TL494 kullanarak Pwm inverter devresi

Bir inverter bir devredir dönüştüren Doğru Akım (DC) için Akım (AC Alternatif). Bir PWM invertörü, ev aletlerinin çoğuna güç sağlamak için uygun olan Alternatif Akımın (AC) etkilerini simüle etmek için değiştirilmiş kare dalgaları kullanan bir devre türüdür. Genellikle inverter iki tipi vardır mevcut olduğundan, en çok-say birinci tip bir sözde modifiye bir kare dalga inverteri adı çıkışı olan anlaşılacağı gibi, kare dalga yerine bir sinüs dalgası, bir saf sinüs çok dalga AC motorlara veya TRIACS'a güç sağlamaya çalışırsanız, farklı sorunlara neden olur.

İkinci tip, saf sinüs dalgası invertörü olarak adlandırılır. Böylelikle her türlü AC cihazında sorunsuz olarak kullanılabilir. Burada farklı inverter türleri hakkında daha fazla bilgi edinin.

Ama bence bir DIY projesi olarak bir invertör inşa etmemelisiniz. Neden? Diye soruyorsanız, devam edin! Ve bu projede, popüler TL494 yongasını kullanarak basit bir modifiye kare dalga PWM invertör devresi inşa edeceğim ve bu tür bir invertörlerin artılarını ve eksilerini açıklayacağım ve sonunda, Bir DIY projesi olarak neden modifiye edilmiş bir kare dalga invertör devresi yapılmayacağını göreceğiz .

UYARI! Bu devre yalnızca eğitim amaçlı oluşturulmuş ve gösterilmiştir ve bu tür bir devrenin ticari cihazlar için kurulması ve kullanılması kesinlikle önerilmez.

DİKKAT! Bu tür bir devre yapıyorsanız, lütfen giriş dalgasının sinüzoidal olmayan doğası tarafından üretilen yüksek voltaj ve voltaj yükselmelerine karşı ekstra dikkatli olun.

İnverter Nasıl Çalışır?

İnvertör devresinin çok basit bir şeması yukarıda gösterilmiştir. Giriş görevi gören transformatörün orta pimine pozitif bir voltaj bağlanır. Ve diğer iki pim, anahtar görevi gören MOSFET'lere bağlanır .

Şimdi MOSFET Q1'i etkinleştirirsek, kapı terminaline bir voltaj koyarak, akım yukarıdaki resimde gösterildiği gibi okun bir yönünde akacaktır. Böylece ok yönünde bir Manyetik akı da indüklenecek ve transformatörün çekirdeği ikincil bobindeki manyetik akıyı geçecek ve çıkışta 220V alacağız.

Şimdi, MOSFET Q1'i devre dışı bırakırsak ve MOSFET Q2'yi etkinleştirirsek, akım yukarıdaki görüntüde gösterilen ok yönünde akacak ve böylece çekirdekteki manyetik akının yönünü tersine çevirecektir. MOSFET'in çalışması hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz.

Şimdi, manyetik akı değişiklikleri ile çalışan bir transformatörün olduğunu hepimiz biliyoruz. Bu nedenle, MOSFET'lerin her ikisini de açıp kapatmak, biri diğerine ters çevrilmiş ve bunu saniyede 50 kez yapmak, transformatörün çekirdeği içinde güzel bir salınımlı manyetik akı oluşturacak ve değişen manyetik akı, ikincil bobinde bir voltaj oluşturacaktır. faraday yasası ile biliyoruz. Ve temel invertör bu şekilde çalışır.

İnvertör IC TL494

Şimdi devreyi TL494 PWM denetleyicisine dayalı olarak oluşturmadan önce, PWM denetleyicisi TL494'ün nasıl çalıştığını öğrenelim.

TL494 IC, aşağıda gösterilen ve açıklanan 8 işlevsel bloğa sahiptir.

1. 5-V Referans Regülatörü

5V dahili referans regülatör çıkışı, IC'nin pin-14'ü olan REF pinidir. Referans regülatör, darbeli yönlendirmeli flip-flop, osilatör, ölü zaman kontrol karşılaştırıcısı ve PWM karşılaştırıcısı gibi dahili devreler için kararlı bir besleme sağlamak için oradadır. Regülatör aynı zamanda çıkışı kontrol etmekten sorumlu olan hata yükselticilerini sürmek için de kullanılır.

Not! Referans dahili olarak ±% 5'lik bir başlangıç doğruluğuna programlanmıştır ve 7 V ila 40 V giriş voltajı aralığında kararlılığı korur. 7 V'tan düşük giriş voltajları için regülatör, girişin 1 V'u dahilinde doyurur ve onu izler.

2. Osilatör

Osilatör, ölü zaman kontrolörü ve çeşitli kontrol sinyalleri için PWM karşılaştırıcılarına testere dişi dalgası üretir ve sağlar.

Osilatörün frekansı, R T ve C T zamanlama bileşenleri seçilerek ayarlanabilir.

Osilatörün frekansı aşağıdaki formülle hesaplanabilir

Fosc = 1 / (RT * CT)

Basit olması için, frekansı çok kolay bir şekilde hesaplayabileceğiniz bir elektronik tablo hazırladım.

Not! Osilatör frekansı, yalnızca tek uçlu uygulamalar için çıkış frekansına eşittir. Push-pull uygulamaları için çıkış frekansı, osilatör frekansının yarısıdır.

3. Ölü Zaman Kontrol Karşılaştırıcısı

Ölü zaman veya kısaca kapalı zaman kontrolü, minimum ölü zaman veya kapanma süresini sağlar. Ölü zaman karşılaştırıcısının çıkışı, girişteki voltaj osilatörün rampa voltajından daha büyük olduğunda anahtarlama transistörlerini bloke eder. DTC pinine bir voltaj uygulamak ek ölü zamana neden olabilir, böylece giriş voltajı 0 ila 3V arasında değiştiğinden minimum% 3 ila% 100 arasında ek ölü zaman sağlar. Basit bir ifadeyle, çıkış dalgasının Görev döngüsünü hata amplifikatörlerini değiştirmeden değiştirebiliriz.

Not! 110 mV'lik bir dahili ofset, topraklanmış ölü zaman kontrol girişi ile minimum% 3 ölü zaman sağlar.

4. Hata Yükselteçleri

Her iki yüksek kazançlı hata amplifikatörü, önyargısını VI besleme rayından alır. Bu, VI'dan daha düşük –0,3 V ila 2 V arasında bir ortak mod giriş voltajı aralığına izin verir. Her iki amplifikatör de karakteristik olarak tek uçlu tek beslemeli bir amplifikatör gibi davranır, çünkü her çıkış yalnızca aktif yüksek seviyededir.

5. Çıkış Kontrol Girişi

Çıkış kontrol girişi, çıkış transistörlerinin paralel veya itme-çekme modunda çalışıp çalışmadığını belirler. Pin-13 olan çıkış kontrol pimini toprağa bağlayarak, çıkış transistörlerini paralel çalışma moduna geçirir. Ancak bu pimi 5V-REF pinine bağlayarak çıkış transistörlerini push-pull moduna ayarlar.

6. Çıkış Transistörleri

IC, açık kollektör ve açık yayıcı konfigürasyonlarında olan iki dahili çıkış transistörüne sahiptir ve bu sayede 200mA'ya kadar maksimum bir akımı kaynaklayabilir veya azaltabilir.

Not! Transistörler, ortak yayıcı konfigürasyonunda 1,3 V'den daha düşük ve yayıcı-takipçi konfigürasyonunda 2,5 V'den düşük bir doyma voltajına sahiptir.

Özellikleri

Eksiksiz PWM Güç Kontrol Devresi
200 mA Sink veya Kaynak Akımı için Mutlak Çıkışlar
Çıkış Kontrolü Tek Uçlu veya İtmeli-Çekmeli Çalışmayı Seçer
Dahili Devre Her İki Çıkışta da Çift Darbeyi Yasaklar
Değişken Ölü Zaman, Toplam Aralık Üzerinde Kontrol Sağlar
Dahili Regülatör Kararlı 5-V Sağlar
% 5 Toleranslı Referans Tedarik
Devre Mimarisi Kolay Senkronizasyona İzin Verir

Not! Dahili şematik ve işlem açıklamalarının çoğu veri sayfasından alınır ve daha iyi anlaşılması için bir dereceye kadar değiştirilir.

Gerekli Bileşenler

Sl. Yok hayır	Parçalar	Tür	Miktar
1	494 TL	IC	1
2	IRFZ44N	Mosfet	2
3	Vidalı terminal	Vidalı Klemens 5mmx2	1
4	Vidalı terminal	Vidalı Klemens 5mmx3	1
5	0.1 uF	Kondansatör	1
6	50 bin,% 1	Direnç	2
7	560R	Direnç	2
8	10.000,% 1	Direnç	2
9	150 bin,% 1	Direnç	1
10	Kaplı Kurulu	Genel 50x 50mm	1
11	PSU Isı Emici	Genel	1

TL494 Çevirici Devre Şeması

TL494CN Çevirici Devre Yapısı

Bu gösteri için devre, şematik ve PCB tasarım dosyalarının yardımıyla ev yapımı bir PCB üzerine inşa edilmiştir. Transformatörün çıkışına büyük bir yük bağlanırsa, PCB izlerinden büyük miktarda akım geçeceğini ve izlerin yanma ihtimali olduğunu lütfen unutmayın. Bu nedenle, PCB izlerinin yanmasını önlemek için akım akışını artırmaya yardımcı olan bazı jumper'lar ekledim.

Hesaplamalar

TL494 kullanan bu İnvertör Devresi için çok fazla teorik hesaplama yoktur. Ancak devre bölümünün testinde yapacağımız bazı pratik hesaplamalar var.

Osilatör frekansını hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılabilir.

Fosc = 1 / (RT * CT)

Not! Basit olması için, osilatör frekansını kolayca hesaplayabileceğiniz bir elektronik tablo verilmiştir.

TL494 PWM Çevirici Devresinin Test Edilmesi

Devreyi test etmek için aşağıdaki kurulum kullanılır.

12V kurşun asit batarya.
6-0-6 kademe ve 12-0-12 kademe olan bir transformatör
Yük olarak 100 W akkor ampul
Meco 108B + TRMS Multimetre
Meco 450B + TRMS Multimetre
Hantek 6022BE Osiloskop
Ve osiloskop problarını bağladığım Test PCB'si.

MOSFET Girişi

TL494 yongasını kurduktan sonra, aşağıdaki resimde görebileceğiniz gibi, giriş PWM sinyalini MOSFET'in kapısına kadar ölçtüm.

Transformatörün yüksüz çıkış dalga formu (Çıkış dalga formunu ölçmek için başka bir ikincil transformatör bağladım)

Yukarıdaki resimde görebileceğiniz gibi, sistem herhangi bir yük takılmadan 12.97W'lık bir wapping çekiyor.

Dolayısıyla yukarıdaki iki görüntüden inverterin verimliliğini çok kolay bir şekilde hesaplayabiliriz.

Verimlilik yaklaşık% 65

Bu kötü değil ama aynı zamanda iyi de değil.

Gördüğünüz gibi, çıkış voltajı ticari AC şebeke girişimizin yarısına düşüyor.

Neyse ki kullandığım transformatör 12-0-12 bantlamanın yanı sıra 6-0-6 bantlama içeriyor.

Bu yüzden, çıkış voltajını artırmak için neden 6-0-6 bandını kullanmadığımı düşündüm.

Yukarıdaki resimden de görebileceğiniz gibi yüksüz güç tüketimi 12.536W'tır.

Şimdi transformatörün çıkış voltajı ölümcül seviyelerde

Dikkat! Yüksek voltajlarla çalışırken çok dikkatli olun. Bu miktardaki voltaj kesinlikle sizi öldürebilir.

100W ampul bir yük olarak bağlandığında tekrar giriş güç tüketimi

Bu noktada, multimetremin cılız probları 10.23Amps akımı geçecek kadar yeterli değildi, bu yüzden 1.5sqmm kabloyu doğrudan multimetre terminallerine koymaya karar verdim.

Giriş gücü tüketimi 121,94 Watt'dı

Yine 100W'lık bir ampul bir yük olarak bağlandığında çıkış gücü tüketimi

Yük tarafından tüketilen çıkış gücü 80.70W idi. Gördüğünüz gibi ampul çok parlak yanıyordu, bu yüzden masamın yanına koydum.

Yani yine verimliliği hesaplarsak, % 67

Ve şimdi milyon dolarlık soru kalır

Neden Kendin Yap Projesi Olarak Değiştirilmiş Kare Dalga İnvertör Devresi Yapmıyorsunuz?

Şimdi yukarıdaki sonuçları inceledikten sonra, bu devrenin yeterince iyi olduğunu düşünmelisiniz, değil mi?

Bunun kesinlikle böyle olmadığını söyleyeyim çünkü

Her şeyden önce, verimlilik gerçekten çok zayıf.

Bağlı olarak yük, çıkış voltajı, çıkış frekansı, ve dalga şekli değişiklikleri de yoktur olarak frekans telafisi ve temiz şeyler kadar çıkışında herhangi LC filtresi.

Şu anda çıkış ani artışlarını ölçemiyorum çünkü sivri uçlar osiloskopumu ve bağlı dizüstü bilgisayarı öldürecek. Ve size Afrotechmods videosunu izleyerek bildiğim transformatör tarafından üretilen kesinlikle büyük artışlar olduğunu söylememe izin verin. Bu, invertör çıkışını 6-0-6 V terminaline bağlamanın 1000 V'un üzerinde tepeden tepeye gerilime ulaştığı anlamına gelir ve bu hayati tehlike oluşturur.

Şimdi, bu invertör ile bir CFL lambasını, bir telefon şarj cihazını veya 10W'lık bir ampulü çalıştırmayı düşünün, anında patlayacaktır.

İnternette bulduğum birçok tasarımın çıkışında yük olarak yüksek voltaj kondansatörü var, bu da voltaj yükselmelerini azaltıyor, ancak bu da işe yaramayacak. 1000V'luk ani artışlar kondansatörleri anında patlatabilir. Bir dizüstü bilgisayar şarj cihazına veya bir SMPS devresine bağlarsanız, içindeki Metal Oksit Varistör (MOV) anında patlar.

Ve bununla, bütün gün eksilerle devam edebilirim.

Güvenilmez, korumasız ve size iyi zarar verebileceği için bu tür devreler kurmayı ve bunlarla çalışmayı önermememin nedeni buydu. Daha önce de pratik uygulamalar için yeterince iyi olmayan bir invertör geliştirdik. Bunun yerine, size biraz para harcamanızı ve tonlarca koruma özelliği olan ticari bir invertör satın almanızı söyleyeceğim.

Daha Fazla Geliştirme

Bu devre için yapılabilecek tek geliştirme, onu tamamen atmak ve SPWM (Sinüs Darbe Genişliği Modülasyonu) adı verilen bir teknikle modifiye etmek ve uygun geri besleme frekansı kompanzasyonu ve kısa devre koruması ve daha fazlasını eklemektir. Ancak bu, yakında gelecek olan başka bir projenin konusu.

TL494 Çevirici Devresinin Uygulamaları

Tüm bunları okuduktan sonra uygulamalar hakkında düşünüyorsanız, o zaman size acil durumlarda söyleyeceğim, telefon dizüstü bilgisayarınızı ve diğer şeyleri şarj etmek için kullanılabilir.

Umarım bu makaleyi beğenmiş ve yeni bir şeyler öğrenmişsindir. Okumaya devam edin, öğrenmeye devam edin, inşa etmeye devam edin, sizi bir sonraki projede göreceğim.