O artigo a seguir, que discute um circuito inversor de onda senoidal pura de 300 watts com correção automática de tensão de saída, é uma versão modificada de um dos meus posts anteriores, e foi submetido a mim pelo Sr. Marcelin. Vamos aprender mais sobre as implementações do conversor.
O design
A ideia foi inspirada no projeto apresentado por mim neste artigo, porém o Sr. Marcelin o refinou consideravelmente para maior eficiência e confiabilidade.
Para mim, as modificações e as implementações feitas parecem ótimas e viáveis.
Vamos entender o design de forma elaborada com os seguintes pontos:
IC2 e IC3 são configurados especificamente como o estágio do gerador PWM.
IC2 forma o gerador de alta frequência necessário para pulsar a forma de onda PWM que é processada pelo IC3.
Para processar os pulsos do IC2, o IC3 precisa ser alimentado com uma informação equivalente de onda senoidal em seu pino 5 ou na entrada de controle.
Como a criação de uma forma de onda senoidal é um pouco complexa do que uma onda triangular, a última foi preferida por ser mais fácil de fazer, mas tem um desempenho tão bom quanto uma contraparte de forma de onda senoidal.
O IC1 é conectado como o gerador de ondas triangulares, cuja saída é finalmente alimentada no pino 5 do IC3 para gerar o equivalente senoidal RMS necessário em seu pino 3.
No entanto, os sinais PWM processados acima precisam ser modulados em um tipo de arranjo push-pull para que as formas de onda sejam capazes de carregar o transformador com corrente alternadamente condutora.
Isso é necessário para obter uma rede de saída que consiste em semiciclos positivos e negativos.
Operação do Circuito
O IC 4017 é introduzido apenas para implementar esta ação.
O IC gera uma saída de execução sequencial do pino 2 para o pino 4, para o pino 7, para o pino 3 e novamente para o pino 2, em resposta a cada borda de pulso ascendente no pino 14.
Este pulso é derivado da saída do IC2, que é definida para 200 Hz estritamente para que as saídas do IC4017 resultem em 50 Hz no sequenciamento das pinagens discutidas acima.
O pino 4 e o pino 3 são ignorados propositalmente, para gerar um tempo morto entre os gatilhos das portas dos respectivos transistores/mosfets conectados às saídas relevantes do IC4017.
Esse tempo morto garante que os dispositivos nunca conduzam juntos nem por um nano segundo nas zonas de transição e, assim, protegem a integridade dos dispositivos.
As saídas positivas de sequenciamento nos pinos 2 e 7 acionam os respectivos dispositivos que, por sua vez, forçam o transformador a saturar com a energia alternada da bateria induzida no respectivo enrolamento.
Isso resulta na geração de cerca de 330+ V AC na saída do transformador.
Porém esta tensão seria uma onda quadrada com RMS alto se não fosse processada com o PWM do IC3.
O transistor T1 junto com seu diodo coletor é alimentado com os pulsos PWM de tal forma que T1 agora conduz e aterra as tensões de disparo base dos dispositivos de saída de acordo com o conteúdo PWM.
Isso resulta em uma saída que é uma réplica exata da entrada otimizada PWM alimentada….. criando um equivalente CA de onda senoidal pura perfeitamente esculpido.
O circuito possui recursos adicionais, como um circuito manual de correção de tensão de saída.
Os dois transistores BC108 estão estacionados para controlar os níveis de tensão de acionamento do portão dos mosfets, a corrente de base desses transistores é derivada de um pequeno enrolamento de detecção no transformador que fornece as informações de nível de tensão de saída necessárias para os transistores.
Se a tensão de saída ultrapassar o nível seguro esperado, a corrente de base dos transistores acima pode ser ajustada e reduzida variando a predefinição de 5K, isso por sua vez reduz a condução dos mosfets, corrigindo a saída AC para os limites necessários.
O transistor BD135, juntamente com seu zener base, fornece uma tensão estabilizada aos componentes eletrônicos associados para sustentar a saída PWM constante dos CIs relevantes.
Com IRF1404 como mosfets, o inversor seria capaz de gerar cerca de 300 a 5000 watts de saída de onda senoidal pura.
Muitas desvantagens e falhas foram detectadas ao avaliar os detalhes do circuito acima. O circuito finalizado (espero) é apresentado abaixo.
O circuito acima pode ser aprimorado ainda mais com um recurso de correção automática de carga, conforme mostrado abaixo. É implementado pela inclusão do estágio opto-acoplador LED/LDR.
Para o projeto final verificado do circuito acima, consulte o seguinte post: https://www.homemade-circuits.com/2013/10/modified-sine-wave-inverter-circuit.html
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FONTE
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