在這篇文章中,可以研究一種基本但相當高效的基于1500W PWM的肌腱逆變器電路。該設計利用非常普通的部件來完成強大的SPWM型逆變器電路。
主要規格
功率輸出:500瓦至1500瓦可調
輸出電壓:120V或220V,根據變壓器規格
輸出頻率:50Hz或60Hz根據要求。
工作電源:24V 至 48V
輸出波形:SPWM(可濾波實現純正弦波)
設計
所提出的1500瓦PWM正弦波逆變器采用極其基本的概念設計,通過幾個IC 4017和一個單IC 555。
在這個概念中,IC
4017輸出的時序邏輯是通過選擇和跳過后續引腳排列來配置的,這樣最終的時序就會產生一個不錯的SPWM,就像接通連接的MOSFET和變壓器一樣。
完整的原理圖可以在下圖中可視化:
逆變器的工作原理可以從以下解釋中理解:
電路操作
可以看出,兩個IC 4017級聯形成一個18引腳排序邏輯電路,其中來自IC 555的每個負脈沖或頻率在兩個4017
IC的每個指示輸出上產生移位輸出序列,從上部IC的引腳#9到下部IC的引腳#2, 當序列重置以重新啟動循環時。
我們可以看到,IC 4017的輸出是通過跳過和組合輸出引腳排列組來智能分接的,這樣切換到MOSFET即可獲得以下波形:
根據波形,通過消除IC的相關引腳排列,可以看到開始和結束序列被跳過,同樣,第二個和第6個引腳排列也被跳過,而第二個,第4個,第5個,第6個引腳排列被連接起來,以便在兩個4017
IC的輸出端上實現像SPWM一樣的脈沖形式。
在這里,我們可以看到消除了初始塊,以便SPWM波形可以匹配實際正弦波的初始最低RMS值,接下來的兩個交替塊模仿正弦波內的平均上升RMS,而中間的3個塊試圖復制指數上升的正弦波的最大RMS。
當上述PWM格式應用于MOSFET的柵極時,MOSFET以推挽方式交替執行具有相同開關格式的變壓器初級開關。
這迫使次級同步遵循具有相同波形的感應模式,最終導致創建所需的AC
220V,具有上述SPWM波形模式。變壓器輸出繞組上適當尺寸的LC濾波器最終可能使次級側獲得完美的正弦波形。
因此,當該SPWM的結果輸出被濾波時,應該有望導致正弦波輸出的復制,這可能適合操作大多數電器。
振蕩器級
這里采用普通的 IC 555 非穩態,用于創建所需的時鐘脈沖,以便為級聯 4017 IC 供電,并在其輸出引腳配置上啟用時序邏輯。
必須精確計算與IC 1相關的R2、R1和C555,以便引腳#3能夠在約900%占空比下產生約50Hz的頻率。900 Hz輸出變得必要,以便18
IC的4017個引腳排列的排序使BJT在兩個通道上以50 Hz觸發,并在大約150 Hz下斬波單個50 Hz模塊。
關于MOSFET和變壓器
上述1500瓦SPWM逆變器電路的MOSFET和變壓器是決定總功率輸出的兩個要素。要獲得 1500 瓦輸出,請確保電池電源不低于 48V,在 500
Ah,而變壓器可以在 40-0-40V/40 安培左右。如果使用 4620V 電池,則每個 MOSFET 可以是
IRFS48TRLPBF,每個通道上都需要一對并聯這些 MOSFET,以確保在輸出端正確提供完整的 1500 瓦功率
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