아래의 6 가지 고유 한 디자인은 일반 단일 IC 555 불안정한 멀티 바이브레이터를 효과적으로 사용하여 인버터를 만들다 복잡한 단계없이.

의심 할 여지없이 IC 555는 전자 세계에서 많은 응용 분야를 가진 다목적 IC입니다. 그러나 인버터의 경우 IC 555가 이상적으로 적합합니다.

이 게시물에서는 간단한 구형파 변형에서 약간 더 진보 된 SPWM 사인파 설계에 이르기까지 5 가지 뛰어난 IC 555 인버터 회로에 대해 논의하고 마지막으로 완전한 페라이트 코어 기반 DC-DC pwm 인버터 회로에 대해 설명합니다. 의 시작하자.

아이디어는 ningrat_edan 씨가 요청했습니다.

기본 디자인

표시된 다이어그램을 참조하면 단일 IC 555는 표준 불안정 모드로 구성된 것으로 볼 수 있습니다. 여기서 핀 # 3은 인버터 기능을 구현하기위한 발진기 소스로 사용됩니다.

참고 : 출력에서 50Hz를 최적화하려면 1nF 커패시터를 0.47uF 커패시터로 교체하십시오. . 극성 또는 비극성 일 수 있습니다. .

작동 원리

이 IC 555 인버터 회로의 작동은 다음 단계적 분석으로 이해할 수 있습니다.

IC 555는 불안정한 멀티 바이브레이터 모드로 구성되어 핀 # 3이 특정 주파수 속도에서 연속 하이 / 로우 펄스를 전환 할 수 있습니다. 이 주파수 속도는 핀 # 7, 핀 # 6, 2 등의 저항 및 커패시터 값에 따라 달라집니다.

IC 555의 3 번 핀은 MOSFET에 필요한 50Hz 또는 60Hz 주파수를 생성합니다.

여기에있는 MOSFET은 연결된 변압기 중앙 탭 권선에서 푸시-풀 발진을 활성화하기 위해 번갈아 실행해야한다는 것을 알고 있습니다.

따라서 두 MOSFET 게이트를 IC의 핀 # 3에 연결할 수 없습니다. 이렇게하면 두 MOSFET이 동시에 전도되어 두 1 차 권선이 함께 전환됩니다. 이로 인해 2 차측에서 유도 된 두 개의 역 위상 신호가 발생하여 출력 AC의 단락이 발생하고 출력에서 순 제로 AC가 발생하고 변압기가 가열됩니다.

이러한 상황을 방지하려면 두 MOSFET을 교대로 동시에 작동해야합니다.

BC547의 기능

MOSFET이 IC 555의 3 번 핀에서 50Hz 주파수로 교대로 전환되도록하기 위해 컬렉터에서 핀 3 번 출력을 반전하는 BC547 단계를 도입했습니다.

이렇게함으로써 우리는 핀 # 3 펄스가 반대 +/- 주파수 (하나는 핀 # 3에서 다른 하나는 BC547의 콜렉터에서)를 생성하도록 효과적으로 활성화합니다.

이 배열에서 하나의 MOSFET 게이트는 핀 # 3에서 작동하고 다른 MOSFET은 BC547의 콜렉터에서 작동합니다.

이는 핀 # 3의 MOSFET이 ON 일 때 BC547 콜렉터의 MOSFET이 OFF이고 그 반대의 경우도 마찬가지임을 의미합니다.

이를 통해 MOSFET이 필요한 푸시 풀 스위칭을 위해 번갈아 전환 할 수 있습니다.

변압기의 작동 원리

그만큼 변압기 작동 이 IC 555 인버터 회로에서 다음 설명을 배울 수 있습니다.

MOSFET이 교대로 전도되면 관련 반 권선에 배터리에서 높은 전류가 공급됩니다.

응답을 통해 변압기는 중앙 탭 권선에서 푸시 풀 스위칭을 생성 할 수 있습니다. 이로 인해 필요한 50Hz 교류 또는 220V AC가 2 차 권선에 유도됩니다.

ON 기간 동안 각 권선은 전자기 에너지의 형태로 에너지를 저장합니다. MOSFET이 꺼지면 관련 권선이 2 차 주 전원 권선에 저장된 에너지를 되돌려 변압기의 출력 측에서 220V 또는 120V 사이클을 유도합니다.

이것은 2 차측에서 교류 220V / 120V 주전원 전압을 발생시키는 2 개의 1 차 권선에 대해 교대로 계속 발생합니다.

역 보호 다이오드의 중요성

이러한 유형의 중앙 탭 토폴로지에는 단점이 있습니다. 1 차측 절반 권선이 역 EMF를 발생 시키면 MOSFET 드레인 / 소스 단자에도 영향을 미칩니다.

이것은 MOSFET에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 역 보호 다이오드 변압기의 1 차측에는 포함되지 않습니다. 그러나 포함 이 다이오드 또한 귀중한 에너지가 접지되어 인버터가 더 낮은 효율로 작동하도록합니다.

기술 사양:

전원 출력 : 무제한, 100 와트에서 5000 와트 사이 가능
변신 로봇 : 기본 설정에 따라 와트는 출력 부하 와트 요구 사항에 따라 결정됩니다.
배터리 : 12V 및 Ah 정격은 변압기에 대해 선택한 전류의 10 배 이상이어야합니다.
파형 : 네모 난 파동
회수 : 국가 코드에 따라 50Hz 또는 60Hz.
출력 전압 : 국가 코드에 따라 220V 또는 120V

IC 555 주파수를 계산하는 방법

빈도 IC 555 불안정 발진기 회로 기본적으로 핀 # 7, 핀 # 2 / 6 및 접지에 구성된 RC (저항기, 커패시터) 네트워크에 의해 결정됩니다.

IC 555가 인버터 회로로 적용될 때, 이러한 저항과 커패시터의 값은 rthe IC의 3 번 핀이 약 50Hz 또는 60Hz의 주파수를 생성하도록 계산됩니다. 50Hz는 220V AC 출력에 호환되는 표준 값이고 60Hz는 120V AC 출력에 권장됩니다.

공식 IC 555 회로에서 RC 값 계산 아래에 표시됩니다.

F = 1.44 / (R1 + 2 x R2) C

F가 의도 된 주파수 출력 인 경우 R1은 회로의 핀 # 7과 접지 사이에 연결된 저항이고 R2는 IC의 핀 # 7과 핀 # 6 / 2 사이에있는 저항입니다. C는 핀 # 6 / 2와 접지 사이에있는 커패시터입니다.

F는 Farads, F는 Hertz, R은 Ohms, C는 microFarads (μF)에 있음을 기억하십시오.

“고전력 가변 저항의 이름은 무엇입니까? ”

비디오 클립:

파형 이미지 :

MOSFET 대신 BJT 사용

위의 다이어그램에서 중앙 탭 변압기가있는 MOSFET 기반 인버터를 연구했습니다. 이 디자인은 모두 4 개의 트랜지스터를 사용하여 약간 길고 비용 효율적인 것으로 보입니다.

몇 개의 전원 BJT 만 사용하여 IC 555 인버터를 구축하는 데 관심이있는 애호가에게는 다음 회로가 매우 유용하다는 것을 알게 될 것입니다.

참고 : 트랜지스터는 실제로 TIP142 인 TIP147로 잘못 표시됩니다.

최신 정보 : 알고 계십니까? IC 555와 IC 4017을 결합하여 간단하게 멋진 수정 사인파 인버터를 만들 수 있습니다. 이 기사의 두 번째 다이어그램 : 모든 인버터 애호가에게 권장

2) IC 555 풀 브리지 인버터 회로

아래에 제시된 아이디어는 가장 단순한 IC 555 기반 풀 브리지 인버터 회로로 간주 될 수 있습니다. 간단하고 저렴하게 구축 하지만 매우 강력합니다. 인버터의 전력은 출력 단계에서 MOSFET 수를 적절하게 수정하는 합리적인 한계까지 증가시킬 수 있습니다.

작동 원리

설명 된 가장 간단한 풀 브리지 전력 인버터의 회로에는 단일 IC 555, 몇 개의 MOSFET 및 전력 변압기가 주요 구성 요소로 필요합니다.

그림에서 볼 수 있듯이 IC 555는 안정적인 멀티 바이브레이터 형태로 평소와 같이 배선되었습니다. 저항 R1 및 R2는 인버터의 듀티 사이클을 결정합니다.

R1 및 R2는 50 % 듀티 사이클을 얻기 위해 정밀하게 조정 및 계산되어야합니다. 그렇지 않으면 인버터 출력이 불균등 한 파형을 생성 할 수 있으며, 이는 불균형 AC 출력으로 이어질 수 있으며 기기에 위험 할 수 있으며 또한 MOSFET이 불균일하게 분산되어 회로의 여러 문제.

출력 주파수가 220V 사양의 경우 약 50Hz, 120V 사양의 경우 60Hz가되도록 C1의 값을 선택해야합니다.

MOSFET은 큰 전류를 처리 할 수있는 모든 전력 MOSFET이 될 수 있으며 최대 10A 이상일 수 있습니다.

여기부터 작업은 완전한 다리입니다 풀 브리지 드라이버 IC가없는 유형의 경우 변압기에 접지 전위를 공급하고 변압기 2 차 권선이 MOSFET 작동의 양극 및 음극 사이클에 모두 응답하도록하기 위해 하나 대신 두 개의 배터리가 통합됩니다.

이 아이디어는 저에 의해 설계되었지만 아직 실제로 테스트되지 않았으므로이 문제를 고려할 때 친절하게 고려하십시오.

아마도 인버터는 큰 효율성으로 최대 200 와트의 전력을 쉽게 처리 할 수 있어야합니다.

출력은 구형파 유형입니다.

부품 목록

R1 및 R2 = 텍스트 참조,
C1 = 텍스트 참조,
C2 = 0.01uF
R3 = 470 Ohms, 1 와트,
R4, R5 = 100 옴,
D1, D2 = 1N4148
Mosfets = 텍스트 참조.
Z1 = 5.1V 1 와트 제너 다이오드.
변압기 = Asper 전력 요구 사항,
B1, B2 = 12 볼트 배터리 2 개, AH는 선호도에 따릅니다.
IC1 = 555

3) 순수 사인파 SPWM IC 555 인버터 회로

제안 된 IC 555 기반 순수 사인파 인버터 회로 사인파를 매우 가깝게 모방하는 정확한 간격의 PWM 펄스를 생성하므로 사인파 카운터 부품 설계만큼 좋은 것으로 간주 될 수 있습니다.

여기서는 필요한 PWM 펄스를 생성하기 위해 두 단계를 사용합니다.이 단계는 IC 741로 구성되고 다른 단계는 IC 555로 구성됩니다. 전체 개념을 자세히 알아 보겠습니다.

회로 기능 – PWM 단계

IC 555 용 opamp TL072 기반 구형파 및 삼각파 변조 발생기

회로도는 다음과 같은 점으로 이해할 수 있습니다.

두 개의 opamp는 기본적으로 IC 555에 필요한 샘플 소스 전압을 생성하도록 배열됩니다.
이 단계에서 나온 두 개의 출력은 사각 파와 삼각파의 생성을 담당합니다.

실제로 두 번째 단계는 회로는 IC 555로 구성됩니다. . 여기서 IC는 opamp 단계의 사각 파가 트리거 핀 # 2에 적용되고 삼각파가 제어 전압 핀 # 5에 적용되는 단 안정 모드로 배선됩니다.

사각 파 입력은 단 안정을 트리거하여 삼각 신호가이 출력 사각 파 펄스의 폭을 변조하는 출력에서 일련의 펄스를 생성합니다.

IC 555의 출력은 이제 opamp 단계의 '명령'을 따르고 두 입력 신호에 대한 응답으로 출력을 최적화하여 사인 등가 PWM 펄스.

이제 출력 장치, 변압기 및 배터리로 구성된 인버터의 출력 단계에 PWM 펄스를 적절하게 공급하면됩니다.

PWM과 출력 단계 통합

위의 PWM 출력은 그림과 같이 출력단에 적용됩니다.

트랜지스터 T1 및 T2는베이스에서 PWM 펄스를 수신하고 PWM 최적화 파형의 듀티 사이클에 따라 배터리 전압을 변압기 권선으로 전환합니다.

다른 두 개의 트랜지스터는 T1과 T2의 전도가 동시에 발생하도록합니다. 즉, 변압기의 출력 o가 PWM 펄스의 두 절반을 사용하여 하나의 완전한 AC 사이클을 생성하도록 교대로 발생합니다.

파형 이미지 :

(제공 : 로빈 피터 씨)

이쪽도 봐주세요 500VA 수정 사인파 디자인 , 내가 개발했습니다.

위 IC 555 순수 사인파 인버터 회로의 부품 목록

R1, R2, R3, R8, R9, R10 = 10K,
R7 = 8K2,
R11, R14, R15, R16 = 1K,
R12, R13 = 33 옴 5 와트,
R4 = 1M 사전 설정,
R5 = 150K 사전 설정,
R6 = 1K5
C1 = 0.1uF,
C2 = 100pF,
IC1 = TL 072,
IC2 = 555,
T1, T2 = BDY29,
T5, T6 = 유형 127,
T3, T4 = TIP122
변압기 = 12 – 0 – 12V, 200W,
배터리 = 12 볼트, 100AH.
IC 555 핀아웃

IC TL072 핀아웃 세부 사항

SPWM 파형은 사인파 펄스 폭 변조 파형을 나타내며 이는 몇 개의 555 IC와 단일 opamp를 사용하는 논의 된 SPWM 인버터 회로에 적용됩니다.

4) IC 555를 사용한 또 다른 사인파 버전

이전 게시물 중 하나에서 우리는 opamp를 사용하는 SPWM 생성기 회로 두 개의 삼각파 입력,이 게시물에서는 동일한 개념을 사용하여 SPWM을 생성하고 IC 555 기반 인버터 회로 내에서 적용하는 방법을 배웁니다.

인버터에 IC 555 사용

위의 다이어그램은 IC 555를 사용하는 제안 된 SPWM 인버터 회로의 전체 설계를 보여줍니다. 여기서 중앙 IC 555 및 관련 BJT / 모스펫 단은 기본 구형파 인버터 회로를 형성합니다.

우리의 목표는 opamp 기반 회로를 사용하여 이러한 50Hz 구형파를 필요한 SPWM 파형으로 자르는 것입니다.

따라서 다이어그램의 하단 섹션에 표시된 것처럼 IC 741을 사용하여 간단한 opamp 비교기 단계를 구성합니다.

지난 SPWM 기사에서 이미 논의했듯이이 opamp는 핀 # 3 (비 반전 입력)에서 빠른 삼각파 형태로 두 입력에 걸쳐 두 개의 삼각파 소스와 핀에서 훨씬 더 느린 삼각파가 필요합니다. # 2 (반전 입력).

SPWM에 IC 741 사용

다이어그램의 맨 왼쪽에서 볼 수있는 또 다른 IC 555 불안정 회로를 사용하여 위의 결과를 달성하고 필요한 빠른 삼각파를 생성 한 다음 IC 741의 3 번 핀에 적용합니다.

느린 삼각파의 경우 50 % 듀티 사이클로 설정된 중앙 IC 555에서 간단히 추출하고 타이밍 커패시터 C는 핀 # 3에서 50Hz 주파수를 얻기 위해 적절하게 조정됩니다.

50Hz / 50 % 소스에서 느린 삼각파를 유도하면 버퍼 BJT를 가로 지르는 SPWM의 절단이 MOSFET 전도 이온과 완벽하게 동기화되고, 이는 차례로 각 사각 파가 다음과 같이 완벽하게 '조각'되도록합니다. opamp 출력에서 생성 된 SPWM 당.

위의 설명은 IC 555 및 IC 741을 사용하여 간단한 SPWM 인버터 회로를 만드는 방법을 명확하게 설명합니다. 관련 질문이있는 경우 아래의 설명 상자를 사용하여 신속하게 응답하십시오.

5) 무 변압기 IC 555 인버터

아래의 디자인은 간단하면서도 매우 효과적인 4 MOSFET n 채널 풀 브리지 IC 555 인버터 회로를 보여줍니다.

배터리의 12V DC는 먼저 준비된 DC-AC 컨버터 모듈을 통해 310V DC로 변환됩니다.

이 310 VDC는 220 V AC 출력으로 변환하기 위해 MOSFET 풀 브리지 드라이버에 적용됩니다.

4N 채널 MOSFET은 개별 디디, 커패시터 및 BC547 네트워크를 사용하여 적절하게 부트 스트랩됩니다.

풀 브리지 섹션의 스위칭은 IC 555 발진기 단계에서 실행됩니다. 주파수는 IC 555의 7 번 핀에있는 50k 프리셋에 의해 설정된 약 50Hz입니다.

6) 자동 Arduino 배터리 충전기가있는 IC 555 인버터

이 6 번째 인버터 설계에서는 4017 디케 이드 카운터를 사용하고 ne555 타이머 Ic는 인버터에 대한 사인파 PWM 신호를 생성하는 데 사용되며 Arduino 기반 자동 고 / 저 배터리 차단 (알람 포함)입니다.

게시자 : Ainsworth Lynch

소개

이 회로에서 실제로 발생하는 것은 4017이 4 개의 출력 핀 중 2 개에서 pwm 신호를 출력 한 다음 잘게 자르고 변압기의 2 차측에 적절한 출력 필터링이 적용되면 모양을 취하거나 충분히 가까워집니다. 실제 사인파의 모양.

첫 번째 NE555는 4017이 4 개의 출력을 전환하므로 필요한 출력 주파수의 4 배인 4017의 핀 14에 신호를 공급합니다. 즉, 60hz가 필요한 경우 핀 14에 4 * 60hz를 공급해야합니다. 240hz 인 4017 IC의.

이 회로는 과전압 셧다운 기능, 저전압 셧다운 기능 및 프로그래밍이 필요한 Arduino라는 마이크로 컨트롤러 플랫폼에 의해 수행되는 배터리 부족 경보 기능을 모두 갖추고 있습니다.

Arduino를위한 프로그램은 간단하며 기사 마지막 부분에 제공되었습니다.

마이크로 컨트롤러를 추가하여이 프로젝트를 완료 할 수 없다고 생각되면 생략 할 수 있으며 회로는 똑같이 작동합니다.

회로의 작동 원리

Arduino Hi / Low 배터리 셧다운 회로가있는이 IC 555 인버터는 12v, 24 및 48v에서 48v까지 작동 할 수 있으며 적절한 버전의 전압 조정기를 선택해야하며 그에 따라 변압기 크기도 조정해야합니다.

Arduino는 usb에서 7 ~ 12v 또는 5v로 전원을 공급할 수 있지만 이와 같은 회로의 경우 릴레이에 전원을 공급하는 데 사용되는 디지털 출력 핀에 전압 강하가 발생하지 않도록 12v에서 전원을 공급하는 것이 좋습니다. 회로의 Ic와 저전압 경보 용 부저를 켭니다.

Arduino는 배터리 전압을 읽는 데 사용되며 5V DC에서만 작동하므로 전압 분배기 회로를 사용하여 설계에 100k와 10k를 사용했으며 해당 값은 Arduino 칩에 프로그래밍 된 코드에 플롯되어 있으므로 아두 이노는 오픈 소스 플랫폼이고 저렴하기 때문에 코드를 수정하거나 다른 코드를 작성하지 않는 한 동일한 값을 사용해야합니다.

이 디자인의 Arduino 보드는 LCD 디스플레이 16 * 2와 연결되어 배터리 전압을 표시합니다.

아래는 회로의 회로도입니다.

배터리 차단 프로그램 :

#include LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12) int analogInput = 0 float vout = 0.0 float vin = 0.0 float R1 = 100000.0 // resistance of R1 (100K) -see text! float R2 = 10000.0 // resistance of R2 (10K) - see text! int value = 0 int battery = 8 // pin controlling relay int buzzer =7 void setup(){ pinMode(analogInput, INPUT) pinMode(battery, OUTPUT) pinMode(buzzer, OUTPUT) lcd.begin(16, 2) lcd.print('Battery Voltage') } void loop(){ // read the value at analog input value = analogRead(analogInput) vout = (value * 5.0) / 1024.0 // see text vin = vout / (R2/(R1+R2)) if (vin<0.09){ vin=0.0//statement to quash undesired reading ! } if (vin<10.6) { digitalWrite(battery, LOW) } else { digitalWrite(battery, HIGH) } if (vin>14.4) { digitalWrite(battery, LOW) } else { digitalWrite(battery, HIGH) } if (vin<10.9)) { digitalWrite(buzzer, HIGH) else { digitalWrite(buzzer, LOW lcd.setCursor(0, 1) lcd.print('INPUT V= ') lcd.print(vin) delay(500) }