この投稿では、非常に基本的でありながらかなり効率的な1500WPWMベースの正弦波インバータ回路を研究できます。非常に普通の部品を使用して、強力なSPWMタイプを実現する設計です。インバータ回路。

主な仕様

電力出力：500ワットから1500ワットまで調整可能

出力電圧：変圧器の仕様に従って120Vまたは220V

出力周波数：要件に応じて50Hzまたは60Hz。

動作電力：24V〜48V

電流：MOSFETと変圧器の定格に応じて

出力波形：SPWM（純粋な正弦波を実現するためにフィルタリングできます）

デザイン

提案されている1500ワットのPWM正弦波インバーターは、2つのIC4017と1つのIC555を介して非常に基本的な概念を使用して設計されています。

この概念では、IC 4017の出力からのシーケンスロジックは、後続のピン配置を選択してスキップすることによって構成され、結果のシーケンスは、接続されたMOSFETと変圧器のスイッチをオンにするような適切なSPWMを生成します。

完全な回路図は、次の図で視覚化できます。

インバータの動作は、以下の説明から理解できます。

回路動作

ご覧のとおり、 2つのIC4017がカスケード接続されている１８ピンシーケンス論理回路を形成し、ＩＣ５５５からの各負のパルスまたは周波数は、２つの４０１７ＩＣの示された出力のそれぞれにわたって、上側のＩＣのピン＃９からピン＃２までのシフト出力シーケンスを生成する。シーケンスがリセットされてサイクルが新たに開始されたとき。

“論理ゲート真理値表でもありません ”

IC 4017の出力は、MOSFETへの切り替えが次の種類の波形を実現するように、出力ピン配列のセットをスキップして組み合わせると、インテリジェントにタップされることがわかります。

波形によると、ICの関連するピン配列を削除することにより、開始シーケンスと終了シーケンスがスキップされていることがわかります。同様に、2番目と6番目のピン配列もスキップされ、2番目、4番目、5番目、6番目のピン配列は2つの4017ICの出力全体でパルス形式のようなまともなSPWMを実現します。

ビデオプルーフ（100ワットの例）

この論理構成の背後にある目的

上に示した波形は、実際の正弦波または正弦波を可能な限り忠実に再現できるように選択されています。

ここでは、SPWM波形が実際の正弦波の最初の最小RMS値と一致するように最初のブロックが削除され、次の2つの代替ブロックが正弦波内の平均上昇RMSを模倣し、中央の3ブロックがの最大RMSを複製しようとしていることがわかります。指数関数的に上昇する正弦波。

上記のPWMフォーマットがMOSFETのゲートに適用されると、MOSFETは、プッシュプル方式でまったく同じスイッチングフォーマットでトランス一次側のスイッチングを交互に実行します。

これにより、セカンダリが同期して同じ波形の誘導パターンに従うようになり、最終的には上記のSPWM波形パターンを持つ必要なAC220Vが作成されます。トランスの出力巻線の両端に適切な寸法のLCフィルタを配置すると、最終的に2次側で完全に刻まれた正弦波形を実現できます。

したがって、このSPWMの結果の出力がフィルタリングされると、ほとんどの電化製品の操作に適した正弦波出力が複製されることが期待されます。

オシレーターステージ

ここでは、カスケード接続された4017 ICに給電するために必要なクロックパルスを作成し、それらの出力ピン配置全体でシーケンスロジックを有効にするために、通常のIC 555astableが実装されています。

IC 555に関連するR1、R2、およびC1は、ピン＃3が約50％のデューティサイクルで約900Hzの周波数を生成できるように、正確に計算する必要があります。 4017 ICの合計18個のピン配列にわたるシーケンスにより、BJTが2つのチャネルにわたって50 Hzでトリガーされ、個々の50Hzブロックをチョッピングするために約150Hzでトリガーされるように、900Hzの出力が必要になります。

MOSFETとトランスについて

上で説明した1500ワットのSPWMインバータ回路のMOSFETとトランスは、総電力出力を決定する2つの要素です。 1500ワットの出力を得るには、バッテリーの供給が500 Ahで48V以上であることを確認してください。一方、変圧器は40-0-40V / 40アンペア程度のどこかにあります。 48Vバッテリーを使用する場合、MOSFETはそれぞれIRFS4620TRLPBFにすることができます。出力で完全な1500ワットを適切に供給するために、これらのMOSFETのペアが各チャネルで並列に必要になります。