Circuito inverter a onda sinusoidale PWM da 1500 watt

In questo post è possibile studiare un circuito inverter sinusoidale basato su PWM da 1500 W piuttosto semplice ma ragionevolmente efficiente. Il design utilizza parti molto ordinarie per realizzare un potente tipo SPWM circuito inverter .

Specifiche principali

Potenza in uscita: regolabile da 500 watt a 1500 watt

Tensione di uscita: 120 V o 220 V secondo le specifiche del trasformatore

Frequenza di uscita: 50 Hz o 60 Hz secondo il requisito.

Potenza operativa: da 24 V a 48 V.

Corrente: a seconda del Mosfet e dei valori nominali del trasformatore

Forma d'onda di uscita: SPWM (può essere filtrata per ottenere un'onda sinusoidale pura)

Il design

L'inverter sinusoidale PWM da 1500 watt proposto è progettato utilizzando un concetto estremamente semplice attraverso una coppia di IC 4017 e un singolo IC 555.

In questo concetto la logica di sequenziamento dall'uscita dell'IC 4017 viene configurata selezionando e saltando i pinout successivi in ​​modo tale che il sequenziamento risultante produca un SPWM decente come l'accensione dei mosfet collegati e del trasformatore.

Lo schema completo può essere visualizzato nel diagramma seguente:

Il funzionamento dell'inverter può essere compreso dalla seguente spiegazione:

Funzionamento del circuito

Come si può vedere, due IC 4017 sono collegati in cascata per formare un circuito logico di sequenziamento a 18 pin, in cui ogni impulso o frequenza negativo dall'IC 555 produce una sequenza di uscita spostante su ciascuna delle uscite indicate dei due circuiti integrati 4017, a partire dal pin # 9 dell'IC superiore fino al pin # 2 dell'IC inferiore, quando la sequenza viene reimpostata per ricominciare il ciclo.

Possiamo vedere che l'uscita dell'IC 4017 viene sfruttata in modo intelligente saltando e combinando set di piedinature in uscita in modo tale che il passaggio ai mosfet raggiunga il seguente tipo di forma d'onda:

In base alla forma d'onda, le sequenze di inizio e fine possono essere saltate eliminando i relativi pinout dell'IC, allo stesso modo vengono saltati anche il secondo e il 6 ° pinout, mentre il secondo, il 4 °, il 5 ° e il 6 ° pinout vengono uniti per realizzando un SPWM decente come una forma di impulso attraverso le uscite dei due circuiti integrati 4017.

Prova video (esempio da 100 watt)

L'obiettivo alla base di questa configurazione logica

La forma d'onda mostrata sopra è selezionata in modo che sia in grado di replicare l'effettiva forma d'onda sinusoidale o sinusoidale il più fedelmente possibile.

Qui possiamo vedere che i blocchi iniziali vengono eliminati in modo che la forma d'onda SPWM possa corrispondere al valore RMS iniziale più basso dell'onda sinusoidale effettiva, i due blocchi alternativi successivi imitano l'RMS in aumento medio all'interno di un'onda sinusoidale, mentre i 3 blocchi centrali cercano di replicare l'RMS massimo di un'onda sinusoidale in aumento esponenziale.

Quando il formato PWM di cui sopra viene applicato ai gate dei mosfet, i mosfet eseguono alternativamente la commutazione del primario del trasformatore con lo stesso formato di commutazione in modo push pull.

Ciò costringe il secondario in modo sincrono a seguire il modello di induzione con una forma d'onda identica che alla fine si traduce nella creazione della CA 220V richiesta, con il modello di forma d'onda SPWM di cui sopra. Un filtro LC opportunamente dimensionato attraverso l'avvolgimento di uscita del trasformatore può finalmente consentire al lato secondario di ottenere una forma d'onda sinusoidale perfettamente scolpita.

Pertanto, quando l'uscita risultante di questo SPWM viene filtrata, si spera che si verifichi la replica di un'uscita sinusoidale che potrebbe essere adatta per il funzionamento della maggior parte degli apparecchi elettrici.

Lo stadio dell'oscillatore

Un normale astabile IC 555 è qui implementato per creare gli impulsi di clock richiesti per alimentare i circuiti integrati 4017 in cascata e per abilitare la logica di sequenziamento attraverso i loro pinout di uscita.

R1, R2 e C1 associati all'IC 555 devono essere calcolati accuratamente in modo che il pin 3 sia in grado di generare una frequenza di circa 900 Hz con un ciclo di lavoro del 50% circa. Diventa necessaria un'uscita a 900 Hz in modo che il sequenziamento attraverso i 18 piedini totali dei 4017 IC faccia scattare i BJT a 50 Hz sui due canali ea circa 150 Hz per tagliare i singoli blocchi da 50 Hz.

A proposito dei Mosfet e del Transformer

I mosfet e il trasformatore del circuito inverter SPWM da 1500 watt sopra spiegato sono i due elementi che determinano la potenza totale in uscita. Per ottenere una potenza di 1500 watt, assicurarsi che l'alimentazione della batteria non sia inferiore a 48 V, a 500 Ah, mentre il trasformatore potrebbe essere ovunque intorno a 40-0-40 V / 40 ampere. I mosfet possono essere IRFS4620TRLPBF ciascuno se viene utilizzata una batteria da 48 V, una coppia di questi mosfet sarebbe necessaria in parallelo su ciascun canale per garantire la corretta erogazione dei 1500 watt completi in uscita

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