מעגל מהפך של גל סינוס טהור באמצעות IC 4047

ניתן לעשות מעגל מהפך טהור של גל סינוס טהור באמצעות IC 4047 וזוג IC 555 יחד עם כמה רכיבים פסיביים אחרים. בואו ללמוד את הפרטים שלהלן.

קונספט המעגל

בפוסט הקודם דנו בעיקרי מפרטים וגליון נתונים של IC 4047 שם למדנו כיצד ניתן להגדיר את ה- IC למעגל מהפך פשוט מבלי לערב מעגל מתנד חיצוני.

במאמר זה אנו ממשיכים את העיצוב מעט קדימה ולומדים כיצד ניתן לשפר אותו למעגל מהפך טהור של גל סינוס באמצעות כמה ICs 555 נוספים יחד עם IC 4047 הקיים.

מקטע IC 4047 נשאר בעצם זהה ומוגדר במצב המולטיברטור הרגיל החופשי הרגיל שלו עם תפוקתו המורחבת בשלב mosfet / שנאי עבור 12 וולט הנדרשים להמרת רשת החשמל.

כיצד מתפקד IC 4047

IC 4047 מייצר את הגלים המרובעים הרגילים למוספטים המחוברים ויוצר פלט עיקרי בצד השני של השנאי שהוא גם בצורה של גל מרובע AC.

שילובם של שני 555 IC לשלב הנ'ל הופך לחלוטין את הפלט לזרם גל סינוס טהור. ההסבר הבא חושף את הסוד העומד מאחורי תפקוד ה- IC555 לאמור לעיל.

בהתייחס למעגל המהפך של גל סינוס טהור IC 4047 המוצג להלן (שתוכננו על ידי), אנו יכולים לראות שני שלבי IC 555 זהים, בהם החלק השמאלי מתפקד כמחולל שיניים מסור נשלט זרם ואילו החלק הימני כמחולל PWM מבוקר זרם. .

ההפעלה של שני ה- 555 ICs נגזרת מפלט המתנד הזמין על פני סיכה מס '13 של IC 4047. תדר זה יהיה 100Hz אם המהפך מיועד לפעולות 50Hz, ו- 120Hz עבור יישומי 60Hz.

שימוש ב- IC 555 לדור ה- PWM

קטע 555 השמאלי מייצר גל שיניים מסור קבוע על פני הקבל שלו אשר מוזרם לקלט האפנון של IC2 555, שם משווים את אות השיניים הזה עם האות בתדר הגבוה מפי 3 של IC1 555 ויוצר את המקביל PWM המקביל לגל סינוס טהור. 3 מתוך 555 IC2.

ה- PWM הנ'ל מוחל ישירות על שערי המוספטים. כך שהדופקים המרובעים שנוצרו כאן דרך pin10 / 11 של IC4047 נקצצים ו'מגולפים 'לפי ה- PWM המיושמים.

הפלט המתקבל לשנאי גורם גם לעליית גל סינוס טהור ביציאה המשנית החשמלית של השנאי.

הנוסחה לחישוב R1, C1 ניתנת במאמר זה המסביר לנו גם על פרטי ה- pinout של ה- IC 4047

לשלב NE555 ניתן לבחור שלב C ליד 1uF ו- R כ- 1K.

צורת גל פלט משוערת

מידע נוסף על אופן השימוש IC 555 ליצירת PWM

ניתן להוסיף התאמת RMS לעיצוב הנ'ל על ידי החדרת רשת מחיצות מתח מתח על פני pin5 וכניסה למקור המשולש, כפי שמוצג להלן, התכנון כולל גם טרנזיסטורי חיץ לשיפור התנהגות מוספט.

תכנון מהפך גלי הסינוס הטהור הנ'ל נבדק בהצלחה על ידי ארון דב, שהוא אחד הקוראים הנלהבים של הבלוג הזה וחובב אלקטרוני אינטנסיבי. התמונות הבאות שנשלחו על ידו מוכיחות את מאמציו לאותו הדבר.

משוב נוסף

תגובה מעוררת השראה שהתקבלה ממר ארון בנוגע לתוצאות מהפך IC 4047 הנ'ל:

לאחר סיום המעגל הזה, התוצאה הייתה מדהימה. קיבלתי הספק מלא על ידי נורת 100 ואט. לא האמנתי למראה עיניי.

ההבדל היחיד שעשיתי בעיצוב זה היה החלפת 180 K ב- 555 השנייה עם סיר 220 K כדי להתאים את התדרים במדויק.

הפעם התוצאה הייתה פורייה מכל הבחינות ... בהתאמת הסיר יכולתי לקבל זוהר לא מהבהב ולא מרצד בנורה, גם שנאי 230/15 V מחובר כשהעומס נתן תדר בין 50 ל 60 (נניח 52 הרץ).

הסיר הותאם בעדינות לקבלת תפוקה גבוהה (נניח 2 קילו-הרץ) מפין מס '3 של ic 555 השני. החלק CD4047 מכויל טוב יותר כדי להשיג 52 הרץ בשני מסופי הפלט ....

כמו כן אני נתקל בבעיה פשוטה. השתמשתי במוספי IRF3205 בשלב הפלט. שכחתי לחבר את דיודות הבטיחות על פני מסופי הניקוז של כל מוספט ...

אז כשניסיתי לחבר עומס אחר (נניח מאוורר שולחן) במקביל לעומס הנתון (נורת 100 וואט), זוהר הנורה גם מהירות המאוורר הצטמצמה מעט ואחד מה- MOSFET פוצץ בגלל היעדר הדיודה.

את מעגל המהפך של גל הסינוס 4047 לעיל, ניסו בהצלחה גם מר דניאל אדוסי (ביאנץ), שהוא מבקר קבוע בבלוג זה, וחובב אלקטרוניקה חרוץ. להלן התמונות שנשלחו על ידו המאמתות את התוצאות:

תפוקת אוסצילוסקופ בצורת גל מסורתי

מאיר נורת בדיקה של 100 וואט

התמונות הבאות מציגות את צורות הגל המתוקנות בפלט השנאי כפי שנלכדו על ידי מר דניאל אדוסי לאחר חיבור קבלים 0.22uF / 400V ועומס מתאים.

צורות הגל הן מעט טרפזיות והן טובות בהרבה מגל מרובע המראה בבירור את ההשפעות המרשימות של עיבוד ה- PWM שנוצר על ידי שלבי IC555.

ניתן אולי להחליק עוד יותר את צורות הגל על ​​ידי הוספת משרן יחד עם הקבל.

מציג עקבות אוסצילוסקופ סינוסווייב לאחר סינון PWM

משוב מעניין שהתקבל ממר ג'ונסון אייזיק שהוא אחד הקוראים המסורים של הבלוג הזה:

יום טוב
בהודעה שלך, Pure Sine Wave Inverter באמצעות 4047, בשלב ה- I.c השני (ic.1) השתמשת בנגד של 100 אוהם בין סיכה 7 ל -6,
האם זה נכון? אני נוהג לחשוב שמולטיברטור מדהים המשתמש בתצורת 555 פינים אמור להיות בעל 100 אוהם בין סיכה 7 ל 6. כמו כן, המשתנה 180k בין סיכה 8 (+) וסיכה 7. אנא בדוק את חיבור הסיכה ותקן אותי pls. כי זה מתנודד לפעמים וזה לפעמים גם לא. תודה,
אייזיק ג'ונסון

פתרון נושא המעגל:

לדעתי, לקבלת תגובה טובה יותר אתה יכול לנסות לחבר נגד 1k נוסף על פני הקצה החיצוני של 100 אוהם וסיכה 1/2 של IC1

ג'ונסון:

תודה רבה לך על תגובתך. למעשה בניתי את המהפך שנתת בבלוג שלך וזה עבד.

אמנם אין לי אוסצילוסקופ להתבונן בצורת גל הפלט, אבל אני מהמר שהקוראים הם טובים כיוון שהוא הפעיל מנורת צינור פלואורסצנטי שכל מהפך שונה או PWM אינו יכול להפעיל.

ראה את התמונה אדוני. אבל האתגר שלי עכשיו הוא כשאני מוסיף עומס, הפלט מהבהב לפעמים. אבל אני שמח שזה גל סינוס.

אפשרויות מבט פשוטות יותר

הרעיון הבא דן בשיטה פשוטה למדי לשינוי מהפך גל מרובע רגיל באמצעות IC 4047 לממיר גל סינוס באמצעות טכנולוגיית PWM. את הרעיון ביקש מר פיליפ

מפרט טכני

אני מקווה שאני לא אהיה מטריד, אבל אני זקוק לעצות עם ממיר גל סינוס שונה מבוקר PWM, אותו אני מתכנן ולכן אני רוצה לחפש את חוות דעת המומחה שלך.

העיצוב הפשוט הזה הוא טנטטיבי, עדיין לא יישמתי אותו אבל הייתי רוצה שתסתכל עליו ותגיד לי מה אתה חושב.

כמו כן, אני רוצה שתעזור לענות על כמה שאלות שלא הצלחתי למצוא תשובות להן.

לקחתי את החירות לצרף תמונה של תרשים מעין בלוק של העיצוב המשני שלי לשיקולך.

אנא עזור לי. בתרשים, IC CD4047 במהפך אחראי על הפקת פולסים של גל מרובע ב 50 הרץ אשר ישמשו להפעלת MOSFETS Q1 ו- Q2 לסירוגין.

מעגל ה- PWM יתבסס על IC NE555 והפלט שלו יופעל על השער של Q3 כך ש- Q3 יספק את ה- PWM. חוץ מזה יש לי שתי שאלות.

ראשית, האם אוכל להשתמש בגלים מרובעים עבור פעימות ה- PWM? שנית, מה הקשר בין תדר PWM לתדר אספקה? באיזה תדר PWM עלי להשתמש עבור פלט מהפך 50Hz?

אני מקווה שעיצוב זה אפשרי, אני חושב שהוא אפשרי, אך אני רוצה את חוות דעת המומחה שלך לפני שאקדיש משאבים מועטים ליישום העיצוב.

מצפה לשמוע ממך אדוני!

בברכה, פיליפ

פתרון בקשת המעגל

התצורה המוצגת באיור השני תפעל אך רק אם הברז המרכזי PWM mosfet מוחלף ב- mosfet ערוץ p .

יש לבנות את קטע ה- PWM כמוסבר במאמר זה:

ה- PWM הופך את הגלים המרובעים השטוחים לגל ריבועי שונה על ידי קיצוץ אותם לחלקים מחושבים קטנים יותר, כך שה- RMS הכולל של צורת הגל הופך קרוב ככל האפשר לעמית סינוס בפועל, ובכל זאת שומר על רמת השיא השווה לקלט הגל המרובע בפועל. . הרעיון עשוי להילמד בפרטים כאן:

עם זאת הטרנספורמציה הנ'ל אינה מסייעת בביטול ההרמוניות.

תדר ה- PWM יהיה תמיד בצורה של גלים מרובעים קצוצים.

תדר ה- PWM אינו חשוב ועשוי להיות בעל ערך גבוה, רצוי בקילו-הרץ.