Zmodyfikowany obwód falownika sinusoidalnego Arduino

W tym poście zamierzamy zbudować zmodyfikowany falownik sinusoidalny za pomocą Arduino. Zbadamy metodologię proponowanego falownika sinusoidalnego, a na koniec przyjrzymy się symulowanej mocy wyjściowej tego falownika.

Przez

Różnica między falownikiem prostokątnym a zmodyfikowanym falownikiem prostokątnym

Falowniki uratowały nas przed krótkotrwałymi przerwami w dostawie prądu w domu, przemyśle i na izbach przyjęć. Jakość mocy dostarczanej przez falowniki różni się w zależności od tego, co rodzaj falownika Jest używane. Falowniki są podzielone na trzy typy: falowniki prostokątne, zmodyfikowane sinusoidalne i czyste falowniki sinusoidalne.

Falownik prostokątny ma słabą jakość wyjściową i zawiera dużo szumów harmonicznych, które mogą nie pasować do wielu gadżetów elektronicznych. Jego kształt fali wznosi się i opada w górę. Ale obciążenia rezystancyjne, takie jak żarówki, grzejniki i niektóre urządzenia, których pracownicy SMPS nie wykazują problemu z falownikami prostokątnymi.

DO zmodyfikowana fala sinusoidalna lub, mówiąc precyzyjnie, zmodyfikowana fala prostokątna może obsługiwać większość gadżetów elektronicznych bez większego problemu.

Fala osiąga szczyt i spada do zera woltów i pozostaje przez pewien czas, a następnie przechodzi w ujemny szczyt i wraca do zera i cykl się powtarza. Ma szum harmoniczny, ale nie jest tak zły jak fala prostokątna i można go łatwo filtrować. Ten projekt jest używany w większości niedrogich falowników.

Czysty falownik sinusoidalny ma najbardziej wyrafinowaną konstrukcję i jest drogi. Może obsługiwać wszystkie urządzenia elektroniczne, w tym obciążenia indukcyjne, takie jak silniki, które mają problemy z pracą z innymi wymienionymi konstrukcjami. Nie ma harmonicznych, a przebieg jest gładki i sinusoidalny.

Znasz już podstawową różnicę między falownikami sinusoidalnymi, zmodyfikowanymi sinusoidalnymi i prostokątnymi.

W tym projekcie konstruujemy falownik, który może dostarczyć wyjście równoważne falownikowi sinusoidalnemu.

Obwód można lepiej zrozumieć dzięki poniższemu schematowi blokowemu:

Proponowany projekt składa się z Arduino, które generuje stałą falę prostokątną 50 Hz. Obwód przerywacza IC 555 generuje impuls o wysokiej częstotliwości.

Rzeczywiste przerywanie tych dwóch sygnałów jest wykonywane przez układ scalony 7408, który jest bramką AND. Zmiksowany sygnał jest podawany do bramki MOSFET. Częstotliwość układu IC 555 można zmieniać w celu regulacji napięcia wyjściowego przez dostrojenie rezystora zmiennego.

Schemat obwodu:

Stała fala prostokątna 50 Hz jest generowana na pinach 7 i 8 Arduino. Ten sygnał przerzutnika jest podawany do pinu # 1 i pinu # 4 układu IC 7408. Te dwa piny mają dwie różne bramki AND.

Sygnał przerywania wysokiej częstotliwości jest podawany na styki 2 i 5. Bramka AND pozwala tylko wtedy, gdy dwa wejścia są wysokie, ponieważ wyjściowa częstotliwość Arduino jest niższa, a IC555 wyższa, otrzymujemy przerywany sygnał na odpowiednim wyjściu bramki.

Przerywane wyjście jest podawane do tranzystora MOSFET z rezystorem ograniczającym prąd w celu ograniczenia szybkości ładowania kondensatora bramki. Jeśli potrzebujesz większej mocy wyjściowej, można zastosować transformator o wartości znamionowej 12 V 15 A lub wyższej.

Warystor z tlenku metalu 400 V jest używany na wyjściu do tłumienia początkowego przepięcia wysokiego napięcia podczas włączania falownika, którego wielkość może wynosić kilkaset woltów.

Regulator 9 V jest używany do arduino jako źródło stałego napięcia. Na wejściu akumulatora można zastosować pojemność 1000 uF lub wyższą, aby zapewnić płynny rozruch i chronić falownik przed nagłymi wahaniami napięcia.

Obwód choppera:

Obwód przerywacza jest prostym generatorem o zmiennej częstotliwości, a obwód jest oczywisty.
Zobaczmy teraz, jak dobrze częstotliwość z Arduino jest przerywana przez obwód generatora wysokiej częstotliwości, aby uzyskać ekwiwalent fali sinusoidalnej.

Powyższa symulacja opisuje dane wyjściowe z arduino. To prosty i stabilny sygnał 50 Hz.

Powyższa symulacja pokazuje kształt fali po przerywaniu stałego sygnału 50 Hz. Szerokość współczynnika przerywania można regulować przez dostrojenie rezystora zmiennego, który również określa napięcie wyjściowe.

Powyższy przerywany sygnał może nie wyglądać jak fala sinusoidalna. Kształt fali przerywanej prawdziwego falownika sinusoidalnego rośnie i maleje wykładniczo wzdłuż osi x. Ale zacznij od prostego projektu, częstotliwość przerywania pozostaje stała i wystarczająco dobra, aby obsługiwać większość elektronicznych gadżetów.

Program dla Arduino:

//-------------Program developed by R.Girish-----------//
int out1 = 8
int out2 = 7
void setup()
{
pinMode(out1,OUTPUT)
pinMode(out2,OUTPUT)
}
void loop()
{
digitalWrite(out2,LOW)
digitalWrite(out1,HIGH)
delay(10)
digitalWrite(out1,LOW)
digitalWrite(out2,HIGH)
delay(10)
}
//-------------Program developed by R.Girish----------//

W przypadku wersji Full Bridge można odnieść się do tego projektu: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/