تم استكشاف 7 دوائر عاكس موجة جيبية معدلة - 100W إلى 3kVA

عندما يتم تعديل العاكس مع خرج التيار المتردد ذو الموجة المربعة لتوليد ناتج التيار المتردد الخام الموجة الجيبية ، يطلق عليه عاكس موجة جيبية معدلة.

تقدم المقالة التالية 7 تصميمات مثيرة للاهتمام لعاكس الموجة الجيبية مع أوصاف شاملة فيما يتعلق بإجراءات البناء ، ومخطط الدائرة ، وإخراج شكل الموجة وقوائم الأجزاء التفصيلية. تهدف التصميمات إلى التعلم وبناء المشاريع التجريبية من قبل المهندسين والطلاب.

نناقش هنا أنواعًا مختلفة من التصاميم المعدلة التي تتراوح من 100 واط متواضع إلى نموذج خرج طاقة ضخم 3 كيلو فولت أمبير.

كيف تعمل المحولات المعدلة

قد يشعر الأشخاص الجدد في مجال الإلكترونيات بالارتباك قليلاً فيما يتعلق بالفرق بين الموجة المربعة وعاكس الموجة المربعة المعدل. يمكن فهمه من خلال الشرح المختصر التالي:

كما نعلم جميعًا ، سيولد العاكس دائمًا تيارًا متناوبًا (AC) مشابهًا لجهد خط التيار المتردد المحلي لدينا بحيث يمكنه استبداله أثناء انقطاع التيار الكهربائي. إن التيار المتردد بكلمات بسيطة هو في الأساس ارتفاع وانخفاض في الجهد بمقدار معين.

ومع ذلك ، من المفترض أن يكون هذا التيار المتردد أقرب ما يمكن إلى موجة جيبية كما هو موضح أدناه:

الفرق الأساسي بين شكل موجة جيبية وشكل موجة مربعة

يحدث هذا الارتفاع والانخفاض في الجهد بمعدل معين ، أي بعدد معين من المرات في الثانية ، يُعرف بتردده. على سبيل المثال ، يعني التيار المتردد 50 هرتز 50 دورة أو 50 صعودًا وهبوطًا لجهد معين في ثانية واحدة.

في الموجة الجيبية AC كما هو موجود في منفذ التيار الكهربائي المحلي العادي ، يكون الارتفاع والانخفاض أعلاه للجهد في شكل منحنى جيبي ، أي أن نمطه يتغير تدريجيًا بمرور الوقت وبالتالي ليس مفاجئًا أو مفاجئًا. تصبح هذه التحولات السلسة في شكل موجة التيار المتردد مناسبة جدًا ونوع الإمداد الموصى به للعديد من الأدوات الإلكترونية الشائعة مثل أجهزة التلفزيون وأنظمة الموسيقى والثلاجات والمحركات وما إلى ذلك.

ومع ذلك ، في نمط الموجة المربعة ، يكون صعود وهبوط الجهد فوريًا ومفاجئًا. مثل هذا الارتفاع والانخفاض الفوري للإمكانات يخلق ارتفاعات حادة عند حواف كل موجة وبالتالي يصبح غير مرغوب فيه للغاية وغير مناسب للمعدات الإلكترونية المتطورة. لذلك من الخطر دائمًا تشغيلها من خلال مورد عاكس نسج مربع.

شكل موجة معدل

في تصميم موجة مربعة معدلة كما هو موضح أعلاه ، يظل شكل الموجة المربعة كما هو بشكل أساسي ولكن حجم كل قسم من شكل الموجة يتم تحديد أبعاده بشكل مناسب بحيث يتطابق متوسط ​​قيمته بشكل وثيق مع متوسط ​​قيمة شكل الموجة AC.

كما يمكنك أن ترى أن هناك مقدارًا متناسبًا من الفجوات أو المساحات الخالية بين كل كتلة مربعة ، فإن هذه الفجوات تساعد في النهاية على تشكيل هذه الموجات المربعة إلى موجة جيبية مثل الناتج (وإن كان ذلك بشكل فظ).

وما هو المسؤول عن تعديل هذه الموجات المربعة ذات الأبعاد إلى ميزات تشبه الموجة الجيبية؟ حسنًا ، إنها السمة المتأصلة في الحث المغناطيسي للمحول التي تقطع بشكل فعال انتقالات 'الوقت الميت' بين كتل الموجة المربعة إلى موجات ذات شكل موجة جيبية ، كما هو موضح أدناه:

في جميع التصاميم السبعة الموضحة أدناه ، نحاول تنفيذ هذه النظرية والتأكد من أن قيمة RMS للموجات المربعة يتم التحكم فيها بشكل مناسب عن طريق تقطيع القمم 330 فولت إلى 220 فولت RMS معدل. يمكن تطبيق الشيء نفسه على 120 فولت تيار متردد عن طريق تقطيع 160 قمة.

كيف تحسب من خلال الصيغ السهلة

إذا كنت مهتمًا بمعرفة كيفية حساب الشكل الموجي المعدل أعلاه بحيث ينتج عنه تكرار شبه مثالي لموجة جيبية ، فيرجى الرجوع إلى المنشور التالي للحصول على البرنامج التعليمي الكامل:

حساب القيمة المكافئة لموجة الجيب RMS

تصميم رقم 1: استخدام IC 4017

دعنا نتحرى عن أول تصميم معدل للعاكس وهو بسيط نوعًا ما ويستخدم ملف واحد IC 4017 لمعالجة الشكل الموجي المعدل المطلوب.

إذا كنت تبحث عن وسيلة سهلة لبناء دائرة عاكس للطاقة بموجة جيبية معدلة ، فربما يثيرك المفهوم التالي. يبدو مذهلا تكلفة بسيطة ومنخفضة بمخرجات يمكن مقارنتها إلى حد كبير بنظرائها من الموجات الجيبية الأكثر تعقيدًا.

نحن نعلم أنه عند تطبيق إدخال على مدار الساعة على دبوسه رقم 14 ، فإن IC ينتج نبضات عالية لمنطق دورة التحول من خلال دبابيس الإخراج العشرة.

بالنظر إلى الرسم التخطيطي للدائرة ، نجد أن مخارج طرف IC قد تم إنهاؤها لتزويد قاعدة الترانزستورات الناتجة بحيث يتم إجراؤها بعد كل نبضة خرج بديلة من IC.

يحدث هذا ببساطة لأن قواعد الترانزستورات متصلة بالتناوب مع مخارج IC ويتم التخلص من وصلات التوصيل المتوسطة أو الاحتفاظ بها مفتوحة.

تستجيب لفات المحولات المتصلة بمجمع الترانزستور لتبديل الترانزستور البديل وتنتج تيار متردد متصاعد عند خرجه له شكل موجي تمامًا كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

خرج عاكس الطاقة ذو الموجة الجيبية المعدلة هذا على الرغم من أنه لا يمكن مقارنته تمامًا بإخراج عاكس موجة جيبية نقية ولكنه بالتأكيد سيكون أفضل بكثير من عاكس الموجة المربعة العادي. علاوة على ذلك ، فإن الفكرة سهلة للغاية ورخيصة البناء.

تحذير: يرجى توصيل ديودات الحماية عبر قاذف المُجمع للترانزستور TIP35 (كاثود إلى المُجمع ، أنود إلى جهاز إرسال)

تحديث: حسب الحسابات الواردة في هذا المقال ، يمكن تكوين دبابيس الإخراج IC 4017 بشكل مثالي لتحقيق عاكس موجة جيبية معدلة رائعة المظهر.

يمكن مشاهدة الصورة المعدلة أدناه:

تحذير: يرجى توصيل ديودات الحماية عبر قاذف المُجمع للترانزستور TIP35 (كاثود إلى المُجمع ، أنود إلى جهاز إرسال)

عرض فيديو:

الحد الأدنى من المواصفات

• الإدخال: 12V من بطارية الرصاص الحمضية ، على سبيل المثال بطارية 12V 7Ah
• الإخراج: 220 فولت أو 120 فولت حسب تصنيف المحول
• الموجي: موجة جيبية معدلة

تعليقات من إحدى مشاهدي هذه المدونة ، السيدة سارة

مرحبا Swagatam ،

هذا ما حصلت عليه من خرج مقاومات IC2 اللاحقة R4 و R5. كما قلت سابقًا ، كنت أتوقع حدوث موجة ثنائية القطب. واحد في الإيجابية والآخر في السلبية. لمحاكاة دورة موجة التيار المتردد. آمل أن تساعد هذه الصورة. أحتاج إلى طريق إلى الأمام من فضلك.

شكرا

ردي:

مرحبا سارة،

لن تُظهر مخرجات IC موجات ثنائية القطب لأن الإشارات من هذه المخرجات مخصصة للترانزستورات من النوع N المتطابق ومن مصدر واحد ... إنه المحول المسؤول عن إنشاء الموجة ثنائية القطب عند خرجها نظرًا لتكوينها بدفع - اسحب الهيكل باستخدام نقرة مركزية .... لذا فإن ما تراه عبر R4 و R5 هو شكل موجة صحيح. يرجى التحقق من شكل الموجة عند خرج المحول للتحقق من الطبيعة ثنائية القطب لشكل الموجة.

تصميم رقم 2: استخدام NOT Gates

هذا الثاني في القائمة هو مفهوم عاكس لموجة جيبية معدلة فريد صممني أيضًا. يمكن بناء الوحدة بأكملها مع مرحلة المذبذب ومرحلة الإخراج بسهولة بواسطة أي متحمس إلكتروني في المنزل. سيكون التصميم الحالي قادرًا بسهولة على دعم 500 VA من حمل الإخراج.

دعنا نحاول فهم عمل الدائرة بالتفصيل:

مرحلة المذبذب:

بالنظر إلى مخطط الدائرة أعلاه ، نرى تصميمًا ذكيًا للدائرة يشتمل على كل من المذبذب بالإضافة إلى ميزة تحسين PWM المضمنة.

هنا ، يتم توصيل البوابات N1 و N2 كمذبذب ، والذي يولد بشكل أساسي نبضات موجية مربعة منتظمة تمامًا عند خرجها. يتم ضبط التردد عن طريق ضبط قيم 100K المصاحب والمكثف 0.01 uF. في هذا التصميم ، يتم إصلاحه بمعدل حوالي 50 هرتز. يمكن تغيير القيم بشكل مناسب للحصول على خرج 60 هرتز.

يتم تغذية الإخراج من المذبذب إلى المرحلة العازلة التي تتكون من أربعة بوابات متوازية وغير مرتبة بالتناوب. تستخدم المخازن المؤقتة للحفاظ على النبضات المثالية ولتجنب التدهور.

يتم تطبيق الإخراج من المخزن المؤقت على مراحل المحرك ، حيث يتحمل ترانزستورات دارلينجتون عالية الطاقة مسؤولية تضخيم النبضات المستلمة ، بحيث يمكن تغذيتها أخيرًا إلى مرحلة الإخراج لتصميم العاكس 500 VA.

حتى هذه النقطة ، يكون التردد مجرد موجة مربعة عادية. ومع ذلك ، فإن إدخال مرحلة IC 555 يغير السيناريو تمامًا.

تم تكوين IC 555 والمكونات المرتبطة به كمولد PWM بسيط. يمكن تعديل نسبة علامة الفضاء الخاصة بـ PWM بشكل منفصل بمساعدة وعاء 100K.

يتم دمج خرج PWM مع خرج مرحلة المذبذب عبر الصمام الثنائي. يضمن هذا الترتيب أن نبضات الموجة المربعة المتولدة تنقسم إلى قطع أو تقطع حسب إعداد نبضات PWM.

يساعد هذا في تقليل إجمالي قيمة RMS لنبضات الموجة المربعة وتحسينها في أقرب وقت ممكن من قيمة RMS للموجة الجيبية.

وبالتالي ، فإن النبضات المتولدة في قواعد الترانزستورات المحركة يتم تعديلها تمامًا لتشبه أشكال الموجة الجيبية تقنيًا.

مرحلة الإخراج:

مرحلة الإخراج مباشرة إلى الأمام في تصميمها. يتم تكوين ملفي المحولات للقناتين الفرديتين ، والتي تتكون من بنوك من ترانزستورات الطاقة.

يتم ترتيب ترانزستورات الطاقة في كلا الطرفين بالتوازي لزيادة التيار الكلي من خلال الملف لإنتاج 500 واط من الطاقة المطلوبة.

ومع ذلك ، لتقييد حالات الهروب الحراري من خلال الوصلات المتوازية ، يتم توصيل الترانزستورات بمقاوم جرح سلك منخفض القيمة وعالي القوة الكهربائية عند بواعثها. هذا يمنع أي ترانزستور واحد من التحميل الزائد والوقوع في الوضع أعلاه.

تم دمج قواعد التجميع في مرحلة السائق التي تمت مناقشتها في القسم السابق.

يتم توصيل البطارية عبر الصنبور المركزي وأرض المحول وأيضًا بالنقاط ذات الصلة في الدائرة.

يبدأ تشغيل الطاقة على الفور العاكس ، مما يوفر موجة جيبية معدلة غنية بالتيار المتردد عند خرجها ، جاهزة للاستخدام مع أي حمولة تصل إلى 500 فولت أمبير.

يتم توفير تفاصيل المكون في الرسم التخطيطي نفسه.

يمكن أيضًا تعديل التصميم أعلاه إلى عاكس موجة جيبية بقدرة 500 وات PWM يتم التحكم فيه عن طريق استبدال ترانزستورات المحرك ببساطة عن طريق بضع mosfets. سيوفر التصميم الموضح أدناه حوالي 150 واط من الطاقة ، للحصول على 500 واط ، قد يلزم توصيل عدد أكبر من mosfets بالتوازي مع موسفتين موجودتين.

تصميم رقم 3: استخدام 4093 IC للنتائج المعدلة

دائرة عاكس الموجة الجيبية المعدلة التي يتم التحكم فيها بواسطة PWM المعروضة أدناه هي المنافس الثالث لدينا ، فهي تستخدم 4093 واحدًا فقط للوظائف المحددة.

يتكون IC من أربعة بوابات NAND ، اثنان منها موصلين بالأسلاك كمذبذبات بينما الباقيان كمخازن مؤقتة.

تم دمج المذبذبات بطريقة تجعل التردد العالي من أحد المذبذبات يتفاعل مع خرج الآخر ، مما يؤدي إلى توليد موجات مربعة مقطوعة يمكن تحسين قيمة RMS بشكل جيد لمطابقة أشكال الموجة الجيبية العادية. تصميمات العاكس ليست سهلة دائمًا الفهم أو البناء ، خاصةً عندما تكون معقدة مثل أنواع الموجات الجيبية المعدلة. ومع ذلك ، فإن المفهوم الذي تمت مناقشته هنا يستخدم فقط IC 4093 واحدًا للتعامل مع جميع المضاعفات المطلوبة. دعنا نتعلم مدى بساطة البناء.

الأجزاء التي سوف تحتاجها لبناء هذه الدائرة العاكس 200 وات

جميع المقاومات 1/4 وات 5٪ ما لم يذكر خلاف ذلك.

• R1 = 1 م مقابل 50 هرتز و 830 كلفن مقابل 60 هرتز
• R2 = 1 ك ،
• R3 = 1 م ،
• R4 = 1 ك ،
• R5 ، R8 ، R9 = 470 أوم ،
• R6 ، R7 = 100 أوم ، 5 واط ،
• VR 1 = 100 ك ،
• C1 ، C2 = 0.022 فائق التوهج ، قرص سيراميك ،
• C3 = 0.1 ، قرص سيراميك
• T1، T4 = TIP 122
• T3, T2 = BDY 29,
• N1 ، N2 ، N3 ، N4 = IC 4093 ،
• D1 ، D1 ، D4 ، D5 = 1N4007 ،
• D3 ، D2 = 1N5408 ،
• المحول = 12 -0 - 12 فولت ، التيار من 2 إلى 20 أمبير حسب الرغبة ، يمكن أن يكون جهد الخرج 120 أو 230 فولت حسب مواصفات الدولة.
• البطارية = 12 فولت ، عادة من النوع 32 أمبير ، كما هو مستخدم في السيارات.

تشغيل الدائرة

يحصل التصميم المقترح لمحول موجة جيبية معدّل بقدرة 200 وات على ناتجه المعدل عن طريق 'قطع' نبضات الموجة المربعة الأساسية إلى أقسام أصغر من النبضات المستطيلة. تشبه الوظيفة عنصر تحكم PWM ، والذي يرتبط بشكل شائع بـ IC 555.

ومع ذلك ، هنا لا يمكن تغيير دورات العمل بشكل منفصل ويتم الاحتفاظ بها متساوية في جميع أنحاء نطاق التباين المتاح. لا يؤثر القيد على وظيفة PWM كثيرًا ، نظرًا لأننا هنا مهتمون فقط بالحفاظ على قيمة RMS للإخراج قريبة من عداد الموجة الجيبية ، والذي يتم تنفيذه بشكل مرضٍ من خلال التكوين الحالي.

بالإشارة إلى مخطط الدائرة ، يمكننا أن نرى أن الإلكترونيات بأكملها تحوم حول جزء نشط واحد - IC 4093.

يتكون من أربع بوابات فردية من NAND Schmitt ، تم تشغيلها جميعًا للوظائف المطلوبة.

تشكل N1 مع R1 و R2 و C1 نوعًا كلاسيكيًا من نوع CMOS Schmitt trgger من المذبذب حيث يتم تكوين البوابة عادةً على شكل عاكس أو بوابة NOT.

النبضات الناتجة عن هذه المرحلة من المذبذب عبارة عن موجات مربعة تشكل نبضات القيادة الأساسية للدائرة. يتم توصيل N3 و N4 كمخازن مؤقتة وتستخدم لقيادة أجهزة الإخراج جنبًا إلى جنب.

ومع ذلك ، فهذه نبضات موجة مربعة عادية ولا تشكل النسخة المعدلة من النظام.

يمكننا بسهولة استخدام النبضات المذكورة أعلاه فقط لقيادة العاكس الخاص بنا ، ولكن النتيجة ستكون عاكس موجة مربعة عادية ، غير مناسب لتشغيل الأدوات الإلكترونية المتطورة.

والسبب وراء ذلك هو أن الموجات المربعة قد تختلف اختلافًا كبيرًا عن أشكال الموجة الجيبية ، خاصة فيما يتعلق بقيم RMS الخاصة بها.

لذلك ، فإن الفكرة هي تعديل أشكال الموجات المربعة التي تم إنشاؤها بحيث تتطابق قيمة RMS بشكل وثيق مع شكل موجة جيبية. للقيام بذلك ، نحتاج إلى تحديد أبعاد أشكال الموجات المربعة الفردية من خلال بعض التدخل الخارجي.

يشكل القسم الذي يتكون من N2 ، إلى جانب الأجزاء الأخرى المرتبطة به C2 و R4 و VR1 ، مذبذبًا مشابهًا آخر مثل N1. ومع ذلك ، ينتج هذا المذبذب ترددات أعلى تكون مستطيلة الشكل.

يتم تغذية الإخراج المستطيل من N2 إلى مصدر الإدخال الأساسي لـ N3. لا تؤثر القطارات الموجبة للنبضات على نبضات إدخال المصدر نظرًا لوجود D1 الذي يمنع النواتج الإيجابية من N2.

ومع ذلك ، فإن النبضات السالبة مسموح بها من قبل D1 وهذه النبضات تغرق بشكل فعال الأقسام ذات الصلة من تردد المصدر الأساسي ، مما يخلق نوعًا من الشقوق المستطيلة فيها على فترات منتظمة اعتمادًا على تردد المذبذب الذي تم تعيينه بواسطة VR1.

يمكن تحسين هذه الشقوق أو بالأحرى النبضات المستطيلة من N2 حسب الرغبة عن طريق ضبط VR1.

تقطع العملية المذكورة أعلاه الموجة المربعة الأساسية من N1 إلى أقسام ضيقة منفصلة ، مما يقلل من متوسط ​​جذر متوسط ​​المربع لأشكال الموجة. يُنصح بأن يتم الإعداد بمساعدة مقياس RMS.

تقوم أجهزة الخرج بتبديل لفات المحولات ذات الصلة استجابة لهذه النبضات ذات الأبعاد وتنتج أشكال موجية بتبديل الجهد العالي المقابلة عند لف الخرج.

والنتيجة هي جهد مكافئ تمامًا لجودة الموجة الجيبية وهو آمن لتشغيل جميع أنواع المعدات الكهربائية المنزلية.

يمكن زيادة قوة العاكس من 200 واط إلى 500 واط أو حسب الرغبة ببساطة عن طريق إضافة المزيد من الأرقام من T1 و T2 و R5 و R6 و T3 و T4 و R7 و R8 بالتوازي مع النقاط ذات الصلة.

السمات البارزة للعاكس

الدائرة فعالة حقًا وعلاوة على ذلك فهي نسخة معدلة من الموجة الجيبية مما يجعلها متميزة في احترامها الخاص.

تستخدم الدائرة أنواعًا عادية جدًا وسهلة الشراء من المكونات ، كما أنها رخيصة جدًا في البناء.

يمكن إجراء عملية تعديل الموجات المربعة إلى موجات جيبية عن طريق تغيير مقياس جهد واحد أو بالأحرى إعداد مسبق ، مما يجعل العمليات بسيطة للغاية.

المفهوم أساسي للغاية ولكنه يوفر مخرجات طاقة عالية يمكن تحسينها وفقًا للاحتياجات الخاصة فقط عن طريق إضافة عدد قليل من أجهزة الإخراج بشكل متوازٍ وباستبدال البطارية والمحول بالأحجام المناسبة.

تصميم رقم 4: موجة جيبية معدلة بالكامل تعتمد على الترانزستور

تمت مناقشة دائرة مثيرة جدًا للاهتمام لعاكس موجة جيبية معدلة في هذه المقالة والتي تتضمن فقط ترانزستورات عادية للتطبيقات المقترحة.

عادةً ما يجعل استخدام الترانزستورات الدائرة أسهل في الفهم وأكثر صداقة مع المتحمسين الإلكترونيين الجدد. إن تضمين عنصر تحكم PWM في الدائرة يجعل التصميم فعالًا ومرغوبًا للغاية فيما يتعلق بعمليات الأجهزة المتطورة عند إخراج العاكس. يوضح مخطط الدائرة كيفية وضع الدائرة بأكملها. يمكننا أن نرى بوضوح أنه تم استخدام الترانزستورات فقط ، ومع ذلك يمكن صنع الدائرة لإنتاج شكل موجة جيد التحكم PWM لتوليد الأشكال الموجية المعدلة المطلوبة أو الموجات المربعة المعدلة لتكون أكثر دقة.

يمكن فهم المفهوم بأكمله من خلال دراسة الدائرة بمساعدة النقاط التالية:

مستقر مثل المذبذبات

في الأساس يمكننا أن نشهد مرحلتين متطابقتين تم توصيلهما في التكوين القياسي متعدد الهزاز.

كونها مستقرة بطبيعتها ، فإن التكوينات مصممة خصيصًا لتوليد نبضات حرة أو موجة مربعة في مخرجاتها الخاصة.

ومع ذلك ، يتم وضع مرحلة AMV العليا لتوليد الموجات المربعة العادية 50 هرتز (أو 60 هرتز) التي تستخدم لتشغيل المحول ولإجراءات العاكس المطلوبة ، من أجل الحصول على طاقة التيار المتردد المطلوبة عند الخرج.

لذلك لا يوجد شيء جاد أو مثير للاهتمام بشأن المرحلة العليا ، فهي تتكون عادةً من مرحلة AMV مركزية تتكون من T2 و T3 ، ثم تأتي بعد ذلك مرحلة السائق المكونة من الترانزستورات T4 و T5 وأخيراً مراحل الإخراج المستقبلة التي تتكون من T1 و T6.

كيف تعمل مرحلة الإخراج

تقوم مرحلة الإخراج بتوجيه المحول عبر طاقة البطارية لإجراءات العاكس المطلوبة.

المرحلة المذكورة أعلاه هي المسؤولة فقط عن تنفيذ توليد نبضات الموجة المربعة المطلوبة بشكل حتمي لإجراءات الانعكاس العادية المقصودة.

مرحلة PWM Chopper AMV

الدائرة في النصف السفلي هي القسم الذي يقوم بالفعل بتعديلات الموجة الجيبية عن طريق تبديل AMV العلوي وفقًا لإعدادات PWM الخاصة به.

على وجه التحديد ، يتم التحكم في شكل النبض لمرحلة AMV العليا بواسطة دائرة AMV السفلية وتنفذ تعديل الموجة المربعة عن طريق تقطيع الموجات المربعة الأساسية للعاكس المربع من AMV العلوي إلى أقسام منفصلة.

يتم تنفيذ التقطيع أو تحديد الأبعاد أعلاه وتحديده من خلال إعداد الإعداد المسبق R12.

يستخدم R12 لضبط نسبة مسافة علامة النبضات الناتجة عن انخفاض AMV.

وفقًا لنبضات PWM هذه ، يتم تقطيع الموجة المربعة الأساسية من AMV العلوي إلى أقسام ويتم تحسين متوسط ​​قيمة RMS لشكل الموجة المتولد في أقرب وقت ممكن من شكل موجة جيبية قياسية.

التفسير المتبقي فيما يتعلق بالدائرة عادي جدًا ويمكن إجراؤه باتباع الممارسة القياسية التي يتم استخدامها عادةً أثناء بناء العاكسات ، أو لهذه المسألة ، قد تتم إحالة مقالتي الأخرى ذات الصلة للحصول على المعلومات ذات الصلة.

قائمة الاجزاء

• R1 ، R8 = 15 أوم ، 10 واط ،
• R2 ، R7 = 330 أومس ، 1 واط ،
• R3، R6، R9، R13، R14 = 470 أوم واتس ،
• R4 ، R5 = 39 ألف
• R10 ، R11 = 10 ك ،
• R12 = تعيين مسبق 10 كيلو ،
• C1 ----- C4 = 0.33 فائق التوهج ،
• D1 ، D2 = 1N5402 ،
• D3, D4 = 1N40007
• T2 ، T3 ، T7 ، T8 = 8050 ،
• T9 = 8550
• T5، T4 = TIP 127
• T1, T6 = BDY29
• المحول = 12-0-12 فولت ، 20 أمبير.
• يجب أن يتم تركيب T1 ، T6 ، T5 ، T4 فوق حرارة مناسبة.
• البطارية = 12 فولت ، 30 أمبير

تصميم رقم 5: دارة العاكس الرقمية المعدلة

هذا التصميم الخامس للعاكس المعدّل الكلاسيكي هو تصميم آخر تم تطويره بواسطتي ، على الرغم من أنه موجة جيبية معدلة ، يمكن أيضًا الإشارة إليها على أنها دائرة عاكس لموجة جيبية رقمية.

المفهوم مستوحى مرة أخرى من تصميم مكبر صوت قوي قائم على Mosfet.

بالنظر إلى تصميم مضخم الطاقة الرئيسي ، يمكننا أن نرى أنه في الأساس مضخم صوت قوي بقدرة 250 وات ، تم تعديله لتطبيق العاكس.

جميع المراحل المعنية هي في الواقع لتمكين استجابة تردد من 20 إلى 100 كيلو هرتز ، على الرغم من أننا هنا لن نحتاج إلى درجة عالية من استجابة التردد ، لم أقم بإلغاء أي من المراحل لأنها لن تسبب أي ضرر للدائرة .

المرحلة الأولى التي تتكون من الترانزستورات BC556 هي مرحلة مكبر الصوت التفاضلي ، ثم تأتي بعد ذلك مرحلة التشغيل المتوازنة بشكل جيد والتي تتكون من ترانزستورات BD140 / BD139 وأخيراً هي مرحلة الإخراج التي تتكون من mosfets القوية.

يتم توصيل الإخراج من mosfets بمحول طاقة لعمليات العاكس المطلوبة.

هذا يكمل مرحلة مضخم الطاقة ، ولكن هذه المرحلة تتطلب مدخلات ذات أبعاد جيدة ، بدلاً من إدخال PWM الذي سيساعد في النهاية على إنشاء تصميم دائرة عاكس موجة جيبية رقمية مقترحة.

مرحلة المذبذب

يُظهر مخطط الدائرة التالي مرحلة مذبذب بسيطة والتي تم تحسينها بشكل مثالي لتوفير مخرجات يمكن التحكم فيها بواسطة PWM.

يصبح IC 4017 الجزء الرئيسي من الدائرة ويولد موجات مربعة تتطابق بشكل كبير مع قيمة RMS لإشارة التيار المتردد القياسية.

ومع ذلك ، بالنسبة للتعديلات الدقيقة ، تم تزويد الإخراج من IC 4017 بمرفق منفصل لتعديل مستوى الجهد باستخدام عدد قليل من الثنائيات 1N4148.

يمكن تحديد أحد الثنائيات عند الخرج لتقليل اتساع إشارة الخرج مما سيساعد في النهاية في ضبط مستوى RMS لمخرج المحول.

يتم إنشاء تردد الساعة الذي يجب تعديله إلى 50 هرتز أو 60 هرتز وفقًا للمتطلبات بواسطة بوابة واحدة من IC 4093.

يمكن ضبط P1 لإنتاج التردد المطلوب أعلاه.

للحصول على 48-0-48 فولت ، استخدم 4 عدد. بطاريات 24V / 2AH متسلسلة ، كما هو موضح في الشكل الأخير.

دائرة عاكس الطاقة

دائرة المذبذب المكافئ للموجة الجيبية

يوضح الشكل أدناه نواتج مختلفة لأشكال الموجة حسب اختيار عدد الثنائيات عند خرج مرحلة المذبذب ، وقد تحتوي أشكال الموجة على قيم RMS مختلفة ذات صلة ، والتي يجب اختيارها بعناية لتغذية دائرة عاكس الطاقة.

إذا كان لديك أي مشاكل في فهم الدوائر المذكورة أعلاه ، فلا تتردد في التعليق والاستفسار.

تصميم رقم 6: باستخدام 3 IC 555 فقط

يناقش القسم التالي أفضل سادس دائرة عاكس لموجة جيبية معدلة مع صور شكل موجة ، مما يؤكد مصداقية التصميم. تم تصميم المفهوم بواسطتي ، وتم تأكيد الشكل الموجي وتقديمه بواسطة السيد روبن بيتر.

تم تصميم المفهوم الذي تمت مناقشته وتقديمه في عدد قليل من مشاركاتي المنشورة سابقًا: 300 واط دائرة عاكس موجة جيبية ، و 556 دائرة عاكس ولكن نظرًا لأن الشكل الموجي لم يتم تأكيده من قبلي ، لم تكن الدوائر ذات الصلة مضمونة تمامًا. والتحقق من شكل الموجة من قبل السيد روبن بيتر ، كشفت العملية عن عيب خفي في التصميم والذي نأمل أن يتم تسويته هنا

دعنا نتصفح محادثة البريد الإلكتروني التالية بيني وبين السيد روبن بيتر.

لقد صممت النسخة البديلة الأبسط لموجة جيبية IC555 ، بدون ترانزستور. لقد غيرت بعض قيم المقاومات والأغطية ولم أستخدم [D1 2v7، BC557، R3 470ohm]

انضممت إلى Pin2 & 7 من IC 4017 معًا للحصول على الشكل الموجي المطلوب. ينتج IC1 نبضات دورة العمل البالغة 200 هرتز 90 ٪ (صورة واحدة) ، والتي تعمل على مدار الساعة IC2 (صورتان) وبالتالي IC3 (صورتان ودورة عمل دقيقة و D / C كحد أقصى) هل هذه هي النتائج المتوقعة ، ما يقلقني هو أنها كذلك جيب معدل حيث يمكنك تغيير

RMS ، ليس شرطًا خالصًا

يعتبر

روبن

مرحبا روبن ،

يبدو الرسم التخطيطي لدائرة الموجة الجيبية المعدلة صحيحًا ولكن الشكل الموجي ليس كذلك ، أعتقد أننا سنحتاج إلى استخدام مرحلة مذبذب منفصلة لتسجيل الوقت 4017 بتردد ثابت عند 200 هرتز ، وزيادة تردد أعلى 555 IC إلى العديد من كيلوهرتز ، ثم تحقق من شكل الموجة.

مرحبًا Swagatam

لقد أرفقت مخططًا جديدًا للدائرة بالتغييرات التي اقترحتها جنبًا إلى جنب مع أشكال الموجات الناتجة. ما رأيك في شكل الموجة PWM ، لا يبدو أن النبضات تذهب إلى الأرض.

مستوى.

يعتبر

مرحبا روبن ،

هذا رائع ، بالضبط ما كنت أتوقعه ، لذلك يعني أنه يجب استخدام مستقر منفصل لـ IC 555 الأوسط للنتائج المرجوة .... بالمناسبة ، قمت بتغيير إعداد RMS المسبق وتحقق من أشكال الموجة ، يرجى التحديث بالقيام بذلك وبالتالي.

لذا يبدو الآن أفضل بكثير ويمكنك المضي قدمًا في تصميم العاكس عن طريق توصيل mosfets.

.... لا يصل إلى الأرض بسبب انخفاض الصمام الثنائي 0.6 فولت ، أفترض .... شكرا جزيلا

في الواقع ، يمكن بناء دائرة أسهل بكثير مع نتائج مماثلة على النحو الوارد أعلاه كما تمت مناقشته في هذا المنشور: https: //homemade-circuits.com/2013/04/how-to-modify-square-wave-inverter-into.html

المزيد من التحديثات من السيد روبن

مرحبًا Swagatam

لقد قمت بتغيير الإعداد المسبق لـ RMS وإليكم أشكال الموجة المرفقة وأود أن أسألك ما هي سعة موجة المثلث التي يمكنك تطبيقها على السن 5 ، وكيف يمكنك مزامنتها بحيث عندما يكون الدبوس 2 أو 7 اذهب + الذروة في وسط

فيما يتعلق روبن

إليك بعض أشكال الموجة الجيبية المعدلة بشكل أفضل ، ربما سيفهمها الرجل بسهولة. الأمر متروك لك فيما إذا كنت تنشرها.

بالمناسبة ، أخذت غطاء 10 فائق التوهج من مقاومة pin2 إلى 10k إلى غطاء 47 فائق التوهج إلى الأرض ، وبدت الموجة المثلثية هكذا (موصولة). ليست مثلثة جدًا ، 7 فولت p-p.

سأحقق في خيار 4047

في صحتك روبن

الشكل الموجي الناتج عبر المحولات الرئيسية الإخراج (220 فولت) توضح الصور التالية الصور الموجية المختلفة المأخوذة من خلال لفائف التيار الكهربائي للمحول.

مجاملة - روبن بيتر

لا PWM ، لا تحميل

لا يوجد PWM ، مع الحمل

مع PWM ، بدون تحميل

مع PWM ، مع الحمل

الصورة أعلاه مكبرة

بدت صور الشكل الموجي أعلاه مشوهة إلى حد ما وليست مثل الموجات الجيبية. أدت إضافة مكثف 0.45 فائق التوهج / 400 فولت عبر الإخراج إلى تحسين النتائج بشكل كبير ، كما يتضح من الصور التالية.

بدون تحميل ، مع PWM ON ، تمت إضافة مكثف 0.45 فائق التوهج / 400 فولت

مع PWM ، مع الحمل ، ومكثف الإخراج ، هذا يشبه إلى حد كبير شكل موجة جيبية أصيلة.

تم إجراء جميع عمليات التحقق والاختبار المذكورة أعلاه بواسطة السيد روبن بيترز.

المزيد من التقارير من السيد روبن

حسنًا ، لقد أجريت المزيد من الاختبارات والتجارب الليلة الماضية ووجدت أنه إذا قمت بزيادة الجهد الكهربائي إلى 24 فولت ، فإن الموجة الجيبية لن تتشوه عندما قمت بزيادة الواجب / الدورة. (حسنًا ، لقد استعدت ثقتي) لقد أضفت غطاء 2200 فائق التوهج بين c / tapp والأرض ولكن ذلك لم يحدث فرقًا في شكل الموجة الناتج.

لقد لاحظت بعض الأشياء التي كانت تحدث ، مع زيادة D / C ، يصدر trafo صوت طنين صاخب (كما لو كان التتابع يهتز ذهابًا وإيابًا بسرعة كبيرة) ، يصبح IRFZ44N ساخنًا بسرعة كبيرة حتى بدون تحميل عندما أزيل يبدو أن هناك ضغطًا أقل على الغطاء ، كما أن ضجيج الطنين ليس سيئًا للغاية ولا ترتفع درجة حرارة Z44n. [بالطبع لا موجة جيبية}

يقع الغطاء عبر إخراج trafo وليس في سلسلة بساق واحدة. لقد أخذت (3 لفات مختلفة) محاثات دائرية {أعتقد أنها دائرية} من مصدر طاقة وضع التبديل ، وكانت النتيجة عدم حدوث تحسن في موجة الإخراج (بدون تغيير) ،

كما انخفض جهد خرج حركة المرور.

إضافة ميزة التصحيح التلقائي للحمل إلى فكرة دائرة عاكس الموجة الجيبية المعدلة أعلاه:

يمكن استخدام الدائرة الإضافية الموضحة أعلاه لتمكين تصحيح الجهد التلقائي لمخرج العاكس.

يتم تصحيح الجهد المغذي عبر الجسر وتطبيقه على قاعدة الترانزستور NPN. يتم ضبط الإعداد المسبق بحيث يتم تثبيت جهد الخرج عند المستوى الطبيعي المحدد عند عدم وجود حمل.

لكي تكون أكثر دقة ، في البداية ، يجب الاحتفاظ بالإعداد المسبق أعلاه على مستوى الأرض بحيث يقول الترانزستور مغلق.

بعد ذلك ، يجب ضبط الإعداد المسبق 10k RMS عند الطرف رقم 5 من PWM 555 IC لتوليد حوالي 300 فولت عند خرج المحول.

أخيرًا ، يجب إعادة محاذاة الإعداد المسبق لتصحيح الحمل 220 ك لخفض الجهد إلى حوالي 230 فولت.

منتهي! نأمل أن تكون التعديلات المذكورة أعلاه كافية لإعداد الدائرة لتصحيحات الحمل التلقائية المقصودة.

قد يبدو التصميم النهائي كما يلي:

دائرة التصفية

يمكن استخدام دائرة المرشح التالية عند خرج العاكس أعلاه للتحكم في التوافقيات ولتعزيز خرج موجة جيبية أنظف

المزيد من المدخلات:

تمت دراسة التصميم أعلاه وتحسينه من قبل السيد Theofanakis ، وهو أيضًا قارئ نهم لهذه المدونة.

يصور تتبع الذبذبات الشكل الموجي المعدل للعاكس عبر المقاوم 10k المتصل بإخراج التيار الكهربائي للمحول.

تم اختبار تصميم العاكس المعدل أعلاه بواسطة العاكس Theofanakis واعتماده من قبل أحد المتابعين المتحمسين لهذه المدونة ، السيد Odon. تؤكد صور الاختبار التالية بواسطة Odon طبيعة الموجة الجيبية لدائرة العاكس أعلاه.

التصميم رقم 7: تصميم عاكس معدل للخدمة الشاقة 3Kva

يحقق المحتوى الموضح أدناه نموذجًا أوليًا لدائرة عاكس موجة جيبية 3kva من صنع السيد Marcelin باستخدام BJTs فقط بدلاً من mosfets التقليدية. تم تصميم دائرة التحكم PWM بواسطتي.

في إحدى مشاركاتي السابقة ، ناقشنا دائرة العاكس المكافئة لموجة جيبية نقية 555 ، والتي صممها السيد مارسيلين وأنا بشكل جماعي.

كيف تم بناء الدائرة

في هذا التصميم ، استخدمت كابلات قوية لتحمل التيارات العالية ، واستخدمت أقسامًا بحجم 70 مم 2 ، أو أقسامًا أصغر على التوازي. محول 3 كيلو فولت أمبير هو في الواقع صلب يزن 35 كجم. الأبعاد والحجم ليس عيبًا بالنسبة لي. الصور المرفقة بالمحول وجاري التثبيت.

اقترب التجميع التالي من الاكتمال ، بناءً على 555 (SA 555) و CD 4017

في محاولتي الأولى ، مع mosfets ، في وقت سابق من هذا العام ، استخدمت IRL 1404 الذي Vdss هو 40 فولت. في رأيي الجهد غير كاف. سيكون من الأفضل استخدام mosfets مع Vdss على الأقل يساوي أو أكبر من 250 فولت.

في هذا التثبيت الجديد ، أتوقع وجود اثنين من الثنائيات على لفات المحولات.

سيكون هناك أيضا مروحة للتبريد.

سيتم تثبيت TIP 35 بواسطة 10 في كل فرع ، على النحو التالي:

صور النموذج الكامل

دائرة العاكس 3 كيلو فولت أمبير

يجب أن يبدو تصميم الدائرة النهائية لعاكس الموجة الجيبية المعدل 3 كيلو فولت أمبير كما يلي:

قائمة الاجزاء

جميع المقاومات 1/4 وات 5٪ ما لم يحدد.

• 100 أوم - 2 ن (يمكن أن تتراوح القيمة بين 100 أوم و 1 كيلو)
• 1 ك - 2 ن
• 470 أوم - 1 لا (يمكن أن تكون أي قيمة تصل إلى 1 كيلو)
• 2K2 - 1nos (ستعمل القيمة الأعلى قليلاً أيضًا)
• إعداد مسبق 180 ألف - عدد 2 (أي قيمة بين 200 ألف و 330 ألف ستعمل)
• 10K ضبط مسبق - 1no (يرجى ضبط مسبق 1k بدلاً من ذلك للحصول على نتيجة أفضل)
• 10 أوم 5 وات - 29 نو

المكثفات

• 10nF - 2nos
• 5nF - 1 لا
• 50nF - 1 لا
• 1 فائق التوهج / 25 فولت - 1 رقم

أشباه الموصلات

• 2.7 فولت زينر ديود - 1 نو (يمكن استخدام حتى 4.7 فولت)
• 1N4148 - عدد 2
• 6A4 الصمام الثنائي - 2nos (بالقرب من المحول)
• IC NE555 - عدد 3
• IC 4017-1 رقم
• TIP142 - 2nos
• TIP35C - عدد 20

• محول 9-0-9 فولت 350 أمبير أو 48-0-48 فولت / 60 أمبير
• بطارية 12V / 3000 Ah ، أو 48V 600 Ah

إذا تم استخدام إمداد 48 فولت ، فتأكد من تنظيمه إلى 12 فولت لمراحل IC ، وقم بتزويد 48 فولت فقط لمركز الصنبور للمحول.

كيفية حماية الترانزستورات

ملاحظة: من أجل حماية الترانزستورات من هروب حراري ، قم بتركيب القنوات الفردية على خافضات حرارة مشتركة ، مما يعني استخدام مبدد حراري طويل ذو زعنفة واحدة لصفيف الترانزستور العلوي ، ومبدد حرارة مشترك آخر مشابه لصفيف الترانزستور السفلي.

لحسن الحظ ، لن يكون عزل الميكا مطلوبًا نظرًا لأن المجمعات متصلة ببعضها البعض ، وسيتصل الجسم الذي هو المجمع بشكل فعال من خلال المبدد الحراري نفسه. هذا من شأنه أن يوفر الكثير من العمل الشاق.

من أجل الحصول على أقصى كفاءة للطاقة ، أوصيت بمرحلة الإخراج التالية ، ويجب استخدامها مع مراحل PWM الموضحة أعلاه و 4017.

مخطط الرسم البياني

ملاحظة: قم بتركيب الجزء العلوي من TIP36 فوق غرفة تبريد مشتركة ذات زعانف أكبر ، ولا تستخدم عازل الميكا أثناء تنفيذ ذلك.

يجب أن يتم نفس الشيء مع صفائف TIP36 السفلية.

ولكن تأكد من أن هذين الخافضين للحرارة لا يلمسان بعضهما البعض.

يجب أن يتم تركيب ترانزستورات TIP142 على رؤوس سماع فردية كبيرة ذات زعانف منفصلة.