3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potência SG3525

A publicação explica três circuitos inversores sinusoidais de 12V poderosos, porém simples, usando um único IC SG 3525. O primeiro circuito é equipado com uma função de detecção e corte de bateria com pouca carga e uma função de regulação automática da tensão de saída.

Este circuito foi solicitado por um dos leitores interessados ​​deste blog. Vamos aprender mais sobre a aplicação e a operação do circuito.

Projeto nº 1: seio modificado básico

Em um dos posts anteriores, discuti o conserte a operação do IC 3525Usando os dados, projetei o seguinte circuito, que apesar de bastante padrão em sua configuração, inclui uma função de desligamento de bateria fraca e também um aprimoramento automático da regulação de saída.

A explicação a seguir nos guiará pelas diferentes etapas do circuito, vamos aprendê-las:

Como pode ser visto no diagrama fornecido, o ICSG3525 é montado em seu modo gerador / oscilador PWM padrão, em que a frequência de oscilação é determinada por C1, R2 e P1.

P1 pode ser ajustado para adquirir frequências precisas de acordo com as especificações de aplicação necessárias.

A faixa de P1 é de 100Hz a 500kHz, aqui estamos interessados ​​no valor de 100Hz que finalmente fornece 50Hz através das duas saídas nos pinos 11 e 14.

As duas saídas anteriores oscilam alternadamente de maneira push-pull (totem), levando os mosfets conectados à saturação na frequência fixa – 50 Hz.

Em resposta, os mosfets “pressionam e puxam a tensão / corrente da bateria através dos dois enrolamentos do transformador, que por sua vez gera a corrente alternada necessária no enrolamento de saída do transformador.

A tensão máxima gerada na saída seria de cerca de 300 volts, que deve ser ajustada para cerca de 220V RMS usando um medidor RMS de boa qualidade e ajustando P2.

P2 realmente ajusta a largura dos pulsos no pino 11 / # 14, o que ajuda a fornecer o RMS necessário na saída.

Esse recurso facilita uma forma de onda senoidal controlada por PWM modificada na saída.

Função de regulação automática de tensão de saída

Como o IC fornece uma pinagem de controle PWM, essa pinagem pode ser explorada para permitir a regulação automática da saída do sistema.

O pino 2 é a entrada de detecção do opamp interno de erro interno, normalmente a tensão neste pino (não inv.) Não deve ultrapassar a marca padrão de 5,1 V, porque o pino inv nº 1 é fixo internamente em 5.1V.

Enquanto o pino 2 estiver dentro do limite de tensão especificado, a função de correção PWM permanecerá inativa; no entanto, no momento em que a tensão no pino 2 tende a subir acima de 5,1V, os pulsos de saída serão Em seguida, eles reduzem na tentativa de corrigir e equilibrar a tensão de saída de acordo.

Aqui, um pequeno transformador de detecção TR2 é usado para adquirir uma tensão de amostra da saída, essa tensão é corretamente retificada e alimentada no pino 2 do IC1.

P3 é configurado para que a tensão fornecida fique bem abaixo do limite de 5,1V quando a tensão de saída RMS estiver em torno de 220V. Isso configura a função de regulação automática do circuito.

Agora, se por algum motivo a tensão de saída tender a subir acima do valor ajustado, a função de correção PWM será ativada e a tensão será reduzida.

Idealmente, P3 deve ser configurado para que a tensão de saída RMS seja configurada para 250V.

Portanto, se a tensão acima cair abaixo de 250V, a correção PWM tentará aumentá-la e vice-versa, isso ajudará a adquirir a regulação bidirecional da saída,

Uma investigação cuidadosa mostrará que a inclusão de R3, R4, P2 não tem sentido, eles podem ser removidos do circuito. P3 pode ser usado apenas para obter o controle PWM esperado na saída.

Função de corte de bateria fraca

A outra característica útil deste circuito é a baixa capacidade de interrupção da bateria.

Novamente, esta introdução é possível pela função de desligamento integrado do SG3525 IC.

O pino 10 no IC responderá a um sinal positivo e fechará a saída até que o sinal seja inibido.

Um opamp 741 aqui funciona como o detector de baixa tensão.

P5 deve ser configurado para que a saída do 741 permaneça em um nível lógico baixo, enquanto a tensão da bateria estiver acima do limite de baixa tensão, isso pode ser 11,5V. 11V ou 10,5, conforme preferencial do usuário, idealmente não deve ser inferior a 11V.

Uma vez estabelecido, se a tensão da bateria tende a ficar abaixo da marca de baixa tensão, a saída do IC instantaneamente se torna alta, ativando a função de desligamento do IC1, inibindo qualquer perda adicional de tensão do bateria.

Os resistores de realimentação R9 e P4 garantem que a posição permaneça bloqueada, mesmo se a tensão da bateria subir para níveis mais altos depois que a operação de desligamento for ativada.

3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potenciaLista de peças

Todos os resistores são 1/4 watt 1% MFR. salvo indicação em contrário.

  • R1, R7 = 22 ohms
  • R2, R4, R8, R10 = 1K
  • R3 = 4K7
  • R5, R6 = 100 ohms
  • R9 = 100K
  • C1 = 0,1uF / 50V MKT
  • C2, C3, C4, C5 = 100nF
  • C6, C7 = 4.7uF / 25V
  • P1 = 330K predefinido
  • P2 — P5 = 10K predefinições
  • T1, T2 = IRF540N
  • D1 —- D6 = 1N4007
  • IC1 = SG 3525
  • IC2 = LM741
  • TR1 = 8-0-8V ….. corrente conforme necessário
  • TR2 = 0-9V / 100mA Bateria = 12V / 25 a 100 AH

O estágio de baixa opacidade da bateria no esquema mostrado acima pode ser modificado para obter uma melhor resposta, como mostrado no diagrama a seguir:

3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potenciaAqui podemos ver que o pino3 do opamp agora tem sua própria rede de referência usando D6 e R11 e não depende da tensão de referência do pino16 do IC 3525.

O pino 6 do opamp emprega um diodo zener para interromper qualquer vazamento que possa perturbar o pino 10 do SG3525 durante operações normais.

R11 = 10K
D6, D7 = diodos zener, 3,3V, 1/2 watt

Outro design com correção automática de feedback de saída

1590374896 721 3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potenciaProjeto de circuito # 2:

Na seção anterior, aprendemos a versão básica do SG3525 IC projetada para produzir uma saída de onda senoidal modificada quando usada em uma topologia de inversor, e esse projeto básico não pode ser aprimorado para produzir uma forma de onda senoidal pura em seu formato típico.

Embora a saída quadrada ou de onda senoidal modificada possa ser adequada com sua propriedade RMS e razoavelmente adequada para alimentar a maioria dos equipamentos eletrônicos, ela nunca pode corresponder à qualidade de uma saída pura de inversor de onda senoidal.

Aqui vamos aprender um método simples que pode ser usado para atualizar qualquer circuito inversor SG3525 padrão em uma contraparte de onda senoidal pura.

Para a melhoria proposta, o inversor básico SG3525 pode ser qualquer projeto padrão do inversor SG3525 configurado para produzir uma saída PWM modificada. Esta seção não é crucial e qualquer variante preferida pode ser selecionada (você pode encontrar muitas online com pequenas diferenças).

Eu discuti um artigo completo sobre Como converter um inversor de onda quadrada em um inversor de onda senoidal Em um dos meus posts anteriores, aqui aplicamos o mesmo princípio para atualização.

Como a conversão de onda quadrada em onda senoidal acontece

Você pode estar curioso para saber o que exatamente acontece no processo de conversão que transforma a saída em uma onda senoidal pura adequada para todas as cargas eletrônicas sensíveis.

É basicamente realizado otimizando os pulsos agudos da onda quadrada crescente e decrescente em uma forma de onda subindo e descendo suavemente. Isso é feito cortando ou quebrando as ondas quadradas existentes em várias partes uniformes.

Na onda senoidal real, a forma de onda é criada através de um padrão de aumento e queda exponencial, onde a onda senoidal aumenta e diminui gradualmente no curso de seus ciclos.

Na idéia proposta, a forma de onda não corre exponencialmente, mas as ondas quadradas são cortadas em pedaços que eventualmente assumem a forma de uma onda senoidal após alguma filtragem.

O “corte” é realizado alimentando um PWM calculado para as portas FET através de um estágio de tampão BJT.

Abaixo está um projeto de circuito típico para converter a forma de onda SG3525 em uma forma de onda senoidal pura. Esse projeto é realmente um projeto universal que pode ser implementado para atualizar todos os inversores de onda quadrada em inversores de onda senoidal.

1590374897 504 3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potencia Aviso: Se você estiver usando o SPWM como entrada, substitua o BC547 inferior por BC557. Os emissores serão conectados ao estágio de buffer, o coletor ao terra, as bases à entrada do SPWM.

Como pode ser visto no diagrama acima, os dois transistores BC547 inferiores são alimentados por uma entrada ou energia PWM, fazendo com que eles mudem de acordo com os ciclos de trabalho PWM ON / OFF.

Por sua vez, isso muda rapidamente os pulsos de 50Hz do BC547 / BC557 dos pinos de saída do SG3525.

A operação acima eventualmente força os mosfets a ligar e desligar várias vezes para cada um dos ciclos de 50/60 Hz e, consequentemente, produz uma forma de onda semelhante na saída do transformador conectado.

De preferência, a frequência de entrada PWM deve ser 4 vezes maior que a frequência base de 50 ou 60Hz. de modo que cada ciclo de 50/60 Hz seja dividido em 4 ou 5 partes e não mais do que isso, o que poderia levar a harmônicos indesejados e aquecimento de mosfet.

Circuito PWM

A energia de entrada PWM para o projeto explicado acima pode ser adquirida usando qualquer Projeto padrão ASTM IC 555 Como mostrado abaixo:

IC 555 pwm com vaso e 1N4148

Está Circuito PWM baseado em IC 555 Ele pode ser usado para alimentar um PWM otimizado nas bases dos transistores BC547 no primeiro projeto, para que a saída do circuito inversor SG3525 adquira um valor RMS próximo ao valor RMS da onda senoidal pura da rede.

Usando um SPWM

Embora o conceito explicado acima melhorasse significativamente a saída de onda quadrada modificada de um circuito inversor típico SG3525, uma abordagem ainda melhor poderia ser uma Circuito gerador SPWM.


Nesse conceito, o “corte” de cada um dos pulsos de onda quadrada é implementado através de ciclos de trabalho PWM que variam proporcionalmente em vez de um ciclo de trabalho fixo.

Eu já discuti como gerar SPWM usando opamp, a mesma teoria pode ser usada para alimentar o estágio do controlador de qualquer inversor de onda quadrada.

Abaixo você pode ver um circuito simples para gerar SPWM:

Gerando modulação por largura de pulso senoidal ou SPWM com opamp

Usando o IC 741 para processar o SPWM

Neste projeto, vemos um opamp IC 741 padrão cujos pinos de entrada são configurados com um par de fontes de ondas triangulares, sendo uma frequência muito mais rápida que a outra.

As ondas triangulares podem ser fabricadas a partir de um circuito baseado em IC 556 padrão, conectado como um astável e compactador, como mostrado abaixo:

1590374898 811 3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potencia

A FREQUÊNCIA DAS ONDAS RÁPIDAS TRIÂNGULAS DEVE SER ATRAVÉS DE 400 Hz, PODE SER CONFIGURADA AJUSTANDO O PRESET DE 50 K OU O VALOR DE 1 nF CAPACITOR

1590374899 793 3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potencia

A FREQUÊNCIA DE ONDAS LÍQUIDAS TRIÂNGULAS DEVE SER IGUAL À FREQUÊNCIA DESEJADA DA PRODUÇÃO DO INVESTIDOR. PODE SER 50 Hz OU 60 Hz, E IGUAL AO PIN DE FREQUÊNCIA SG3525 # 4

Como você pode ver nas duas imagens anteriores, ondas rápidas de triângulo são obtidas a partir de um IC 555 comum e estável.

No entanto, ondas lentas do triângulo são adquiridas através de um IC 555 conectado como um “gerador de onda quadrada ao triângulo”.

Ondas quadradas ou retangulares são adquiridas do pino 4 da SG3525. Isso é importante, pois sincroniza perfeitamente a saída do amplificador operacional 741 com a frequência de 50 Hz do circuito SG3525. Por sua vez, isso cria conjuntos SPWM de tamanho correto nos dois canais MOSFET.

Quando esse PWM otimizado é alimentado no primeiro projeto de circuito, a saída do transformador produz uma forma de onda senoidal melhorada e mais suave, com propriedades muito idênticas a uma forma de onda senoidal da grade CA padrão.

No entanto, mesmo para um SPWM, o valor RMS deve ser definido corretamente inicialmente para produzir a saída de tensão correta na saída do transformador.

Uma vez implementado, pode-se esperar uma saída equivalente a verdadeira onda senoidal de qualquer projeto do inversor SG3525, ou pode ser de qualquer modelo de inversor de onda quadrada.

Se você tiver mais perguntas sobre o circuito inversor de onda senoidal pura SG3525, poderá expressá-las livremente através de seus comentários.

ATUALIZAR

Abaixo, você pode ver um exemplo de projeto básico de um estágio do oscilador SG3525, que pode ser integrado ao estágio de mosfet sinusoidal BWT / PWM explicado acima para obter a versão atualizada necessária do design do SG3525:

Configuração simples do IC do inversor SG3525Diagrama de circuito completo e projeto de placa de circuito impresso para o circuito inversor de onda senoidal pura SG3525 proposto.

Cortesia: Ainsworth Lynch

Projeto do PWB do circuito do inversor SG3525

1590374900 959 3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potencia

Projeto # 3: circuito inversor de 3kva usando o IC SG3525

Nos parágrafos anteriores, discutimos extensivamente sobre como um projeto SG3525 pode ser convertido em um projeto eficiente de onda senoidal; agora vamos discutir como um circuito inversor simples de 2kva pode ser construído usando o SG3525 IC, que pode ser facilmente atualizado para onda senoidal de 10kva, aumentando especificações da bateria, mosfet e transformador.

O circuito básico está de acordo com o projeto apresentado pelo Sr. Anas Ahmad.

A explicação sobre o circuito inversor proposto SG3525 2kva pode ser entendida a partir da seguinte discussão:

oi swagatam, eu construí a seguinte onda senoidal modificada do inversor de 3kva 24V (eu usei 20 mosfet com resistência conectada a cada um, além de usar um transformador de derivação central e usar SG3525 para o oscilador) … agora eu quero convertê-lo em onda senoidal pura, por favor, como posso fazer isso

Esquema básico

1590374901 228 3 circuitos inversores de onda senoidal pura de alta potenciaMinha resposta:

Olá anas

Experimente a configuração básica primeiro, conforme explicado neste artigo do inversor SG3525, se tudo correr bem, você pode tentar conectar mais mosfets em paralelo …

O inversor mostrado no daigram acima é um projeto básico de onda quadrada. Para convertê-lo em onda senoidal, é necessário seguir as etapas explicadas abaixo. As extremidades da resistência do gate / mosfet devem ser configuradas com um estágio BJT e o 555 IC PWM deve ser conectado conforme indicado no diagrama a seguir:

SG3524 com estágio de amortecimento BJTEm relação à conexão de mosfets paralelos

ok, eu tenho 20 mosfet (10 no cabo A, 10 no cabo B), então eu tenho que conectar 2 BJT a cada mosfet, ou seja, 40 BJT, e da mesma maneira eu tenho que conectar apenas 2 BJT que saem do PWM paralelo ao 40 BJT? Desculpe, eu sou um novato apenas tentando pegar.

Resposta:
Não, cada junção de emissor do respectivo par BJT conterá 10 mosfets … portanto, você precisará apenas de 4 BJTs no total …

Usando BJTs como buffers

1. ok, se eu puder adivinhar, já que você disse 4 BJTs, 2 na derivação A, 2 na derivação B, ENTÃO outros 2 BJTs da saída PWM, certo?
2. Estou usando uma bateria de 24 volts, espero que não haja nenhuma modificação no terminal do coletor BJT na bateria?
3. Preciso usar um resistor variável do oscilador para controlar a tensão de entrada no mosfet, mas não sei como vou lidar com a tensão que irá para a base do BJT nesse caso, o que farei? que eu quero acabar explorando o BJT?

Sim, NPN / PNP BJT para o estágio de buffer e dois NPNs com o driver PWM.
24V não prejudicará os tampões BJT, mas certifique-se de usar um 7812 para reduzi-lo para 12V para os estágios SG3525 e IC 555.

Você pode usar o potenciômetro IC 555 para ajustar a tensão de saída do transformador e configurá-lo para 220V. lembre-se do seu o transformador deve ser avaliado abaixo da tensão da bateria para obter uma tensão ideal na saída. Se sua bateria for 24V, você poderá usar o transformador 18-0-18V.

Lista de peças

Circuito IC SG3525
todos os resistores CFR de 1/4 watt a 5%, a menos que especificado de outra forma
10K – 6o
150K – 1no
470 ohms – 1no
Predefinições de 22 mil – 1º
predefinição 47K – 1no
Capacitores
0.1uF Cerâmico – 1no
IC = SG3525
Estágio Mosfet / BJT
Todos os mosfets: IRF540 ou qualquer resistor equivalente: 10 ohms 1/4 watts (recomendado)
Todos os BJTs NPN são = BC547
Todos os NPCs BJT são = BC557
Os resistores de base são todos 10K – 4nos
Estágio IC 555 PWM
1K = 1º Pote de 100K – 1º
1N4148 Diodo = 2nos
Capacitores de cerâmica de 0,1uF – 1no
10nF Cerâmica – 1no
Vários IC 7812 – 1no
Bateria – transformador de 12V 0r 24V 100AH ​​de acordo com as especificações.

Uma alternativa mais simples

Circuito do inversor SG3525 de 5000 watts


FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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