고전력 SG3525 순수 사인파 인버터 회로 3 개

이 게시물은 단일 IC SG 3525를 사용하는 3 개의 강력하면서도 간단한 사인파 12V 인버터 회로에 대해 설명합니다. 첫 번째 회로는 배터리 부족 감지 및 차단 기능과 자동 출력 전압 조정 기능을 갖추고 있습니다.

이 회로는이 블로그의 관심있는 독자 중 한 명이 요청했습니다. 요청 및 회로 기능에 대해 자세히 알아 보겠습니다.

디자인 # 1 : 기본 수정 사인

이전 게시물 중 하나에서 IC 3525의 핀아웃 기능 , 데이터를 사용하여 구성에서 매우 표준이지만 배터리 부족 셧다운 기능과 자동 출력 조절 향상 기능을 포함하는 다음 회로를 설계했습니다.

다음 설명은 회로의 다양한 단계를 안내 할 것입니다.

주어진 다이어그램에서 볼 수 있듯이 ICSG3525는 발진 주파수가 C1, R2 및 P1에 의해 결정되는 표준 PWM 생성기 / 발진기 모드로 리깅됩니다.

P1은 애플리케이션의 필수 사양에 따라 정확한 주파수를 획득하도록 조정할 수 있습니다.

P1의 범위는 100Hz ~ 500kHz입니다. 여기서는 핀 # 11과 핀 # 14의 두 출력에서 ​​궁극적으로 50Hz를 제공하는 100Hz 값에 관심이 있습니다.

위의 두 출력은 푸시 풀 방식 (토템 폴)으로 교대로 진동하여 연결된 MOSFET을 고정 주파수 (50Hz)에서 포화 상태로 만듭니다.

이에 대한 응답으로 MOSFET은 '트랜스포머의 두 권선을 통해 배터리 전압 / 전류를 밀고 당기면 트랜스포머의 출력 권선에서 필요한 메인 AC를 생성합니다.

출력에서 생성되는 피크 전압은 약 300V가 될 것이며, 이는 양질의 RMS 미터를 사용하고 P2를 조정하여 약 220V RMS로 조정해야합니다.

P2는 실제로 핀 # 11 / # 14에서 펄스 폭을 조정하여 출력에서 ​​필요한 RMS를 제공하는 데 도움이됩니다.

이 기능은 출력에서 ​​PWM 제어 수정 사인파를 용이하게합니다.

자동 출력 전압 조정 기능

IC는 PWM 제어 핀아웃을 용이하게하기 때문에이 핀아웃을 이용하여 시스템의 자동 출력 조정을 활성화 할 수 있습니다.

핀 # 2는 내부 내장 오류 Opamp의 감지 입력입니다. 일반적으로이 핀 (비 inv.)의 전압은 inv 핀 # 1이 내부적으로 5.1V로 고정되어 있으므로 기본적으로 5.1V 표시 이상으로 증가하지 않아야합니다.

핀 # 2가 지정된 전압 제한 내에있는 한 PWM 보정 기능은 비활성 상태를 유지하지만 핀 # 2의 전압이 5.1V 이상으로 상승하는 경향이있는 순간 출력 펄스는 이후에 보정 및 균형을 맞추기 위해 좁혀집니다. 따라서 출력 전압.

여기에서는 출력의 샘플 전압을 획득하기 위해 작은 감지 변압기 TR2가 사용되며,이 전압은 적절하게 정류되어 IC1의 2 번 핀에 공급됩니다.

P3는 출력 전압 RMS가 약 220V 일 때 공급 전압이 5.1V 제한 아래로 유지되도록 설정됩니다. 이것은 회로의 자동 조절 기능을 설정합니다.

이제 어떤 이유로 인해 출력 전압이 설정 값 이상으로 상승하는 경향이 있으면 PWM 보정 기능이 활성화되고 전압이 감소합니다.

이상적으로 P3은 출력 전압 RMS가 250V로 고정되도록 설정되어야합니다.

따라서 위의 전압이 250V 아래로 떨어지면 PWM 보정이이를 위로 끌어 올리고 그 반대의 경우 출력의 양방향 조정을 얻는 데 도움이됩니다.

신중한 조사를 통해 R3, R4, P2를 포함하는 것은 의미가 없으며 회로에서 제거 될 수 있습니다. P3는 출력에서 ​​의도 한 PWM 제어를 얻기 위해 단독으로 사용될 수 있습니다.

낮은 배터리 컷오프 기능

이 회로의 또 다른 편리한 기능은 배터리 부족 차단 기능입니다.

이 도입은 IC SG3525에 내장 된 셧다운 기능으로 인해 가능해졌습니다.

IC의 10 번 핀은 포지티브 신호에 응답하고 신호가 금지 될 때까지 출력을 차단합니다.

여기서 741 opamp는 저전압 감지기로 작동합니다.

P5는 배터리 전압이 낮은 전압 임계 값을 초과하는 한 741의 출력이 로직 로우로 유지되도록 설정되어야합니다. 이는 11.5V 일 수 있습니다. 사용자가 선호하는 11V 또는 10.5, 이상적으로는 11V 미만이어야합니다.

이 값이 설정되면 배터리 전압이 저전압 표시 아래로 내려 가면 IC의 출력이 즉시 높아지고 IC1의 셧다운 기능이 활성화되어 배터리 전압의 추가 손실을 방지합니다.

피드백 저항 R9 및 P4는 셧다운 작동이 활성화 된 후 배터리 전압이 더 높은 수준으로 다시 상승하는 경향이 있어도 위치가 래치 된 상태를 유지하도록합니다.

부품 목록

모든 저항은 1/4 와트 1 % MFR입니다. 달리 명시되지 않는 한.

• R1, R7 = 22 옴
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 옴
• R9 = 100K
• C1 = 0.1uF / 50V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100nF
• C6, C7 = 4.7uF / 25V
• P1 = 330K 사전 설정
• P2 --- P5 = 10K 사전 설정
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... 요구 사항에 따라 전류
• TR2 = 0-9V / 100mA 배터리 = 12V / 25 ~ 100AH

위의 회로도에서 낮은 배터리 opamp 단계는 다음 다이어그램과 같이 더 나은 응답을 위해 수정 될 수 있습니다.

여기서 opamp의 pin3은 이제 D6 및 R11을 사용하는 자체 참조 네트워크를 가지며 IC 3525 pin16의 참조 전압에 의존하지 않음을 알 수 있습니다.

opamp의 Pin6은 정상 작동 중에 SG3525의 pin10을 방해 할 수있는 누설을 막기 위해 제너 다이오드를 사용합니다.

R11 = 10,000
D6, D7 = 제너 다이오드, 3.3V, 1/2 와트

자동 출력 피드백 수정 기능이있는 또 다른 설계

회로 설계 # 2 :

위 섹션에서는 사용시 수정 된 사인파 출력을 생성하도록 설계된 IC SG3525의 기본 버전을 배웠습니다. 인버터 토폴로지 ,이 기본 설계는 일반적인 형식으로 순수한 사인파 파형을 생성하도록 향상 될 수 없습니다.

수정 된 구형파 또는 사인파 출력은 RMS 특성으로 괜찮을 수 있고 대부분의 전자 장비에 전력을 공급하는 데 합리적으로 적합 할 수 있지만 순수한 사인파 인버터 출력의 품질과 비교할 수는 없습니다.

여기서 우리는 표준 SG3525 인버터 회로를 순수한 사인파 대응 물로 향상시키는 데 사용할 수있는 간단한 방법을 배웁니다.

제안 된 개선을 위해 기본 SG3525 인버터는 수정 된 PWM 출력을 생성하도록 구성된 표준 SG3525 인버터 설계가 될 수 있습니다. 이 섹션은 중요하지 않으며 선호하는 변형을 선택할 수 있습니다 (사소한 차이는 있지만 온라인에서 많이 찾을 수 있음).

에 관한 포괄적 인 기사를 논의했습니다. 구형파 인버터를 사인파 인버터로 변환하는 방법 이전 게시물 중 하나에서 업그레이드에 동일한 원칙을 적용합니다.

Squarewave에서 Sinewave 로의 변환이 일어나는 방법

출력을 모든 민감한 전자 부하에 적합한 순수한 사인파로 변환하는 변환 과정에서 정확히 어떤 일이 발생하는지 알고 싶을 것입니다.

기본적으로 급격한 상승 및 하강 구형파 펄스를 완만하게 상승 및 하강하는 파형으로 최적화하여 수행됩니다. 이것은 나가는 구형파를 여러 개의 균일 한 조각으로 자르거나 쪼개서 실행됩니다.

실제 사인파에서 파형은주기의 과정에서 사인파가 점차적으로 상승 및 하강하는 지수 상승 및 하강 패턴을 통해 생성됩니다.

제안 된 아이디어에서 파형은 기하 급수적으로 실행되는 것이 아니라 구형파가 조각으로 잘려져 결국 일부 여과 후 사인파 모양을 취합니다.

'초핑'은 계산 된 PWM을 BJT 버퍼 스테이지를 통해 FET의 게이트에 공급함으로써 수행됩니다.

SG3525 파형을 순수 사인파 파형으로 변환하는 일반적인 회로 설계는 다음과 같습니다. 이 설계는 실제로 모든 구형파 인버터를 사인파 인버터로 업그레이드하기 위해 구현할 수있는 보편적 인 설계입니다.

경고 : SPWM을 입력으로 사용하는 경우 하단 BC547을 BC557로 교체하십시오. 이미 터는 버퍼 단계, Collector to Ground, Bases to SPWM Input과 연결됩니다.

위의 다이어그램에서 볼 수 있듯이 하단 2 개의 BC547 트랜지스터는 PWM 피드 또는 입력에 의해 트리거되어 PWM ON / OFF 듀티 사이클에 따라 전환됩니다.

그러면 SG3525 출력 핀에서 나오는 BC547 / BC557의 50Hz 펄스가 빠르게 전환됩니다.

위의 작업은 궁극적으로 MOSFET이 각 50 / 60Hz 사이클에 대해 여러 번 켜지고 꺼 지도록 강제하고 결과적으로 연결된 변압기의 출력에서 ​​유사한 파형을 생성합니다.

바람직하게는 PWM 입력 주파수는 기본 50 또는 60Hz 주파수보다 4 배 더 많아야합니다. 따라서 각 50 / 60Hz 사이클이 4 개 또는 5 개 조각으로 나뉘며 이보다 많지 않으면 원하지 않는 고조파 및 MOSFET 가열이 발생할 수 있습니다.

PWM 회로

위에서 설명한 설계에 대한 PWM 입력 피드는 표준 IC 555 불안정한 디자인 아래 그림과 같이:

이 IC 555 기반 PWM 회로 SG3525 인버터 회로의 출력이 메인 순수 사인파 파형 RMS 값에 가까운 RMS 값을 획득하도록 첫 번째 설계에서 최적화 된 PWM을 BC547 트랜지스터의베이스에 공급하는 데 사용할 수 있습니다.

SPWM 사용

위에서 설명한 개념은 일반적인 SG3525 인버터 회로의 구형파 수정 출력을 크게 향상시킬 수 있지만 더 나은 접근 방식은 SPWM 생성기 회로 .

이 개념에서 각 구형파 펄스의 '초핑'은 고정 듀티 사이클이 아닌 비례 적으로 변화하는 PWM 듀티 사이클을 통해 구현됩니다.

나는 이미 논의했다 opamp를 사용하여 SPWM을 생성하는 방법 , 동일한 이론이 구형파 인버터의 드라이버 스테이지에 공급하는 데 사용될 수 있습니다.

SPWM 생성을위한 간단한 회로는 다음과 같습니다.

SPWM 처리에 IC 741 사용

이 설계에서는 입력 핀이 두 개의 삼각파 소스로 구성된 표준 IC 741 opamp를 볼 수 있습니다. 하나는 다른 하나보다 주파수가 훨씬 빠릅니다.

삼각파는 아래 그림과 같이 불안정하고 콤 팩터로 배선 된 표준 IC 556 기반 회로에서 제조 할 수 있습니다.

FAST TRIANGLE WAVE의 주파수는 약 400Hz 여야하며 50k 사전 설정 또는 1nF 커패시터의 값을 조정하여 설정할 수 있습니다.

느린 삼각파 주파수는 인버터의 원하는 출력 주파수와 같아야합니다. 이는 50Hz 또는 60Hz 일 수 있으며 SG3525의 PIN # 4 주파수와 동일합니다.

위의 두 이미지에서 볼 수 있듯이 빠른 삼각파는 일반적인 IC 555 불안정에서 달성됩니다.

그러나 느린 삼각파는 '구형파 대 삼각파 생성기'처럼 연결된 IC 555를 통해 획득됩니다.

사각 파 또는 사각 파는 SG3525의 4 번 핀에서 획득합니다. 이것은 연산 증폭기 741 출력을 SG3525 회로의 50Hz 주파수와 완벽하게 동기화하므로 중요합니다. 그러면 두 MOSFET 채널에 걸쳐 정확한 치수의 SPWM 세트가 생성됩니다.

이 최적화 된 PWM이 첫 번째 회로 설계에 공급되면 트랜스포머의 출력이 표준 AC 메인 사인파와 매우 동일한 속성을 가진 더욱 개선되고 부드러운 사인파를 생성합니다.

그러나 SPWM의 경우에도 변압기 출력에서 ​​올바른 전압 출력을 생성하려면 RMS 값을 처음에 올바르게 설정해야합니다.

일단 구현되면 모든 SG3525 인버터 설계에서 실제 사인파 등가 출력을 기대할 수 있거나 구형파 인버터 모델에서 나올 수 있습니다.

SG3525 순수 사인파 인버터 회로에 대해 더 많은 의문이있는 경우 의견을 통해 자유롭게 표현할 수 있습니다.

최신 정보

SG3525 발진기 스테이지의 기본 예제 설계는 아래에서 볼 수 있습니다.이 설계는 SG3525 설계의 필요한 향상된 버전을 얻기 위해 위에서 설명한 PWM 사인파 BJT / 모스펫 스테이지와 통합 될 수 있습니다.

제안 된 SG3525 순수 사인파 인버터 회로에 대한 완전한 회로 다이어그램 및 PCB 레이아웃.

제공 : Ainsworth Lynch

Design # 3 : IC SG3525를 사용한 3kva 인버터 회로

이전 단락에서 SG3525 설계를 효율적인 사인파 설계로 변환하는 방법에 대해 종합적으로 논의했습니다. 이제 IC SG3525를 사용하여 간단한 2kva 인버터 회로를 구성하는 방법에 대해 논의 해 보겠습니다. IC SG3525를 사용하여 쉽게 사인파 10kva로 업그레이드 할 수 있습니다. 배터리, MOSFET 및 변압기 사양.

기본 회로는 Anas Ahmad가 제출 한 디자인에 따릅니다.

제안 된 SG3525 2kva 인버터 회로에 대한 설명은 다음 논의에서 이해할 수 있습니다.

안녕하세요 swagatam, 다음 3kva 24V를 구성했습니다. 인버터 수정 사인파 (저항이 각각 부착 된 20 개의 MOSFET을 사용했고, 또한 센터 탭 변압기를 사용했고 발진기에 SG3525를 사용했습니다) .. 이제 순수 사인파로 변환하고 싶습니다. 어떻게하면 되나요?

기본 회로도

내 답장 :

안녕 Anas,

먼저이 SG3525 인버터 기사에 설명 된대로 기본 설정을 시도하고 모든 것이 잘 진행되면 더 많은 MOSFET을 병렬로 연결해 볼 수 있습니다.

위의 다이 그램에 표시된 인버터는 기본 구형파 설계입니다. 사인파로 변환하려면 아래에 설명 된 단계를 따라야합니다. MOSFET 게이트 / 저항 끝은 BJT 단계로 구성되어야하며 555 IC PWM이 연결되어야합니다. 다음 다이어그램에 표시된대로 :

병렬 MOSFET 연결 관련

좋아, 20 개의 mosfet (리드 A에 10 개, 리드 B에 10 개)가 있으므로 각 mosfet에 2 개의 BJT, 즉 40BJT를 연결해야합니다. 마찬가지로 PWM에서 나오는 2BJT 만 40BJT에 병렬로 연결해야합니다. ? 미안합니다.

대답:
아니요, 각 BJT 쌍의 각 에미 터 접합은 10 개의 MOSFET을 보유하므로 모두 4 개의 BJT 만 필요합니다 ....

BJT를 버퍼로 사용

1. 괜찮다면 네가 BJT 4 개, 리드 A에 2 개, 리드 B에 2 개, 그리고 PWM의 출력에서 ​​또 다른 2 BJT라고 말했 으니까.
2. 24 볼트 배터리를 사용하고 있는데 배터리에 대한 BJT 컬렉터 터미널을 수정하지 않기를 바랍니다.
3. MOSFET에 대한 입력 전압을 제어하기 위해 발진기에서 가변 저항을 사용해야합니다. 그러나이 경우 BJT의베이스로 갈 전압에 대해 어떻게 갈지 모르겠습니다. 어떻게해야합니까? 내가 BJT를 날려 버리고 싶다고?

예, 버퍼 단계 용 NPN / PNP BJT 및 PWM 드라이버가있는 2 개의 NPN.
24V는 BJT 버퍼에 해를 끼치 지 않지만 12V로 낮추기위한 7812 SG3525 및 IC 555 스테이지 용.

IC 555 pot을 사용하여 trafo의 출력 전압을 조정하고 220V로 설정할 수 있습니다. 당신의 기억 변압기는 배터리 전압보다 낮은 정격이어야합니다. 출력에서 최적의 전압을 얻기 위해. 배터리가 24V이면 18-0-18V trafo를 사용할 수 있습니다.

부품 목록

IC SG3525 회로
달리 명시되지 않는 한 모든 저항기 1/4 와트 5 % CFR
10K-6nos
150K-1 아니요
470 옴-1no
사전 설정 22K-1no
프리셋 47K-1no
커패시터
0.1uF 세라믹-1no
IC = SG3525
Mosfet / BJT 스테이지
모든 MOSFET-IRF540 또는 이와 동등한 게이트 저항기-10 Ohms 1/4 와트 (권장)
모든 NPN BJT는 = BC547입니다.
모든 PNP BJT는 = BC557입니다.
기본 저항은 모두 10K-4nos입니다.
IC 555 PWM 스테이지
1K = 1no 100K pot-1no
1N4148 다이오드 = 2nos
커패시터 0.1uF Ceramic-1no
10nF 세라믹-1no
기타 IC 7812-1no
배터리-사양에 따라 12V 0r 24V 100AH ​​변압기.

더 간단한 대안