Pwm inverter circuit gamit ang tl494

Ang isang inverter ay isang circuit na nagko-convert sa Direktang Kasalukuyang (DC) sa Alternating Kasalukuyang (AC). Ang isang PWM inverter ay isang uri ng circuit na gumagamit ng binagong square square upang gayahin ang mga epekto ng Alternating Kasalukuyan (AC), na angkop para sa pagpapaandar ng karamihan sa iyong mga gamit sa bahay. Sinabi kong most-of dahil sa pangkalahatan ay mayroong dalawang uri ng mga inverters, ang unang uri ay ang tinatawag na binago na square inverter ng parisukat, tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan na ang output ay isang square wave sa halip na isang sine wave, hindi isang purong sine wave kaya, kung susubukan mong paganahin ang mga AC motor o TRIACS, magdudulot ito ng iba't ibang mga problema.

Ang pangalawang uri ay tinatawag na isang purong sine wave inverter. Kaya't maaari itong magamit para sa lahat ng uri ng mga kasangkapan sa AC nang walang problema. Matuto nang higit pa tungkol sa iba't ibang uri ng inverter dito.

Ngunit sa palagay ko, hindi ka dapat bumuo ng isang inverter bilang isang proyekto sa DIY. Kung tinatanong mo kung bakit?, Pagkatapos sumakay!, At sa proyektong ito, magtatayo ako ng isang simpleng binagong square wave PWM inverter circuit sa pamamagitan ng paggamit ng tanyag na TL494 chip at ipaliwanag ang mga kalamangan at kahinaan ng naturang isang inverters at sa dulo, makikita natin kung bakit hindi gumawa ng isang binagong parisukat na alon na inverter circuit bilang isang proyekto sa DIY.

BABALA! Ang circuit na ito ay itinayo at ipinakita para sa mga hangaring pang-edukasyon lamang, at ganap na hindi inirerekumenda na itayo at gamitin ang ganitong uri ng circuit para sa mga komersyal na kasangkapan.

MAG-INGAT! Kung gumagawa ka ng ganitong uri ng circuit, mangyaring maging labis na mag-ingat tungkol sa mataas na boltahe at boltahe ng mga spike na nabuo ng di-sinusoidal na likas na katangian ng input wave.

Paano gumagana ang isang Inverter?

Ang isang napaka- pangunahing eskematiko ng inverter circuit ay ipinapakita sa itaas. Ang isang positibong boltahe ay konektado sa gitnang pin ng transpormer, na kumikilos bilang isang input. At ang dalawang iba pang mga pin ay konektado sa MOSFETs na kumikilos bilang switch.

Ngayon kung pinagana namin ang MOSFET Q1, sa pamamagitan ng paglalagay ng boltahe sa terminal ng gate ang kasalukuyang daloy sa isang direksyon ng arrow tulad ng ipinakita sa imahe sa itaas. Sa gayon ang isang magnetik na pagkilos ng bagay ay sapilitan din sa direksyon ng arrow at ang core ng transpormer ay ipapasa ang magnetic flux sa pangalawang likaw, at makakakuha kami ng 220V sa output.

Ngayon, kung hindi namin pinagana ang MOSFET Q1 at paganahin ang MOSFET Q2, ang kasalukuyang daloy sa direksyon ng arrow na ipinakita sa imahe sa itaas, kaya't baligtarin ang direksyon ng magnetic flux sa core. Matuto nang higit pa tungkol sa pagtatrabaho ng MOSFET dito.

Ngayon, alam nating lahat na ang isang transpormer ay gumagana sa pamamagitan ng mga pagbabago ng magnetic flux. Kaya, ang pag-on at pag-off ng parehong MOSFETs, ang isa ay baligtad sa isa pa at ginagawa iyon ng 50 beses sa isang segundo, ay makakabuo ng isang magandang oscillating magnetic flux sa loob ng core ng transpormer at ang pagbabago ng magnetic flux ay mag-uudyok ng isang boltahe sa pangalawang likaw bilang alam natin sa batas ng faraday. At iyan ay kung paano gumagana ang pangunahing inverter.

Inverter IC TL494

Ngayon bago itayo ang circuit batay sa TL494 PWM controller, alamin natin kung paano gumagana ang PWM controller TL494.

Ang TL494 IC ay may 8 mga bloke ng pag-andar, na ipinapakita at inilarawan sa ibaba.

1. 5-V Reference Regulator

Ang 5V panloob na output ng regulator ng sanggunian ay ang REF pin, na pin-14 ng IC. Ang referral regulator ay naroroon upang magbigay ng isang matatag na supply para sa panloob na circuitry tulad ng pulse-steering flip-flop, oscillator, dead-time control comparator, at PWM comparator. Ginagamit din ang regulator upang himukin ang mga amplifier ng error na responsable para sa pagkontrol sa output.

Tandaan! Ang sanggunian ay nai-program sa panloob sa isang paunang katumpakan ng ± 5% at nagpapanatili ng katatagan sa isang saklaw na input na boltahe na 7V hanggang 40 V. Para sa mga voltages ng pag-input na mas mababa sa 7 V, ang regulator ay nagbabadya sa loob ng 1 V ng input at sinusubaybayan ito.

2. Oscillator

Ang oscillator ay bumubuo at nagbibigay ng isang lagarian ng alon sa patay na tagakontrol ng oras at ang mga kumpare ng PWM para sa iba't ibang mga signal ng kontrol.

Ang dalas ng osileytor ay maaaring itakda sa pamamagitan ng pagpili timing components R T at C T.

Ang dalas ng oscillator ay maaaring kalkulahin ng formula sa ibaba

Fosc = 1 / (RT * CT)

Para sa pagiging simple, gumawa ako ng isang spreadsheet, kung saan madali mong makakalkula ang dalas.

Tandaan! Ang dalas ng oscillator ay katumbas ng dalas ng output lamang para sa mga solong natapos na application. Para sa mga aplikasyon ng push-pull, ang dalas ng output ay isang kalahati ng dalas ng oscillator.

3. Comparator sa Pagkontrol sa Dead-time

Ang oras ng patay o simpleng sabihin na ang off-time control ay nagbibigay ng minimum na oras ng patay o off-time. Ang output ng patay na oras ng tagapaghambing ay humahadlang sa paglipat ng mga transistor kapag ang boltahe sa input ay mas malaki kaysa sa boltahe ng rampa ng oscillator. Ang paglalapat ng boltahe sa pin ng DTC ay maaaring magpataw ng karagdagang oras ng patay, sa gayon ay nagbibigay ng karagdagang oras ng patay mula sa minimum na 3% hanggang 100% habang ang boltahe ng pag-input ay nag-iiba mula 0 hanggang 3V. Sa simpleng mga termino, mababago natin ang Duty cycle ng output wave nang hindi binabago ang mga amplifier ng error.

Tandaan! Ang isang panloob na offset ng 110 mV ay nagsisiguro sa isang minimum na oras ng patay na 3% na may ground-input na kontrol ng dead-time.

4. Mga Amplifier ng Error

Ang parehong mga high-gain error amplifier ay tumatanggap ng kanilang bias mula sa VI supply rail. Pinapayagan nito ang isang karaniwang-mode na saklaw ng boltahe ng pag-input mula sa –0.3 V hanggang 2 V na mas mababa sa VI. Ang parehong mga amplifier ay kumikilos ng katangian ng isang solong natapos na solong-supply ng amplifier, na ang bawat output ay aktibo lamang mataas.

5. Output-Control Input

Ang input-control input ay tumutukoy kung ang output transistors ay tumatakbo sa parallel o push-pull mode. Sa pamamagitan ng pagkonekta ng output control pin na kung saan ay ang pin-13 sa ground na nagtatakda ng output transistors sa parallel mode ng operasyon. Ngunit sa pamamagitan ng pagkonekta sa pin na ito sa 5V-REF pin ay nagtatakda ng mga output transistor sa push-pull mode.

6. Mga Transistor ng Output

Ang IC ay may dalawang panloob na output transistors na kung saan ay nasa open-collector at open-emitter configurations, kung saan maaari itong mapagkukunan o lumubog ng isang maximum na kasalukuyang hanggang sa 200mA.

Tandaan! Ang mga transistors ay may boltahe ng saturation na mas mababa sa 1.3 V sa karaniwang pag-configure ng emitter at mas mababa sa 2.5 V sa pagsasaayos ng tagasunod ng emitter.

Mga Tampok

Kumpletuhin ang PWM Power-Control Circuitry
Hindi komitibong Mga Output para sa 200-mA Sink o Source Kasalukuyang
Pinipili ng Output Control ang Single-Ended o Push-Pull Operation
Ipinagbabawal ng Panloob na Circuitry ang Double Pulse sa Alinmang Output
Nagbibigay ang Variable Dead Time ng Pagkontrol sa Kabuuang Saklaw
Nagbibigay ang Panloob na Regulator ng isang Matatag na 5-V
Sanggunian ng Sanggunian Na May 5% Tolerance
Pinapayagan ng Circuit Architecture ang Madaling Pag-synchronize

Tandaan! Karamihan sa panloob na paglalarawan ng iskematiko at pagpapatakbo ay kinuha mula sa datasheet at binago sa ilang sukat para sa mas mahusay na pag-unawa.

Kinakailangan ang Mga Bahagi

Sl. Hindi	Mga Bahagi	Uri	Dami
1	TL494	IC	1
2	IRFZ44N	Mosfet	2
3	Screw Terminal	Screw Terminal 5mmx2	1
4	Screw Terminal	Screw Terminal 5mmx3	1
5	0.1uF	Kapasitor	1
6	50K, 1%	Resistor	2
7	560R	Resistor	2
8	10K, 1%	Resistor	2
9	150K, 1%	Resistor	1
10	Clad Board	Generic na 50x 50mm	1
11	PSU Heat Sink	Generic	1

TL494 Inverter Circuit Schematic

TL494CN Konstruksiyon ng Inverter Circuit

Para sa pagpapakitang ito, ang circuit ay itinayo sa isang homemade PCB, sa tulong ng eskematiko at mga file ng disenyo ng PCB. Mangyaring tandaan na kung ang isang malaking pagkarga ay konektado sa output ng transpormer, isang malaking halaga ng kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng mga bakas ng PCB, at mayroong isang pagkakataon na masunog ang mga bakas. Kaya, upang maiwasan ang mga bakas ng PCB mula sa pagkasunog ay isinama ko ang ilang mga jumper na makakatulong upang madagdagan ang kasalukuyang daloy.

Kalkulasyon

Mayroong hindi maraming mga pagkalkula ng panteorya para sa Inverter Circuit na gumagamit ng TL494. Ngunit may ilang mga praktikal na kalkulasyon na gagawin namin sa pagsubok ng seksyon ng circuit.

Upang makalkula ang oscillator frequency sumusunod na formula ay maaaring magamit.

Fosc = 1 / (RT * CT)

Tandaan! Para sa pagiging simple, isang spreadsheet ay ibinibigay kung saan madali mong makakalkula ang dalas ng oscillator.

Pagsubok sa TL494 PWM Inverter Circuit

Upang masubukan ang circuit, ginagamit ang sumusunod na pag-setup.

12V lead-acid na baterya.
Isang transpormer na mayroong 6-0-6 tap at isang 12-0-12 tap
100W maliwanag na ilaw bombilya bilang isang pagkarga
Meco 108B + TRMS Multimeter
Meco 450B + TRMS Multimeter
Hantek 6022BE Oscilloscope
At ang Test-PCB kung saan ikinonekta ko ang mga oscilloscope probe.

Input ng MOSFET

Matapos i-set up ang TL494 chip, sinukat ko ang input PWM signal sa gate ng MOSFET, tulad ng nakikita mo sa imahe sa ibaba.

Ang output waveform ng transpormer nang walang pag-load (Nakakonekta ko ang isa pang pangalawang transpormer upang masukat ang output waveform)

Tulad ng nakikita mo sa imahe sa itaas, ang system ay kumukuha sa paligid ng isang wapping 12.97W nang walang anumang nakakabit na karga.

Kaya mula sa itaas na dalawang mga imahe, madali nating makakalkula ang kahusayan ng inverter nang napakadali.

Ang kahusayan ay sa paligid ng 65%

Alin ang hindi masama ngunit hindi rin ito maganda.

Kaya't tulad ng nakikita mo ang output boltahe ay bumaba sa kalahati ng kung ano ang input ng aming AC AC.

Sa kabutihang palad ang transpormer na ginagamit ko ay naglalaman ng isang 6-0-6 na pag-tape, sa tabi ng 12-0-12 na pag-tap.

Kaya, naisip ko kung bakit hindi gamitin ang taping ng 6-0-6 upang madagdagan ang boltahe ng output.

Tulad ng nakikita mo mula sa larawan sa itaas ang pagkonsumo ng kuryente nang walang pag-load ay 12.536W

Ngayon ang boltahe ng output ng transpormer ay nasa mga nakamamatay na antas

Pag-iingat! Maging labis na maingat kapag nagtatrabaho na may mataas na voltages. Ang dami ng boltahe na ito ay maaaring tiyak na pumatay sa iyo.

Muli Input ang pagkonsumo ng kuryente kapag ang isang 100W bombilya ay konektado bilang isang pagkarga

Sa puntong ito, ang mga pansing probe ng aking multimeter ay hindi sapat na makapasa sa 10.23Amps ng kasalukuyang, kaya napagpasyahan kong ilagay ang 1.5sqmm ng kawad nang direkta sa mga multimeter terminal.

Ang pagkonsumo ng input power ay 121.94 Watts

Muli ang pagkonsumo ng output ng kuryente kapag ang isang 100W bombilya ay konektado bilang isang pagkarga

Ang output power na natupok ng pagkarga ay 80.70W. Tulad ng nakikita mong ang ilaw bombilya ay kumikinang nang napakaliwanag, iyon ang dahilan kung bakit ko ito inilagay sa tabi ng aking mesa.

Kaya't muli kung kinakalkula natin ang kahusayan, nasa 67% ito

At ngayon ang milyong-dolyar na tanong ay nananatili

Bakit HINDI Gumawa ng isang Binagong Square Wave Inverter Circuit bilang isang DIY Project?

Ngayon pagkatapos matingnan ang mga resulta sa itaas, dapat mong isipin na ang circuit na ito ay sapat na mabuti di ba?

Hayaan mong sabihin ko sa iyo na ito ay ganap na hindi ang kaso sa lahat dahil

Una sa lahat, ang kahusayan ay talagang mahirap.

Nakasalalay sa pag- load, ang output boltahe, ang output frequency, at ang hugis ng alon ay nagbabago dahil walang bayad sa dalas ng feedback at walang LC filter sa output upang linisin ang mga bagay.

Sa sandaling ito, hindi ko masusukat ang mga output spike dahil papatayin ng mga pako ang aking oscilloscope at ang nakakonektang laptop. At hayaan mong sabihin ko sa iyo na may tiyak na malaking mga spike na nabubuo ng transpormer na alam ko sa pamamagitan ng panonood ng video ng Afrotechmods. Nangangahulugan ito na ang pagkonekta ng output ng inverter sa 6-0-6 V terminal ay naabot ang rurok sa rurok na boltahe na higit sa 1000V at na nagbabanta sa buhay.

Ngayon, isipin lamang ang tungkol sa pag-power up ng isang CFL lamp, isang charger ng telepono, o isang 10W light bombilya kasama ang inverter na ito, agad itong sasabog.

Maraming mga disenyo ang natagpuan ko sa internet na may isang mataas na boltahe capacitor sa output bilang isang pag-load, na binabawasan ang mga boltahe na spike, ngunit hindi rin iyon gagana. Tulad ng mga spike ng 1000V ay maaaring agad na pumutok ang mga capacitor. Kung ikonekta mo ito sa isang laptop charger o isang SMPS circuit ang Metal-Oxide Varistor (MOV) sa loob ay agad na sasabog.

At sa mga iyon, maaari akong magpatuloy at magpatuloy sa mga kahinaan buong araw.

Ito ang dahilan na hindi ko inirerekumenda ang pagbuo at pagtatrabaho sa mga ganitong uri ng mga circuit dahil hindi ito maaasahan, walang proteksyon, at maaaring makapinsala sa iyo para sa ikabubuti. Bagaman dati, bumubuo kami ng isang inverter na hindi rin sapat para sa mga praktikal na aplikasyon. Sa halip, sasabihin ko sa iyo na gumastos ng kaunting pera at bumili ng isang komersyal na inverter na may isang toneladang mga tampok sa proteksyon.

Karagdagang Pagpapahusay

Ang Tanging pagpapahusay na maaaring magawa sa circuit na ito ay upang tuluyang itapon, at baguhin ito sa isang diskarteng tinatawag na SPWM (Sine Pulse Width Modulation), at magdagdag ng tamang kompensasyon sa dalas ng feedback at proteksyon ng maikling circuit at marami pa. Ngunit iyon ay isang paksa para sa isa pang proyekto na malapit nang dumating.

Mga aplikasyon ng TL494 Inverter Circuit

Matapos basahin ang lahat ng ito kung iniisip mo ang tungkol sa mga application, sasabihin ko sa iyo sa mga emerhensiya, maaari itong magamit upang singilin ang iyong laptop sa telepono at iba pang mga bagay.

Inaasahan kong nagustuhan mo ang artikulong ito at may natutunan na bago. Patuloy na basahin, patuloy na matuto, magpatuloy sa pagbuo, at makikita kita sa susunod na proyekto.