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Inversor PWM Usando Circuito IC TL494

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Um circuito inversor de onda senoidal modificado muito simples, mas altamente sofisticado, é apresentado no post a seguir. O uso do PWM IC TL494 não apenas torna o design extremamente econômico com a contagem de suas peças, mas também altamente eficiente e preciso.

Usando TL494 para o projeto

O IC TL494 é um IC PWM especializado e foi projetado idealmente para atender a todos os tipos de circuitos que exigem saídas precisas baseadas em PWM.

O chip possui todos os recursos necessários integrados para gerar PWMs precisos que se tornam personalizáveis ​​de acordo com as especificações do aplicativo do usuário.

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Aqui discutimos um circuito inversor de onda senoidal modificado baseado em PWM versátil que incorpora o IC TL494 para o processamento PWM avançado necessário.

Com referência à figura acima, as várias funções de pinagem do CI para implementação das operações do inversor PWM podem ser entendidas com os seguintes pontos:

Função de pinagem do IC TL494

O pino 10 e o pino 9 são as duas saídas do IC que estão dispostas para funcionar em conjunto ou em uma configuração de totem, o que significa que ambas as pinagens nunca se tornarão positivas juntas, mas oscilarão alternadamente de tensão positiva para zero, ou seja, o pino 10 é positivo, o pino 9 lerá zero volts e vice-versa.

O IC está habilitado para produzir a saída do totem acima, ligando o pino 13 ao pino 14, que é o pino de saída de tensão de referência do IC definido em +5V.

Assim, desde que o pino 13 seja manipulado com esta referência de +5V, ele permite que o IC produza alternadamente saídas de comutação, no entanto, se o pino 13 estiver aterrado, as saídas do IC são forçadas a alternar em modo paralelo (modo de terminação única), significando que ambas as saídas pin10/9 começarão a alternar juntas e não alternadamente.

O pino 12 do IC é o pino de alimentação do IC que pode ser visto conectado à bateria por meio de resistores de 10 ohm que filtram qualquer possível pico ou um pico de ativação do IC.

O pino 7 é o aterramento principal do IC, enquanto o pino 4 e o pino 16 são aterrados para alguns propósitos específicos.

O pino 4 é o DTC ou a pinagem de controle de tempo morto do IC que determina o tempo morto ou o intervalo entre os períodos de ativação das duas saídas do IC.

Por padrão, deve ser conectado ao terra para que o CI gere um período mínimo para o “tempo morto”, porém para atingir períodos de tempo morto maiores, esta pinagem pode ser alimentada com uma tensão externa variável de 0 a 3,3V que permite uma tempo morto controlável de 0 a 100%.

O pino 5 e o pino 6 são as pinagens de frequência do IC que devem ser conectadas a uma rede externa Rt, Ct (resistor, capacitor) para configurar a frequência necessária nas pinagens de saída do IC.

Qualquer um dos dois pode ser alterado para ajustar a frequência necessária, no circuito inversor modificado por PWM proposto, empregamos um resistor variável para habilitar o mesmo. Pode ser ajustado para atingir uma frequência de 50Hz ou 60Hz nos pinos 9/10 do IC conforme os requisitos, pelo usuário.

O IC TL 494 possui uma rede opamp dupla definida internamente como amplificadores de erro, que são posicionados para corrigir e dimensionar os ciclos de trabalho de comutação de saída ou os PWMs conforme as especificações da aplicação, de modo que a saída produza PWMs precisos e garanta uma personalização RMS perfeita para o estágio de saída.

Função do Amplificador de Erro

As entradas dos amplificadores de erro são configuradas nos pinos 15 e 16 para um dos amplificadores de erro e nos pinos 1 e 2 para o segundo amplificador de erro.

Normalmente, apenas um amplificador de erro é usado para a configuração automática de PWM apresentada, e o outro amplificador de erro é mantido inativo.

Como pode ser visto no diagrama, o amplificador de erro com as entradas no pino 15 e no pino 16 é inativo aterrando o pino não inversor 16 e conectando o pino inversor 15 a +5V com o pino 14.

Portanto, internamente, o amplificador de erro associado aos pinos acima permanece inativo.

No entanto, o amplificador de erro tendo o pino1 e o pino2 como entradas são efetivamente usados ​​aqui para a implementação da correção PWM.

A figura mostra que o pino1, que é a entrada não inversora do amplificador de erro, está conectado ao pino de referência de 5V #14, através de um divisor de potencial ajustável usando um potenciômetro.

A entrada inversora é conectada ao pino 3 (pino de feedback) do IC, que é na verdade a saída dos amplificadores de erro e permite que um loop de feedback seja formado para o pino 1 do IC.

A configuração do pino 1/2/3 acima permite que os PWMs de saída sejam definidos com precisão ajustando o potenciômetro do pino 1.

Isso conclui o guia de implementação de pinagem principal para o inversor de onda senoidal modificado discutido usando o IC TL494.

Estágio de Potência de Saída do Inversor

Agora, para o estágio de potência de saída, podemos visualizar alguns mosfets sendo usados, acionados por um estágio push pull de buffer BJT.

O estágio BJT garante a plataforma de comutação ideal para os mosfets, fornecendo aos mosfets problemas mínimos de indutância parasita e descarga rápida da capacitância interna dos fets. Os resistores de porta em série evitam que quaisquer transientes tentem entrar no pé, garantindo assim que as operações sejam totalmente seguras e eficientes.

Os drenos do mosfet são conectados a um transformador de energia que pode ser um transformador comum com núcleo de ferro com uma configuração primária de 9-0-9V se a bateria do inversor for classificada em 12V, e o secundário pode ser 220V ou 120V conforme as especificações do país do usuário .

A potência do inversor é basicamente determinada pela potência do transformador e pela capacidade AH da bateria, podendo-se alterar estes parâmetros conforme a escolha individual.

Usando o transformador de ferrite

Para fazer um inversor de onda senoidal PWM compacto, o transformador de núcleo de ferro pode ser substituído por um transformador de núcleo de ferrite. Os detalhes do enrolamento para o mesmo podem ser vistos abaixo:

Usando fio de cobre super esmaltado:

Primário: Enrole a torneira central de 5 x 5 voltas, usando 4 mm (dois fios de 2 mm enrolados em paralelo)

Secundário: Vento 200 a 300 voltas de 0,5 mm

Núcleo: qualquer núcleo EE adequado que seja capaz de acomodar confortavelmente esses enrolamentos.

Circuito Inversor de Ponte Completa TL494

O projeto a seguir pode ser usado para fazer um circuito inversor de ponte completa ou ponte H com IC TL 494.

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Como pode ser visto, uma combinação de mosfets de canal p e canal n é usada para criar a rede de ponte completa, o que torna as coisas bastante simples e evita a rede complexa de capacitores de bootstrap, que normalmente se torna necessária para inversores de ponte completa com apenas mosfet de canal n.

No entanto, incorporar mosfets de canal p no lado alto e canal n no lado baixo torna o projeto propenso a problemas de disparo.

Para evitar o disparo, deve-se garantir um tempo morto suficiente com o IC TL 494 e, assim, evitar qualquer possibilidade dessa situação.

As portas IC 4093 são utilizadas para garantir o perfeito isolamento dos dois lados da condução em ponte completa e a correta comutação do primário do transformador.

Resultados simulados

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Inversor TL494 com Feedback

Um circuito inversor muito simples, mas preciso e estável usando IC TL494 é mostrado no diagrama abaixo.

O inversor inclui um sistema de controle de feedback para correção automática da tensão de saída, aplicado no pino 1 do amplificador de erro do IC.

CIRCUITO INVERSOR TL494 COM CORREÇÃO AUTOMÁTICA DE TENSÃO DE SAÍDA CONSTANTE DE FEEDBACK
INVERSOR PWM USANDO CIRCUITO IC TL494 9

A predefinição de 100k pode ser ajustada adequadamente para configurar o limite de tensão de saída constante necessário.

O transformador mostrado é um transformador de núcleo de ferrite e, portanto, a frequência é definida em um nível muito alto do IC. No entanto, você pode facilmente usar um transformador baseado em núcleo de ferro e reduzir a frequência para 50 Hz ou 60 Hz para saída de 120 V.

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FONTE


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