O custo e a quantidade de peças necessárias para desenvolver o circuito inversor de potência de onda senoidal de 250 watts proposto é realmente muito menor em comparação com um circuito inversor do tipo de comutação de onda quadrada barulhento.
Apenas três ou quatro minúsculos transistores extras, alguns resistores e capacitores, alguns potes e um pequeno transformador de driver são todas as peças adicionais necessárias.
Uma olhada no diagrama de blocos será suficiente para indicar que o conceito fundamental deste inversor de potência de onda senoidal é extremamente básico.
O diagrama de blocos corresponde a um dos circuitos transmissores CW simples de 80 metros. Essencialmente, é apenas a frequência que é diferente; 60 Hz em vez de 3,5 MHz. E produzir 250 watts de onda senoidal ac na verdade se torna drasticamente mais fácil com os 500.000 metros (60 Hz) em oposição aos 80 metros (3,5 MHz).
Um diagrama de circuito completo do inversor de onda senoidal de 250 watts é mostrado abaixo. Os requisitos são um oscilador de onda senoidal, um amplificador de buffer e um amplificador de potência.
O oscilador
O oscilador pode ser de qualquer tipo, no entanto, sua melhor opção por razões sensatas pode ser uma combinação particular de implementação de RC.
Na verdade, um oscilador envolvendo combinação indutor-capacitor, como por exemplo nos circuitos osciladores Hartley ou Colpitts, pode ser incorporado a 60 Hz.
No entanto, a dificuldade de ajustar a frequência para poder adaptá-la a 60 Hz passa a ser bastante simplificada pela utilização de um oscilador que tem sua frequência implementada através de uma rede RC. A frequência agora pode ser alterada simplesmente ajustando um potenciômetro.
Referindo-se ao diagrama do circuito, aqui o potenciômetro de 10K no estágio do oscilador nos permite ajustar a frequência. Não esqueça que o estágio do oscilador criará uma onda senoidal.
Vários circuitos osciladores RC são geralmente construídos para gerar ondas quadradas, enquanto outros geram uma saída dente de serra.
Não queremos empregar esses tipos, simplesmente porque podemos acabar com um inversor que pode ser um inversor modificado de baixa qualidade. O potenciômetro de 3,9K na seção do oscilador está posicionado para regular o nível de ganho no loop de realimentação. Configuração de ganho muito alto usando este potenciômetro pode levar a distorção extrema da onda senoidal.
Configurando a Frequência
Como você poderia definir a frequência do oscilador para 60 Hz? Você pode usar praticamente qualquer método comum de computação, assim como uma frequência de áudio é medida. Você pode avaliar a frequência do seu oscilador com a frequência da tensão da rede elétrica, vendo as estatísticas de Lissajous com um osciloscópio ou ouvindo e definindo a frequência de batimento para zero.
Ou talvez para quem tem um contador de frequência digital, essa é a melhor opção que você pode ter, então use-o para medir e definir a frequência para 60 Hz.
Voltagem de saída
Além de obter a frequência correta, você deve ter a tensão de saída bastante próxima da faixa preferida de 115 – 120 volts (ou até 220V, dependendo do transformador). Conforme indicado no diagrama do circuito, a tensão de saída depende do ajuste do potenciômetro de 4 K que pode ser visto situado entre os estágios do oscilador e do amplificador de buffer.
Uma maneira simples de medir e confirmar os volts de saída é usar um DMM padrão configurado para a faixa de 500 V CA e, em seguida, medir a tensão de saída enquanto ajusta simultaneamente o potenciômetro de 4 K.
Transformadores
Neste estágio, ambos os transformadores são transformadores abaixadores comuns de 60 Hz. O transformador do driver, por exemplo, é na verdade um pequeno transformador de potência com cerca de três enrolamentos de filamento. Um enrolamento pode ser empregado para o primário e os dois restantes em série podem ser usados para criar o secundário com derivação central.
Um transformador de filamento com derivação central do tipo muito comum pode ser muito apropriado para o transformador de potência de saída. Com uma fonte de bateria de 12 volts, você pode prever que os transistores do amplificador de potência gerem uma tensão CA de cerca de 7-9 volts de valor de pico ou 5 a 6,5 volts rms.
Isso significa que um transformador de filamento com derivação central de 12 volts classificado com saída de enrolamento secundário de 115 volts deve ser bastante suficiente.
As dimensões ou classificação de corrente do transformador de filamento depende da potência total que você deseja gerar. Um transformador de 25 amperes e 12V será suficiente para gerar potências de até 200 a 250 watts. Escolher o tipo de transistor no estágio do amplificador de potência também dependerá principalmente da quantidade de potência de saída que você deseja gerar.
Formas de onda
A verdadeira forma de onda que pode ser adquirida a partir deste inversor de onda senoidal de 250 watts é ligeiramente diferente de uma onda senoidal verdadeira. Conforme indicado na figura acima, cada transistor de potência deste amplificador inversor de potência vem com um ângulo de operação marginalmente inferior a 180λ , ou seja, certamente próximo a um funcionamento do tipo Classe C.
Um pequeno desvio na polarização dos transistores pode puxar o amplificador de volta para a genuína Classe B, no entanto, como nenhum ruído pode ser visto se desenvolvendo, esse trabalho árduo adicional para melhorar a polarização não parece ser útil.
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