1500 Watt PWM Sinus-Wechselrichterschaltung

Unter diesem Beitrag kann eine sehr einfache, aber einigermaßen effiziente Sinus-Wechselrichterschaltung auf PWM-Basis mit 1500 W untersucht werden. Das Design verwendet sehr gewöhnliche Teile, um einen leistungsstarken SPWM-Typ zu erzielen Wechselrichterschaltung .

Hauptspezifikationen

Ausgangsleistung: Einstellbar von 500 Watt bis 1500 Watt

Ausgangsspannung: 120 V oder 220 V gemäß den Transformatorspezifikationen

Ausgangsfrequenz: 50 Hz oder 60 Hz je nach Anforderung.

Betriebsleistung: 24V bis 48V

Strom: Abhängig von der Mosfet- und Transformatorleistung

Ausgangswellenform: SPWM (kann gefiltert werden, um eine reine Sinuswelle zu erzielen)

Das Design

Der vorgeschlagene 1500-Watt-PWM-Sinus-Wechselrichter wurde unter Verwendung eines äußerst einfachen Konzepts durch ein paar IC 4017 und einen einzelnen IC 555 entwickelt.

In diesem Konzept wird die Sequenzierungslogik vom Ausgang des IC 4017 konfiguriert, indem nachfolgende Pinbelegungen so ausgewählt und übersprungen werden, dass die resultierende Sequenzierung ein anständiges SPWM erzeugt, wie das Einschalten der angeschlossenen Mosfets und des Transformators.

Das vollständige Schema kann in der folgenden Abbildung dargestellt werden:

Die Funktionsweise des Wechselrichters kann anhand der folgenden Erklärung verstanden werden:

Schaltungsbetrieb

Wie man sieht, Zwei IC 4017 sind kaskadiert Bilden einer 18-poligen Sequenzierungslogikschaltung, wobei jeder negative Impuls oder jede negative Frequenz von dem IC 555 eine verschiebende Ausgangssequenz über jeden der angegebenen Ausgänge der beiden 4017-ICs erzeugt, beginnend von Pin 9 des oberen IC bis zu Pin 2 des unteren IC, wenn die Sequenz zurückgesetzt wird, um den Zyklus erneut zu starten.

Wir können sehen, dass der Ausgang des IC 4017 intelligent übersprungen wird, indem Sätze von Ausgangsbelegungen übersprungen und kombiniert werden, so dass beim Umschalten auf die Mosfets die folgende Art von Wellenform erzielt wird:

Entsprechend der Wellenform können die Start- und die Endsequenz übersprungen werden, indem die relevanten Pinbelegungen des IC entfernt werden. In ähnlicher Weise werden auch die zweite und die 6. Pinbelegung übersprungen, während die zweite, 4., 5., 6. Pinbelegung für verbunden werden Erzielen einer anständigen SPWM-ähnlichen Impulsform über die Ausgänge der beiden 4017-ICs.

Video Proof (100 Watt Beispiel)

Das Ziel dieser Logikkonfiguration

Die oben gezeigte Wellenform wird so ausgewählt, dass sie die tatsächliche sinusförmige oder sinusförmige Wellenform so genau wie möglich reproduzieren kann.

Hier können wir sehen, dass die anfänglichen Blöcke eliminiert werden, so dass die SPWM-Wellenform mit dem anfänglich niedrigsten RMS-Wert der tatsächlichen Sinuswelle übereinstimmen kann. Die nächsten beiden alternativen Blöcke ahmen den durchschnittlich ansteigenden RMS innerhalb einer Sinuswelle nach, während die mittleren 3 Blöcke versuchen, den maximalen RMS von zu replizieren eine exponentiell ansteigende Sinuswelle.

Wenn das obige PWM-Format auf die Gates der Mosfets angewendet wird, führen die Mosfets abwechselnd das Schalten der Transformatorprimärseite mit dem gleichen Schaltformat auf Push-Pull-Weise aus.

Dies zwingt die Sekundärseite synchron dazu, dem Induktionsmuster mit einer identischen Wellenform zu folgen, was letztendlich zur Erzeugung des erforderlichen Wechselstroms 220 V mit dem obigen SPWM-Wellenformmuster führt. Ein entsprechend dimensioniertes LC-Filter über der Ausgangswicklung des Transformators kann es der Sekundärseite schließlich ermöglichen, eine perfekt geschnitzte sinusförmige Wellenform zu erzielen.

Wenn die resultierende Ausgabe dieses SPWM gefiltert wird, sollte dies hoffentlich zur Replikation einer Sinuswellenausgabe führen, die für den Betrieb der meisten Elektrogeräte geeignet sein könnte.

Die Oszillatorbühne

Hier wird ein gewöhnlicher IC 555 astable implementiert, um die erforderlichen Taktimpulse zum Einspeisen der kaskadierten 4017-ICs und zum Aktivieren der Sequenzierungslogik über ihre Ausgangsbelegungen zu erzeugen.

Die dem IC 555 zugeordneten R1, R2 und C1 müssen genau berechnet werden, damit Pin Nr. 3 eine Frequenz von etwa 900 Hz bei einem Arbeitszyklus von etwa 50% erzeugen kann. Ein 900-Hz-Ausgang wird erforderlich, damit die BJTs durch die Sequenzierung über die insgesamt 18 Pinbelegungen der 4017-ICs mit 50 Hz über die beiden Kanäle und mit etwa 150 Hz zum Zerhacken der einzelnen 50-Hz-Blöcke ausgelöst werden.

Über die Mosfets und den Transformator

Die Mosfets und der Transformator der oben erläuterten 1500-Watt-SPWM-Wechselrichterschaltung sind die beiden Elemente, die die Gesamtleistung bestimmen. Um eine Leistung von 1500 Watt zu erhalten, stellen Sie sicher, dass die Batterieversorgung bei 500 Ah nicht weniger als 48 V beträgt, während der Transformator irgendwo zwischen 40-0-40 V / 40 Ampere liegen kann. Die Mosfets können jeweils IRFS4620TRLPBF sein, wenn eine 48-V-Batterie verwendet wird. Ein Paar dieser Mosfets wäre parallel auf jedem Kanal erforderlich, um eine ordnungsgemäße Lieferung der vollen 1500 Watt am Ausgang sicherzustellen

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