Circuit voor automatische correctie van de uitgangsspanning van de omvormer

Het veelvoorkomende probleem bij veel goedkope omvormers is hun onvermogen om de uitgangsspanning aan te passen aan de belasting. Bij dergelijke omvormers heeft de uitgangsspanning de neiging toe te nemen bij lagere belastingen en daalt bij toenemende belastingen.

De schakelingsideeën die hier worden uitgelegd, kunnen worden toegevoegd aan elke gewone omvormer voor het compenseren en regelen van hun variërende uitgangsspanningsomstandigheden als reactie op variërende belastingen.

Ontwerp # 1: automatische RMS-correctie met behulp van PWM

Het eerste circuit hieronder kan misschien worden beschouwd als een ideale benadering voor het implementeren van een belastingonafhankelijke automatische uitvoercorrectie met behulp van PWM van een IC 555.

Het hierboven getoonde circuit kan effectief worden gebruikt als een automatische door belasting geactiveerde RMS-omzetter en kan voor het beoogde doel in elke gewone omvormer worden toegepast.

De IC 741 werkt als een spanningsvolger en fungeert als een buffer tussen de terugkoppelspanning van de omvormeruitgang en het PWM-controllercircuit.

De weerstanden verbonden met pin # 3 van de IC 741 is geconfigureerd als een spanningsdeler , die de hoge AC-output van het lichtnet op passende wijze verkleint naar een proportioneel lager potentieel dat varieert tussen 6 en 12V, afhankelijk van de outputstatus van de omvormer.

De twee IC 555-circuit is geconfigureerd om te werken als een gemoduleerde PWM-controller. De gemoduleerde ingang wordt toegepast op pin # 5 van de IC2, die het signaal vergelijkt met de driehoeksgolven op pin # 6.

Dit resulteert in het genereren van de PWM-uitgang op pin # 3, die de duty-cycle varieert in reactie op het modulatiesignaal op pin # 5 van de IC.

Een stijgend potentieel bij deze pin # 5 resulteert in de generatie brede PWM's of PWM's met hogere inschakelduur en vice versa.

Dit houdt in dat wanneer de opamp 741 reageert met een stijgend potentieel als gevolg van een stijgende output van de omvormer zorgt ervoor dat de output van IC2 555 zijn PWM-pulsen verbreedt, terwijl wanneer de output van de omvormer daalt, de PWM proportioneel smaller wordt op pin # 3 van IC2.

Configureren van de PWM met Mosfets.

Wanneer de bovenstaande automatisch corrigerende PWM's zijn geïntegreerd met de mosfet-poorten van een omvormer, kan de omvormer zijn RMS-waarde automatisch regelen in reactie op de belasting.

Als de belasting de PWM overschrijdt, zal de uitgang van de omvormer de neiging hebben om laag te worden, waardoor de PWM's groter worden, waardoor de mosfet harder wordt ingeschakeld en de transformator met meer stroom wordt aangedreven, waardoor de overtollige stroom die door de belasting wordt getrokken wordt gecompenseerd

Ontwerp # 2: opamp en transistor gebruiken

Het volgende idee bespreekt een opamp-versie die kan worden toegevoegd aan gewone omvormers om een ​​automatische uitgangsspanningsregeling te bereiken in reactie op variërende belastingen of batterijspanning.

Het idee is eenvoudig, zodra de uitgangsspanning een vooraf bepaalde gevaardrempel overschrijdt, wordt een corresponderende schakeling geactiveerd die op zijn beurt de omvormervoeding op een consistente manier UITschakelt, waardoor een gecontroleerde uitgangsspanning binnen die bepaalde drempel wordt verkregen.

Het nadeel van het gebruik van een transistor kan het betrokken hystereseprobleem zijn, waardoor het schakelen redelijk over een grotere doorsnede kan worden gemaakt, wat resulteert in een niet zo nauwkeurige spanningsregeling.

Opamps aan de andere kant kunnen enorm nauwkeurig zijn, omdat deze de outputregeling binnen een zeer smalle marge zouden schakelen, waardoor het correctieniveau strak en nauwkeurig blijft.

Het eenvoudige automatische correctiecircuit voor de belasting van de inverter dat hieronder wordt weergegeven, zou effectief kunnen worden gebruikt voor de voorgestelde toepassing en voor het regelen van de output van een inverter binnen elke gewenste limiet.

Het voorgestelde correctiecircuit van de omvormerspanning kan worden begrepen met behulp van de volgende punten:

Een enkele opamp vervult de functie van een comparator en een spanningsniveaudetector.

Circuitwerking

De hoogspanning AC van de transformatoruitgang wordt verlaagd met behulp van een potentiaalverdelingsnetwerk tot ongeveer 14V.

Deze spanning wordt zowel de bedrijfsspanning als de detectiespanning voor het circuit.

De verlaagde spanning met behulp van een potentiaaldeler komt proportioneel overeen met de variërende spanning aan de uitgang.

Pin3 van de opamp is ingesteld op een gelijkwaardige gelijkspanning die overeenkomt met de limiet die moet worden geregeld.

Dit wordt gedaan door de gewenste maximale limietspanning naar het circuit te voeren en vervolgens 10k preset aan te passen totdat de output net hoog wordt en de NPN-transistor triggert.

Zodra de bovenstaande instelling is voltooid, is het circuit klaar om te worden geïntegreerd met de omvormer voor de beoogde correcties.

Zoals te zien is, moet de collector van de NPN worden verbonden met de poorten van de mosfets van de omvormer die verantwoordelijk zijn voor het voeden van de omvormertransformator.

Deze integratie zorgt ervoor dat wanneer de uitgangsspanning de ingestelde limiet overschrijdt, de NPN ervoor zorgt dat de poorten van de mosfets worden geaard en daardoor elke verdere stijging van de spanning wordt beperkt, de AAN / UIT-activering oneindig doorgaat zolang de uitgangsspanning rond de gevarenzone.

Opgemerkt moet worden dat de NPN-integratie alleen compatibel zou zijn met N-kanaals mosfets, als de omvormer P-kanaals mosfets draagt, zou de circuitconfiguratie een volledige omkering van de transistor en de input pinouts van de opamp vereisen.

Ook moet de circuitaarde gemeenschappelijk worden gemaakt met de negatieve batterij van de omvormer.

Ontwerp # 3: introductie

Dit circuit werd mij aangevraagd door een van mijn vrienden, de heer Sam, wiens voortdurende herinneringen mij ertoe aanzetten dit zeer nuttige concept voor omvormertoepassingen te ontwerpen.

Het belastingonafhankelijke / output-gecorrigeerde of output-gecompenseerde inverter-circuit dat hier wordt uitgelegd, is alleen vrij conceptueel en is niet praktisch door mij getest, maar het idee lijkt haalbaar vanwege het eenvoudige ontwerp.

Circuitwerking

Als we naar de figuur kijken, zien we dat het hele ontwerp in feite een eenvoudig PWM-generatorcircuit is dat rond de IC 555 is gebouwd.

We weten dat in dit standaard 555 PWM-ontwerp de PWM-pulsen kunnen worden geoptimaliseerd door de verhouding R1 / R2 te wijzigen.

Dit feit is hier op passende wijze benut voor de toepassing van correctie van de belasting van een omvormer.
Een opto-coupler gemaakt door een LED / LDR te verzegelen opstelling is gebruikt, waarbij de LDR van de opto een van de weerstanden in de PWM 'arm' van het circuit wordt.

De LED van de optokoppelaar wordt verlicht door de spanning van de inverteruitgang of de belastingaansluitingen.

De netspanning wordt op geschikte wijze verlaagd met behulp van C3 en de bijbehorende componenten voor het voeden van de opto-LED.

Na het integreren van het circuit met een omvormer en het systeem wordt gevoed (met een geschikte belasting aangesloten), kan de RMS-waarde worden gemeten aan de uitgang en kan de voorinstelling P1 worden aangepast om de uitgangsspanning net geschikt genoeg te maken voor de belasting.

Hoe te installeren

Deze instelling is waarschijnlijk alles wat nodig is.

Stel nu dat als de belasting wordt verhoogd, de spanning de neiging zal hebben om aan de uitgang te dalen, wat op zijn beurt de intensiteit van de opto-LED zal doen afnemen.

De afname van de intensiteit van de LED zal de IC ertoe brengen om zijn PWM-pulsen te optimaliseren zodat de RMS van de uitgangsspanning stijgt, waardoor het spanningsniveau ook stijgt tot het vereiste merkteken, deze initiatie heeft ook invloed op de intensiteit van de LED die zal nu helder worden en uiteindelijk een automatisch geoptimaliseerd niveau bereiken dat de toestand van de systeembelasting aan de uitgang correct zal balanceren.

Hier is de markeringsverhouding voornamelijk bedoeld voor het regelen van de vereiste parameter, daarom moet de opto op de juiste manier aan de linker- of rechterarm van de getoonde worden geplaatst PWM-besturing sectie van de IC.

Het circuit kan worden geprobeerd met het omvormerontwerp dat wordt weergegeven in dit omvormercircuit van 500 watt

Onderdelen lijst

• R1 = 330 K.
• R2 = 100 K.
• R3, R4 = 100 ohm
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22 K.
• C1, C2 = 0,01 uF
• C3 = 0,33 uF / 400 V.
• OptoCoupler = Homemade, door een LED / LDR face to face in een lichtdichte container te verzegelen.

LET OP: HET VOORGESTELDE ONTWERP IS NIET GEÏSOLEERD VAN DE NETSPANNING VAN DE OMVORMER, OEFEN UITERST VOORZORGSMAATREGELEN TIJDENS DE TESTEN EN OPSTELLINGSPROCEDURES.