Rangkaian Inverter Gelombang Sinus Murni Menggunakan IC 4047

Rangkaian inverter gelombang sinus murni yang sangat efektif dapat dibuat dengan menggunakan IC 4047 dan beberapa IC 555 bersama dengan beberapa komponen pasif lainnya. Mari pelajari detailnya di bawah ini.

Konsep Sirkuit

Di posting sebelumnya kita membahas utama spesifikasi dan lembar data IC 4047 dimana kita belajar bagaimana IC dapat dikonfigurasi menjadi rangkaian inverter sederhana tanpa melibatkan rangkaian osilator eksternal.

Pada artikel ini kita melanjutkan desain sedikit ke depan dan mempelajari bagaimana itu dapat ditingkatkan menjadi rangkaian inverter gelombang sinus murni menggunakan beberapa IC tambahan 555 bersama dengan IC 4047 yang ada.

Bagian IC 4047 pada dasarnya tetap sama dan dikonfigurasi dalam mode multivibrator berjalan bebas normal dengan outputnya diperpanjang dengan tahap mosfet / transformator untuk 12V yang diperlukan ke konversi listrik AC.

Bagaimana Fungsi IC 4047

IC 4047 menghasilkan gelombang persegi biasa ke MOSFET yang terhubung membuat output listrik di sekunder transformator yang juga dalam bentuk AC gelombang persegi.

Integrasi dua IC 555 ke tahap di atas sepenuhnya mengubah output menjadi AC gelombang sinus murni. Penjelasan berikut mengungkap rahasia di balik fungsi IC555 di atas.

Mengacu pada rangkaian inverer gelombang sinus murni IC 4047 yang ditunjukkan di bawah ini (dirancang oleh saya), kita dapat melihat dua tahap IC 555 yang identik, dimana bagian kiri berfungsi sebagai generator gigi gergaji yang dikendalikan arus sedangkan bagian sisi kanan sebagai generator PWM yang dikontrol arus .

Pemicu dari kedua IC 555 berasal dari keluaran osilator yang tersedia di pin # 13 dari IC 4047. Frekuensi ini akan menjadi 100Hz jika inverter ditujukan untuk operasi 50Hz, dan 120Hz untuk aplikasi 60Hz.

Menggunakan IC 555 untuk Pembangkitan PWM

Bagian kiri 555 menghasilkan gelombang gigi gergaji konstan di kapasitor yang diumpankan ke input modulasi dari IC2 555 di mana sinyal gigi gergaji ini dibandingkan dengan sinyal frekuensi tinggi dari pin3 dari IC1 555 menciptakan gelombang sinus murni setara PWM yang diperlukan pada pin # 3 dari 555 IC2.

PWM di atas langsung diterapkan ke gerbang MOSFET. sehingga pulsa persegi di sini yang dihasilkan melalui pin10 / 11 dari IC4047 dipotong dan 'diukir' sesuai dengan PWM yang diterapkan.

Keluaran yang dihasilkan ke transformator juga menyebabkan gelombang sinus murni ditingkatkan pada keluaran sekunder AC utama dari transformator.

Rumus untuk menghitung R1, C1 diberikan dalam artikel ini yang juga memberi tahu kita tentang detail pinout dari IC 4047

Untuk NE555 stage C dapat dipilih di dekat 1uF dan R sebagai 1K.

Bentuk gelombang keluaran yang diasumsikan

Info lebih lanjut tentang cara menggunakan IC 555 untuk menghasilkan PWM

Penyesuaian RMS dapat ditambahkan ke desain di atas dengan memperkenalkan jaringan pembagi tegangan pot di pin5 dan input sumber segitiga, seperti yang ditunjukkan di bawah, desain juga mencakup transistor penyangga untuk meningkatkan perilaku mosfet.

Desain inverter gelombang sinus murni di atas telah berhasil diuji oleh Bapak Arun Dev, salah satu pembaca setia blog ini dan merupakan penghobi elektronik yang intens. Gambar-gambar berikut yang dikirim olehnya membuktikan upayanya untuk hal yang sama.

Lebih Banyak Umpan Balik

Respon inspiratif yang diterima dari Bp Arun mengenai hasil inverter IC 4047 diatas:

Setelah menyelesaikan sirkuit ini, hasilnya luar biasa. Saya mendapatkan watt penuh dari bohlam 100 W. Tidak bisa mempercayai mataku.

Satu-satunya perbedaan yang saya buat dalam desain ini adalah mengganti 180 K di 555 detik dengan pot 220 K untuk menyesuaikan frekuensi secara akurat.

Kali ini hasilnya membuahkan hasil dalam segala hal ... Saat menyesuaikan pot, saya bisa mendapatkan cahaya watt penuh non-gangguan yang tidak berkedip di bohlam, juga trafo 230/15 V yang terhubung karena beban memberi frekuensi antara 50 dan 60 (katakanlah 52 Hz).

Panci disesuaikan dengan lembut untuk mendapatkan output frekuensi tinggi (katakanlah 2 Khz) dari pin # 3 ic ​​kedua 555. Bagian CD4047 dikalibrasi dengan lebih baik untuk mendapatkan 52 Hz pada dua terminal output ....

Saya juga menghadapi masalah sederhana. Saya telah menggunakan MOSFET IRF3205 pada tahap keluaran. Saya lupa menghubungkan dioda pengaman di terminal drain setiap MOSFET ...

Jadi ketika saya mencoba menghubungkan beban lain (katakanlah kipas meja) secara paralel dengan beban yang diberikan (bohlam 100 W), cahaya bohlam juga kecepatan kipas berkurang sedikit dan salah satu MOSFET meledak karena tidak adanya dioda.

Rangkaian inverter gelombang sinus 4047 di atas juga berhasil dicoba oleh Bapak Daniel Adusie (biannz), yang merupakan pengunjung tetap blog ini, dan penggemar elektronik pekerja keras. Berikut adalah gambar yang dikirim olehnya untuk memverifikasi hasilnya:

Output Osiloskop Bentuk Gelombang Gigi Gergaji

Menerangi Test Bulb 100 Watt

Gambar berikut menunjukkan bentuk gelombang yang dimodifikasi pada keluaran transformator seperti yang ditangkap oleh Tn. Daniel Adusie setelah menghubungkan kapasitor 0.22uF / 400V dan beban yang sesuai.

Bentuk gelombangnya agak trapesium dan jauh lebih baik daripada gelombang persegi yang secara jelas menunjukkan efek mengesankan dari pemrosesan PWM yang dibuat oleh tahapan IC555.

Bentuk gelombang mungkin bisa lebih dihaluskan dengan menambahkan induktor bersama dengan kapasitor.

Menampilkan Jejak Osiloskop Sinewave dekat setelah Filtrasi PWM

Umpan balik yang menarik diterima dari Tn. Johnson Isaac yang merupakan salah satu pembaca berdedikasi blog ini:

Selamat siang
Di posting Anda, Pure Sine Wave Inverter menggunakan 4047, pada tahap I.c kedua (ic.1) Anda menggunakan resistor 100 ohm di antara pin 7 dan 6.,
Apakah itu benar? Saya menggunakan untuk berpikir multivibrator astabil menggunakan konfigurasi pin 555 harus memiliki 100 ohm antara pin 7 dan 6. Juga, variabel 180k antara pin 8 (+) dan pin 7. Pls periksa koneksi pin dan perbaiki saya pls. Karena terkadang berosilasi dan terkadang juga tidak. Terima kasih,
Isaac Johnson

Memecahkan Masalah Sirkuit:

Menurut pendapat saya, untuk respon yang lebih baik Anda dapat mencoba menghubungkan resistor 1k tambahan di ujung luar 100 ohm dan pin6 / 2 dari IC1

Johnson:

Terima kasih banyak atas tanggapan Anda. Saya benar-benar membuat inverter yang Anda berikan di blog Anda dan berhasil.

Meskipun saya tidak memiliki osiloskop untuk mengamati bentuk gelombang keluaran TAPI saya yakin pembaca ini bagus karena mengoperasikan lampu tabung fluoresen di mana inverter yang dimodifikasi atau PWM tidak dapat menyala.

Lihat gambarnya Pak. Tapi tantangan saya sekarang adalah ketika saya menambahkan beban, terkadang output berkedip. Tapi saya senang itu adalah gelombang sinus.

Opsi Tampilan yang Lebih Sederhana

Konsep berikut membahas metode yang lebih sederhana untuk memodifikasi inverter gelombang persegi biasa menggunakan IC 4047 menjadi inverter gelombang sinus melalui teknologi PWM. Ide tersebut diminta oleh Mr. Philip

Spesifikasi teknis

Saya berharap bahwa saya tidak akan merepotkan, tetapi saya memerlukan beberapa saran dengan inverter gelombang sinus yang dimodifikasi PWM-terkontrol Saya merancang jadi saya ingin mencari pendapat ahli Anda.

Desain sederhana ini tentatif, saya belum menerapkannya, tetapi saya ingin Anda melihatnya dan memberi tahu saya apa yang Anda pikirkan.

Juga saya ingin Anda membantu menjawab beberapa pertanyaan yang belum dapat saya temukan jawabannya.

Saya telah mengambil kebebasan untuk melampirkan gambar diagram blok semu dari desain tentatif saya untuk pertimbangan Anda.

Tolong bantu saya. Dalam diagram, file IC CD4047 pada inverter bertanggung jawab untuk menghasilkan pulsa gelombang persegi pada 50Hz yang akan digunakan untuk mengaktifkan MOSFET Q1 dan Q2 secara bergantian.

Sirkuit PWM akan didasarkan pada IC NE555 dan outputnya akan diterapkan ke gerbang Q3 sehingga Q3 akan menyediakan PWM. Selain itu, saya punya dua pertanyaan.

Pertama, dapatkah saya menggunakan gelombang persegi untuk pulsa PWM? Kedua, apakah hubungan antara frekuensi PWM dan frekuensi supply? Frekuensi PWM apa yang harus saya gunakan untuk output inverter 50Hz?

Saya berharap desain ini layak, menurut saya layak, tetapi saya ingin pendapat ahli Anda sebelum saya memberikan sumber daya yang langka untuk mengimplementasikan desain.

Menantikan kabar dari Anda Pak!

Hormat kami, Philip

Memecahkan Permintaan Sirkuit

Konfigurasi yang ditunjukkan pada gambar kedua akan berfungsi tetapi hanya jika mosfet PWM keran tengah diganti dengan a MOSFET saluran-p .

Bagian PWM harus dibuat seperti yang dijelaskan dalam artikel ini:

PWM mengubah gelombang persegi datar menjadi gelombang persegi yang dimodifikasi dengan memotongnya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil sehingga RMS keseluruhan dari bentuk gelombang menjadi sedekat mungkin dengan pasangan sinus yang sebenarnya, namun mempertahankan level puncak sama dengan input gelombang persegi yang sebenarnya . Konsep tersebut dapat dipelajari secara detail sini:

Namun transformasi di atas tidak membantu menghilangkan harmonisa.

Frekuensi PWM akan selalu dalam bentuk gelombang persegi yang dicincang.

Frekuensi PWM tidak material dan mungkin bernilai tinggi, lebih disukai dalam kHz.