מעגל תיקון מתח יציאה מהפך אוטומטי

הבעיה הנפוצה בהרבה ממירי עלות נמוכה היא חוסר היכולת שלהם להתאים את מתח המוצא ביחס לתנאי העומס. עם ממירים כאלה מתח המוצא נוטה לעלות עם עומסים נמוכים יותר ויורד עם עומסים הולכים וגדלים.

ניתן להוסיף את רעיונות המעגל המוסברים כאן לכל מהפך רגיל לצורך פיצוי ויסות תנאי מתח המוצא המשתנים שלהם בתגובה לעומסים משתנים.

תכנון מס '1: תיקון RMS אוטומטי באמצעות PWM

המעגל הראשון שלהלן יכול להיחשב אולי גישה אידיאלית ליישום תיקון פלט אוטומטי בלתי תלוי בעומס באמצעות PWM ממכשיר IC 555.

המעגל המוצג לעיל יכול לשמש ביעילות כממיר RMS המופעל על ידי עומס אוטומטי ויכול להיות מיושם בכל מהפך רגיל למטרה המיועדת.

ה- IC 741 פועל כחסיד מתח ופועל כמו חיץ בין מתח המשוב ליציאת המהפך לבין מעגל בקר ה- PWM.

הנגדים המחוברים לסיכה מספר 3 של IC 741 הם מוגדר כמו מחלק מתח , שמצמצם כראוי את תפוקת ה- AC הגבוהה מהחשמל לרשת פוטנציאלית נמוכה יותר, המשתנה בין 6 ל 12V בהתאם למצב הפלט של המהפך.

השניים מעגל IC 555 מוגדר לעבוד כמו בקר PWM מאופנן. הקלט המאופנן מוחל על סיכה מספר 5 של ה- IC2, המשווה את האות עם גלי המשולש שבסיכה מספר 6 שלו.

התוצאה היא הפקת פלט ה- PWM בסיכה מס '3 שמשנה את מחזור החובה שלו בתגובה לאות המווסת שבסיכה מספר 5 של ה- IC.

פוטנציאל עולה בסיכה מס '5 זה גורם לדור PWM או PWM רחבי דור עם מחזורי חובה גבוהים יותר, ולהיפך.

זה מרמז שכאשר opamp 741 מגיב עם פוטנציאל עולה בגלל תפוקת עלייה מהמהפך גורם לפלט של IC2 555 להרחיב את פעימות ה- PWM שלו, ואילו כאשר תפוק המהפך צונח, ה- PWM מצטמצם באופן יחסי בסיכה 3 של IC2.

קביעת תצורה של ה- PWM עם Mosfets.

כאשר PWMs לתיקון אוטומטי שלעיל משולבים בשערי ה- mosfet של כל מהפך יאפשר לממיר לשלוט בערך ה- RMS שלו באופן אוטומטי בתגובה לתנאי העומס.

אם העומס עולה על ה- PWM, תפוקת המהפך נוטה לרדת נמוכה, מה שגורם ל- PWM להתרחב, אשר בתורו יגרום למוספט להידלק חזק יותר ולהניע את השנאי עם יותר זרם, ובכך לפצות את עודף הזרם העומד מהעומס.

תכנון מס '2: שימוש באופמפ ובטרנזיסטור

הרעיון הבא דן בגרסת אופמפ שניתן להוסיף עם ממירים רגילים להשגת ויסות מתח יציאה אוטומטי בתגובה לעומסים משתנים או למתח הסוללה.

הרעיון הוא פשוט, ברגע שמתח המוצא חוצה סף סכנה קבוע מראש, מופעל מעגל מקביל אשר בתורו מכבה את התקני הכוח של המהפך באופן עקבי וכתוצאה מכך נוצר מתח יציאה מבוקר בתוך אותו סף מסוים.

החיסרון שמאחורי השימוש בטרנזיסטור יכול להיות נושא ההיסטריה המעורב שעלול להפוך את המעבר למדי על חתך רוחב רחב יותר וכתוצאה מכך ויסות מתח לא כל כך מדויק.

לעומת זאת Opamps יכולות להיות מדויקות מאוד מכיוון שאלו יחליפו את ויסות הפלט בשוליים צרים מאוד ושומרים על רמת התיקון צמודה ומדויקת.

מעגל תיקון מתח העומס האוטומטי המהפך המוצג להלן יכול לשמש ביעילות ליישום המוצע ולוויסות תפוקת המהפך בכל מגבלה רצויה.

ניתן להבין את המעגל לתיקון מתח מהפך בעזרת הנקודות הבאות:

אופמפ יחיד מבצע את הפונקציה של משווה וגלאי רמת מתח.

מבצע מעגל

מתח המתח הגבוה מיציאת השנאי יורד באמצעות רשת חלוקה פוטנציאלית לכדי 14 וולט.

מתח זה הופך למתח ההפעלה כמו גם למתח החישה עבור המעגל.

המתח המורד באמצעות מחלק פוטנציאלי מתאים באופן פרופורציונלי בתגובה למתח המשתנה ביציאה.

Pin3 של ה- opamp מוגדר למתח DC שווה ערך המתאים לגבול שיש לשלוט עליו.

זה נעשה על ידי הזנת מתח הגבול המקסימלי הרצוי למעגל ואז התאמת קביעת הגדרה קבועה מראש של 10k עד שהפלט רק יעלה גבוה ומפעיל את הטרנזיסטור NPN.

לאחר ביצוע ההגדרה לעיל המעגל הופך מוכן לשילוב עם המהפך לתיקונים המיועדים.

כפי שניתן לראות, צריך לחבר את אספן ה- NPN עם שערי המוספטים של המהפך שאחראים להפעלת שנאי המהפך.

אינטגרציה זו מבטיחה שבכל פעם שמתח המוצא נוטה לחצות את הגבול שנקבע, ה- NPN מפעיל הארקה של שערי המוספטים ובכך מגביל עלייה נוספת במתח, ההפעלה / כיבוי ממשיכה לאינסוף כל עוד מתח המוצא מסתובב סביב אזור סכנה.

יש לציין כי שילוב ה- NPN יהיה תואם רק למוספיות ערוץ N, אם המהפך נושא מוסגות ערוץ P, תצורת המעגל תצטרך היפוך מוחלט של הטרנזיסטור וסיכות הכניסה של האופמפ.

כמו כן, יש להפוך את אדמת המעגל למשותפת עם הסוללה השלילית של המהפך.

עיצוב מס '3: מבוא

המעגל הזה התבקש אלי על ידי אחד מחבריי מר סאם, שתזכורותיו התמידיות גרמו לי לתכנן את הרעיון המאוד שימושי הזה ליישומי מהפך.

מעגל המהפך המתוקן או פלט מתוקן או מפוצל על ידי עומס שהוסבר כאן הוא די ברמת הרעיון בלבד ולא נבדק על ידי באופן מעשי, אולם הרעיון נראה אפשרי בגלל העיצוב הפשוט שלו.

מבצע מעגל

אם נסתכל על הדמות נראה כי כל התכנון הוא בעצם מעגל גנרטור PWM פשוט שנבנה סביב ה- IC 555.

אנו יודעים שבתכנון 555 PWM סטנדרטי זה ניתן לבצע אופטימיזציה של פעימות ה- PWM על ידי שינוי היחס של R1 / R2.

עובדה זו נוצלה כאן כראוי ליישום תיקון מתח העומס של מהפך.
An מצמד אופטי שנעשה על ידי איטום LED / LDR נעשה שימוש בהסדר, כאשר ה- LDR של האופטו הופך לאחד הנגדים בזרוע PWM של המעגל.

נורית הנורית של מצמד האופטו מוארת באמצעות המתח מיציאת המהפך או מחיבורי העומס.

מתח הרשת יורד כראוי באמצעות C3 ורכיבים נלווים להזנת נורית ה- LED האופטית.

לאחר שילוב המעגל למהפך, כאשר המערכת מופעלת (עם עומס מתאים מחובר), ניתן למדוד את ערך ה- RMS בפלט וניתן לכוונן את P1 הקבוע מראש כדי להפוך את מתח המוצא למתאים מספיק לעומס.

איך להציב

הגדרה זו היא ככל הנראה כל מה שנדרש.

כעת נניח שאם העומס גדל, המתח יטה ליפול ביציאה אשר בתורו תגרום לעוצמת LED האופטית לרדת.

הירידה בעוצמת ה- LED תנחה את ה- IC לייעל את פעימות ה- PWM שלו כך ש- RMS של מתח המוצא יעלה, מה שגורם לרמת המתח גם לעלות עד לסימן הנדרש, התחלה זו תשפיע גם על עוצמת ה- LED אשר כעת יבהיר וכך יגיע סוף סוף לרמה ממוטבת אוטומטית אשר תאזן נכון את תנאי מתח העומס במערכת ביציאה.

כאן יחס הסימן מיועד בעיקר לשליטה בפרמטר הנדרש, ולכן יש למקם את האופטו כיאה לשמאל או לזרוע הימנית של המוצג בקרת PWM החלק של ה- IC.

ניתן לנסות את המעגל בתכנון המהפך המוצג במעגל מהפך 500 וואט זה

רשימת חלקים

• R1 = 330K
• R2 = 100K
• R3, R4 = 100 אוהם
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22K
• C1, C2 = 0.01 uF
• C3 = 0.33uF / 400V
• מצמד אופטי = תוצרת בית, על ידי איטום LED / LDR פנים אל פנים בתוך מיכל אטום לאור.

זהירות: העיצוב המוצע אינו מבודד ממתח עיקרי מהפך, תרגיל קיצוני תוך התייחסות במהלך הליכי הבדיקה וההגדרה.