Автоматична верига за корекция на изходното напрежение на инвертора

Често срещаният проблем с много инвертори с ниска цена е неспособността им да регулират изходното напрежение спрямо условията на натоварване. При такива инвертори изходното напрежение има тенденция да се увеличава при по-ниски натоварвания и пада при нарастващи натоварвания.

Обяснените тук идеи за веригата могат да бъдат добавени към всеки обикновен инвертор за компенсиране и регулиране на променливите им условия на изходно напрежение в отговор на променливи натоварвания.

Дизайн # 1: Автоматична RMS корекция с използване на ШИМ

Първата схема по-долу може да се счита за идеален подход за внедряване на независима от натоварване автоматична корекция на изхода с използване на ШИМ от IC 555.

Показаната по-горе схема може ефективно да се използва като автоматичен RMS преобразувател, задействан от натоварване, и може да се приложи във всеки обикновен инвертор за предвидената цел.

IC 741 работи като последовател на напрежението и действа като буфер между изходното напрежение на инвертора и схемата на ШИМ контролера.

Резисторите, свързани с щифт # 3 на IC 741, са конфигуриран като делител на напрежението , който подходящо мащабира високото AC изход от мрежата в пропорционално по-нисък потенциал, вариращ между 6 и 12V в зависимост от състоянието на изхода на инвертора.

Двете Веригата IC 555 е конфигурирана да работи като модулиран ШИМ контролер. Модулираният вход се прилага на пин # 5 на IC2, който сравнява сигнала с триъгълните вълни на неговия пин # 6.

Това води до генериране на ШИМ изхода на неговия пин # 3, който променя своя работен цикъл в отговор на модулиращия сигнал на пин # 5 на IC.

Повишаващият се потенциал на този пин # 5 води до генериране на широки ШИМ или ШИМ с по-високи работни цикли и обратно.

Това предполага, че когато opamp 741 отговаря с нарастващ потенциал, дължащ се на нарастваща мощност от инвертора, причинява изхода на IC2 555 да разшири своите PWM импулси, докато когато инверторният изход падне, PWM пропорционално се стеснява в пин # 3 на IC2.

Конфигуриране на PWM с Mosfets.

Когато горните ШИМ за автоматично коригиране са интегрирани с параметрите на MOSFET на всеки инвертор, това ще позволи на инвертора да контролира своята RMS стойност автоматично в отговор на условията на натоварване.

Ако натоварването надвишава ШИМ, изходният инвертор ще намалее, което води до разширяване на ШИМ, което от своя страна ще доведе до по-силно включване на MOSFET и задвижване на трансформатора с повече ток, като по този начин компенсира излишното изтегляне на ток от товара

Дизайн # 2: Използване на opamp и транзистор

Следващата идея обсъжда версия на opamp, която може да се добави с обикновени инвертори за постигане на автоматично регулиране на изходното напрежение в отговор на променливи натоварвания или напрежение на батерията.

Идеята е проста, веднага щом изходното напрежение премине предварително определен праг на опасност, се задейства съответна верига, която от своя страна изключва инверторните захранващи устройства по последователен начин, като по този начин се получава контролирано изходно напрежение в рамките на този конкретен праг.

Недостатъкът на използването на транзистор може да бъде свързаният проблем с хистерезис, който може да направи превключването доста по-широко напречно сечение, което води до не толкова точно регулиране на напрежението.

Opamps, от друга страна, могат да бъдат изключително точни, тъй като те биха превключили регулирането на изхода в рамките на много тесен марж, поддържайки нивото на корекция плътно и точно.

Представената по-долу проста автоматична схема за корекция на напрежението на инвертора може да бъде ефективно използвана за предложеното приложение и за регулиране на изхода на инвертора в рамките на желаната граница.

Предложената схема за корекция на напрежението на инвертора може да бъде разбрана с помощта на следните точки:

Един единичен усилвател изпълнява функцията на компаратор и детектор за ниво на напрежение.

Операция на веригата

Високоволтовият променлив ток от изхода на трансформатора се понижава с помощта на потенциална разделителна мрежа до около 14V.

Това напрежение се превръща в работно напрежение, както и в чувствителното напрежение на веригата.

Пониженото напрежение с помощта на потенциален делител съответства пропорционално в отговор на променящото се напрежение на изхода.

Pin3 на операционния усилвател е настроен на еквивалентно постояннотоково напрежение, съответстващо на границата, която трябва да се контролира.

Това се прави чрез подаване на желаното максимално гранично напрежение към веригата и след това регулиране на 10k предварително зададени, докато изходът просто се повиши и задейства NPN транзистора.

След като приключи горната настройка, веригата става готова за интегриране с инвертора за предвидените корекции.

Както се вижда, колекторът на NPN трябва да бъде свързан с портите на MOSFET-овете на инвертора, които отговарят за захранването на инверторния трансформатор.

Тази интеграция гарантира, че когато изходното напрежение има тенденция да премине зададената граница, NPN задейства заземяването на портите на MOSFET и по този начин ограничава всяко по-нататъшно покачване на напрежението, задействането ON / OFF продължава безкрайно, докато изходното напрежение се движи около опасна зона.

Трябва да се отбележи, че интеграцията на NPN ще бъде съвместима само с N-канални MOSFET-и, ако инверторът носи P-канални MOSFET-и, конфигурацията на веригата ще се нуждае от пълно обръщане на транзистора и входните изводи на OPAMP.

Също така земята на веригата трябва да бъде обща с отрицателния акумулатор на инвертора.

Дизайн # 3: Въведение

Тази схема ми беше поискана от един от моите приятели Mr.Sam, чиито постоянни напомняния ме подтикнаха да проектирам тази много полезна концепция за инверторни приложения.

Обяснената тук инверторна верига, независима от натоварване / коригирана с изход или компенсирана с изход, е съвсем на концептуално ниво и не е тествана на практика от мен, но идеята изглежда осъществима поради простия си дизайн.

Операция на веригата

Ако погледнем фигурата, виждаме, че целият дизайн е в основата си проста схема на ШИМ генератор, изградена около IC 555.

Знаем, че в този стандартен 555 PWM дизайн, PWM импулсите могат да бъдат оптимизирани чрез промяна на съотношението R1 / R2.

Този факт е използван по подходящ начин тук за прилагане на корекция на напрежението на товара на инвертор.
An опто-съединител, направен чрез запечатване на LED / LDR Използвано е устройство, където LDR на опто- се превръща в един от резисторите в ШИМ 'рамото' на веригата.

Светодиодът на опто съединителя се осветява чрез напрежението от изхода на инвертора или връзките на товара.

Мрежовото напрежение е подходящо спаднало с помощта на C3 и свързаните компоненти за захранване на опто LED.

След интегриране на веригата към инвертор, когато системата се захранва (със свързан подходящ товар), RMS стойността може да бъде измерена на изхода и предварително зададената P1 може да се регулира, за да направи изходното напрежение достатъчно подходящо за товара.

Как да настроите

Тази настройка вероятно е всичко, което би било необходимо.

Сега да предположим, че ако натоварването се увеличи, напрежението ще има тенденция да пада на изхода, което от своя страна ще доведе до намаляване на интензитета на опто LED.

Намаляването на интензивността на светодиода ще накара ИС да оптимизира своите ШИМ импулси така, че средно-ефективната стойност на изходното напрежение да се повиши, като нивото на напрежението също се повиши до необходимата отметка, това иницииране също ще повлияе на интензитета на светодиода, който сега ще светне и по този начин най-накрая ще достигне автоматично оптимизирано ниво, което правилно ще балансира състоянието на напрежението на системата на изхода.

Тук съотношението на знаците е предназначено предимно за контролиране на необходимия параметър, поради което опто трябва да бъде поставено по подходящ начин в лявата или дясната ръка на показаното ШИМ контрол раздел на ИК.

Веригата може да бъде изпробвана с инверторния дизайн, показан в тази 500 ватова инверторна схема

Списък с части

• R1 = 330K
• R2 = 100K
• R3, R4 = 100 ома
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22K
• C1, C2 = 0.01uF
• C3 = 0,33uF / 400V
• OptoCoupler = Домашно приготвено, чрез запечатване на LED / LDR лице в лице в светлоустойчив контейнер.

ВНИМАНИЕ: ПРЕДЛОЖЕНИЯТ ДИЗАЙН НЕ Е ИЗОЛИРАН ОТ ИНВЕРТОРНИЯ МАГАЖЕН НАПРЕЖЕНИЕ, ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ЕКСТРЕМЕН ВНИМАНИЕ ПО ВРЕМЕ НА ИЗПИТВАНЕТО И НАСТРОЙВАНЕТО НА ПРОЦЕДУРИТЕ.