6-те уникални дизайна по-долу ни обясняват как един обикновен единичен IC 555 нестабилен мултивибратор може да бъде използван ефективно направете инвертор без да включва сложни етапи.

Без съмнение IC 555 е универсална интегрална схема, която има много приложения в електронния свят. Що се отнася до инверторите, IC 555 става идеално подходящ за него.

В тази публикация ще обсъдим 5 изключителни инверторни схеми IC 555, от прост вариант с квадратна вълна до малко по-усъвършенстван дизайн на синусоида на SPWM и накрая пълноценна феритна сърцевина, базирана на DC до DC инверторна верига. Нека да започнем.

Идеята е поискана от г-н ningrat_edan.

Основният дизайн

Позовавайки се на показаната диаграма, единична IC 555 може да се види конфигуриран в стандартния си режим на работа , при което неговият щифт # 3 се използва като източник на осцилатор за реализиране на функцията на инвертора.

проста централна инверторна схема IC 555

ЗАБЕЛЕЖКА: Моля, заменете кондензатора 1 nF с кондензатор 0,47 uF за оптимизиране на 50 Hz на изхода . Тя може да бъде полярна или неполярна .

Как работи

Работата на тази инверторна схема IC 555 може да се разбере със следния анализ:

IC 555 е конфигуриран в нестабилен режим на мултивибратор, който позволява на неговия щифт # 3 да превключва непрекъснати високи / ниски импулси с определена честота. Тази честотна честота зависи от стойностите на резисторите и кондензатора в неговите щифтове # 7, Pin # 6, 2 и т.н.

Пин # 3 на IC 555 генерира необходимата честота 50 Hz или 60 Hz за MOSFETs.

Тъй като знаем, че MOSFET-ите тук трябва да работят последователно, за да се даде възможност за пулсиращо трептене на прикрепената централна намотка на трансформатора.

Следователно и двете порта на MOSFET не могат да бъдат свързани към щифт # 3 на IC. Ако направим това, и двете MOSFET биха провеждали едновременно, причинявайки и двете първични намотки да се превключат заедно. Това би причинило два антифазни сигнала, индуцирани във вторичната, причинявайки късо съединение на изходния променлив ток и ще има нетна нулева променлива на изхода и нагряване на трансформатора.

За да се избегне тази ситуация, двата MOSFET трябва да работят последователно в тандем.

Функцията на BC547

За да гарантираме, че MOSFET-ите се превключват последователно с честота 50 Hz от пин # 3 на IC 555, ние въвеждаме BC547 етап за инвертиране на изхода на pin # 3 през неговия колектор.

Правейки това, ние ефективно разрешаваме импулса на пин # 3 да създава противоположни +/- честоти, едната на пин # 3, а другата в колектора на BC547.

При тази подредба едната MOSFET порта работи от щифт # 3, докато другата MOSFET работи от колектора на BC547.

Това означава, когато MOSFET на пин # 3 е ВКЛЮЧЕН, MOSFET на BC547 колектора е ИЗКЛЮЧЕН и обратно.

Това ефективно позволява на MOSFET-ите да се превключват последователно за необходимото превключване с натискане.

Как работи трансформаторът

The работа на трансформатора в тази схема на инвертора IC 555 може да се научи от следното обяснение:

Когато MOSFET-ите работят последователно, съответната половин намотка се захранва с високия ток от батерията.

Отговорът позволява на трансформатора да генерира импулсно превключване през централната си навивка на крана. Ефектът от това води до необходимостта от променлив ток от 50 Hz или 220 V AC да бъдат индуцирани през неговата вторична намотка

По време на периодите на включване съответната намотка съхранява енергия под формата на електромагнитна енергия. Когато MOSFET-ите се изключат, съответната намотка връща запасената енергия на вторичната мрежова намотка, предизвиквайки 220V или 120V цикъл на изходната страна на трансформатора.

Това се случва последователно за двете първични намотки, което води до развитие на променливо напрежение 220V / 120V от вторичната страна.

Значението на диодите за обратна защита

Този тип топология на централния кран има недостатък. Когато първичната половин намотка хвърля обратната ЕМП, това също се подлага на клемите за източване / източник на MOSFET.

Това може да има разрушителен ефект върху MOSFET, ако диоди за обратна защита не са включени през първичната страна на трансформатора. Но включително тези диоди означава също така скъпоценна енергия, която се шунтира към земята, което кара инвертора да работи с по-ниска ефективност.

Технически спецификации:

Изходна мощност : Неограничен, може да бъде между 100 вата и 5000 вата
Трансформатор : Според предпочитанията, мощността ще бъде според изискването за мощност на изходното натоварване
Батерия : 12V, а номиналната стойност Ah трябва да бъде 10 пъти по-голяма от избрания ток за трансформатора.
Форма на вълната : Квадратна вълна
Честота : 50 Hz или 60 Hz според кода на държавата.
Изходно напрежение : 220V или 120V според кода на държавата

Как да изчислим честотата на IC 555

Честотата на IC 555 нестабилна осцилаторна верига се определя основно от RC (резистор, кондензатор) мрежа, конфигурирана през неговия щифт # 7, щифт # 2/6 и земя.

Когато IC 555 се прилага като инверторна верига, стойностите на тези резистори и кондензатора се изчисляват така, че щифтът № 3 на IC произвежда честота около 50 Hz или 60 Hz. 50 Hz е стандартната стойност, съвместима за 220V AC изход, докато 60Hz се препоръчва за 120V AC изходи.

Формулата за изчисляване на RC стойностите в схема IC 555 е показано по-долу:

F = 1,44 / (R1 + 2 x R2) С

Където F е предвидената честотна мощност, R1 е резисторът, който е свързан между щифт # 7 и земя във веригата, докато R2 е резисторът между пин # 7 и щифт # 6/2 на IC. C е кондензаторът, намерен между щифт # 6/2 и земята.

Не забравяйте, че F ще бъде във Farads, F ще бъде в Hertz, R ще бъде в ома и C ще бъде в microFarads (μF)

“какъв тип трансформатор се намира извън жилищна къща ”

Видеоклип:

Изображение на вълновата форма:

IC 555 инверторно изображение на вълната

Използване на BJT вместо MOSFET

В горната диаграма изследвахме базиран на MOSFET инвертор с трансформатор с централен кран. Дизайнът използва 4 транзистора, които изглеждат малко по-дълги и по-малко рентабилни.

За любителите, които може да се интересуват от изграждането на инвертор IC 555, използвайки само няколко мощни BJT, ще бъде много полезна следната схема:

Инверторна схема IC 555, използваща само два транзистора

ЗАБЕЛЕЖКА: Транзисторите са неправилно показани като TIP147, които всъщност са TIP142

АКТУАЛИЗИРАНЕ : Знаете ли, че можете да направите страхотен модифициран инвертор на синусоида, просто като комбинирате IC 555 с IC 4017, вижте втора диаграма от тази статия : Препоръчва се за всички любители на инверторите

2) Пълномостова инверторна схема IC 555

Представената по-долу идея може да се разглежда като най-простата интегрална верига, базирана на IC 555, която не е само просто и евтино за изграждане но също така е значително мощен. Мощността на инвертора може да бъде увеличена до всякакви разумни граници y, подходящо променяща броя на MOSFET-та на изходния етап.

Как работи

Схемата на най-простия мощен инвертор с пълен мост изисква един IC 555, няколко MOSFET-a и силов трансформатор като основни съставки.

Както е показано на фигурата, IC 555 е свързан, както обикновено, в нестабилна форма на мултивибратор. Резисторите R1 и R2 решават работния цикъл на инвертора.

R1 и R2 трябва да бъдат коригирани и изчислени прецизно за получаване на 50% работен цикъл, в противен случай изходът на инвертора може да генерира неравномерна форма на вълната, което може да доведе до небалансиран изход на променлив ток, опасен за уредите, а също така и транзисторите да се разсейват неравномерно множество проблеми във веригата.

Стойността на C1 трябва да бъде избрана така, че изходната честота да достигне около 50 Hz за 220V спецификации и 60 Hz за 120V спецификации.

MOSFET-овете могат да бъдат всякакви MOSFET-та с мощност, способни да се справят с огромни токове, могат да бъдат до 10 ампера или повече.

Тук от операцията е пълен мост тип без никакви интегрални схеми с пълен мостов драйвер, вместо една са вградени две батерии за захранване на земния потенциал на трансформатора и за да се направи вторичната намотка на трансформатора отзивчива както на положителни, така и на отрицателни цикли от операции на MOSFET.

Идеята е разработена от мен, но все още не е тествана на практика, така че любезно вземете предвид този въпрос, докато го правите.

Предполага се, че инверторът трябва да може да обработва до 200 вата мощност лесно и с голяма ефективност.

Изходът ще бъде тип квадратна вълна.

IC 555 пълен мостов инвертор, използващ 2 батерии

Списък с части

R1 и R2 = Вижте текста,
C1 = Вижте текста,
C2 = 0.01uF
R3 = 470 ома, 1 ват,
R4, R5 = 100 ома,
D1, D2 = 1N4148
Mosfets = виж текста.
Z1 = 5.1V 1 ват ценеров диод.
Трансформатор = изискване за мощност на Аспер,
B1, B2 = две 12 волта батерии, AH ще бъде според предпочитанията.
IC1 = 555

3) Инверторна верига с чиста синусоида SPWM IC 555

Предложената чиста синусоида, базирана на IC 555 инверторна верига генерира точно разпределени ШИМ импулси, което имитира синусоидална вълна много близко и по този начин може да се счита за толкова добър, колкото неговия дизайн на брояча на синусоидални вълни.

Тук използваме два етапа за създаване на необходимите PWM импулси, етапът, включващ интегралните схеми 741 и другият, съдържащ IC 555. Нека научим подробно цялата концепция.

Как функционира веригата - PWM етап

opamp TL072 базиран генератор за модулация на квадратни и триъгълни вълни за IC 555

Схемата на веригата може да се разбере със следните точки:

Двата opamps са основно разположени, за да генерират необходимите източници на напрежение за IC 555.
Няколко изхода от този етап са отговорни за генерирането на квадратни вълни и триъгълни вълни.

Вторият етап, който всъщност е сърцето на веригата се състои от IC 555 . Тук IC е свързан в моностабилен режим с квадратни вълни от операционната фаза, приложени към неговия щифт №2 на тригера и триъгълни вълни, приложени към неговия щифт за управление на напрежение # 5.

Входът с квадратна вълна задейства моностабилния, за да генерира верига от импулси на изхода, където триъгълният сигнал модулира ширината на този изходен импулс с квадратна вълна.

Изходът от IC 555 сега следва 'инструкциите' от операционния етап и оптимизира изхода си в отговор на двата входни сигнала, произвеждайки синусоидални PWM импулси.

Сега става въпрос само за подходящо подаване на ШИМ импулсите към изходните етапи на инвертор, състоящ се от изходните устройства, трансформатора и батерията.

Интегриране на ШИМ с изходния етап

Силов транзистор и трансформатор за инверторна схема на синусоида IC 555

Горният PWM изход се прилага към изходния етап, както е показано на фигурата.

Транзисторите T1 и T2 приемат PWM импулсите в техните основи и превключват напрежението на батерията в намотката на трансформатора в съответствие с работните цикли на оптимизираната с PWM форма на вълната.

Другите два транзистора се уверяват, че проводимостта на Т1 и Т2 се осъществява в тандем, т.е. последователно, така че изходът o от трансформатора генерира един пълен цикъл на променлив ток с двете половини на ШИМ импулсите.

Изображения на вълновата форма:

IC 555 синусоида инверторна форма на вълната

(С любезното съдействие: г-н Робин Питър)

Моля, вижте и това 500 VA модифициран дизайн на синусоида , разработен от мен.

Списък на частите за горната схема на инвертор с чиста синусоида IC 555

R1, R2, R3, R8, R9, R10 = 10K,
R7 = 8K2,
R11, R14, R15, R16 = 1K,
R12, R13 = 33 ома 5 вата,
R4 = 1M предварително зададена,
R5 = 150 K предварително зададени,
R6 = 1K5
C1 = 0,1 uF,
C2 = 100 pF,
IC1 = TL 072,
IC2 = 555,
T1, T2 = BDY29,
T5, T6 = ТИП 127,
T3, T4 = TIP122
Трансформатор = 12 - 0 - 12 V, 200 вата,
Батерия = 12 волта, 100 AH.
IC 555 Pinout

IC TL072 Подробности за пиновете

SPWM форма на вълната означава синусоидална импулсна модулация с широчина на импулса и това се прилага в обсъжданата инверторна схема на SPWM, използвайки няколко 555 интегрални схеми и единичен усилвател.

4) Друга версия на синусоида, използваща IC 555

В една от по-ранните ми публикации ние подробно се научихме как да създадем SPWM верига генератор с помощта на opamp и два входа с триъгълни вълни, в този пост използваме една и съща концепция за генериране на SPWM и също така научаваме метода за прилагането му в инверторна схема, базирана на IC 555.

IC 555 инверторна верига на синусоидална pwm

Използване на IC 555 за инвертора

Диаграмата по-горе показва цялостния дизайн на предложената инверторна верига SPWM, използвайки IC 555, където центърът IC 555 и свързаните с него BJT / MOSFET етапи образуват основна верига на инвертора с квадратна вълна.

Нашата цел е да нарязваме тези 50Hz квадратни вълни в необходимата форма на SPWM с помощта на схема, базирана на opamp.

Следователно конфигурираме съответно прост етап за сравнение на opamp, използвайки IC 741, както е показано в долния раздел на диаграмата.

Както вече беше обсъдено в миналата ни статия за SPWM, този усилвател се нуждае от няколко източника на триъгълни вълни през двата си входа под формата на бърза триъгълна вълна на своя пин # 3 (неинвертиращ вход) и много по-бавна триъгълна вълна на своя пин # 2 (инвертиращ вход).

Използване на IC 741 за SPWM

Постигаме горното, като използваме друга нестабилна схема IC 555, която може да се види в крайния ляв ъгъл на диаграмата, и я използваме за създаване на необходимите бързи триъгълни вълни, която след това се прилага към щифта # 3 на IC 741.

За бавните триъгълни вълни ние просто извличаме същото от центъра IC 555, който е настроен на 50% работен цикъл и неговият синхронизиращ кондензатор C е променен по подходящ начин за получаване на честота от 50 Hz на неговия пин # 3.

Извеждането на бавните триъгълни вълни от източника 50Hz / 50% гарантира, че нарязването на SPWM през буферните BJT е перфектно синхронизирано с проводящите йони на MOSFET и това от своя страна гарантира, че всяка от квадратните вълни е перфектно 'издълбана', както на генерирания SPWM от изхода на opamp.

Горното описание ясно обяснява как да направите обикновена инверторна верига SPWM, използвайки IC 555 и IC 741, ако имате някакви свързани въпроси, не се колебайте да използвате полето за коментари по-долу за бързи отговори.

5) Инвертор IC 555 без трансформатор

Дизайнът, показан по-долу, изобразява проста, но много ефективна 4-канална инверторна верига IC 555 с пълен мост с 4 канала MOSFET.

12 V DC от батерията първо се преобразуват в 310 V DC чрез готов модул за преобразуване на DC към AC.

Този 310 VDC се прилага към MOSFET пълен мостов драйвер за преобразуването му в 220 V AC изход.

4-каналните MOSFET транзистори са подходящо заредени с помощта на индивидуален dide, кондензатор и мрежа BC547.

Превключването на пълната мостова секция се извършва от осцилаторния етап IC 555. Честотата е около 50 Hz, зададена от предварително зададената 50 k на пин # 7 на IC 555.

4-канален инверторен кръг с пълен мост IC 555

6) Инвертор IC 555 с автоматично зарядно устройство за батерии Arduino

В този 6-ти инверторен дизайн използваме брояч от 4017 десетилетия, а таймерът ne555 Ic се използва за генериране на синусоидален pwm сигнал за инвертора и базирано на Arduino автоматично изключване на батерията с висока / ниска батерия с аларма.

От: Ainsworth Lynch

Въведение

В тази схема това, което всъщност се случва, е, че 4017 извежда pwm сигнал от 2 от четирите си изходни щифта, който след това се нарязва и ако правилното филтриране на изхода е на мястото на вторичната страна на трансформатора, той приема формата или достатъчно близо, за да формата на действителна форма на синусоида.

Първият NE555 подава сигнал към пин 14 на 4017, което е 4 пъти необходимата изходна честота, от която се нуждаете, тъй като 4017 превключва своите 4 изхода, с други думи, ако имате нужда от 60hz, ще трябва да подадете 4 * 60hz към щифт 14 от 4017 IC, което е 240hz.

Тази схема има функция за изключване на свръхнапрежение, функция за изключване под напрежение и функция за аларма за ниско ниво на батерията, всичко това се извършва от платформа за микроконтролер, наречена Arduino, която трябва да бъде програмирана.

Програмата за Arduino е директна и е предоставена в края на статията.

Ако смятате, че няма да можете да завършите този проект с добавен микроконтролер, той може да бъде пропуснат и веригата ще работи по същия начин.

Как работят схемите

Този IC 555 инвертор с Arduino Hi / Low Battery Shutdown Circuit може да работи от 12v, 24 и 48v, стигайки до 48v, ще трябва да бъде избран подходящ вариант на регулатора на напрежението и трансформаторът да бъде съответно оразмерен.

Arduino може да се захранва от 7 до 12v или дори 5v от usb, но за такава схема би било добре да го захранвате от 12v, тъй като няма да има спад на напрежението на цифровите изходни щифтове, който се използва за захранване на реле, което включва Ic във веригата, а също и зумер за аларма за ниско напрежение.

Arduino ще се използва за отчитане на напреженията на батерията и работи само от 5V DC, така че се използва схема на делител на напрежение. Използвах 100k и 10k в моя дизайн и тези стойности са нанесени в кода, който е програмиран в чипа Arduino, така че вие трябва да използвате същите стойности, освен ако не сте променили кода или не напишете различен код, което може да се направи, тъй като Arduino е платформа с отворен код и е евтина.

Платката Arduino в този дизайн също е свързана с LCD дисплей 16 * 2 за показване на напрежението на батерията.

По-долу е дадена схемата за веригата.

Програма за изключване на батерията:

#include LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12) int analogInput = 0 float vout = 0.0 float vin = 0.0 float R1 = 100000.0 // resistance of R1 (100K) -see text! float R2 = 10000.0 // resistance of R2 (10K) - see text! int value = 0 int battery = 8 // pin controlling relay int buzzer =7 void setup(){ pinMode(analogInput, INPUT) pinMode(battery, OUTPUT) pinMode(buzzer, OUTPUT) lcd.begin(16, 2) lcd.print('Battery Voltage') } void loop(){ // read the value at analog input value = analogRead(analogInput) vout = (value * 5.0) / 1024.0 // see text vin = vout / (R2/(R1+R2)) if (vin<0.09){ vin=0.0//statement to quash undesired reading ! } if (vin<10.6) { digitalWrite(battery, LOW) } else { digitalWrite(battery, HIGH) } if (vin>14.4) { digitalWrite(battery, LOW) } else { digitalWrite(battery, HIGH) } if (vin<10.9)) { digitalWrite(buzzer, HIGH) else { digitalWrite(buzzer, LOW lcd.setCursor(0, 1) lcd.print('INPUT V= ') lcd.print(vin) delay(500) }