngạc.

Về bản chất, các cấu hình được thiết kế đặc biệt để tạo ra các xung chạy tự do hoặc sóng vuông tại các đầu ra tương ứng của chúng.

Tuy nhiên, tầng AMV trên được định vị để tạo ra các sóng vuông 50 Hz (hoặc 60 Hz) bình thường được sử dụng để vận hành máy biến áp và cho các hoạt động biến tần cần thiết, để có được nguồn điện lưới AC mong muốn ở đầu ra.

Do đó, không có gì quá nghiêm trọng hoặc thú vị về giai đoạn trên, thông thường nó bao gồm giai đoạn AMV trung tâm bao gồm T2, T3, tiếp theo là giai đoạn trình điều khiển bao gồm các bóng bán dẫn T4, T5 và cuối cùng là giai đoạn đầu ra nhận bao gồm T1 và T6.

Cách hoạt động của giai đoạn đầu ra

Giai đoạn đầu ra điều khiển máy biến áp thông qua nguồn pin cho các hoạt động biến tần mong muốn.

Giai đoạn trên chỉ chịu trách nhiệm thực hiện việc tạo ra các xung sóng vuông cần thiết cho các hành động đảo ngược bình thường dự kiến.

Giai đoạn PWM Chopper AMV

Mạch ở nửa dưới là phần thực sự thực hiện điều chỉnh sóng sin bằng cách chuyển đổi AMV trên theo cài đặt PWM của nó.

Chính xác, dạng xung của tầng AMV trên được điều khiển bởi mạch AMV dưới và nó thực hiện sửa đổi sóng vuông bằng cách cắt các sóng vuông biến tần cơ bản từ AMV trên thành các phần rời rạc.

Việc cắt hoặc đo kích thước ở trên được thực hiện và xác định bởi cài đặt của R12 đặt trước.

R12 được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ không gian đánh dấu của các xung được tạo ra bởi AMV thấp hơn.

Theo các xung PWM này, sóng vuông cơ bản từ AMV trên được cắt thành nhiều phần và giá trị RMS trung bình của dạng sóng được tạo ra được tối ưu hóa càng gần càng tốt với dạng sóng sin chuẩn.

mạch biến tần sinewave kỹ thuật số sửa đổi

Giải thích còn lại liên quan đến mạch khá bình thường và có thể được thực hiện bằng cách tuân theo thông lệ tiêu chuẩn thường được sử dụng khi xây dựng bộ đảo ngược hoặc đối với vấn đề đó, bài viết liên quan khác của tôi có thể được tham khảo để thu thập thông tin liên quan.

Danh sách các bộ phận

R1, R8 = 15 Ohms, 10 WATTS,
R2, R7 = 330 OHMS, 1 WATT,
R3, R6, R9, R13, R14 = 470 OHMS ½ ĐỒNG HỒ,
R4, R5 = 39K
R10, R11 = 10K,
R12 = 10K VÍ,
C1 ----- C4 = 0,33Uf,
D1, D2 = 1N5402,
D3, D4 = 1N40007
T2, T3, T7, T8 = 8050,
T9 = 8550
T5, T4 = MẸO 127
T1, T6 = BDY29
MÁY BIẾN ÁP = 12-0-12V, 20 AMP.
T1, T6, T5, T4 NÊN ĐƯỢC NÚT VƯỢT TRỘI NHIỆT ĐỘ PHÙ HỢP.
PIN = 12V, 30AH

Thiết kế # 5: Mạch Biến tần Điều chỉnh Kỹ thuật số

Thiết kế thứ 5 này của một biến tần được sửa đổi cổ điển là một thiết kế khác do tôi phát triển, mặc dù đó là một sóng sin đã được sửa đổi, nó cũng có thể được gọi là mạch biến tần sóng sin kỹ thuật số.

Ý tưởng này một lần nữa được lấy cảm hứng từ thiết kế bộ khuếch đại âm thanh mạnh mẽ dựa trên mosfet.

Nhìn vào thiết kế bộ khuếch đại công suất chính, chúng ta có thể thấy rằng về cơ bản nó là bộ khuếch đại âm thanh mạnh mẽ 250 watt, được sửa đổi cho một ứng dụng biến tần.

Tất cả các giai đoạn liên quan thực sự là để cho phép đáp ứng tần số từ 20 đến 100kHz, mặc dù ở đây chúng tôi sẽ không cần mức độ đáp ứng tần số cao như vậy, tôi đã không loại bỏ bất kỳ giai đoạn nào vì nó sẽ không gây hại cho mạch .

Giai đoạn đầu tiên bao gồm các bóng bán dẫn BC556 là giai đoạn khuếch đại vi sai, tiếp theo là giai đoạn trình điều khiển cân bằng tốt bao gồm các bóng bán dẫn BD140 / BD139 và cuối cùng là giai đoạn đầu ra được tạo thành từ các mosfet mạnh mẽ.

Đầu ra từ các mosfet được kết nối với một máy biến áp điện cho các hoạt động biến tần cần thiết.

Điều này hoàn thành giai đoạn khuếch đại công suất, tuy nhiên giai đoạn này yêu cầu đầu vào có kích thước tốt, thay vì đầu vào PWM, cuối cùng sẽ giúp tạo ra thiết kế mạch biến tần sóng sin kỹ thuật số được đề xuất.

Giai đoạn dao động

SƠ ĐỒ MẠCH tiếp theo cho thấy một giai đoạn dao động đơn giản đã được tối ưu hóa phù hợp để cung cấp các đầu ra điều khiển PWM có thể điều chỉnh.

IC 4017 trở thành phần chính của mạch và tạo ra các sóng vuông rất khớp với giá trị RMS của tín hiệu AC tiêu chuẩn.

Tuy nhiên để điều chỉnh chính xác, đầu ra từ IC 4017 đã được cung cấp cơ sở điều chỉnh mức điện áp rời rạc bằng cách sử dụng một vài điốt 1N4148.

Một trong các điốt ở đầu ra có thể được chọn để giảm biên độ của tín hiệu đầu ra, điều này cuối cùng sẽ giúp điều chỉnh mức RMS của đầu ra máy biến áp.

Tần số xung nhịp phải được điều chỉnh thành 50Hz hoặc 60Hz theo yêu cầu được tạo ra bởi một cổng duy nhất từ IC 4093.

P1 có thể được đặt để tạo ra tần số yêu cầu trên.

Để nhận được 48-0-48volts, hãy sử dụng 4 no. Pin 24V / 2AH mắc nối tiếp, như trong hình cuối cùng.

Mạch biến tần điện

Đã sửa đổi thiết kế sinewave sử dụng IC 3nos 555

Mạch dao động tương đương sóng sin

Hình dưới đây cho thấy các đầu ra dạng sóng khác nhau tùy theo việc lựa chọn số lượng điốt ở đầu ra của giai đoạn dao động, các dạng sóng có thể có các giá trị RMS liên quan khác nhau, các giá trị này phải được lựa chọn cẩn thận để điều chỉnh mạch biến tần.

“tự làm bộ sạc pin năng lượng mặt trời ”

Nếu bạn có bất kỳ vấn đề hiểu biết về các mạch trên, xin vui lòng bình luận và hỏi.

Thiết kế # 6: chỉ sử dụng 3 IC 555

Phần dưới đây thảo luận về mạch biến tần sóng sin sửa đổi tốt nhất thứ 6 với hình ảnh dạng sóng, khẳng định độ tin cậy của thiết kế. Ý tưởng do tôi thiết kế, dạng sóng đang được xác nhận và đệ trình bởi ông Robin Peter.

Khái niệm được thảo luận đã được thiết kế và trình bày trong một số bài đăng đã xuất bản trước đây của tôi: mạch biến tần sóng sin 300 watt và mạch biến tần 556, tuy nhiên vì dạng sóng chưa được tôi xác nhận nên các mạch liên quan không hoàn toàn an toàn. và dạng sóng được xác minh bởi ông Robin Peter, quy trình đã tiết lộ một lỗ hổng tiềm ẩn trong thiết kế mà hy vọng đã được giải quyết ở đây.

Hãy xem qua cuộc trò chuyện qua email sau đây giữa tôi và ông Robin Peter.

Tôi đã xây dựng phiên bản thay thế sóng sin được sửa đổi đơn giản hơn của IC555, không có bóng bán dẫn. Tôi đã thay đổi một số giá trị của điện trở và nắp và không sử dụng [D1 2v7, BC557, R3 470ohm]

Tôi đã kết nối Pin2 & 7 của IC 4017 với nhau để có được dạng sóng cần thiết. IC1 tạo ra xung chu kỳ làm việc 200hz 90% (1 hình ảnh), xung nhịp IC2 (2 hình ảnh) và do đó IC3 (2 hình ảnh, chu kỳ nhiệm vụ tối thiểu & D / C tối đa) Đây có phải là kết quả mong đợi không, mối quan tâm của tôi là một sin được sửa đổi, nơi bạn có thể thay đổi

RMS, không phải là sin thuần túy

Trân trọng

Robin

Chào Robin,

Sơ đồ mạch sóng sin đã sửa đổi của bạn trông đúng nhưng dạng sóng thì không, tôi nghĩ chúng ta sẽ cần sử dụng một giai đoạn dao động riêng để tạo xung nhịp cho 4017 với tần số cố định ở 200Hz và tăng tần số của IC 555 trên cùng lên nhiều kHz, sau đó kiểm tra dạng sóng.

Chào Swagatam

Tôi đã đính kèm một sơ đồ mạch mới với những thay đổi bạn đề xuất cùng với các dạng sóng kết quả. Bạn nghĩ gì về dạng sóng PWM, các xung dường như không đi xuống hết

cấp độ.

Trân trọng

Chào Robin,

Điều đó thật tuyệt, chính xác những gì tôi đã mong đợi, vì vậy nó có nghĩa là một bộ điều chỉnh riêng biệt cho IC 555 ở giữa phải được sử dụng cho kết quả dự kiến .... bằng cách bạn đã thay đổi cài đặt trước RMS và kiểm tra dạng sóng, vui lòng cập nhật bằng cách thực hiện vì thế.

Vì vậy, bây giờ nó trông đẹp hơn nhiều và bạn có thể tiếp tục với thiết kế biến tần bằng cách kết nối các mosfet.

.... nó không chạm đất do diode thả 0,6V, tôi cho là .... Cảm ơn rất nhiều

Trên thực tế, một mạch dễ dàng hơn nhiều với các kết quả tương tự như trên có thể được xây dựng như thảo luận trong bài đăng này: https://homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

Cập nhật thêm từ Mr. Robin

Chào Swagatam

Tôi đã thay đổi cài đặt trước RMS và đây là các dạng sóng đính kèm. Tôi muốn hỏi bạn có thể áp dụng biên độ sóng tam giác nào cho chân 5 và bạn sẽ đồng bộ hóa nó như thế nào để khi chân 2 hoặc 7 đi + đỉnh ở ở giữa

kính trọng Robin

Đây là một số dạng sóng sin được sửa đổi tốt hơn, có thể anh chàng sẽ hiểu chúng dễ dàng hơn. Bạn có xuất bản chúng hay không là tùy thuộc vào bạn.

Bằng cách này, tôi đã lấy một nắp 10uf từ pin2 đến điện trở 10k đến nắp .47uf xuống đất. Và sóng hình tam giác trông giống như thế này (đã đính kèm). Không quá tam giác, 7v p-p.

Tôi sẽ điều tra tùy chọn 4047

cổ vũ Robin

Dạng sóng đầu ra qua đầu ra nguồn máy biến áp (220V) Các hình ảnh sau đây cho thấy các hình ảnh dạng sóng khác nhau được chụp từ cuộn dây nguồn đầu ra của máy biến áp.

Lịch sự - Robin Peter

Không PWM, không tải

Không có PWM, có tải

Với PWM, không tải

Với PWM, với tải

Hình ảnh trên được phóng đại

Các hình ảnh dạng sóng ở trên trông hơi méo mó và không hoàn toàn giống sóng hình sóng. Thêm một tụ điện 0,45uF / 400V trên đầu ra đã cải thiện đáng kể kết quả, như có thể được chứng kiến từ các hình ảnh sau đây.

Không tải, với PWM ON, thêm tụ điện 0,45uF / 400v

Mạch lọc LC cho đầu ra biến áp biến tần sinewave được sửa đổi

Với PWM, có tải và với tụ điện đầu ra, điều này trông rất giống một dạng sóng sinewave đích thực.

Tất cả việc xác minh và thử nghiệm trên đều do ông Robin Peters tiến hành.

Báo cáo khác từ Mr. Robin

Được rồi, tôi đã thực hiện thêm một số thử nghiệm và thử nghiệm vào đêm qua và thấy rằng nếu tôi tăng điện áp batt lên 24v thì sóng sinewave không bị biến dạng khi tôi tăng nhiệm vụ / chu kỳ. (Được rồi, tôi đã lấy lại tự tin) Tôi đã thêm rằng giới hạn 2200uf giữa c / tapp và mặt đất nhưng điều đó không tạo ra sự khác biệt đối với dạng sóng đầu ra.

Tôi nhận thấy một số điều đang diễn ra, khi tôi tăng D / C, bàn chân tạo ra âm thanh ồn ào (như thể một rơ le rung qua lại rất nhanh), IRFZ44N nóng lên rất nhanh ngay cả khi không tải. nắp có vẻ ít căng thẳng hơn trên hệ thống. tiếng ồn vo ve không quá tệ và Z44n không quá nóng. [tất nhiên là không có sinewave}

Nắp nằm trên đầu ra của trafo không nối tiếp với một chân. Tôi đã lấy (3 cuộn dây khác nhau) cuộn cảm tròn {tôi nghĩ chúng có hình xoắn} ra khỏi nguồn điện ở chế độ chuyển mạch. Kết quả là không có cải thiện về sóng đầu ra (không thay đổi),

Điện áp đầu ra trafo cũng giảm xuống.

Thêm tính năng sửa tải tự động cho ý tưởng mạch biến tần sóng sin đã sửa đổi ở trên:

Mạch ad-on đơn giản được trình bày ở trên có thể được sử dụng để cho phép tự động điều chỉnh điện áp của đầu ra biến tần.

Điện áp cấp qua cầu được chỉnh lưu và cấp vào đế của bóng bán dẫn NPN. Giá trị đặt trước được điều chỉnh sao cho khi không tải, điện áp đầu ra được ổn định ở mức bình thường được chỉ định.

Nói chính xác hơn, ban đầu giá trị đặt trước ở trên nên được giữ ở mức mặt đất để bóng bán dẫn cho biết đã TẮT.

Tiếp theo, giá trị đặt trước 10k RMS ở chân số 5 của IC PWM 555 sẽ được điều chỉnh để tạo ra khoảng 300V ở đầu ra máy biến áp.

Cuối cùng, cài đặt trước 220K hiệu chỉnh tải phải được thiết kế lại để giảm điện áp xuống có thể ở mức 230V.

Làm xong! Hy vọng rằng các điều chỉnh trên sẽ đủ để thiết lập mạch cho các hiệu chỉnh tải tự động dự kiến.

Thiết kế cuối cùng có thể trông như thế này:

Mạch lọc

Mạch lọc sau có thể được sử dụng ở đầu ra của inveter ở trên để kiểm soát Sóng hài và để tăng cường đầu ra sóng sinewave sạch hơn

Thêm đầu vào:

Thiết kế trên đã được nghiên cứu và cải tiến thêm bởi Mr Theofanakis, người cũng là một độc giả cuồng nhiệt của blog này.

Dấu vết của máy hiện sóng mô tả dạng sóng đã sửa đổi của bộ biến tần qua điện trở 10k được kết nối ở đầu ra nguồn của máy biến áp.

Thiết kế biến tần được sửa đổi ở trên của Biến tần Theofanakis đã được thử nghiệm và chấp thuận bởi một trong những tín đồ cuồng nhiệt của blog này, ông Odon. Các hình ảnh thử nghiệm sau đây của Odon xác nhận bản chất sóng sinewave của mạch biến tần trên.

Thiết kế # 7: Thiết kế Biến tần Điều chỉnh 3Kva hạng nặng

Nội dung giải thích dưới đây điều tra một nguyên mẫu mạch nghịch lưu sóng sin 3kva do ông Marcelin thực hiện chỉ sử dụng BJT thay vì các mosfet thông thường. Mạch điều khiển PWM do tôi thiết kế.

Trong một trong những bài viết trước của tôi, chúng tôi đã thảo luận về một mạch nghịch lưu tương đương sóng sin 555 thuần túy, được thiết kế chung bởi Mr.Marcelin và tôi.

Làm thế nào mạch được xây dựng

Trong thiết kế này, tôi đã sử dụng cáp mạnh để duy trì dòng điện cao, tôi sử dụng song song các đoạn 70 mm2, hoặc nhiều đoạn nhỏ hơn. Máy biến áp 3 KVA thực chất là rắn nặng 35 kg. Kích thước và khối lượng không phải là một nhược điểm đối với tôi. Hình ảnh gắn máy biến áp và quá trình lắp đặt.

Việc lắp ráp sau gần hoàn thành, dựa trên 555 (SA 555) và CD 4017

Trong lần thử đầu tiên của tôi, với mosfet, đầu năm nay, tôi đã sử dụng IRL 1404 mà Vdss là 40 volt. Theo tôi điện áp không đủ. Sẽ tốt hơn nếu sử dụng các mosfet có Vdss ít nhất bằng hoặc lớn hơn 250 volt.

Trong cài đặt mới này, tôi thấy trước hai điốt trên cuộn dây máy biến áp.

Cũng sẽ có một quạt để làm mát.

TIP 35 sẽ được gắn kết bởi 10 trong mỗi nhánh, như sau:

Hình ảnh nguyên mẫu hoàn chỉnh

Hoàn thiện mạch biến tần 3 KVA

Thiết kế mạch cuối cùng của bộ nghịch lưu sóng sin sửa đổi 3 kva sẽ giống như sau:

Danh sách các bộ phận

Tất cả các điện trở là 1/4 watt 5%, trừ khi được chỉ định.

100 Ohms - 2nos (giá trị có thể từ 100 ohm đến 1K)
1K - 2nos
470 ohms - 1no (có thể là bất kỳ giá trị nào lên đến 1K)
2K2 - 1nos (giá trị cao hơn một chút cũng sẽ hoạt động)
Cài đặt trước 180K - 2nos (bất kỳ giá trị nào từ 200K đến 330K sẽ hoạt động)
10K đặt trước - 1 không (vui lòng đặt trước 1k để có kết quả tốt hơn)
10 Ohm 5 watt - 29nos

Tụ điện

10nF - 2nos
5nF - 1 không
50nF - 1 không
1uF / 25V - 1 không

Chất bán dẫn

Diode zener 2.7V - 1no (có thể sử dụng tối đa 4.7V)
1N4148 - 2nos
Diode 6A4 - 2nos (gần máy biến áp)
IC NE555 - 3 không
IC 4017 - 1 không
TIP142 - 2nos
TIP35C - 20 số

Máy biến áp 9-0-9V 350 amps hoặc 48-0-48V / 60 amps
Pin 12V / 3000 Ah hoặc 48V 600 Ah

Nếu nguồn cung cấp 48V được sử dụng thì hãy đảm bảo điều chỉnh nó thành 12V cho các giai đoạn IC và chỉ cấp nguồn 48V cho vòi trung tâm của máy biến áp.

Cách bảo vệ bóng bán dẫn

Lưu ý: Để bảo vệ các bóng bán dẫn khỏi sự chạy trốn nhiệt, hãy gắn các kênh riêng lẻ lên trên các tản nhiệt chung, nghĩa là sử dụng một tản nhiệt dài có vây đơn cho dãy bóng bán dẫn phía trên và một bộ tản nhiệt chung tương tự khác cho dãy bóng bán dẫn phía dưới.

May mắn thay, cách ly mica sẽ không được yêu cầu vì các bộ thu được kết hợp với nhau và cơ thể là bộ thu sẽ được kết nối hiệu quả thông qua chính bộ tản nhiệt. Điều này thực sự sẽ tiết kiệm rất nhiều công việc khó khăn.

Để đạt được hiệu suất công suất tối đa, tôi khuyến nghị giai đoạn đầu ra sau và phải được sử dụng với các giai đoạn PWM và 4017 đã giải thích ở trên.