非常簡單但高度復雜的修正正弦波逆變器電路。PWM IC TL494 的使用不僅使設計的部件數量極其經濟,而且高效且準確。
使用 TL494 進行設計
IC TL494 是一款專用 PWM IC,其設計非常適合需要基于 PWM 的精確輸出的所有類型的電路。
該芯片內置了生成精確 PWM 所需的所有功能,這些功能可根據用戶應用規范進行定制。
在這里,我們討論一種基于通用 PWM 的修正正弦波逆變器電路,該電路集成了 IC TL494,用于所需的高級 PWM 處理。
參考上圖,可以通過以下幾點來了解實現 PWM 逆變器操作的 IC 的各種引腳功能:
IC TL494 的引腳排列功能
引腳 #10 和引腳 #9 是 IC 的兩個輸出,它們被布置為串聯或圖騰柱配置工作,這意味著兩個引腳永遠不會一起變為正電壓,而是會從正電壓交替振蕩到零電壓,即當引腳#10 為正極,引腳#9 將讀取零伏,反之亦然。
通過將引腳 #13 與引腳 #14 連接,使 IC 能夠產生上述圖騰柱輸出,引腳 #14 是 IC 設置為 +5V 的參考電壓輸出引腳。
因此,只要 13 號引腳配備了 +5V 基準,它就允許 IC 產生交替開關輸出,但如果 13 號引腳接地,則 IC 的輸出被迫以并行模式(單端模式)切換,這意味著兩個輸出引腳 10/9 將開始一起切換,而不是交替切換。
IC 的引腳 12 是 IC 的電源引腳,可以看到它通過一個 10 歐姆電阻器連接到電池,該電阻器可以濾除 IC 任何可能的尖峰或開關浪涌。
引腳 #7 是 IC 的主接地,而引腳 #4 和引腳 #16 出于某些特定目的而接地。
Pin#4 是 IC 的 DTC 或死區時間控制引腳,它決定 IC 兩個輸出的死區時間或開關 ON 周期之間的間隙。
默認情況下,它必須接地,以便 IC 生成“死區時間”的最小周期,但是為了實現更高的死區時間周期,可以為該引腳提供 0 至 3.3V 的外部變化電壓,從而允許線性死區時間從 0% 到 100% 可控。
Pin#5 和 pin#6 是 IC 的頻率引腳,必須與外部 Rt、Ct(電阻器、電容器)網絡連接,以設置 IC 輸出引腳的所需頻率。
可以改變兩者中的任何一個來調整所需的頻率,在所提出的 PWM 改進逆變器電路中,我們采用可變電阻器來實現相同的功能。用戶可以根據要求在 IC 的引腳 9/10 上進行調整,以實現 50Hz 或 60Hz 頻率。
IC TL 494 具有內部設置為誤差放大器的雙運算放大器網絡,其定位是根據應用規范來校正和調整輸出開關占空比或 PWM,以便輸出產生準確的 PWM 并確保完美的 RMS 定制輸出級。
誤差放大器功能
誤差放大器的輸入配置為一個誤差放大器的引腳 15 和引腳 16,以及第二個誤差放大器的引腳 1 和引腳 2。
通常,只有一個誤差放大器用于自動 PWM 設置,而另一個誤差放大器保持休眠狀態。
從圖中可以看出,通過將同相引腳 16 接地并通過引腳 14 將反相引腳 15 連接到 +5V,可以使引腳 15 和引腳 16 輸入的誤差放大器處于非活動狀態。
因此,在內部,與上述引腳相關的誤差放大器保持不活動狀態。
然而,以引腳 1 和引腳 2 作為輸入的誤差放大器在這里有效地用于 PWM 校正實現。
該圖顯示,誤差放大器的同相輸入引腳 1 通過使用電位器的可調分壓器連接到 5V 參考引腳 #14。
反相輸入與IC的引腳3(反饋引腳)連接,該引腳實際上是誤差放大器的輸出,并使IC的引腳1形成反饋環路。
上述 pin1/2/3 配置允許通過調整 pin#1 電位器來準確設置輸出 PWM。
這就是所討論的使用 IC TL494 的改進正弦波逆變器的主要引腳排列實施指南。
逆變器的輸出功率級
現在,對于輸出功率級,我們可以想象正在使用的幾個 MOSFET,由緩沖器 BJT 推挽級驅動。
BJT 級通過為 MOSFET 提供最小的雜散電感問題以及 FET 內部電容的快速放電,確保為 MOSFET 提供理想的開關平臺。串聯柵極電阻器可防止任何試圖進入 FET 的瞬變,從而確保操作完全安全且高效。
MOSFET 漏極與電源變壓器連接,如果逆變器電池額定電壓為 12V,電源變壓器可以是普通鐵芯變壓器,初級配置為 9-0-9V,次級可以根據用戶國家規格為 220V 或 120V 。
逆變器的功率基本上由變壓器瓦數和電池AH容量決定,可以根據個人選擇改變這些參數。
使用鐵氧體變壓器
為了制作緊湊型 PWM 正弦波逆變器,可以用鐵氧體磁芯變壓器代替鐵芯變壓器。其纏繞細節如下:
采用超級漆包銅線:
主要:纏繞 5 x 5 匝中心抽頭,使用 4 毫米(兩根 2 毫米線平行纏繞)
次級:纏繞 200 至 300 圈 0.5 毫米
磁芯:任何能夠舒適地容納這些繞組的合適的 EE 磁芯。
TL494全橋逆變電路
以下設計可用于使用 IC TL 494 制作全橋或 H 橋逆變器電路。
可以看出,p溝道和n溝道MOSFET的組合用于創建全橋網絡,這使得事情變得相當簡單,并且避免了復雜的自舉電容器網絡,而復雜的自舉電容器網絡通常對于僅具有n溝道MOSFET的全橋逆變器來說是必需的。
然而,在高側采用 p 溝道 MOSFET,在低側采用 n 溝道 MOSFET,使得設計容易出現擊穿問題。
為了避免擊穿,必須使用 IC TL 494 確保足夠的死區時間,從而防止出現這種情況的任何可能性。
IC 4093 門用于保證全橋導通兩側的完美隔離,以及變壓器初級的正確切換。仿真結果
TL494 帶反饋逆變器
下圖顯示了使用 IC TL494 的非常簡單但準確且穩定的逆變器電路。
該逆變器包括一個用于自動輸出電壓校正的反饋控制系統,應用于 IC 的誤差放大器引腳 1。
可以適當調整 100k 預設值,以設置所需的恒定輸出電壓限制。
所示變壓器是鐵氧體磁芯變壓器,因此 IC 將頻率設置為非常高的水平。不過,您可以輕松使用基于鐵芯的變壓器,并將頻率降低至 50 Hz 或 60 Hz,以實現 120 V 輸出。
審核編輯:湯梓紅
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