Site Loader

Содержание

Схема китайского преобразователя 150 ватт на двух TL494

Схема преобразователя напряжения
  Очередная схема от наших друзей китайцев, преобразователь напряжения из DC 12 в AC 220, маломощный, 150 ватт написано, но думаю, 100 ватт от силы будет. Удобная вещь в дороге, для подзарядки ноутбука, телефона и т п. Лампу дневного света тоже можно включать, светодиодные тоже. Схема преобразователя построена по классическому двухтактному варианту, а высокое напряжение конвертируется в переменное напряжение 50 герц по мостовой схеме, где генератор так же выполнен на микросхеме TL494.

Внешний вид
  Задающий генератор и генератор 50 Гц выполнены на TL494, выходной силовой каскад на двух IRFZ44, чем и обусловлена такая низкая мощность. TL494 представляет собой ШИМ генератор, в которой присутствует генератор импульсов, схема управления выходом, которая может формировать выходные импульсы как в двухтактном режиме, так и в однотактном, а так же два входа имеется для управлением стабилизации выходных импульсов. Но в данной схеме реализованы не все возможности этой микросхемы, она включена в упрощённом варианте.
    Можно, конечно, скопировать этот преобразователь напряжения, не особо сложно это сделать, но купить всё таки проще, да и надёжнее :). Потом можно уже переделать под свои нужды, поднять мощность или ещё что прибавить, любители рыбалки сами уже под себя могут переделать такой прибор.
   Из защиты только плавкий предохранитель по входу 12 вольт, защиты от перегрузки по выходу нет, стабилизация выходного напряжения есть, защиты от севшего аккумулятора нету.  Как показывает практика, большинство дешёвых инверторов сгорает из за севшего аккумулятора. Это обусловлено тем, что при понижении питающего напряжения, так же снижается питание затворов полевых транзисторов, что приводит к их неполному открыванию, и как правило к тепловому выходу из строя.
  TL494, если кто не знает, ШИМ контроллер, очень удобная микросхема для построения различных блоков питаний и преобразователей. А также:
  • Готовый ШИМ — контроллер
  • Незадействованные выводы для 200 мА приемника или источника тока
  • Выбор однотактного или двухтактного режима работы
  • Внутренняя схема запрещает двойной импульс на выходе
  • Изменяемое время задержки обеспечивает контроль всего спектра
  • Внутренний регулятор обеспечивает 5 В стабильного напряжения с допуском 5%
  • Схема архитектуры позволяет легко синхронизироваться
 TL494 включает в себя все функции необходимые для построения схемы управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на одном кристалле. Предназначен в основном для управления питанием, это устройство дает гибкость для конкретного применения в адаптации в схемах управления блоков питания. TL494 содержит два усилителя ошибки, внутренний регулируемый генератор, (DTC) управляемый компаратор временной задержки, импульсно управляемый переключатель, источник опорного напряжения 5В ± 5%, контроль выходной цепи.

Преобразователь напряжения 12 в / 220 в с чистым синусом 50 Гц на микросхеме TL494CN | РадиоДом

Купить мужские и женские унты с бесплатной доставкой по России

В статье описана схема повышающего преобразователя напряжения с 12 вольт до 220 вольт синусом на выходе для питания сетевых приборов которые работают от сети переменного напряжения с частотой 50 герц. Прибор относится к классу средней мощности, но обладает очень хорошими параметрами и может полностью заменить сетевое напряжение.
Основные технические характеристики:
Входное напряжение 12…14 вольт
Выходное напряжение 50 Герц 220+/-2 вольт
Максимальная мощность 60 Ватт
Общий КПД 87…91 %.
Задающий генератор, источник опорного напряжения и компаратор собраны на DA2. Внешние элементы DD1 и DD2 повторяют внутреннюю структуру TL494CN, в той её части, которая неустойчиво работает на низких частотах.

Далее с помощью ФНЧ подавляются верхние гармонические составляющие ШИМ. ФНЧ состоит из двух частей. Первая DA1.1, ФНЧ с гладкой характеристикой АЧХ. Второй DA1.2 фильтр с частотой подавления 150 Герц. Анализ показывает, что в ШИМ содержаться только первая и нечётные гармоники, потому такого фильтра оказывается достаточно, чтобы сформировать «красивый» синус (осциллограмма 2). Поскольку уровень первой гармоники практически линейно зависим от скважности, то получаем хорошо управляемый синус с точной постоянной составляющей, равной +2,5 вольт. Далее, дополнительно получаем инверсную синусоиду (вывод 14 DA1.4).
На DA3, DA5, VT1, VT2 собран первый канал УНЧ класса D. Второй канал соответственно собран на DA4, DA7, VT3, VT4. На выходе первого и второго канала УНЧ формируются противофазные синусоиды (осциллограмма 3).
С выхода трансформатора, через диодный мост подаётся обратная связь по выходному напряжению. Таким образом выходное напряжение стабилизируется.
 


Трансформатор TV1 это доработанный ТП60-2, который применялся в знаменитом видеомагнитофоне «Электроника ВМ-12». С трансформатора сматываются все вторичные обмотки, и вместо них наматывается одна обмотка, содержащая 33 витка обмоточного медного провода диаметром 0,7 мм, сложенного в 7 витков. Можно использовать и медную шину, подходящую по площади сечения. При подаче напряжения 220 вольт на вторичной (в преобразователе она первичная) обмотке трансформатора, на холостом ходу, напряжение составляет 6,5 вольт. Дроссели L1 и L2 наматываются на ферритовых кольцах типоразмера 24*13*9,7 мм и содержат 22 витка обмоточного провода диаметром 1,5 мм. К сожалению марка и магнитная проницаемость этих ферритовых колец мне неизвестна. Они используются во вторичных цепях импульсных компьютерных блоков питания типа ATX.

Транзисторы и микросхемы драйверов DA5, DA7 можно найти на материнских платах.
Все транзисторы устанавливаются на один общий алюминиевый ребристый радиатор площадью 25…30 кв.см.
Конденсаторы C21…C24 типа K73-17 на напряжение 63 вольт.
Конденсатор C25 типа K73-17 на напряжение 630 вольт.
Диоды можно использовать любые, с максимальным обратным напряжением не менее 400 вольт.
Резисторы R44, R45 мощностью не менее 0,25 Ватт.
Наладка.
1. Отсоединить первичную обмотку трансформатора.
2. Резистором R9 установить частоту следования импульсов точно 100 Герц на выходе DA2 (осциллограмма 1).
3. Проверить наличие синусоидального сигнала (осциллограмма 2) на выводах 7 и 14 DA1. Сигналы должны быть противофазными, но одинаковы по форме.
4. Резисторами R22 и R31 установить сигнал на выходе первого канала УНЧ согласно осциллограмме 3. Тоже проделать со вторым каналом (R24 и R34).
5. Установить подвижный контакт резистора R4 в верхнее по схеме положение.
6. Подключить к выходу преобразователя эквивалент нагрузки. Можно использовать лампу накаливания мощностью 25 Ватт.
7. Подключить первичную обмотку трансформатора.
8. Резистором R4 установить напряжение 220 вольт на выходе преобразователя.
Все радиокомпоненты инвертора могут быть как отечественные так и зарубежные:
DA1 — LM324
DA2 — DA4 — TL494CN
DA5, DA7 — HIP6601
DA6 — LM78L05
DD1 — К561ЛЕ5
DD2 — К561ТМ2
VD1 — VD4 — КД209Б
VT1 — VT4 — FQB45N03
L1, L2 — 30 мкГн
C1, C12, C13 — 2,2 nF
C2, C14, C15 — 10 мкФ х 25 вольт
C3, C5, C6, C17, C18, C25 — 0,1 мкФ
C4 — 15 nF
C7, C9 — 6,2 nF
C8 — 22 nF
C10, C16 — 10 мкФ х 10 вольт
C11 — 5,6 nF
C19, C20 — 1000 мкФ х 25 вольт
C21 — C24 — 4,7 мкФ
R1 — 22 кОм
R2, R4, R14, R15 — 100 кОм
R3 — 33 кОм
R5 — 150 кОм
R6, R10, R18, R26, R28, R36, R37 — 10 кОм
R7, R8, R17, R19, R38, R39 — 20 кОм
R9 — 68 кОм
R11, R27, R29 — 16 кОм
R12 — 130 кОм
R13 — 91 кОм
R16 — 180 кОм
R20, R21 — 39 кОм
R22 — R25 — 2,2 кОм
R30, R33 — 47 кОм
R31, R34, R40, R41, R42, R43 — 4,7 кОм
R32, R35 — 2,7 кОм
R44, R45 — 1 мОм


ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ


   Описанное устройство предназначено для преобразования постоянного автомобильного напряжения 12 Вольт в сетевое 220 Вольт, с частотой порядка 50 Гц. Выходная мощность при использовании указанных номиналов составит порядка 300 Ватт. Основа преобразователя — задающий генератор на частоту 100 Гц, который построен на микросхеме TL494. Драйвер (предварительный усилитель) построен на транзисторах VT1, VT2. Драйвер предназначен для раскачки выходного каскада, построенный на полевых транзисторах VT3, VT4. Этот каскад нагружен трансформатором Т1. Сам генератор обладает высокой стабильностью (при изменении питающего напряжения от 6 до 15 В, частота нарушится всего на 5%). Вторичная обмотка силового трансформатора с конденсатором и нагрузкой образуют колебательный контур. Резонансная частота этого контура будет порядка 50 Гц.

   В буферном каскаде схемы преобразователя напряжения можно использовать также маломощные транзисторы серии ВС556 или ВС557, возможно также использование отечественных транзисторов типа КТ3107, ну и в конце концов можно ставить всеми любимые КТ361, но последние можно использовать только в крайнем случае. Сама микросхема не имеет встроенного усилителя, поэтому есть необходимость вышеуказанного драйвера. При нагрузке более 200 мА микросхема уже будет перегреваться (хотя по справочнику 200-250 мА это максимально допустимое значение), поэтому подключать без драйвера не стоит, затворы транзисторов слишком тяжелые для указанной микросхемы.

   Полевые ключи — по сути усилитель по току, предназначены для раскачки самого трансформатора. Сигнал поступает на затворы последних, в следствии чего транзистор открывается и пропускает напряжение на обмотку трансформатора. Затем транзистор закрывается, и прекращается передача тока на обмотку. Этот процесс повторяется с частотой 50-100 раз в секунду и на первичной обмотке мы получаем переменной ток с частотой 50 Герц. На вторичной обмотке уже снимаем нужное нам напряжение (в данном случае 220 Вольт с частотой 50 Герц).

   На выходе трансформатора мы получаем опасное напряжение, поэтому соблюдайте осторожность. Единственный недостаток такого преобразователя заключается в том, что импульсы, генерируемые микросхемой, имеют прямоугольную форму. Это в некоторых случаях затрудняет питание электродвигателей переменного тока от нашего преобразователя. Получить чистый синус на выходе достаточно трудно, поэтому если трансформатор будет «жужжать», то ничего страшного, поскольку на него идут квадратные импульсы с характерным жужжанием. 

   Такой преобразователь может служить источником бесперебойного питания для сетевых устройств, его мощность позволяет питать компьютер и другие бытовые устройства. Не советуется нагружать ПН большими нагрузками типа обогревателя, в этом случае могут выйти из строя силовые ключи. В моей конструкции я использовал еще одну пару полевых ключей. Такой вариант даст возможность повысить выходную мощность до 600 ватт, хотя пиковая мощность может доходить до 700 ватт. 

   Трансформатор — должен иметь мощность 400-500 ватт и более. Первичная обмотка на 24 Вольт с отводом от середины, вторичка — сетевая. Для этих целей можно использовать буквально любой трансформатор от бесперебойников. Как не странно, но силовые ключи греются слабо, при нагрузках до 200 ватт они не нуждаются в дополнительном охлаждении, но при больших нагрузках теплоотвод уже нужен и желательно побольше.


Поделитесь полезными схемами

ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ КОСТИ

   Светодиодный кубик на микроконтроллере, который если потрясти покажет случайно выпадающую цифру от 1 до 6. Аналог обычных игральных костей.


БЛОК ПИТАНИЯ НА TL431

   Делаем простой самодельный регулируемый блок питания на стабилизаторе TL431, с выходным напряжением 2,5 — 27 вольт.


САМОДЕЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПАЯЛЬНИК

    После нажатия на кнопку, паяльник разогревается в течении 5 секунд, то есть по принципу мы замкнули выводы вторичной обмотки трансформатора, в следствии которого проволока (жало) нагревается.


ПАЯЛЬНЫЕ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ПАЙКИ
   Как показывает практика, паяльные компоненты времен нерушимого союза были самыми хорошими и со мной согласятся все радиолюбители. Радиолюбительский паяльник должен иметь оптимальную мощность 20-35 ватт.

САМОДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АВТОАККУМУЛЯТОРОВ

   Добрый вечер всем автолюбителям. Наступила зима со всеми своими проблемами и появляется множество проблем связанных с автомобилем, чаще всего с аккумулятором. Как правило старые аккумуляторы быстро разряжаются или теряют часть заряда и не у каждого есть зарядное устройство под рукой.


Преобразователь напряжения 12 220 с синусоидой на выходе

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С СИНУСОМ НА ВЫХОДЕ

    Около месяца назад я искал в нете схему простого преобразователя 12 220 В. с «чистым» синусом на выходе и к своему удивлению обнаружил, что её нет.
    Всё что обычно предлагается, сводится либо к получению псевдосинуса путём преобразования без использования низкочастотного повышающего трансформатора, либо к совету использовать усилитель D-класса, управляемый опорным синусоидальным напряжением.
    В качестве устройства управления и генерации синусоиды предлагается применять микроконтроллер. Либо даётся ссылка на смартапс. В общем, получается не слишком просто. Пришлось потратить довольно много отпускного времени, чтобы разработать схему более отвечающую требованиям простоты и «чистоты» синуса.
    Разработанная схема представлена на следующей странице. Характеристики:
    Входное напряжение 12…14 В.
    Выходное напряжение 50 Гц. 220+/-2 В.
    Максимальная мощность 50 Вт.
    КПД 84…90%.
    Задающий генератор, источник опорного напряжения и компаратор собраны на DA2. Внешние элементы DDI и DD2 повторяют внутреннюю структуру TL494, в той её части, которая неустойчиво работает на низких частотах (ложные срабатывания D-триггера). Далее с помощью ФНЧ подавляются верхние гармонические составляющие ШИМ. ФНЧ состоит из двух частей. Первая- DA1.1, ФНЧ с гладкой характеристикой АЧХ. Второй- DA1.2 режекторный фильтр с частотой подавления 150Гц. Анализ показывает, что в ШИМ содержаться только первая и нечётные гармоники, потому такого фильтра оказывается достаточно, чтобы сформировать «красивый» синус (осциллограмма 2). А, поскольку уровень первой гармоники практически линейно зависим от скважности, то получаем хорошо управляемый синус с точной постоянной составляющей, равной +2,5 В. Далее, дополнительно получаем инверсную синусоиду (вывод 14 DA1.4). На DA3, DA5, VT1, VT2 собран первый канал УНЧ класса D. Второй канал соответственно собран на DA4, DA7, VT3, VT4. На выходе первого и второго канала УНЧ формируются противофазные синусоиды (осциллограмма 3). С выхода трансформатора, через диодный мост подаётся обратная связь по выходному напряжению. Таким образом выходное напряжение стабилизируется.


УВЕЛИЧИТЬ

Конструкция и детали:

    Трансформатор TV1 это доработанный ТП60-2, который применялся в знаменитом видеомагнитофоне «Электроника ВМ-12». С трансформатора сматываются все вторичные обмотки, и вместо них наматывается одна обмотка, содержащая 33 витка обмоточного провода диаметром 0,7 мм., сложенного всемеро. Можно использовать и медную шину, подходящую по площади сечения. При подаче напряжения 220 В. на вторичной (в преобразователе она первичная) обмотке трансформатора, на холостом ходу, напряжение составляет 6,5 В. Дроссели L1 и L2 наматываются на ферритовых кольцах типоразмера 24*13*9,7мм и содержат 22 витка обмоточного провода диаметром 1,5 мм. К сожалению марка и магнитная проницаемость этих ферритовых колец мне неизвестна. Они используются во вторичных цепях импульсных компьютерных блоков питания типа АТХ. Транзисторы и микросхемы драйверов DA5, DA7 можно найти на материнских платах. Все транзисторы устанавливаются на один радиатор площадью 15…20 см2. Для их изоляции от радиатора используются слюдяные прокладки. Конденсаторы С21…С24 типа К73-17 на напряжение 63 В. Конденсатор С25 типа К73-17 на напряжение 630 В. Диоды можно использовать любые, с максимальным обратным напряжением не менее 400 В. Резисторы R44, R45 мощностью не менее 0,25 Вт.

Настройка:

    1. Отсоединить первичную обмотку трансформатора.
    2. Резистором R9 установить частоту следования импульсов 100 Гц. на выходе DA2 (осциллограмма !)¦
    3. Проверить наличие синусоидального сигнала (осциллограмма 2) на выводах 7 и 14 DA1. Сигналы должны быть противофазны, но одинаковы по форме.
    4. Резисторами R22 и R31 установить сигнал на выходе первого канала УНЧ согласно осциллограмме 3. Тоже проделать со вторым каналом (R24 и R34).
    5. Установить подвижный контакт резистора R4 в верхнее по схеме положение.
    6. Подключить к выходу преобразователя эквивалент нагрузки. Можно использовать лампу накаливания мощностью 25 Вт.
    7. Подключить первичную обмотку трансформатора преобразователя напряжения.
    8. Резистором R4 установить напряжение 220В на выходе преобразователя. По моему, схема легко поддаётся масштабированию в сторону увеличения мощности. В принципе, схема, с соответствующими доработками пригодна и для получения других выходных частот. Например, 60 Гц. или 400 Гц. КПД, можно несколько увеличить, если заменить дроссели L1 и L2 на более мощные.
    Есть и недостатки. К ним можно отнести отсутствие гальванической развязки между входным и выходным напряжением, что несколько сужает область применения преобразователя. Впрочем, этот недостаток можно исправить, если использовать развязку обратной связи по напряжению с помощью оптопары. Либо же намотать дополнительную обмотку на выходном трансофрматоре на 10-15 вольт и подобрать номиналы резисторов R44 и R45.
    Другой неприятной особенностью является некоторый дрейф частоты. По моим наблюдениям дрейф составляет до 1,5 Гц. при прогреве. Буду благодарен за доработку схемы, а также за трассировку платы, если кто-нибудь возьмётся её сделать.

Евдокимов А.В.

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12 220 С СИНУСОИДОЙ НА ВЫХОДЕ

    Для получения синусоиды на выходе преобразователя напряжения обычно используют широтно — импульсную модуляцию . Мне хотелось получить «синусоид у» на выходе преобразователя напряжения без использования микропроцессора и программатора , т . е . наиболее простым аппаратным способом . Широтно — импульсный модулятор построен на микро схеме DD 3, содержащей два инвертора и полевые ( р-канальные и n-канальные ) транзисторы . Западный аналог этой микросхемы — CD 4007.


УВЕЛИЧИТЬ

    Выходное сопротивление транзисторов этой ИМС почти линейно зависит от вход ного напряжения . Широтно — импульсная модуляция реализуется измене нием скважности импульсов генератора в соответствии с входным напряжением , поступающим с интегрирующей це почки R 5 C 3, R 6 C 2. Само изменение частоты колебаний минимально зависит от скважности , так как выходное сопротивление одного транзистора возрастает , а другого всегда уменьшается при любой величине управляющего напряже ния. Таким образом, среднее за период значение шунтирующего резистор R 8 сопротивления остается постоянным . Частота колебаний генератора соответствует 2 кГц .

    В ременные диаграммы сигналов в определенных точках преобразователя :
    1 — выходной сигнал задающего генератора ;
    2 — выходной сигнал одновибратора ;
    3 — выходной сигнал делителя на 2 ( DD 1.2) вывод 13;
    4 — инверсный выходной сигнал делителя на 2 ( DD 1.2) вывод 12;
    5 — результат сложения прямого сигнала делителя на 2 и выходного сигнала однов ибратора ;
    6 — результат сложения инверсного сигнала делителя на 2 и выходного сигнала одновибратора ;
    7 — выходной сигнал логического элемента DD 3.1 без высокочастотного заполнения с ШИМ ;
    9 — с высокочастотным заполнением ;
    8 — выходной сигнал л огического элемента DD 3.2 без высокочастотного заполнения с ШИМ ;
    10 — с высокочастотным заполнением ;
    11 — сигнал на первичной обмотке трансформатора TV 1.

Вячеслав Калашник , Электрик, 2011 , № 10 , с. 56 — 57

   


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Схема инвертора с ферритовым сердечником 5 кВА — Полная рабочая схема с подробными расчетами

В этом посте мы обсудим конструкцию схемы инвертора мощностью 5000 Вт, которая включает трансформатор с ферритовым сердечником и, следовательно, намного компактнее, чем аналоги с обычным железным сердечником.



Блок-схема

Обратите внимание, что вы можете преобразовать этот инвертор с ферритовым сердечником на любую желаемую мощность, прямо от 100 Вт до 5 кВА или в соответствии с вашими предпочтениями.

Понять приведенную выше блок-схему довольно просто:


Входной постоянный ток, который может подаваться через аккумулятор 12 В, 24 В или 48 В или солнечную панель, подается на инвертор на основе феррита, который преобразует его в высокочастотный выход переменного тока 220 В с частотой около 50 кГц.

Но поскольку частота 50 кГц может не подходить для нашей бытовой техники, нам необходимо преобразовать этот высокочастотный переменный ток в требуемые 50 Гц / 220 В или 120 В переменного тока / 60 Гц.


Это реализуется через каскад инвертора с H-мостом, который преобразует эту высокую частоту в выходной сигнал в желаемое 220 В переменного тока.

Однако для этого каскаду H-моста потребуется пиковое значение 220 В RMS, что составляет около 310 В постоянного тока.

Это достигается с помощью мостового выпрямительного каскада, который преобразует высокочастотное 220 В в 310 В постоянного тока.

Наконец, это напряжение шины постоянного тока 310 В преобразуется обратно в 220 В 50 Гц с помощью H-моста.

Мы также можем видеть каскад генератора с частотой 50 Гц, питаемый от того же источника постоянного тока. Этот генератор на самом деле является дополнительным и может потребоваться для схем с H-мостом, у которых нет собственного генератора. Например, если мы используем H-мост на основе транзисторов, то нам может понадобиться этот каскад генератора для работы полевых транзисторов высокого и низкого уровня соответственно.


ОБНОВИТЬ: Вы можете сразу перейти к обновленному ‘ УПРОЩЕННЫЙ ДИЗАЙН ‘в нижней части этой статьи, в которой объясняется одноэтапный метод получения бестрансформаторного синусоидального сигнала 5 кВА вместо прохождения сложного двухэтапного процесса, как описано в концепциях ниже:


Простая конструкция инвертора с ферритовым котлом

Прежде чем мы изучим версию 5 кВА, вот более простая схема для новичков. Эта схема не использует никаких специализированных драйверов IC, а работает только с n-канальными МОП-транзисторами, и этап начальной загрузки.

Полную принципиальную схему можно увидеть ниже:

Технические характеристики MOSFET IRF740, 400 В, 10 А

В приведенной выше простой схеме ферритового инвертора переменного тока от 12 В до 220 В мы можем увидеть, что используется готовый модуль преобразователя постоянного тока с 12 В до 310 В. Это означает, что вам не нужно делать сложный трансформатор на основе ферритового сердечника. Для новых пользователей такая конструкция может быть очень полезной, поскольку они могут быстро построить этот инвертор, не прибегая к каким-либо сложным расчетам, и выбор ферритового сердечника.

5 кВА Предпосылки проектирования

Сначала вам нужно найти источник питания 60 В постоянного тока для питания предлагаемой схемы инвертора 5 кВА. Намерение состоит в том, чтобы разработать переключающий инвертор, который будет преобразовывать постоянное напряжение 60 В в более высокое напряжение 310 В при пониженном токе.

Топология, используемая в этом сценарии, представляет собой двухтактную топологию, в которой используется трансформатор в соотношении 5:18. Для регулирования напряжения, которое может вам понадобиться, и ограничения тока — все они питаются от источника входного напряжения. Также с той же скоростью инвертор ускоряет разрешенный ток.

Когда дело доходит до входного источника на 20 А, можно получить 2 — 5 А. Однако пиковое выходное напряжение этого инвертора 5 кВА составляет около 310 В.

Технические характеристики ферритового трансформатора и МОП-транзистора

Что касается архитектуры, трансформатор Тр1 имеет 5 + 5 первичных витков и 18 вторичных. Для переключения можно использовать полевой МОП-транзистор 4 + 4 (тип IXFH50N20 (50 А, 200 В, 45 мР, Cg = 4400 пФ). Вы также можете использовать полевой МОП-транзистор любого напряжения с Uds 200 В (150 В) с наименьшим проводящим сопротивлением. сопротивление затвора и его эффективность по скорости и пропускной способности должны быть превосходными.

Ферритовая секция Tr1 состоит из феррита размером 15×15 мм c. Индуктор L1 сконструирован с использованием пяти колец из железного порошка, которые могут быть намотаны как провода. Для сердечника индуктора и других связанных деталей вы всегда можете получить его от старых инверторов (56 В / 5 В) и в их демпфирующих каскадах.

Использование полной мостовой ИС

Для интегральной схемы можно использовать IC IR2153. Выходы микросхем можно увидеть с буферизацией каскадов BJT. Кроме того, из-за большой емкости затвора важно использовать буферы в виде комплементарных пар усилителей мощности, пара транзисторов NPN / PNP BD139 и BD140 справляется с этой задачей.

Альтернативный IC может быть SG3525

Вы также можете попробовать использовать другие схемы управления, например SG3525 . Кроме того, вы можете изменить напряжение входа и работать в прямом подключении к сети в целях тестирования.

Топология, используемая в этой схеме, имеет гальваническую развязку, а рабочая частота составляет около 40 кГц. В случае, если вы планируете использовать инвертор для небольшой операции, вы не охлаждаете, но для более длительной работы обязательно добавьте охлаждающий агент с помощью вентиляторов или больших радиаторов. Большая часть мощности теряется на выходных диодах, и напряжение Шоттки падает до уровня 0,5 В.

Входное напряжение 60 В может быть получено путем последовательного подключения 5 аккумуляторных батарей на 12 В, номинальная мощность каждой батареи должна быть 100 Ач.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ IR2153

Пожалуйста, не используйте BD139 / BD140, вместо этого используйте BC547 / BC557 для ступени драйвера выше.

Высокочастотный каскад 330 В

220 В, полученное на выходе TR1 в указанной выше цепи инвертора 5 кВА, все еще не может использоваться для работы обычных приборов, так как содержимое переменного тока будет колебаться на входной частоте 40 кГц. Для преобразования вышеупомянутого 220 В переменного тока 40 кГц в 220 В 50 Гц или 120 В 60 Гц переменного тока, потребуются дополнительные ступени, как указано ниже:

Сначала необходимо будет выпрямить / отфильтровать напряжение 220 В 40 кГц через мостовой выпрямитель, состоящий из диодов с быстрым восстановлением, рассчитанных примерно на 25 А 300 В и конденсаторов 10 мкФ / 400 В.

Преобразование 330 В постоянного тока в 50 Гц 220 В переменного тока

Затем это выпрямленное напряжение, которое теперь достигнет примерно 310 В, необходимо будет подавать импульсами с требуемой частотой 50 или 60 Гц через другую схему полного мостового инвертора, как показано ниже:

Клеммы, помеченные как «нагрузка», теперь могут быть напрямую использованы как конечный выход для работы с желаемой нагрузкой.

Здесь подойдет МОП-транзистор IRF840 или любой аналогичный.

Как намотать ферритовый трансформатор TR1

Трансформатор TR1 является основным устройством, которое отвечает за повышение напряжения до 220 В при 5 кВА, поскольку он имеет ферритовый сердечник и построен на паре ферритовых сердечников EE, как подробно описано ниже:

Поскольку задействованная мощность составляет около 5 кВ, сердечники E должны быть огромного размера, можно попробовать ферритовый сердечник E80 типа.

Помните, что вам может потребоваться включить более 1 сердечника E, может быть 2 или 3 сердечника E вместе, размещенных рядом для достижения массивной выходной мощности 5 кВА из сборки.

Используйте самый большой из возможных и намотайте 5 + 5 витков, используя 10 номеров из 20 суперэмалированных медных проводов SWG, параллельно.

После 5 витков остановите первичную обмотку, изолируйте слой изолентой и начните 18 витков вторичной обмотки через эти 5 витков первичной обмотки. Используйте 5 параллельных жил из эмалированной меди 25 SWG для намотки вторичных витков.

После завершения 18 витков подключите его к выходным выводам бобины, изолируйте лентой и намотайте на него оставшиеся 5 витков первичной обмотки, чтобы завершить конструкция TR1 с ферритовым сердечником . Не забудьте соединить конец первых 5 витков с началом первичной обмотки верхних 5 витков.

Метод сборки E-Core

Следующая диаграмма дает представление о том, как можно использовать более 1 сердечника E для реализации описанной выше конструкции ферритового инверторного трансформатора мощностью 5 кВА:

E80 Ферритовый сердечник

Отзыв г-на Шервина Баптисты

Приветствую всех,

В вышеупомянутом проекте трансформатора я не использовал прокладки между сердечниками, схема хорошо работала с охлаждением трафо во время работы. Я всегда предпочитал ядро ​​EI.

Я всегда перематывал трафареты в соответствии с моими расчетными данными, а затем использовал их.

Тем более, что трафо представляет собой сердечник EI, разделить ферритовые части было проще, чем избавиться от сердечника EE.

Я также попытался открыть трафареты ядра EE, но, увы, я сломал ядро ​​при его разделении.

Я никогда не мог открыть ядро ​​EE, не сломав его.

Согласно моим выводам, в заключение я бы сказал несколько вещей:

— Лучше всего работали блоки питания с неразрезным сердечником. (Я описываю трафарет от старого блока питания atx для ПК, поскольку я использовал только его. Блоки питания для ПК не выходят из строя так легко, если только это не перегоревший конденсатор или что-то еще.) —

— Те расходные материалы, которые имели трафареты с тонкими прокладками, часто обесцвечивались и быстро выходили из строя (это я узнал по опыту, так как до настоящего времени я покупал много подержанных блоков питания, просто чтобы их изучить) —

— Гораздо более дешевые блоки питания с такими брендами, как CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a все

У таких ферритовых трафаретов между сердечниками были более толстые кусочки бумаги, и все они плохо работали !!! —

В FINAL трафарет керна EI35 работал лучше всего (без сохранения воздушного зазора) в вышеупомянутом проекте.

Детали подготовки схемы инвертора с ферритовым сердечником 5 кВА:

Шаг 1:

  • Использование 5 герметичных свинцово-кислотных батарей 12 В 10 Ач
  • Общее напряжение = 60 В Фактическое напряжение
  • = Напряжение полной зарядки 66 В (13,2 В на каждый аккумулятор)
  • = 69 В Напряжение постоянного заряда.

Шаг 2:

После расчета напряжения батареи у нас есть 66 вольт при 10 ампер при полной зарядке.

  • Далее идет питание на ic2153.
  • 2153 имеет максимальное напряжение ZENER 15,6 В между Vcc и Gnd.
  • Поэтому мы используем знаменитый LM317 для подачи стабилизированной мощности 13 В на микросхему.

Шаг 3:

Регулятор lm317 имеет следующие комплектации

  1. LM317LZ — 1.2-37v 100ma to-92
  2. LM317T — 1,2-37 В 1,5 А до-218
  3. LM317AHV — 1,2-57 В 1,5 А до-220

Мы используем lm317ahv, в котором «A» — суффикс-код, а «HV» — высоковольтный корпус,

так как вышеуказанная микросхема регулятора может поддерживать входное напряжение до 60 В и выходное напряжение 57 В.

Шаг 4:

  • Мы не можем подавать 66 В напрямую в корпус lm317ahv, так как его вход составляет максимум 60 В.
  • Поэтому мы используем ДИОДЫ, чтобы снизить напряжение батареи до безопасного значения для питания регулятора.
  • Нам нужно безопасно сбросить около 10 В с максимального входа регулятора, который составляет 60 В.
  • Следовательно, 60в-10в = 50в
  • Теперь безопасный максимальный вход регулятора от диодов должен быть 50 вольт.

Шаг 5:

  • Мы используем штатный диод 1n4007 для снижения напряжения аккумулятора до 50В,
  • Поскольку они являются кремниевыми диодами, падение напряжения на каждом из них составляет около 0,7 вольт.
  • Теперь посчитаем необходимое количество диодов, которые позволят снизить напряжение аккумулятора до 50 вольт.
  • напряжение батареи = 66 В
  • Расчетное максимальное входное напряжение на микросхеме регулятора = 50 В
  • Итак, 66-50 = 16v
  • Теперь 0,7 *? = 16 В
  • Мы делим 16 на 0,7, что составляет 22,8, то есть 23.
  • Таким образом, нам нужно включить около 23 диодов, так как общее падение с этих значений составляет 16,1 В.
  • Теперь расчетное безопасное входное напряжение регулятора составляет 66–16,1 В, что составляет 49,9 В. 50 В

Шаг 6:

  • Мы подаем напряжение 50 В на микросхему регулятора и настраиваем выход на 13 В.
  • Для большей защиты мы используем ферритовые бусины, чтобы нейтрализовать любые нежелательные шумы на выходном напряжении.
  • Регулятор должен быть установлен на радиаторе подходящего размера, чтобы он оставался холодным.
  • Танталовый конденсатор, подключенный к 2153, является важным конденсатором, который обеспечивает плавное получение постоянного тока от регулятора.
  • Его значение можно безопасно уменьшить с 47 мкФ до 1 мкФ 25 В.

Шаг 7:

  • Остальная часть схемы получает 66 вольт, и точки, проводящие большой ток в цепи, должны быть подключены с помощью толстых проводов.
  • Для трансформатора его первичная обмотка должна быть 5 + 5 витков, а вторичная — 20 витков.
  • Частота 2153 должна быть установлена ​​на 60 кГц.

Шаг 8:

Схема преобразователя высокочастотного переменного тока в низкочастотную с использованием микросхемы irs2453d должна быть подключена соответствующим образом, как показано на схеме.

Наконец завершено .

Создание версии PWM

В следующем сообщении обсуждается другая версия схемы синусоидального инвертора с ШИМ мощностью 5 кВА с использованием компактного трансформатора с ферритовым сердечником. Идея была предложена мистером Джавидом.

Технические характеристики

Уважаемый сэр, не могли бы вы изменить его вывод с помощью источника ШИМ и облегчить использование такой недорогой и экономичной конструкции для таких нуждающихся во всем мире людей, как мы? Надеюсь, Вы учтете мою просьбу. Спасибо, Ваш любящий читатель.

Дизайн

В предыдущем посте я представил схему инвертора на 5 кВА на основе ферритового сердечника, но поскольку это прямоугольный инвертор, его нельзя использовать с различным электронным оборудованием, и поэтому его применение может быть ограничено только резистивными нагрузками.

Тем не менее, та же конструкция может быть преобразована в синусоидальный инвертор, эквивалентный ШИМ, путем подачи ШИМ-сигнала в полевые МОП нижнего уровня, как показано на следующей схеме:

Вывод SD микросхемы IRS2153 ошибочно показан связанным с Ct, убедитесь, что он подключен к линии заземления.

Предложение: ступень IRS2153 можно легко заменить на IC 4047 этап , если получить IRS2153 сложно.

Как мы можем видеть в приведенной выше схеме инвертора на 5 кВА на основе ШИМ, конструкция в точности аналогична нашей более ранней оригинальной схеме инвертора 5 кВА, за исключением указанного каскада питания буфера ШИМ с МОП-транзисторами нижнего уровня ступени драйвера Н-моста.

Вставка подачи PWM может быть получена через любой стандартный Схема генератора ШИМ на IC 555 или используя транзисторный нестабильный мультивибратор.

Для более точной репликации ШИМ можно также выбрать Генератор ШИМ осциллятора Bubba для получения ШИМ с показанной выше схемой синусоидального инвертора 5 кВА.

Процедуры построения для вышеуказанной конструкции не отличаются от первоначальной конструкции, единственное отличие состоит в интеграции буферных каскадов BC547 / BC557 BJT с МОП-транзисторами нижнего уровня полного мостового каскада ИС и входом в него ШИМ.

Другой компактный дизайн

Небольшой осмотр показывает, что на самом деле разгонный блок не должен быть таким сложным.

Схема генератора постоянного тока на 310 В может быть построена с использованием любой другой схемы на основе альтернативного генератора. Ниже показан пример конструкции, где в качестве двухтактного генератора используется полумост IC IR2155.

Опять же, нет никакой конкретной конструкции, которая может быть необходима для каскада генератора 310 В, вы можете попробовать любую другую альтернативу в соответствии с вашими предпочтениями, некоторые общие примеры: IC 4047, IC 555, TL494, LM567 и т. Д.

Детали индуктора для вышеуказанного ферритового трансформатора с 310 В до 220 В

Упрощенный дизайн

До сих пор в приведенных выше конструкциях мы обсуждали довольно сложный бестрансформаторный инвертор, который включал в себя два тщательно продуманных этапа для получения конечной выходной мощности сети переменного тока. На этих этапах сначала необходимо преобразовать постоянный ток батареи в 310 В постоянного тока через инвертор с ферритовым сердечником, а затем 310 В постоянного тока необходимо переключить обратно на 220 В среднеквадратичного значения через полную мостовую сеть с частотой 50 Гц.

Как предположил один из заядлых читателей в разделе комментариев (г-н Анкур), двухэтапный процесс является излишним и просто не требуется. Вместо этого, секция ферритового сердечника может быть модифицирована соответствующим образом для получения требуемой синусоидальной волны 220 В переменного тока, а секция полного моста MOSFET может быть исключена.

На следующем изображении показана простая установка для выполнения описанной выше техники:

ПРИМЕЧАНИЕ. Трансформатор представляет собой трансформатор с ферритовым сердечником, который необходимо правильно рассчитать d

В приведенной выше схеме правая сторона IC 555 подключена для генерации основных колебательных сигналов частотой 50 Гц для переключения MOSFET. Мы также можем видеть каскад операционного усилителя, в котором этот сигнал извлекается из схемы синхронизации RC RC в форме треугольных волн 50 Гц и подается на один из его входов для сравнения сигнала с сигналами быстрой треугольной волны от другой IC 555. нестабильная схема. Эти быстрые треугольные волны могут иметь частоту от 50 до 100 кГц.

Операционный усилитель сравнивает два сигнала для генерации модулированной частоты SPWM, эквивалентной синусоиде. Этот модулированный SPWM подается на базы BJT драйвера для переключения полевых МОП-транзисторов со скоростью SPWM 50 кГц, модулированных с частотой 50 Гц.

MOSFE, в свою очередь, переключают присоединенный трансформатор с ферритовым сердечником с той же модулированной частотой SPWM, чтобы генерировать намеченный чистый синусоидальный сигнал на вторичной обмотке трансформатора.

Из-за высокочастотного переключения эта синусоидальная волна может содержать нежелательные гармоники, которые фильтруются и сглаживаются конденсатором 3 мкФ / 400 В для получения достаточно чистой синусоидальной волны переменного тока на выходе с желаемой мощностью, в зависимости от трансформатора и характеристики заряда аккумулятора.

Правая микросхема IC 555, которая генерирует сигналы несущей 50 Гц, может быть заменена любой другой подходящей микросхемой генератора, такой как IC 4047 и т. Д.

Конструкция инвертора с ферритовым сердечником с использованием нестабильной схемы транзистора

Следующая концепция показывает, как можно построить простой инвертор с ферритовым сердечником, используя пару нестабильных схем на основе обычных транзисторов и ферритовый трансформатор.

Эта идея была предложена несколькими преданными последователями этого блога, а именно г-ном Рашидом, г-ном Сандипом, а также еще несколькими читателями.

Концепция схемы

Первоначально я не мог понять теорию этих компактных инверторов, которые полностью исключают громоздкие трансформаторы с железным сердечником.

Однако после некоторого размышления мне кажется, что мне удалось обнаружить очень простой принцип, связанный с работой таких инверторов.

В последнее время китайские инверторы компактного типа стали довольно известными именно благодаря своим компактным и гладким размерам, которые делают их исключительно легкими и в то же время чрезвычайно эффективными с учетом их характеристик выходной мощности.

Первоначально я думал, что эта концепция неосуществима, потому что, по моему мнению, использование крошечных ферритовых трансформаторов для низкочастотных инверторов казалось совершенно невозможным.

Для бытовых инверторов требуется 50/60 Гц, а для реализации ферритового трансформатора нам потребуются очень высокие частоты, поэтому идея выглядела очень сложной.

Поразмыслив, я был поражен и счастлив, обнаружив простую идею реализации дизайна. Все дело в преобразовании напряжения батареи в сетевое напряжение 220 или 120 на очень высокой частоте и переключении выхода на 50/60 Гц с помощью двухтактного МОП-транзистора.

Как это устроено

Глядя на рисунок, мы можем просто увидеть и понять всю идею. Здесь напряжение батареи сначала преобразуется в высокочастотные импульсы ШИМ.

Эти импульсы передаются в повышающий ферритовый трансформатор, имеющий требуемый соответствующий номинал. Импульсы подаются с использованием МОП-транзистора, чтобы можно было оптимально использовать ток батареи.

Ферритовый трансформатор увеличивает напряжение на выходе до 220 В. Однако, поскольку это напряжение имеет частоту от 60 до 100 кГц, его нельзя напрямую использовать для работы с бытовой техникой, и поэтому требуется дальнейшая обработка.

На следующем этапе это напряжение выпрямляется, фильтруется и преобразуется в 220 В постоянного тока. Этот высоковольтный постоянный ток, наконец, переключается на частоту 50 Гц, чтобы его можно было использовать для работы бытовых приборов.

Пожалуйста, обратите внимание, что, хотя схема была разработана исключительно мной, она не тестировалась на практике, делайте это на свой страх и риск и только в том случае, если вы достаточно уверены в данных объяснениях.

Принципиальная электрическая схема
Перечень деталей для схемы компактного инвертора с ферритовым сердечником от 12 В до 220 В переменного тока.
  • R3 — R6 = 470 Ом
  • R9, R10 = 10К,
  • R1, R2, C1, C2 = рассчитать для генерации частоты 100 кГц.
  • R7, R8 = 27К
  • C3, C4 = 0,47 мкФ
  • T1—-T4 = BC547,
  • T5 = любой N-канальный МОП-транзистор 30 В, 20 А,
  • T6, T7 = любой, 400 В, 3 А MOSFET.
  • Диоды = быстрое восстановление, быстродействующий тип.
  • TR1 = первичный, 13 В, 10 ампер, вторичный = 250-0-250, 3 ампер. Ферритовый трансформатор с электронным сердечником …. обратитесь за помощью к опытному разработчику мотальных машин и трансформаторов.

Усовершенствованная версия вышеуказанного дизайна показана ниже. Выходной каскад здесь оптимизирован для лучшего отклика и большей мощности.

Улучшенная версия

Предыдущая: Воспроизведение мелодии с помощью функции Tone () в Arduino Далее: Что внутри Bluetooth-гарнитуры

Автомобильный преобразователь 12-220 на 2500 ватт

Сравнительно не так давно коллеги с сайта попросили нарисовать схему замечательного автомобильного инвертора на 1500 ватт и вот сейчас решил выложить принцип строения замечательных автомобильных инверторов. Для более наглядной демонстрации возможностей таких схематик, решил нарисовать силовую часть замечательного инвертора на 4-х трансформаторах.

В чем же главное преимущество данной схемы ?

Для получения громадных мощностей многие производители автомобильных сабвуферов используют инверторы с отдельными трансформаторами. Такое ответ позволяет взять практически бесконечную мощность, потому, что неприятностей с габаритными размерами трансформатора тут не появляется.

В таком инверторе все силовые ключи качает один генератор, т.е нет опасности образования встречных токов, все трудится четко по замыслу. В качестве трансформаторов планировались сердечники от комповых блоков питания, с этими сердечниками без неприятностей возможно снять 600 ватт (любой трансформатор).

Для того, дабы снять 600 ватт с одного трансформатора, хватит всего двух пар силовых ключей серии IFR3205. Затворы транзисторов каждого плеча спарены через ограничительные резисторы и подаются на управляющий драйвер. Не нарисовал задающий генератор по той причине, что моя версия достаточно ветхая, не смотря на то, что оправдывает себя в произвольных обстановках, может у кого-то будет вариант задающей цепи получше, прошу дополнить.

Для получения заданной мощности (2,5кВт) пригодиться 16 полевых ключей серии IRF3205, любой из этих транзисторов стоит порядка 2-х долларов, в случае если добавить к данной цене цена выходных диодов, конденсаторов, других комплектующих и сердечников, то мы возьмём конечную цену в размере 60-70$, но вместо у вас будет полноценный инвертор на 2500 ватт — настоящей мощности! Кроме того китайский инвертор на 2500 ватт (в реале мощность образовывает недалеко от 1000 ватт) стоит раза в 3-4 дороже.

Главный недочёт схемы — выходное напряжение есть постоянным, но данный косяк возможно дополнить и взять на выходе модифицированный синус на 50 герц, обрисую данный процесс позднее, сообщу лишь, что ничего сложного в этом нет, нужен отдельный генератор на 50Гц (возможно выстроить на той же TL494 и на его аналогах) и высоковольтные полевые ключи, ключи необходимо подбирать с рабочим напряжением не меньше 400 Вольт и с током не меньше 20-25 Ампер, потому, что ток на выходе для того чтобы инвертора доходит до 12 Ампер, необходимо учесть, что инвертор (по крайней мере схематика) не имеет защит и кое-какие устройства, каковые имеют громадные пусковые токи, смогут выжить из инвертора намного больше, следовательно, транзисторы необходимо подобрать с запасом.

Количество спаренных трансформаторов возможно подобрать и больше, но направляться учесть, что для управления полевыми транзисторами нужен будет достаточно замечательный драйвер. На этом завершим беседу, но в конце желаю заявить, что схема опробована (правда с 3-я трансформаторами) — оправдывает себя на все 100% .

В обязательном порядке к прочтению:

ремонт и Обзор замечательного преобразователя 12-220 2500 ватт (ч.1)


Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:
  • Обзор автомобильного инвертора 12-220 175 ватт

    Еще один промышленный инвертор приобретённый специально для обзоров и тестов. Стоит таковой кроха порядка 20-25$, выходная мощность инвертора образовывает всего 175 ватт, но это совсем хорошо, в случае если…

  • Автомобильный преобразователь 12-220 75 ватт — обзор

    Да приятели мои, очередной обзор… На этот раз у нас на операционном столе лежит преобразователь напряжения либо легко инвертор из страны восходящего солнца. Преобразователь рекомендован для работы…

  • Обзор инвертора 12-220 1000 ватт

    Очередной промышленный инвертор напряжения 12-220 Вольт. Таковой инвертор рекомендован для работы от автомобильного аккумулятора, снабжает на выходе сетевые 220 Вольт с частотой 50Гц, отличие…

  • Автомобильный инвертор 12-220 вольт 1000 Ватт собственными руками

    Автомобильные инверторы 12-220 достаточно пригодные аппараты. С их помощью возможно взять сетевое напряжение 220 Вольт от бортовой сети автомобиля 12 Вольт. Устройство из себя воображает…

  • Несложный инвертор 12-220 Вольт на 100 ватт

    Конструкции особенно несложных инверторов возможно реализовать с применением трансформатора от компьютерного блока питания. Как мы знаем, в компьютерных БП имеется 3 трансформатора, для данной цели…

UPS инвертор-зарядник автоматизированный 12>220в/1квт « схемопедия


Как часто в быту бывает необходимо срочно подзарядить аккумулятор, или при отсутствии (отключении) электро-энергии выполнить какую нибудь срочную работу, для которой необходима сеть 220в/50гц. Или так же поддерживать питание некоторых приборов для которых отключение электро энергии критично. Для перечисленных целей предлагается повторить разработанный мной автоматизированный инвертор зарядник. Иными словами UPS.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА

Питающее напряжение сети: 220В.

Частота питающей сети: 50Гц.

Напряжение на выходе при отсутствии сети………………………220В +_10%

Напряжение аккумуляторной батареи,при котором обеспечивается нормальная работа прибора: 10.5….14.5В

Режим заряда аккумуляторной батареи: постоянным напряжением.

Допустимая максимальная емкость заряжаемых аккумуляторов….200А/ч

Режим перехода на автономное питание: автоматический.

Время заряда аккумуляторов при полном разряде батареи: 15Час.

Номинальная выходная мощность инвертора: 750Вт.

Максимальная (кратковременная) нагрузочная способность: 1500Вт.

Частота при работе в автономном режиме: 50Гц +_1%

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПРИБОРА

Силовая часть прибора построена на мощных транзисторных ключах типа 2ТК235-50-2, по два ключа в плечо параллельно, включенных в двухтактную схему переключения. В качестве раскачки применяются транзисторы дарлингтона (составные) КТ827А. Задающий генератор выполнен на микросхеме серии TL494, и обеспечивает частоту управления силовыми ключами 50Гц.

Переключение режимов работы происходит автоматически и обеспечивается примененным в схеме реле ТКЕ-52. В качестве силового трансформатора применен тороид от 9А лабораторного авто трансформатора,конструктивно обмотка трансформатора была оставлена как есть,и применена в качестве вторичной обмотки.верхняя регулировочная полоса со снятым лаковым покрытием была занова заизолирована масляным паркетным лаком тщательно просущена,после чего обмотка была обмотана двумя слоями лако ткани. Поверх лакоткани было намотано 2х12 витков медной шины сечением 10 мм/кв, отводы для транзисторов раскачки брались минус 1 виток каждого плеча первичной обмотки. После чего весь трансформатор был пропитан тем же масляным лаком для звуко изоляции и помещен в сушилку. При намотке первичной обмотки 2х12вит, следует обратить особое внимание симметричности плеч, количество витков в двух полуобмотках должно быть одинаковым и соответствовать параметрам описанным выше. Задающий генератор построен по классической схеме взятой из технического описания микросхемы (даташит). Задача генератора обеспечить два противо фазных сигнала управления силовыми ключами частотой 50Гц, подробно описывать логику его работы думаю не стоит.

Переключение режимов работы прибора обеспечивает реле Rel1. Реле питается непосредственно от сети 220В через гасящий конденсатор С2 и диодный мост VDS. При наличии сети 220В на входе прибора реле включено, соответственно подано напряжение сети на выход прибора и на силовой трансформатор который обеспечивает напряжение заряда аккумулятора через двух плечевой выпрямитель VD1,VD2. Задающий генератор при этом режиме обесточен и открывающие транзисторные ключи импульсы отсутствуют. При отключении сети реле обесточивается, отпускает, отключает от первичной обмотки силового трансформатора линию городской сети, одновременно подавая питание 12В на задающий генератор, который начинает вырабатывать импульсы управления ключами. Преобразованное напряжение подается непосредственно на выход прибора и продолжает питать нагрузку. При появлении сети на входе прибора происходит процесс в обратном порядке, реле срабатывает выключая питание генератора и подключает одновременно к городской сети обмотку трансформатора и в ыход прибора.

Несколько слов о конструкции прибора, транзисторы – силовые ключи необходимо разместить на радиаторах площадью не менее 250 см/кв каждый, я применил готовые алюминиевые радиаторы от диодов ВЛ. Транзисторы раскачки желательно тоже снабдить небольшими радиаторами. Все радиаторы должны быть изолированы друг от друга. Я применил в качестве изолирующей крепежной панели текстолит толщиной 3мм. Задающий генератор собран на печатной плате отдельно. Корпус прибора был сварен из угольников 25 ток. в два “этажа”, внизу размещался трансформатор, наверху радиаторы реле и плата задающего генератора. Снаружи каркас “обшивался” листами гетинакса с медным покрытием наружу, которые потом были покрашены нитро эмалью.

Автор схемы: Артур (Левша)

TL494 Частота ШИМ-контроллера 500–100 кГц | Схема + печатная плата — Поделитесь проектом

Модуль ATMEGA328P со встроенным LoRa и CAN-BUSВВЕДЕНИЕ В своем стремлении усовершенствовать свою систему телеметрии LoRa к настоящему времени я прошел через довольно много прототипов. Этот пост будет посвящен следующему дизайну узла. В связи с тем, что площадь, на которой я буду развертывать систему, довольно большая, но с примерно квадратными граничными линиями ограждения, я решил попробовать уменьшить количество узлов LoRa Radio, необходимых для покрытия всей области.Это открыло возможность использовать CAN-BUS для подключения узлов, работающих только с датчиками, к радиоузлу, чтобы они сообщали о состоянии при возникновении исключений, а также по запросам от радиоузла. Таким образом, устройство будет функционировать как шлюз LoRa-to-CAN-BUS с некоторой локальной автоматизацией для управления передачей данных на мастер-станцию. Эта концепция также может быть адаптирована для использования в других областях, таких как домашняя автоматизация или промышленная установка. В основе устройства я остановился на универсальном ATMEGA328P, который, если исключить текущую нехватку чипов и текущие высокие цены, является очень недорогим чипом с множеством хорошо протестированных библиотек и относительно низкой кривой обучения, в значительной степени из-за его очень широкого использования в экосистеме Arduino.Компонент LoRa обрабатывается модулем RA-02 или даже RA-01H от AI-Tinker (не спонсируется). Это устройство, как мы видели в предыдущих прототипах, требует использования преобразователей логических уровней из-за того, что оно принимает только логические уровни 3,3 В. Хотя я мог бы избавиться от них, если бы запитал ATMEGA328P от 3,3 В, это вызвало бы две проблемы, одна из которых по-прежнему будет заставлять использовать преобразователи уровней… Я решил запустить ATMEGA328P на частоте 16 МГц, что в основном заставляет мне использовать 5v для питания чипа.Вторая причина не так очевидна, если вы внимательно не прочитаете несколько таблиц данных… Компонент CAN-Bus обрабатывается автономным контроллером SPI-to-CAN MCP2515, а также приемопередатчиком CAN-шины TJA1050. интересно… MCP2515 может работать от 3,3 В, а TJA1050 работает только от 5 В. Таким образом, теоретически я мог бы использовать преобразователи логических уровней только между MCP2515 и TJA1050, в то время как остальная часть схемы работает на 3,3 В … Учитывая, что я бы предпочел использовать ATMEGA328P на частоте 16 МГц, а также тот факт, что мой LoRa Radio Схема модуля со схемой преобразователя логического уровня работает очень хорошо, я решил не менять ее и оставить шину CAN на 5 В на всем протяжении, так как мне все равно придется использовать регулятор 5 В на печатной плате только для эта цель.Соединения ввода-вывода для модулей LoRa и CAN BUS Оба встроенных компонента ( Lora и CAN ) являются устройствами SPI. Это означает, что они имеют общие линии SCK, MISO и MOSI (обеспечиваемые на ATMEGA328P выводами D13, D12 и D11 соответственно. Затем индивидуальное устройство SPI дополнительно выбирается для работы с помощью вывода CE, по одному уникальному выводу на устройство). который устанавливается микроконтроллером на низкий уровень, чтобы указать устройству, что оно должно обратить внимание на данные, передаваемые по шине SPI … И LoRa, и CAN также используют другие контакты, LoRa нуждается в контакте сброса, подключенном к D9 , вывод CS/CE на D10, а также вывод аппаратного прерывания, подключенный к D2.(Обратите внимание, что это для использования с библиотекой LoRa Sandeep Mistry. Для библиотеки Radiolib потребуется дополнительный контакт, обычно подключенный к DIO1 на модуле LoRa. Устройство не обеспечивает доступ к этим контактам в его текущем макете, поэтому вы можете использовать только это с библиотекой Sandeep Mistry, по крайней мере на данный момент …) Модуль CAN использует вывод CE / CS на D4 с выводом IRQ на D6, который, хотя и не является выводом аппаратного прерывания, имеет функциональность PCINT. Контакты D10, D9 и D2 не размыкаются для доступа пользователя.хотя я решил дать доступ к D4 и D6, а также к шине SPI, D11, D12, D13, чтобы разрешить взаимодействие с логическими анализаторами или добавить к шине другие устройства SPI… Это подводит нас к очень интересному моменту. … Действительно ли два устройства SPI хорошо работают вместе? и что я имею в виду под «хорошо играть вместе»? Чтобы ответить на этот вопрос, мы вынуждены сначала взглянуть на немного теории, а также понять фундаментальные различия между SPI и I2C… Разница между SPI и I2CБольшинство из нас будет хорошо знакомо с I2C, так как это очень распространенный протокол, используемый для подключения датчиков к микроконтроллеру.Он состоит всего из двух линий ввода-вывода, SDA для данных и SCL для часов. Каждое устройство на шине имеет собственный встроенный адрес, как и в случае расширителя ввода-вывода PCF8574, этот адрес можно выбрать между 0x20h и 0x27h. Все устройства совместно используют эти общие линии данных и будут реагировать только тогда, когда специально адресуется главным контроллером… Если вы случайно не поместите два устройства с одинаковым адресом на одну и ту же шину (если это вообще сработает), таким образом, чтобы неправильное устройство ответило на любой запрос данных…SPI, с другой стороны, работает по совершенно другому принципу, что делает его в несколько раз быстрее, чем I2c, при этом данные одновременно отправляются и принимаются активным устройством… SPI также известен как четырехпроводной протокол. Каждое устройство имеет как минимум 4 линии данных, а именно: SCK (часы), MOSI (для данных, передаваемых ОТ ведущего устройства НА ведомое устройство), MISO (для данных, передаваемых НА ведущее устройство ОТ ведомого устройства) и CE или CS (чип). выберите ) pin.SCK, MISO и MOSI являются ОБЩИМИ для всех устройств, что означает, что они являются общими для всех из них.CE/CS — это уникальный контакт для КАЖДОГО устройства, а это означает, что если у вас есть четыре устройства SPI на шине, вам нужно будет иметь четыре отдельных контакта CE/CS! Устройство будет или, скорее, должно реагировать только на данные на SPI- BUS, ЕСЛИ мастер переводит соответствующий вывод CE/CS в НИЗКИЙ уровень. Теперь вам должно очень быстро стать ясно, что это может превратиться в очень, очень сложный беспорядок, очень быстро. Возьмем очень хороший пример. модуль дисплея SPI ST7789 имеет дешевую версию, обычно продается на Ali-express, а также в других интернет-магазинах.Этот конкретный модуль, я полагаю, чтобы упростить его использование, имеет вывод CE / CS, который по умолчанию внутренне опущен на землю … Так что насчет этого, спросите вы? Что в этом плохого, ведь это экономит вам пин-код ввода-вывода? На самом деле это очень неправильно, факт, который вы очень быстро обнаружите, если когда-либо пытались использовать один из этих дисплеев на шине SPI вместе с другими устройствами SPI… Ничего не будет работать, или будет работать только дисплей (если вы повезло) Но почему? Вытягивание CE/CS LOW сигнализирует микросхеме, что она должна реагировать на инструкции на общих линиях SCK, MISO и MOSI.если штифт находится внутри НИЗКОГО уровня, это заставляет этот чип всегда реагировать, даже когда он не должен. Таким образом, загрязняя всю SPI-BUS мусором … Ответ на вопрос После этого очень многословного объяснения, которое все еще является чрезвычайно простым, пришло время вернуться к нашему первоначальному вопросу: Sx127x ( RA-02 ) Модуль и MCP2515 Могут ли контроллер хорошо работать на одной шине? Ответ не однозначен, так как он сводится к тому, какие библиотеки вы используете… Помните, что библиотека должна сбрасывать вывод CE/CS устройства, с которым она хочет взаимодействовать.Некоторые библиотеки ошибочно полагают, что используются только они, и игнорируют тот простой факт, что они должны освобождать вывод CE/CS ПОСЛЕ КАЖДОЙ транзакции, чтобы освободить шину для других устройств, которые также могут ее использовать… Однако я могу сказать, что библиотека LoRa от Sandeep Mistry, а также библиотека mcp_can действительно хорошо сочетаются друг с другом. Эти две библиотеки не удерживают отдельные выводы CE/CS в НИЗКОМ состоянии и позволяют совместно использовать шину spi. Это не относится к описанному выше модулю ST7789, где аппаратное обеспечение фактически все время вытягивает штифт… Взглянем поближе на печатную плату Давайте поближе познакомимся с печатной платой. Модуль Ra-02 (LoRa) занимает большую часть левой стороны печатной платы, а ATMEGA328P — справа. RA-02 окружен преобразователями уровня с использованием N-канального мосфета BSS138 и резисторов 10 кОм (от Q1 до Q6, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R8, R9, R10, R11, R12, R13). ) C1 и C2 — байпасные конденсаторы для модуля Ra-02. В левом нижнем углу у нас есть кнопка аппаратного сброса, для сброса ATMEGA328P, рядом с ней желтая перемычка (h2).Эта перемычка управляет балластным резистором 120 Ом (R17) для шины CAN. Удаление перемычки удалит балласт. Непосредственно под ним находится разъем CAN, помеченный как U5, где CH обозначается как CAN-H, а CL — как порты CAN-L. U3 и U4 вместе с R18, R19, X2, C16, C17 составляют компоненты CAN на печатной плате. Развязка обеспечивается C6, C7, C8, а также C9 и C12 (также включает развязку ATMEGA328P). Заголовок программирования ICSP предоставляется выше U1 (ATMEGA328P) для использования с USPASP, AVRASP или Arduino в качестве интернет-провайдера и т.п.На плате не предусмотрен преобразователь USB в последовательный порт, возможна последовательная загрузка, загружаемая с помощью загрузчика Arduino для Arduino NANO (чтобы использовать все аналоговые входы). Контакты RxD, TxD и DTR выведены на противоположные стороны печатной платы, а также доступ к контактам 3,3 В, 5 В и GND. Предусмотрена розетка постоянного тока. он может принимать до 12 В постоянного тока, хотя я бы рекомендовал не превышать 7,2 В, чтобы не слишком нагружать регуляторы LDO на задней панели печатной платы (LDO1 и LDO2). на картинке выше я подключил преобразователь USB-to-Serial, а также CAN-BUS к устройству.Принципиальная схема Подробные принципиальные схемы представлены ниже: Лист 1 (вверху) относится к ATMEGA328p и поддерживающей его схеме, а также к источнику питания через регуляторы LDO. Лист 2 (внизу) относится к преобразователям логического уровня, RA-02. (Sx1278) Модуль LoRa, контроллер CAN-BUS и схема приемопередатчика. Программное и микропрограммное обеспечение Чтобы протестировать этот модуль, я использовал библиотеку mcp_can от Cory J Fowler для части CAN-Bus, а также Arduino-LoRa от Sandeep MistryКомбинированный пример, использующий LoRa и CAN одновременно, будет выпущен вместе со следующей частью проекта, а именно модулем CAN-Relay.

TL494 PWM IC Распиновка, примеры, характеристики, техническое описание и применениеОн состоит из двух встроенных усилителей ошибки, генератора с регулируемой частотой, выходного триггера с импульсным управлением и схемы управления выходом с обратной связью. Усилители ошибки могут компенсировать напряжение от –0,3 до VCC – 2 вольта в стандартной конфигурации напряжения. Компаратор управляет мертвым временем с фиксированным смещением. Компаратор мертвого времени предлагает диапазон почти 5%. Внешний генератор также может подавать на эту микросхему ШИМ сигнал опорной частоты. Пользователи могут обойти встроенный генератор, подключив RT к эталонному выходному контакту.

В этом уроке по TL494 вы изучите эти концепции?

Как использовать микросхему управления широтно-импульсной модуляцией TL494? Как мы можем использовать IC управления широтно-импульсной модуляцией TL494 для генерации фиксированной и переменной PWM . Я уже публиковал туториал по контроллеру широтно-импульсной модуляции sg3525 . Вы также можете проверить это. TL494 — это интегральная схема ШИМ-управления или генерации. TL494 используется во многих приложениях. Я разработал симуляцию Proteus о том, как генерировать сигналы ШИМ и как спроектировать понижающий преобразователь .Его можно использовать в цепях преобразователя постоянного тока в постоянный . Он также используется в чистых синусоидальных инверторных схемах . Я сделал много проектов, основанных на силовой электронике. Вы также можете проверить их:

Знакомство с TL494 ИС управления ШИМ

Это полная ИС управления ШИМ. Он может использоваться как в одностороннем режиме, так и в двухтактной конфигурации. Он также обеспечивает переменное мертвое время, которое обеспечивает максимальный диапазон ШИМ. Он имеет все функции, необходимые для разработки схемы источника питания.Блок-схема TL494 показана ниже:

Это фиксированная частота и переменная ШИМ IC . Ширина импульса изменяется путем сравнения пилообразных сигналов двух внутренних генераторов на времязадающем конденсаторе с любым из управляющих сигналов. Выход становится высоким, когда управляющий сигнал становится ниже напряжения пилообразного сигнала. Я рекомендую вам проверить техническое описание микросхемы управления TL494 PWM для получения дополнительной информации и рабочих деталей.

Распиновка TL494

Схема распиновки и детали контактов TL494 приведены ниже.Мы предоставляем описание раскладки контактов и работаем в последующих разделах.

В этой таблице указана конфигурация контактов схемы управления широтно-импульсной модуляцией.

9002

TL494 Особенности

  • Встроенные каналы управления PWM
  • Текущая раковина и источника источника: 200 мА
  • Двойной выбираемые операции выхода: несимметричный или двухтактный режим
  • Функция управления временем простоя: переменный диапазон
  • Простая синхронизация
  • Выходы ШИМ: 2
  • Генератор фиксированной частоты

Электрические характеристики

  • Напряжение питания (Vcc): до 41 В
  • Максимальный выходной ток для обоих ШИМ: 9020 мА при выходном напряжении 2508 908 коллекторов 908 мА : 41 В
  • Диапазон температур: от -65 до 150 градусов

Для получения дополнительной информации о временных диаграммах и электрических характеристиках загрузите техническое описание

TL494 DataSheet

Как работает ШИМ-контроллер?

Как упоминалось ранее, это двойная схема управления ШИМ с фиксированной частотой и переменным рабочим циклом.Для работы не требуются никакие внешние компоненты, за исключением нескольких резисторов и конденсаторов для генератора. Этот осциллятор отвечает за генерацию пилообразного сигнала в соответствии с времязадающим конденсатором C T . Эта микросхема TL494 генерирует сигналы, сравнивая пилообразный сигнал с двумя управляющими сигналами усилителей ошибки. Выходной сигнал будет включен в то время, когда пилообразное напряжение больше напряжения на выходах усилителей ошибки. Вы можете увидеть блок-схему, приведенную выше.

  • Низкий выходной сигнал: если пилообразное напряжение меньше напряжения управляющего сигнала
  • Выходной сигнал высокий: если пилообразное напряжение больше напряжения управляющего сигнала

Триггер управления импульсами передает выходной ШИМ-сигнал на выходные транзисторы.

Как выбрать частоту генератора?

В последнем разделе мы видим, что осциллятор в основном отвечает за генерацию пилообразной формы волны. Эта пилообразная форма сигнала используется для управления мертвой паузой и усилителей-компараторов ШИМ.Следовательно, частота генератора определяет частоту выходных сигналов. Теперь мы увидим, как выбрать частоту генератора.

Мы можем выбрать частоту, подобрав подходящие номиналы резистора R T и конденсатора C T . Мы можем выбрать значения конденсатора и резистора в соответствии с этой формулой:

Частота = 1/ R TX  C T

TL494 Примеры

Сначала мы рассмотрим простой пример генерации сигналов широтно-импульсной модуляции с помощью этой ИС. .После этого на практическом примере приведена принципиальная схема понижающего преобразователя.

Принципиальная схема для генерации сигналов ШИМ

Приведенная ниже схема может использоваться для генерации 2 сигналов ШИМ. Шириной каждого ШИМ можно управлять с помощью этих переменных резисторов.

Результаты моделирования двух ШИМ показаны ниже:

Пример конструкции понижающего преобразователя

Мы разработали понижающий преобразователь на примере TL494. Входное напряжение понижающего преобразователя составляет 25 В, а выходное — в диапазоне от 7 до 19 В.Пользователи могут изменять выходное напряжение с помощью переменного резистора, показанного на принципиальной схеме ниже. TIP127 используется в качестве коммутационного устройства.

Подробную информацию о работе понижающего преобразователя см. в видеомоделировании. В этом видео я объяснил работу конструкции понижающего преобразователя, используя эту схему контроллера широтно-импульсной модуляции. Я использовал переменный резистор для управления рабочим циклом ширины импульса. Другой переменный резистор используется для управления током. Входное напряжение составляет 25 вольт, а выходное напряжение находится в диапазоне от 5 вольт до 19 вольт.Когда рабочий цикл будет максимальным, выходное напряжение будет 19 вольт, а когда рабочий цикл будет минимальным, выходное напряжение будет 5 вольт. Схема делителя напряжения используется для измерения напряжения обратной связи, а шунтирующий резистор используется для измерения тока обратной связи.

TL494

TL494 Приложения

  • Режим коммутатора Power Actories
  • Электроника высокой мощности
  • Power Electronics Приложения
  • Коррекция фактора мощности
  • Настольный и портативный приложения

Пакеты

Этот IC доступен в четырех разных 16-контактные пакеты, такие как SOIC, PDIP, SOP, TSSOP.Вы можете проверить техническое описание для получения 2D-диаграммы физических размеров этих пакетов.

Альтернативные ИС контроллера ШИМ

Генератор ШИМ Проект TL494 | Клуб любителей электроники

Очень часто при разработке каких-то вещей мне нужен генератор сигналов прямоугольной формы с переменной шириной импульса и частотой для управления мощными полевыми МОП-транзисторами.

Вы можете использовать такой инструмент при разработке преобразователя постоянного тока или импульсного источника питания, вы можете использовать его для эмуляции ШИМ от микроконтроллера при разработке какой-либо новой встроенной конструкции, или, может быть, вы хотите разработать собственное беспроводное зарядное устройство… Это только некоторые из вещей, для которых вы можете использовать его.

Итак, я решил собрать очень простой ШИМ-генератор.

Вот мои критерии проектирования ШИМ-генератора, которые могут быть изменены в процессе, но это в значительной степени то, что я хочу на данный момент:

  • от 100 Гц до 500 кГц Переменная частота
  • От 5% до 85% Переменный рабочий цикл
  • Должен иметь независимую регулировку частоты и рабочего цикла
  • Переменная амплитуда сигнала от 1 В до 10 В (возможно, даже выше, например, 15 В)
  • Выбираемые выходы 50 Ом и низкий импеданс (LOW-Z)
  • Два выхода для двухтактного или одностороннего режима
  • Буферы выходного каскада должны иметь возможность непрерывно получать и потреблять ток 500 мА или выше
  • Буферы выходного каскада должны выдерживать индуктивную нагрузку (защита на выходе)
  • Должен быть построен из компонентов Jelly Bean

Итак, теперь, когда у меня есть список функций, которые я хочу реализовать — пришло время искать какую-то ИС, которая может генерировать пилообразные (обычно ШИМ состоит из пилообразного сигнала и компаратора) или ШИМ-сигналы.И я не должен забывать, что это должна быть желейная часть.

Первое, что приходит в голову, это использование специализированного ШИМ-контроллера. Конечно, я могу использовать операционные усилители для генерации рампы, а затем использовать другой операционный усилитель или компаратор для преобразования его в сигнал ШИМ, но это сложнее, чем использование специализированного контроллера.

Другой вариант — использовать MAX038 — микросхему генератора сигналов. Но это не мармеладная деталь, к тому же она снята с производства, и я не смог найти достойной замены. В любом случае, это не желейная часть.

Итак, ШИМ-контроллеры в выигрыше!

Наверное два самых популярных ШИМ контроллера это TL494 и SG3525A(KA3525A). Они стоят менее 1 доллара, производятся в больших количествах разными компаниями, и все ими пользуются. Это определенно подходит под часть «желе-бобы»!

Они оба могут работать в диапазоне частот от 100 Гц до 500 кГц. Оба имеют два выхода, усилители ошибок и прочее.
SG3525A имеет выходы типа тотемного полюса, что означает, что он может подавать и потреблять ток, в отличие от TL494, который имеет одиночные транзисторные выходы, которые могут выполнять только одну операцию за раз.
Но с TL494 гораздо проще переключаться между двухтактным и несимметричным режимами работы. Он имеет отдельный контакт для управления этим.

Итак, в итоге я решил использовать TL494.

Внутри есть практически все, что нужно для ШИМ-контроллера. У него есть осциллятор, который может дать вам от 100 Гц до чуть более 500 кГц и который управляется значениями резистора и конденсатора.
Полоса запрещенной зоны 5 В опорного напряжения. Внутренняя логика, усилители ошибок, ШИМ-компаратор и выходные транзисторы, каждый из которых может выдавать или потреблять до 500 мА.И все это менее чем за 1 доллар!

Круто, не правда ли?

Теперь, когда я знаю, какой чип буду использовать, я могу нарисовать предварительный эскиз будущего устройства.

Он будет состоять из генератора сигнала PWM (TL494), выходных буферов с тотемным полюсом (это означает, что они могут подавать и потреблять ток), блока питания специально для этих выходных буферов и выходных резисторов с переключателем для изменения выходного импеданса.

Вы сможете настроить частоту сигнала, коэффициент заполнения, амплитуду и выходное сопротивление.Плюс выберите режим работы между двухтактным и несимметричным (переключатель на схеме не показан).

Используя TL494, вы можете регулировать рабочий цикл от 1% до почти 90% (скорее 85%).

Пришло время стряхнуть пыль с моей макетной платы и сделать первый прототип ШИМ-генератора.
(кстати конструкция не высокочастотная, так что можно использовать макетную плату)

Слева TL494, а справа очень упрощенный двухкаскадный тотемный усилитель, питающий нагрузку 100 Ом.

А вот как это выглядит в прицеле:

Второй канал подключен к выходу второго каскада усилителя (который управляет резистором 100 Ом).

Я могу изменить частоту (рабочий цикл остается прежним):

И я могу настроить рабочий цикл менее чем на 1%:

До 85 % (частота не зависит от изменения рабочего цикла):

Также амплитуда может быть от менее 500 мВ до любого напряжения, которое могут выдержать выходные транзисторы:

(амплитуда может быть меньше, чем показано на этом скриншоте).

На сегодня все. Следите за обновлениями!
Комментарии приветствуются!

Нравится:

Нравится Загрузка…

Родственные

Схема генератора высокого напряжения

Этот высоковольтный генератор был разработан с целью тестирования электрическая защита от пробоя, используемая на железных дорогах. Эти  ​​средства защиты используются меры, чтобы гарантировать, что любые внешние металлические детали никогда не находиться под высоким напряжением.Если это должно было случиться, очень большой будет течь ток (порядка килоампер), что вызывает защита для работы, создание короткого замыкания на землю эффективно заземление металлических частей. Это происходит, когда, например, молния удар по ВЛ (или их опорам) на железных дорогах.

Этот генератор вырабатывает высокое напряжение 1000 В, но с выходной мощностью ток ограничен несколькими миллиамперами. Это позволяет электрическому защита от пробоя должна быть проверена без короткого замыкания состояние.В схеме используются общие детали: ширина импульса TL494 модулятор, несколько полевых транзисторов или биполярных переключающих транзисторов, простой 1,4 Сетевой трансформатор ВА и дискретный умножитель напряжения. P1 используется для установите максимальный ток, а P2 задает выходное напряжение.

Схема генератора высокого напряжения:



Использование умножителя напряжения имеет то преимущество, что рабочий напряжение сглаживающих конденсаторов может быть ниже, что делает их легче получить.TL494 был выбран, потому что он по-прежнему может работать на напряжение около 7 В, что означает, что он может продолжать работать даже при батареи почти разряжены. Питание обеспечивают шесть С-типа. батареи, что позволяет удерживать общий вес на разумном уровне. Вторичная обмотка 2×4 В силового трансформатора переменного тока (Tr1) используется обратно для передний. Это означает, что обмотка 4 В имеет удвоенное номинальное напряжение. через него, но это приемлемо, потому что частота намного выше (несколько килогерц), чем 50 Гц (60 Гц), на котором работает трансформатор. предназначен для.Окончательная версия также включает отображение выходных данных напряжение, чтобы можно было прочитать напряжение пробоя.

С исторической точки зрения следует немного предыстории Информация. Раньше была разработана другая система. Каждый высоковольтный опорный столб имеет систему защиты, и непонятно когда защита сработала и перешла в состояние короткого замыкания из-за большого тока разряда.

Поскольку речь шла об очень больших токах, некий мистер Ван Арк вычислил решение для этого.Он использовал стеклянную трубку, наполненную жидкостью. содержащий красный пигмент и металлический шарик. Когда большое течение произошел разряд металлический шарик взлетел вверх из-за сильного магнитного поле, которое заставляло пигмент смешиваться с жидкостью. Это могло быть видели в течение добрых 24 часов после события. После грозы было легко увидеть, где произошел ток разряда: нужно было только пройти мимо труб и хорошенько их осмотрите. К сожалению, все пошло не так, как ожидалось. Поскольку часто требовалось очень долгое время до появления выделений пигмент оседал слишком.Когда разряд, наконец, произошел, пигмент больше не смешались с жидкостью, и ничего не было видно. Эта система была поэтому отошла на второй план, но нашла свое место в истории (железной дороги) книги как «шары Ван Арка».

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Самонастраивающийся высоковольтный и высокочастотный синусоидальный источник питания для генерации плазмы диэлектрического барьерного разряда

1. Введение

Нетепловая плазма атмосферного давления интенсивно исследуется и используется в широком диапазоне исследовательских и промышленных областей, таких как аэронавтика. и аэрокосмическая промышленность, процессы обработки поверхности, борьба с загрязнением воздуха и воды и биомедицинские применения [1,2,3,4,5,6,7].Диэлектрические барьерные разряды (ДБР) часто используются в качестве источников нетепловой плазмы, поскольку они позволяют дешевым способом генерировать однородно распределенную нетепловую плазму при атмосферном давлении. Кроме того, их легко построить во множестве геометрий и легко масштабировать [1]. ДБР-реактор состоит из двух электродов, разделенных одним или несколькими диэлектрическими слоями [8]. В последние десятилетия было исследовано несколько геометрий реакторов [9]. В этой работе для испытания генератора использовались две из наиболее часто используемых геометрий реактора: объемный разряд с полусферическими пластинами и поверхностный разряд.Эскизы реактора и соответствующие генерируемые разряды показаны на рис. 1. При приложении к электродам переменного напряжения с достаточно большой амплитудой происходит пробой газа. Репрезентативная вольт-амперная характеристика синусоидальной нагрузки DBB представлена ​​на рис. 2а. Плазма макроскопически воспламеняется дважды за каждый период напряжения (интервалы A и B выделены светло-желтым цветом на рисунке [10]. В каждом из этих интервалов времени появляется плазма стримерного характера (красная линия тока в этих интервалах уже не синусоидальна).Частота повторения стримеров (которые представляют собой плазменные нити) обычно находится в диапазоне от 1 до 10 МГц с временем жизни несколько десятков наносекунд [1]. Упрощенная эквивалентная схема ДБР представлена ​​на рис. 2б, где С d и С газ — эквивалентные емкости диэлектрического и газового промежутков соответственно. Переключатель SW p замыкается каждый раз, когда формируется плазменный стример (т.е. в МГц диапазоне). Наличие сопротивления плазмы R p отражает среднюю мощность, используемую разрядом для ионизации газа, емкость плазмы C p учитывает увеличение общей мощности реактора при поджигании плазмы [1].Эта эквивалентная схема является сильно емкостной с коэффициентом мощности, как правило, ниже 0,05. В приложениях плазменной медицины модификация поверхности и химическая активация из-за эффекта плазмы сильно зависят от дозы энергии [11]. Таким образом, знание средней мощности, питающей разряд, является решающим параметром для оценки. Более того, когда требуется большое количество энергии (например, при производстве озона для очистки воздуха или воды [12]), необходимо также учитывать эффективность высоковольтного источника питания.Таким образом достигается экологически чистый процесс. В последнее десятилетие было представлено несколько типологий источников питания, используемых для питания нагрузок DBD. Наиболее часто используются синусоидальная [1], импульсная [11,12,13,14] и произвольная формы сигналов напряжения [15,16]. Из-за низкой стоимости и надежности часто предпочитают синусоидальные источники питания. Источники питания переменного тока обычно состоят из низковольтной секции и повышающего трансформатора. Разряд можно зажигать непосредственно на рабочей частоте (50 или 60 Гц) [17] или на повышенных частотах с помощью силовых электронных компонентов.Было использовано несколько архитектур с одним [18], двумя [19] или четырьмя [20] электронными переключателями. Использовались и безтрансформаторные конфигурации [21]. В данной работе представлен высоковольтный источник питания на основе двухтактного преобразователя, управляемый микроконтроллером Arduino DUE и оснащенный бортовой диагностикой. Этот источник напряжения используется для создания нетепловых разрядов ДБР при атмосферном давлении с самонастраивающейся рабочей частотой. Самонастройка зависит от импеданса нагрузки и гарантирует высокую эффективность и низкий износ компонентов.Выходное напряжение и средняя мощность, подводимая к разряду, определяются и контролируются в режиме квазиреального времени без использования дорогостоящей внешней измерительной установки. Этот источник питания позволяет питать нагрузку непрерывно или с циклами модуляции включения/выключения. Оптимизация этих форм сигналов напряжения обычно имеет решающее значение в авиации [22, 23] и в процессах лечения [24, 25]. Программное обеспечение LTspice [26] использовалось для лучшего понимания поведения генератора и для сравнения экспериментальных измерений и результатов моделирования.Этот документ разделен следующим образом. Во-первых, в Разделе 2 представлена ​​архитектура блока питания. Затем приведены причины использования микроконтроллера Arduino 2. Измерения средней мощности и основные операции с генератором представлены в Разделе 4 и Разделе 5 соответственно. Предлагаемая стратегия самонастройки управления описана в разделе 6. В заключении приводятся выводы.

2. Архитектура источника питания

Источник питания, представленный в данной работе, может генерировать синусоидальный высоковольтный выход до 20 кВ пик с переменной частотой в диапазоне от 10 до 60 кГц со средней выходной мощностью до 200 Вт.Архитектура генератора основана на коммерческом низковольтном преобразователе переменного тока в постоянный, питающем двухтактный высоковольтный трансформатор (рис. 3). Коммерческий преобразователь переменного тока в постоянный рассчитан на напряжение до 40 В (В постоянного тока на рис. 3) и ток до 10 А. Этот тип источника питания постоянного тока был выбран из-за его надежности, доступности на рынке и соображений безопасности. .Управляющий сигнал ШИМ генерируется интегральной схемой TL494. В качестве переключателей использовались полевые МОП-транзисторы IRF3415. Микроконтроллер Arduino DUE используется как для регулирования частоты переключения, так и для выборки двух сигналов V out и V Cm .Первый изменяется путем изменения значения цифрового потенциометра, подключенного к выводу частоты генератора интегральной схемы TL494. Схема выборки, бортовой делитель напряжения и наличие измерительного конденсатора С м , показанные на рисунке 3, будут описаны далее. Каждая первичная обмотка состоит из 7 витков (N 1 /2 на рисунке), вторичная — из 1000 витков (N 2 на рисунке). Обмотка высокого напряжения является промышленной и изолирована с помощью заливки из силиконовой резины.Компоненты D s , R s и C s на рис. 3 представляют собой демпфирующие цепи, используемые для ограничения перенапряжения MOSFET во время коммутации. Еще одной важной особенностью этого источника питания является возможность модулировать выходное напряжение с помощью циклов включения / выключения. . Пример модуляции напряжения включения/выключения с временами включения и выключения, равными 1 и 2 мс соответственно, представлен на рисунке 4. Частота генерации плазмы была установлена ​​на 40 кГц. Это означает, что для каждого интервала времени включения генерируется 40 циклов сигнала.На рисунке показан переходный процесс продолжительностью около 500 мкс после фазы включения и практически незначительный переходный процесс после фазы выключения. Как уже упоминалось, эта стратегия модуляции является ключевым параметром в ряде исследовательских и промышленных приложений для достижения как эффективного, так и действенного лечения.

3. Причины использования микроконтроллера Arduino DUE

Основными особенностями этой системы питания являются ее гибкость, возможность визуализации выходного напряжения и средней мощности, питающей разряд, а также самоопределение и настройка наилучшей рабочей частоты в зависимости от подключенная к нему нагрузка.Как будет описано ниже, рабочая частота позволяет как максимизировать эффективность генератора, так и снизить электрическую нагрузку на МОП-транзисторы. Arduino DUE был выбран потому, что это недорогой микроконтроллер, способный обнаруживать аналоговые сигналы с частотой дискретизации до 500 кГц. Поскольку максимальная выходная частота составляет 60 кГц, согласно теореме дискретизации Найквиста-Шеннона частота дискретизации 500 кГц гарантирует правильную дискретизацию сигнала до четвертой гармоники. Для более низких рабочих частот это условие может быть выполнено даже для более высокого содержания гармоник.

Высоковольтный сигнал V out определяется с помощью встроенного резистивного делителя с емкостной компенсацией и выборкой микроконтроллером. Этот делитель напряжения состоит из набора из 20 высоковольтных резисторов, каждый из которых рассчитан на 2 МОм, 3 кВ. Измерительный резистор, последовательно с другими 20 высоковольтными резисторами, подключен к клемме заземления и рассчитан на 1,5 кОм, 100 В. Каждый высоковольтный резистор имеет параллельно высоковольтный конденсатор, 220 пФ, 3 кв.Измерительный резистор имеет параллельно конденсатор 15 пФ, 100 В.

Средняя мощность P, питающая разряд, определяется по формуле:

P=1T∫01/Tvouttiouttdt,

(1)

где T — период формы волны, а v из и i из — напряжение и ток, питающие нагрузку, соответственно. [1] и рис. 2а). Таким образом, правильная оценка средней мощности, питающей разряд, должна выполняться с использованием как датчика тока, так и аналого-цифрового преобразователя с соответствующей полосой пропускания, разумно превышающей 10 МГц.Чтобы сдержать стоимость генератора, средняя мощность была оценена с использованием значений заряда-напряжения Лиссажу [27]. Измерение заряда выполняется путем включения шунтирующей емкости (C m на рис. 3 и рис. 5а) последовательно с нагрузкой. Емкость должна быть на несколько порядков выше емкости реактора, чтобы ее влияние на напряжение на разрядном промежутке было пренебрежимо малым. По этой причине было выбрано значение 10 нФ.Заряд q m , накопленный конденсатором C m , можно выразить с помощью падения напряжения на конденсаторе V Cm как qm=Cm VCm. Учитывая, что ток, питающий нагрузку, равен iout=CmdvCmdt, уравнение (1) может быть выражено как:

P= 1T∫01/TvouttCmdvCmdtdt==1T∫01/Tvoutt dqm 

(2)

Последний интеграл представляет собой энергию, переданную разряду за один цикл формы волны, и может быть рассчитан как площадь, ограниченная кривой V out – Q m на диаграмме Лиссажу.Поскольку это интегральный метод, требуемая частота дискретизации такая же, как и для приложенного напряжения V out . Таким образом, микроконтроллер можно использовать для оценки средней мощности при использовании метода фигуры Лиссажу. На рисунке 5b показан пример фигуры Лиссажу. Области «А» и «Б» соответствуют временным интервалам, в которых происходит зажигание разряда (см. рис. 2а). Поскольку наклон кривой Лиссажу равен эквивалентной емкости нагрузки, можно отметить, что эквивалентная емкость реактора при поджигании разряда (интервалы «А» и «В») примерно вдвое эквивалентная емкость без присутствия плазмы.Такое поведение уже было представлено, когда схема эквивалентного разряда была представлена ​​на рисунке 2b. Созданием модуляции выходного напряжения включения/выключения (см. рисунок 4) управляет микроконтроллер, запрещающий генерацию ШИМ TL494. Основная информация о рабочей частоте, максимальном выходном напряжении, средней мощности и интервалах включения и выключения выходной модуляции доступна на бортовом дисплее или непосредственно на мониторе ПК.

5. Основные операции генератора

В ДБР-плазмах, работающих на частотах несколько киловольт и несколько десятков кГц, режим разряда не связан жестко со значением частоты питания, поскольку частота генерации стримеров всегда находится в мегагерцовом диапазоне, при этом плазма время жизни филамента порядка десятков наносекунд [1].Частота подачи в основном влияет на количество периодов в секунду, в течение которых возникает плазма. Наиболее важным параметром, связанным с эффектами разряда, обычно является средняя мощность, питающая разряд. В качестве примера можно привести производство озона в плазменном разряде ДБР. Выход озона практически не меняется в диапазоне частот от 10 до 50 кГц. Работая при постоянном напряжении, увеличение частоты приводит к более высокой мощности разряда и приращению генерируемого озона, сохраняя постоянными затраты энергии на производство озона [10,12].В области аэронавтики одинаковую индуцированную скорость можно получить, используя плазменный привод DBD, питаемый одной и той же средней мощностью, полученной при различных значениях напряжения и частоты [28]. Таким образом, рабочая частота может быть выбрана с использованием критериев, связанных с наилучшей производительностью источника питания, с последующей регулировкой питающего напряжения для получения желаемой средней мощности. В экспериментах, представленных в этой работе, выбранная частота максимизирует эффективность источника питания за счет зависимости от импеданса нагрузки и минимизирует износ компонентов.

Возможность изменения частоты коммутации является важной особенностью этого источника питания. Изменяя этот параметр, можно получить как разные режимы коммутации МОП-транзисторов, так и разное содержание гармоник питающего напряжения. Когда дроссель DBD подключен к высоковольтным клеммам, частота переключения может варьироваться для достижения режима мягкого переключения. В этом режиме достигается бестоковое переключение (ZCS), сильно ограничивающее перенапряжения полевых МОП-транзисторов и, таким образом, минимизирующее рассеивание мощности в демпфирующих цепях.

Чтобы лучше понять поведение генератора в зависимости от частоты коммутации, было использовано программное обеспечение LTspice. МОП-транзисторы были реализованы с использованием модели Spice, доступной на веб-сайте International Rectifier. Магнитная связь между обмотками реализована с использованием коэффициента взаимной индуктивности K. Следуя руководству пользователя LTspice, этот параметр можно рассчитать как: где L — собственная индуктивность обмотки, а L утечка — индуктивность рассеяния между рассматриваемыми обмотками.Собственная индуктивность и индуктивность рассеяния были измерены для всех обмоток с помощью измерителя импеданса Asita AS250. Была обнаружена существенная симметрия, что привело к определению значения K, равного 0,94 для всех обмоток. Первым важным аспектом этого источника питания является зависимость величины выходного напряжения от частоты переключения. Это соотношение показано на рис. 8 при поставке объемных и поверхностных реакторов. Эквивалентная емкость объемного реактора 120 пФ, поверхностного 15 пФ.Эти значения были получены с помощью измерителя импеданса Asita AS250. Сплошные линии относятся к измерениям, выполненным с помощью микроконтроллера, пунктирные линии — результаты моделирования LTspice.

Экспериментальные результаты и результаты моделирования очень хорошо согласуются, что лежит в основе обоснованности упрощенной модели, используемой в LTspice. В зависимости от грузоподъемности может наблюдаться различная резонансная частота. Поскольку коэффициент трансформации трансформатора составляет около 143, на резонансной частоте выходное напряжение, подаваемое генератором, сильно возрастает при сохранении того же входного постоянного напряжения.Как и ожидалось, при увеличении емкости нагрузки уменьшаются как резонансная частота, так и выходное напряжение.

На рис. 9а показано сравнение измерений и результатов моделирования. С левой стороны показаны величины низкого напряжения, такие как напряжения MOSFET и постоянный ток шины. С правой стороны представлено выходное напряжение. Это сравнение проводят для частот, меньших, равных и превышающих частоту мягкого переключения (f ss ), при фиксированном входном постоянном напряжении, равном 10 В, и емкости реактора 15 пФ.Как видно из результатов на рис. 8, было получено общее хорошее согласие между измерениями и моделированием. ). Следовательно, рассеивание мощности при коммутации практически исключено. Кроме того, перенапряжения MOSFET сведены к минимуму. Для частот ниже f ss (рис. 9a) или выше f ss (рис. 9c) постоянный ток шины стремится к нулевому значению.Это приводит к коммутационным потерям в полевых МОП-транзисторах и серьезным перенапряжениям, которые должны ограничиваться демпфирующими цепями. Перенапряжения могут превышать режимное значение в несколько раз. В качестве примера на рис. 10 показаны измеренные напряжения МОП-транзистора с демпферной цепью и без нее для частоты ниже значения мягкого переключения. Без снабберной цепи перенапряжение примерно в 5 раз превышает режимное значение. В правой части рисунка 9 показано изменение выходного напряжения во времени на трех частотах.Опять же, было получено очень хорошее согласие между измерениями и моделированием. При работе с частотой меньше, чем частота плавного переключения, выходное напряжение имеет высокий уровень гармоник. Гармонические искажения сильно уменьшаются на частоте мягкого переключения и почти исчезают при работе за пределами этого значения. Рабочая частота также влияет на общий КПД генератора. Проведена оценка этого важного параметра, определяемого отношением средней мощности разряда к входной мощности постоянного тока.Оба реактора, уже использовавшиеся для получения частотной характеристики напряжения, представленной на рис. 8, были использованы для этой цели. Как уже было сказано, первый реактор представляет собой поверхностный ДБР с эквивалентной нагрузочной емкостью 15 пФ, второй — объемный ДБР с эквивалентной емкостью 120 пФ. Для поддержания средней мощности, питающей оба разряда, на постоянном уровне, 170 Вт для объемного реактора и 12 Вт для поверхностного, входное постоянное напряжение было снижено за счет увеличения частоты коммутации.Средняя мощность разряда оценивалась с помощью упомянутого выше метода Q-V Лиссажу. Для обоих реакторов частота переключений варьировалась в диапазоне частот мягкого переключения и резонансных частот. Частота коммутации изменялась с шагом 1 кГц и, согласно результатам, представленным на рис. 8, была увеличена с 27 до 44 кГц для поверхностного ДБР-реактора (эквивалентная нагрузка 15 пФ) и с 12 до 23 кГц для объемного реактора. один (эквивалентная нагрузка 120 пФ). КПД генератора в зависимости от частоты коммутации показан на рис. 11 для обоих реакторов.Мягкое переключение и резонансная частота (f ss и f res соответственно) показаны на рисунке для обоих реакторов. Тенденция эффективности очень похожа для обеих нагрузок. Можно заметить, что при работе ниже значения мягкого переключения измеряется довольно низкий КПД. На частоте мягкого переключения достигается значительный прирост КПД. Путем дальнейшего увеличения частоты коммутации достигается плато значения КПД. Затем, приближаясь к резонансной частоте, КПД падает.На резонансной частоте происходит резкое снижение эффективности. При дальнейшем увеличении частоты это низкое значение сохраняется. Возможное объяснение тенденции эффективности в зависимости от рабочей частоты можно дать следующим образом. Основные механизмы потерь связаны с рассеиванием энергии Джоуля в обмотках и снабберных компонентах, а также с потерями в стали. Ниже f ss преобладают потери в демпфере и в стали из-за соответствующих перенапряжений MOSFET, подавляемых снабберами, и важного содержания гармоник, принадлежащих выходному напряжению (см. правую часть рис. 9a).При работе с f ss резко снижаются как демпфирующие потери, так и потери в железе. Джоулев нагрев обмоток начинает увеличиваться по мере увеличения постоянного тока шины. При дальнейшем увеличении частоты потери в стали уменьшаются еще больше, так как максимальное значение выходного напряжения и его содержание гармоник уменьшаются. Таким образом достигается плато высокой эффективности. При рабочей частоте, близкой к f res , происходит сильное увеличение тока обмотки. Поэтому генерируется значительный джоулев нагрев.Для частот, равных или ниже, чем f res , джоулев нагрев в обмотках и снаббере преобладает над потерями, что приводит к резкому снижению эффективности. Уже описанные механизмы потерь также можно рассматривать как объясняющие различия в тенденциях эффективности двух реакторов. Когда средняя мощность, питающая поверхностный разряд, более чем на порядок ниже питающего объемного реактора, можно утверждать, что в поверхностном реакторе преобладают потери в железе, особенно в низкочастотном диапазоне.На самом деле эти потери связаны со значением приложенного напряжения и не связаны с током, протекающим в обмотках. Это соображение могло бы объяснить более низкое значение плато высокой эффективности, наблюдаемое за пределами частоты мягкого переключения. В параллельной плоскости снижение КПД для поверхностного реактора происходит не так резко, как это происходит для объемного разряда. Это может быть связано с более низким джоулевым нагревом в обмотках из-за более низкой средней мощности, подводимой к поверхностному DBD.На рис. 11 показан оптимальный диапазон частот, в котором работает генератор. Этот диапазон составляет от 14 до 16 кГц для объемного реактора и от 30 до 34 кГц для поверхностного, что соответствует плато с высоким КПД. С другой стороны, этот диапазон гарантирует как ограниченные перенапряжения MOSFET, так и низкое содержание гармоник в выходном напряжении питания (рис. 9). Наилучшую рабочую частоту, центрированную по отношению к плато высокой эффективности, можно найти с помощью следующего эмпирического выражения:

·6.Стратегия самонастройки управления

В предыдущем разделе было определено определение и оценка наилучшей рабочей частоты. Это значение может быть выбрано автоматически в соответствии со стратегией управления, описанной ниже.

При подключении новой нагрузки к высоковольтным клеммам устанавливается входное постоянное напряжение менее 1 В. Таким образом, микроконтроллер выполняет сканирование частоты и измеряет выходное напряжение, соответствующее каждой частоте. Низкое входное постоянное напряжение гарантирует ограниченные значения высокого напряжения, что позволяет избежать повреждения реактора.Для каждой частоты рассчитывается максимальное значение выходного напряжения и соответствующее быстрое преобразование Фурье (БПФ) сигнала. Максимальное значение максимальных напряжений для всех частот соответствует резонансной частоте (см. рис. 7). БПФ рассчитывается с помощью родной библиотеки Arduino и позволяет найти частоту мягкого переключения. В правой части рисунка 9 показаны выходные напряжения с частотами меньше, равными и большими, чем значение мягкого переключения.Нормированные БПФ этих сигналов, определенные с помощью микроконтроллера, показаны на рисунке 12.

Содержание гармоник в напряжении выше для низких частот и уменьшается при приближении к резонансному значению. Соотношение между первой и третьей гармониками может использоваться микроконтроллером для определения частоты мягкого переключения. Для генератора питания, описанного в данной работе, это отношение соответствует 11.

Время, затрачиваемое микроконтроллером на сканирование частоты, составляет около 5 с.После этой процедуры известны частота мягкого переключения и резонансная частота, и микроконтроллер определяет наилучшую рабочую частоту с помощью выражения, приведенного в уравнении (4).

После этой начальной процедуры самонастройки входное постоянное напряжение увеличивается для достижения желаемого выходного напряжения. Микроконтроллер измеряет высокое напряжение V из полученного и заряжает Q m . Таким образом, рассчитывается средняя мощность, подводимая к разряду. Около 5 мс, из которых 2 мс на процедуру выборки и 3 мс на расчеты, используются для оценки средней выходной мощности.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

PIN-код PIN-код PIN-код Конфигурация
1 1in + вход 1 для усилителя ошибок Определительный (не инвертирующий)
2 1in- вход 2 для усилителя ошибок один (инвертирующий)
3 обратной связи обратной связи соединение PIN-код от выходов
4 DTC вход для разумного контроля управления
5 5 CT CT конденсаторный клемма для установки частоты
6 RT резисторный терминал для установки частоты
7 GND наземный штифт для питания
8 C1 Коллектор выхода 1
9 E1 Эмиттер pi N вывода 1
10 E2 Emitter PIN-код вывода 2
11
11 C2 Collector PIN-код вывода 2
12 VCC PIN-код питания
13
13 Выход CTR Выбрать режим выхода из трех вариантов
14 Ref Ссылка на 5 вольт Регулятор
15 2in- вход 1 для усилителя ошибок два (инвертирование)
16
16 2in + 2in + 2in + вход 1 для усилителя ошибок Два (не инвертирующие)