Obvod automatického napěťového korekce výstupního napětí

Společným problémem mnoha levných měničů je jejich neschopnost upravit výstupní napětí s ohledem na podmínky zátěže. U takových měničů má výstupní napětí tendenci stoupat s nižší zátěží a klesá s rostoucí zátěží.

Zde vysvětlené myšlenky obvodů lze přidat k jakémukoli běžnému měniči pro kompenzaci a regulaci jejich měnících se podmínek výstupního napětí v reakci na různé zátěže.

Návrh č. 1: Automatická korekce RMS pomocí PWM

První níže uvedený obvod lze považovat za snad ideální přístup k implementaci automatické korekce výstupního výkonu nezávislé na zatížení pomocí PWM z IC 555.

Výše uvedený obvod lze efektivně použít jako automatický převodník RMS spouštěný zátěží a lze jej použít v libovolném běžném střídači pro zamýšlený účel.

IC 741 funguje jako napěťový sledovač a chová se jako vyrovnávací paměť mezi výstupním zpětnovazebním napětím střídače a obvodem regulátoru PWM.

Rezistory spojené s pinem # 3 IC 741 jsou nakonfigurován jako dělič napětí , který vhodně zmenší vysoký střídavý výstup ze sítě na proporcionálně nižší potenciál, který se pohybuje mezi 6 a 12V v závislosti na stavu výstupu střídače.

Dva Obvody IC 555 jsou nakonfigurovány pracovat jako modulovaný PWM řadič. Modulovaný vstup je aplikován na pin # 5 IC2, který porovnává signál s trojúhelníkovými vlnami na jeho pin # 6.

To má za následek generování PWM výstupu na jeho pinu č. 3, který mění svůj pracovní cyklus v reakci na modulační signál na pinu č. 5 IC.

Rostoucí potenciál na tomto pinu # 5 má za následek generování PWMs nebo PWMs s vyššími pracovními cykly a naopak.

To znamená, že když operační zesilovač 741 odpovědí s rostoucím potenciálem v důsledku stoupajícího výstupu z měniče způsobí, že výstup IC2 555 rozšíří své PWM pulsy, zatímco když výkon měniče poklesne, PWM se úměrně zúží na pinu č. 3 IC2.

Konfigurace PWM s Mosfety.

Když je výše uvedená automatická korekce PWM integrována do mosfetových bran kteréhokoli měniče, umožní měniči automaticky řídit svou RMS hodnotu v reakci na podmínky zátěže.

Pokud zátěž překročí PWM, bude mít výstup střídače tendenci klesat, což způsobí, že se PWM rozšíří, což následně způsobí, že se MOSFET zapne silněji a bude pohánět transformátor větším proudem, čímž kompenzuje přebytek proudu ze zátěže

Návrh č. 2: Použití operační zesilovače a tranzistoru

Další myšlenka pojednává o verzi operační zesilovače, kterou lze přidat k běžným střídačům pro dosažení automatické regulace výstupního napětí v reakci na různé zátěže nebo napětí baterie.

Myšlenka je jednoduchá, jakmile výstupní napětí překročí předem stanovenou prahovou hodnotu nebezpečí, spustí se odpovídající obvod, který následně konzistentně vypne výkonová zařízení invertoru, čímž vznikne řízené výstupní napětí v rámci dané prahové hodnoty.

Nevýhodou použití tranzistoru by mohl být problém hystereze, který by mohl způsobit spínání spravedlivě přes širší průřez, což by vedlo k ne tak přesné regulaci napětí.

Opampy na druhé straně mohou být nesmírně přesné, protože by přepínaly regulaci výstupu ve velmi úzkém rozpětí a udržovaly úroveň korekce těsnou a přesnou.

Níže uvedený jednoduchý automatický obvod pro korekci napětí zátěže invertoru lze účinně použít pro navrhovanou aplikaci a pro regulaci výkonu střídače v libovolném požadovaném limitu.

Navrhovaný obvod pro korekci napětí střídače lze pochopit pomocí následujících bodů:

Jediný operační zesilovač vykonává funkci komparátoru a detektoru úrovně napětí.

Obvodový provoz

Vysoké napětí střídavého proudu z výstupu transformátoru se snižuje pomocí sítě děliče potenciálů na přibližně 14V.

Toto napětí se stává provozním napětím i snímacím napětím obvodu.

Sestupné napětí pomocí děliče potenciálu odpovídá proporcionálně v reakci na měnící se napětí na výstupu.

Pin3 operačního zesilovače je nastaven na ekvivalentní stejnosměrné napětí odpovídající limitu, který je třeba ovládat.

Toho se dosáhne přivedením požadovaného maximálního mezního napětí do obvodu a následným nastavením předvolby 10k, dokud nebude výstup jen vysoký a nespustí tranzistor NPN.

Po provedení výše uvedeného nastavení je obvod připraven k integraci se střídačem pro zamýšlené opravy.

Jak je vidět, musí být kolektor NPN spojen s branami mosfetů střídače, které jsou odpovědné za napájení transformátoru střídače.

Tato integrace zajišťuje, že kdykoli má výstupní napětí tendenci překročit nastavenou mez, NPN spustí uzemnění bran mosfetů a tím omezí další nárůst napětí, spouštění ZAPNUTÍ / VYPNUTÍ pokračuje nekonečně dlouho, dokud se výstupní napětí vznáší kolem nebezpečná zóna.

Je třeba poznamenat, že integrace NPN by byla kompatibilní pouze s mosfety s kanálem N, pokud střídač nese mosfety s kanálem P, konfigurace obvodu by vyžadovala úplné obrácení tranzistoru a vstupních vývodů operačního zesilovače.

Uzemnění obvodu by mělo být také společné se záporným pólem baterie střídače.

Design # 3: Úvod

Tento obvod mi vyžádal jeden z mých přátel Mr.Sam, jehož neustálé připomenutí mě přimělo navrhnout tento velmi užitečný koncept pro invertorové aplikace.

Zde vysvětlený obvod měniče nezávislý na zátěži / korigovaný výstupem nebo kompenzovaný výstupem je pouze na koncepční úrovni a nebyl prakticky testován mnou, nicméně myšlenka vypadá proveditelně kvůli jeho jednoduché konstrukci.

Obvodový provoz

Podíváme-li se na obrázek, vidíme, že celý design je v podstatě jednoduchý obvod generátoru PWM postavený kolem IC 555.

Víme, že v tomto standardním provedení 555 PWM lze pulzy PWM optimalizovat změnou poměru R1 / R2.

Tato skutečnost zde byla vhodně využita pro aplikaci korekce zátěžového napětí střídače.
An optospojka vyrobená utěsněním LED / LDR bylo použito uspořádání, kde se LDR opto- stává jedním z rezistorů v „rameni“ obvodu PWM.

LED dioda optického vazebního členu svítí napětím z výstupu měniče nebo připojení zátěže.

Síťové napětí se vhodně snižuje pomocí C3 a přidružených komponent pro napájení opto LED.

Po integraci obvodu do měniče, když je systém napájen (s připojenou vhodnou zátěží), může být měřena hodnota RMS na výstupu a může být upravena předvolba P1 tak, aby bylo výstupní napětí dostatečně vhodné pro zátěž.

Jak nastavit

Toto nastavení je pravděpodobně vše, co by bylo potřeba.

Nyní předpokládejme, že pokud se zátěž zvýší, napětí bude mít tendenci klesat na výstupu, což zase sníží intenzitu opto LED.

Snížení intenzity LED vyzve IC k optimalizaci jeho PWM pulzů tak, aby vzrostl RMS výstupního napětí, čímž se také úroveň napětí zvýší na požadovanou značku, toto zahájení také ovlivní intenzitu LED, která nyní zesvětlí a konečně tak dosáhne automaticky optimalizované úrovně, která správně vyváží podmínky napětí zátěže systému na výstupu.

Zde je poměr značek primárně určen pro ovládání požadovaného parametru, proto by měla být opto umístěna vhodně buď na levé nebo pravé rameno zobrazeného Ovládání PWM část IC.

Obvod lze vyzkoušet s konstrukcí střídače, která je uvedena v tomto 500 wattovém obvodu střídače

Seznam dílů

• R1 = 330 tis
• R2 = 100 tis
• R3, R4 = 100 ohmů
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22 tis
• C1, C2 = 0,01 uF
• C3 = 0,33uF / 400V
• OptoCoupler = domácí, utěsněním LED / LDR tváří v tvář uvnitř světelně odolné nádoby.

UPOZORNĚNÍ: NAVRHOVANÝ DESIGN NENÍ IZOLOVÁN Z HLAVNÍHO NAPĚTÍ MĚNIČE, CVIČENÍ EXTRÉMNÍ POZOR BĚHEM ZKOUŠEK A NASTAVENÍ POSTUPŮ.