Litar Inverter Gelombang Sine Murni Menggunakan IC 4047

Litar penyongsang gelombang sinus tulen yang sangat berkesan boleh dibuat menggunakan IC 4047 dan beberapa IC 555 bersama dengan beberapa komponen pasif lain. Mari ketahui perincian di bawah.

Konsep Litar

Dalam catatan sebelumnya kami membincangkan perkara utama spesifikasi dan lembaran data IC 4047 di mana kita belajar bagaimana IC dapat dikonfigurasi menjadi litar penyongsang sederhana tanpa melibatkan litar pengayun luaran.

Dalam artikel ini, kami meneruskan rancangannya sedikit dan mengetahui bagaimana ia dapat ditingkatkan menjadi rangkaian penyongsang gelombang sinus tulen menggunakan beberapa IC 555 tambahan bersama dengan IC 4047 yang ada.

Bahagian IC 4047 pada dasarnya tetap sama dan dikonfigurasi dalam mod multivibrator berjalan bebas normalnya dengan keluarannya diperpanjang dengan tahap mosfet / transformer untuk penukaran 12V ke AC yang diperlukan.

Bagaimana IC 4047 Berfungsi

IC 4047 menghasilkan gelombang persegi biasa ke mosfet yang bersambung mewujudkan output arus di sekunder transformer yang juga dalam bentuk gelombang gelombang persegi AC.

Integrasi kedua-dua IC 555 ke tahap di atas sepenuhnya mengubah output menjadi AC gelombang sinus tulen. Penjelasan berikut mendedahkan rahsia di sebalik fungsi IC555 untuk perkara di atas.

Merujuk kepada litar penyongsang gelombang sinus tulen IC 4047 yang ditunjukkan di bawah ini (direka oleh saya), kita dapat melihat dua tahap IC 555 yang serupa, di mana bahagian kiri berfungsi sebagai penjana gigi gergaji terkawal semasa bahagian sebelah kanan sebagai penjana PWM terkawal semasa .

Pencetus kedua-dua 555 IC berasal dari output pengayun yang tersedia di pin # 13 IC 4047. Frekuensi ini akan menjadi 100Hz jika penyongsang ditujukan untuk operasi 50Hz, dan 120Hz untuk aplikasi 60Hz.

Menggunakan IC 555 untuk Generasi PWM

Bahagian 555 kiri menghasilkan gelombang gigi gergaji berterusan di kapasitornya yang disalurkan ke input modulasi IC2 555 di mana isyarat gigi gergaji ini dibandingkan dengan isyarat frekuensi tinggi dari pin3 IC1 555 yang mewujudkan gelombang sinus tulen yang diperlukan bersamaan PWM pada pin # 3 daripada 555 IC2.

PWM di atas digunakan secara langsung ke pintu-pintu mosfets. supaya denyutan persegi di sini yang dihasilkan melalui pin10 / 11 IC4047 akan dicincang dan 'diukir' seperti PWM yang diaplikasikan.

Output yang dihasilkan ke transformer juga menyebabkan gelombang sinus tulen ditingkatkan pada output sekunder AC utama transformer.

Rumus untuk mengira R1, C1 diberikan dalam artikel ini yang juga memberitahu kami tentang perincian pin IC 4047

Untuk tahap NE555 C boleh dipilih berhampiran 1uF dan R sebagai 1K.

Diandaikan bentuk gelombang output

Maklumat lanjut mengenai cara penggunaan IC 555 untuk menghasilkan PWM

Penyesuaian RMS dapat ditambahkan pada reka bentuk di atas dengan memperkenalkan rangkaian pembahagi voltan pot di pin5 dan input sumber segitiga, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, reka bentuk juga termasuk transistor penyangga untuk meningkatkan tingkah laku mosfet

Reka bentuk penyongsang gelombang sinus tulen di atas berjaya diuji oleh Encik Arun Dev, yang merupakan salah satu pembaca blog ini yang gemar dan penggemar elektronik. Gambar-gambar berikut yang dihantar olehnya membuktikan usahanya sama.

Maklum Balas Lebih Banyak

Sambutan inspirasi yang diterima daripada Encik Arun mengenai hasil penyongsang IC 4047 di atas:

Setelah menyelesaikan litar ini, hasilnya sangat mengagumkan. Saya mendapat kuasa penuh dengan mentol 100 W. Tidak percaya mata saya.

Satu-satunya perbezaan yang saya buat dalam reka bentuk ini ialah menggantikan 180 K pada 555 kedua dengan periuk 220 K untuk menyesuaikan frekuensi dengan tepat.

Kali ini hasilnya membuahkan hasil dalam semua aspek ... Pada penyesuaian periuk, saya dapat melihat cahaya watt penuh yang tidak mengganggu dengan lampu, juga transformer 230/15 V yang disambungkan kerana beban memberikan frekuensi antara 50 dan 60 (katakan 52 Hz).

Periuk diselaraskan dengan lembut untuk mendapatkan output frekuensi tinggi (katakanlah 2 Khz) dari pin # 3 ic ​​kedua 555. Bahagian CD4047 dikalibrasi dengan lebih baik untuk mendapatkan 52 Hz di dua terminal output ....

Saya juga menghadapi masalah sederhana. Saya telah menggunakan mosfet IRF3205 pada tahap output. Saya terlupa untuk menyambungkan diod keselamatan di terminal longkang setiap mosfet ...

Oleh itu, semasa saya cuba menyambungkan beban lain (katakan kipas meja) selari dengan beban yang diberikan (mentol 100 W), cahaya mentol juga kelajuan kipas berkurang sedikit dan salah satu MOSFET ditiup kerana ketiadaan diod.

Litar penyongsang gelombang sinus 4047 di atas juga berjaya dicuba oleh Encik Daniel Adusie (biannz), yang merupakan pelawat tetap blog ini, dan peminat elektronik yang rajin. Berikut adalah gambar yang dihantar olehnya untuk mengesahkan hasilnya:

Keluaran Osiloskop Bentuk Gelombang Sawtooth

Menerangi Mentol Uji 100 Watt

Gambar berikut menunjukkan bentuk gelombang yang diubah pada output pengubah seperti yang ditangkap oleh Mr Daniel Adusie setelah menyambungkan kapasitor 0.22uF / 400V dan beban yang sesuai.

Bentuk gelombang agak trapezoid dan jauh lebih baik daripada gelombang persegi yang jelas menunjukkan kesan mengagumkan dari pemprosesan PWM yang dibuat oleh tahap IC555.

Bentuk gelombang mungkin dapat dilancarkan dengan menambahkan induktor bersama dengan kapasitor.

Menunjukkan Jejak Osiloskop Sinewave yang hampir selepas Penapisan PWM

Maklum balas menarik yang diterima dari Encik Johnson Isaac yang merupakan salah satu pembaca blog ini yang berdedikasi:

Selamat hari
Dalam catatan anda, Pure Sine Wave Inverter menggunakan 4047, pada tahap I.c kedua (ic.1) anda menggunakan perintang 100 ohm di antara pin 7 dan 6.,
Adakah itu betul? Saya fikir multivibrator astabel menggunakan konfigurasi 555 pin harus mempunyai 100 ohm antara pin 7 dan 6. Juga, pemboleh ubah 180k antara pin 8 (+) dan pin 7. Tolong periksa sambungan pin dan betulkan saya. Kerana kadang-kadang berayun dan kadang-kadang tidak juga. Terima kasih,
Isaac Johnson

Menyelesaikan Masalah Litar:

Pada pendapat saya, untuk tindak balas yang lebih baik, anda boleh cuba menyambungkan perintang 1k tambahan di hujung luar 100 ohm dan pin6 / 2 IC1

Johnson:

Terima kasih banyak atas jawapan anda. Saya sebenarnya membina penyongsang yang anda berikan di blog anda dan ia berjaya.

Walaupun saya tidak mempunyai osiloskop untuk memerhatikan bentuk gelombang keluaran TETAPI saya yakin pembaca sangat bagus kerana ia menggunakan lampu tiub pendarfluor di mana mana-mana penyongsang pwm yang diubah atau tidak dapat dihidupkan.

Lihat gambar tuan. Tetapi cabaran saya sekarang adalah apabila saya menambah beban, output kadang-kadang berkelip-kelip. Tetapi saya gembira gelombang sinus.

Pilihan Mencari Lebih Mudah

Konsep berikut menggunakan kaedah yang lebih sederhana untuk mengubah penyongsang gelombang persegi biasa menggunakan IC 4047 menjadi penyongsang gelombang sinus melalui teknologi PWM. Idea itu diminta oleh Encik Philip

Spesifikasi teknikal

Saya harap saya tidak akan mengganggu, tetapi saya memerlukan nasihat dengan penyongsang gelombang sinus yang diubahsuai oleh PWM yang saya rancang, jadi saya ingin mendapatkan pendapat pakar anda.

Reka bentuk ringkas ini tentatif, saya belum melaksanakannya tetapi saya ingin anda melihatnya dan memberitahu saya apa yang anda fikirkan.

Saya juga mahu anda membantu menjawab beberapa soalan yang belum dapat saya dapatkan jawapannya.

Saya dengan bebas melampirkan gambar rajah kuasi blok reka bentuk tentatif saya untuk pertimbangan anda.

Tolong bantu saya. Dalam rajah, the IC CD4047 dalam penyongsang bertanggungjawab untuk menghasilkan denyut gelombang persegi pada 50Hz yang akan digunakan untuk menghidupkan MOSFETS Q1 dan Q2 secara bergantian.

Litar PWM akan didasarkan pada IC NE555 dan keluarannya akan diterapkan ke gerbang Q3 sehingga Q3 akan menyediakan PWM. Selain itu, saya mempunyai dua soalan.

Pertama, bolehkah saya menggunakan gelombang persegi untuk denyutan PWM? Kedua, apakah hubungan antara frekuensi PWM dan frekuensi bekalan? Berapa frekuensi PWM yang harus saya gunakan untuk output penyongsang 50Hz?

Saya harap reka bentuk ini dapat dilaksanakan, saya rasa boleh dilaksanakan, tetapi saya mahukan pendapat pakar anda sebelum saya memberikan sumber yang sangat sedikit untuk melaksanakan reka bentuk tersebut.

Tidak sabar-sabar untuk mendengar daripada anda tuan!

Yang benar, Philip

Menyelesaikan Permintaan Litar

Konfigurasi yang ditunjukkan pada gambar kedua akan berfungsi tetapi hanya jika ketukan pusat mosfet PWM diganti dengan a mosfet p-saluran .

Bahagian PWM harus dibina seperti yang dijelaskan dalam artikel ini:

PWM mengubah gelombang persegi rata menjadi gelombang persegi yang diubah dengan memotongnya menjadi bahagian yang dikira lebih kecil sehingga keseluruhan RMS bentuk gelombang sedekat mungkin dengan rakan sinus yang sebenarnya, namun mengekalkan tahap puncak sama dengan input gelombang persegi sebenarnya . Konsepnya boleh dipelajari secara terperinci di sini:

Walau bagaimanapun transformasi di atas tidak membantu menghilangkan harmonik.

Frekuensi PWM akan selalu dalam bentuk gelombang persegi yang dicincang.

Frekuensi PWM tidak penting dan mungkin bernilai tinggi, lebih baik dalam kHz.