Circuit onduleur à onde sinusoïdale PWM de 1500 watts

Un circuit onduleur sinusoïdal basique mais raisonnablement efficace de 1500 W PWM peut être étudié sous ce poste. La conception utilise des pièces très ordinaires pour réaliser un type SPWM puissant circuit inverseur .

Spécifications principales

Puissance de sortie: réglable de 500 watts à 1500 watts

Tension de sortie: 120 V ou 220 V selon les spécifications du transformateur

Fréquence de sortie: 50Hz ou 60Hz selon l'exigence.

Puissance de fonctionnement: 24V à 48V

Courant: en fonction des valeurs nominales du Mosfet et du transformateur

Forme d'onde de sortie: SPWM (peut être filtrée pour obtenir une onde sinusoïdale pure)

La conception

L'onduleur à onde sinusoïdale PWM de 1500 watts proposé est conçu en utilisant un concept extrêmement basique à travers un couple d'IC ​​4017 et un seul IC 555.

Dans ce concept, la logique de séquençage de la sortie de l'IC 4017 est configurée en sélectionnant et en sautant les brochages suivants de telle sorte que le séquençage résultant produit un SPWM décent comme la mise en marche des mosfets connectés et du transformateur.

Le schéma complet peut être visualisé dans le diagramme suivant:

Le fonctionnement de l'onduleur peut être compris à partir de l'explication suivante:

Fonctionnement du circuit

Comme on peut le voir, deux IC 4017 sont en cascade pour former un circuit logique de séquencement à 18 broches, dans lequel chaque impulsion ou fréquence négative de l'IC 555 produit une séquence de sortie de décalage sur chacune des sorties indiquées des deux circuits intégrés 4017, en commençant par la broche n ° 9 du circuit intégré supérieur jusqu'à la broche n ° 2 du CI inférieur, lorsque la séquence est réinitialisée pour recommencer le cycle.

Nous pouvons voir que la sortie de l'IC 4017 est exploitée intelligemment en sautant et en combinant des ensembles de brochage de sortie de telle sorte que la commutation vers les mosfets réalise le type de forme d'onde suivant:

Selon la forme d'onde, les séquences de début et de fin peuvent être ignorées en éliminant les broches pertinentes du circuit intégré, de même, les deuxième et sixième broches sont également ignorées, tandis que les deuxième, 4ème, 5ème, 6ème broches sont jointes pour réaliser une forme d'impulsion de type SPWM décente sur les sorties des deux circuits intégrés 4017.

Preuve vidéo (exemple de 100 watts)

L'objectif derrière cette configuration logique

La forme d'onde représentée ci-dessus est sélectionnée de manière à pouvoir reproduire la forme d'onde sinusoïdale ou sinusoïdale réelle aussi fidèlement que possible.

Ici, nous pouvons voir que les blocs initiaux sont éliminés afin que la forme d'onde SPWM puisse correspondre à la valeur RMS la plus basse initiale de l'onde sinusoïdale réelle, les deux blocs alternatifs suivants imitent le RMS montant moyen dans une onde sinusoïdale, tandis que les 3 blocs centraux essaient de reproduire le RMS maximal de une onde sinusoïdale en augmentation exponentielle.

Lorsque le format PWM ci-dessus est appliqué aux portes des mosfets, les mosfets exécutent en alternance la commutation du primaire du transformateur avec le même format de commutation d'une manière push pull.

Cela force le secondaire de manière synchrone à suivre le modèle d'induction avec une forme d'onde identique qui aboutit finalement à la création du 220 V CA requis, ayant le modèle de forme d'onde SPWM ci-dessus. Un filtre LC correctement dimensionné à travers l'enroulement de sortie du transformateur peut enfin permettre au côté secondaire d'obtenir une forme d'onde sinusoïdale parfaitement découpée.

Par conséquent, lorsque la sortie résultante de ce SPWM est filtrée, on espère que cela entraînera la réplication d'une sortie sinusoïdale qui pourrait convenir à la plupart des appareils électriques.

La scène de l'oscillateur

Un IC 555 astable ordinaire est mis en œuvre ici pour créer les impulsions d'horloge requises pour alimenter les circuits intégrés 4017 en cascade et pour activer la logique de séquencement sur leurs broches de sortie.

Les R1, R2 et C1 associés à l'IC 555 doivent être calculés avec précision afin que la broche n ° 3 puisse générer une fréquence d'environ 900 Hz à un cycle de service d'environ 50%. Une sortie 900 Hz devient nécessaire pour que le séquençage sur les 18 brochages totaux des circuits intégrés 4017 provoque le déclenchement des BJT à 50 Hz sur les deux canaux et à environ 150 Hz pour découper les blocs individuels de 50 Hz.

À propos des Mosfets et du Transformer

Les mosfets et le transformateur du circuit onduleur SPWM de 1500 watts expliqué ci-dessus sont les deux éléments qui déterminent la puissance de sortie totale. Pour obtenir une sortie de 1500 watts, assurez-vous que l'alimentation de la batterie n'est pas inférieure à 48V, à 500 Ah, tandis que le transformateur pourrait être n'importe où autour de 40-0-40V / 40 ampères. Les mosfets peuvent être IRFS4620TRLPBF chacun si une batterie 48V est utilisée, une paire de ces mosfets serait nécessaire en parallèle sur chaque canal pour assurer une livraison correcte des 1500 watts à la sortie

Si vous avez des doutes ou des questions personnalisées, n'hésitez pas à les ajouter dans les commentaires ci-dessous pour obtenir rapidement des réponses pertinentes.