Inverter 12 -220 volți pe Arduino sinus pur cu cod de program complet.

teorie
Realizarea unei ieșiri de unde sinusoidale este destul de dificilă și nu poate fi recomandată pentru invertoare, deoarece electronic dispozitivele de obicei nu le place creșterea exponențială a curenților sau a tensiunilor. Deoarece invertoarele sunt fabricate în principal cu ajutorul dispozitivelor electronice în stare solidă, o formă de undă sinusoidală este de obicei eliminată.

Dispozitivele de alimentare electronică atunci când lucrează cu unde sinusoidale dau rezultate ineficiente, deoarece dispozitivele, de regulă, sunt încălzite în comparație cu impulsurile dreptunghiulare.

Astfel, cea mai bună opțiune pentru implementarea unei unde sinusoidale pe un invertor este PWM, ceea ce înseamnă modularea lățimii pulsului sau PWM.

PWM este o modalitate îmbunătățită (versiunea digitală) de expunere a formei de undă exponențiale prin lățimi pătrate variabile proporțional, a căror valoare netă este calculată exact în funcție de valoarea netă a formei de undă exponențiale selectate, aici valoarea „pură” se referă la valoarea RMS. Prin urmare, PWM calculat cu referire la o undă sinusoidală dată poate fi utilizat ca echivalent ideal pentru replicarea unei unde sinusoidale date. În plus, PWM-urile vor fi în mod ideal compatibile cu dispozitivele de alimentare electronică (mosfets, BJTs, IGBTS) și vor permite utilizarea lor cu o căldură minimă.

Ce este SPWM?
Cea mai obișnuită metodă este producerea unui sinușor PWM (undă sinusoidală) sau SPWM, prin aplicarea mai multor semnale variabile exponențial la intrarea unui amplificator operațional pentru prelucrarea necesară. Printre cele două semnale de intrare, unul ar trebui să fie mult mai mare în frecvență în comparație cu celălalt.

Folosind două semnale de intrare
Așa cum am menționat în secțiunea anterioară, procedura implică furnizarea a două semnale variabile exponențial intrărilor amplificatorului operațional.
Aici, amplificatorul operațional este configurat ca un comparator tipic, astfel încât putem presupune că amplificatorul operațional va începe imediat să compare nivelurile de tensiune instantanee ale acestor două semnale suprapuse în momentul în care apar sau sunt aplicate intrărilor sale.

Pentru ca amplificatorul operațional să poată implementa corect PWM sinusoidal necesar la ieșirea sa, este necesar ca unul dintre semnale să aibă o frecvență mult mai mare decât celălalt. Frecvența mai lentă aici este cea care ar trebui să fie unda sinusoidală a eșantionului, care ar trebui să fie simulată (replicată) de PWM.

În mod ideal, ambele semnale ar trebui să fie sinusoidale (unul cu o frecvență mai mare decât celălalt), totuși, același lucru poate fi realizat prin includerea unei unde triunghiulare (frecvență înaltă) și a unei unde sinusoidale (undă selectivă cu frecvență joasă). După cum se poate observa în imaginile următoare, semnalul de înaltă frecvență este alimentat invariabil la intrarea de inversare (-) a amplificatorului operațional, în timp ce un alt semnal sinusoidal mai lent este furnizat intrării neinvertitoare (+) a amplificatorului operațional. În cel mai rău caz, ambele semnale pot fi unde triunghiulare cu nivelurile de frecvență recomandate, așa cum este descris mai sus. Totuși, acest lucru va ajuta la obținerea unui echivalent rezonabil de bun a undei sinusoidale PWM.

Un semnal cu o frecvență mai mare se numește semnal purtător, în timp ce un semnal mai lent de probă se numește intrare de modulare.

Creați SPWM cu o undă triunghiulară și tendonică
Cu referire la figura de mai sus, este posibil să vizualizați în mod clar prin punctele reprezentate diferitele puncte de tensiune coincidente sau suprapuse ale celor două semnale pentru o anumită perioadă de timp. Axa orizontală arată perioada de timp a formei de undă, în timp ce axa verticală arată nivelurile de tensiune de 2 care se execută simultan, forma de undă suprapusă. Figura ne informează modul în care amplificatorul operațional va răspunde la nivelurile de tensiune instantanee coincidente afișate ale celor două semnale și va produce o ieșire PWM sinusoidală în schimbare corespunzătoare. Un amplificator operațional (op-amper) comparează pur și simplu nivelurile de tensiune ale unei unde triunghiulare rapide care schimbă instantaneu o undă sinusoidală (poate fi și o undă triunghiulară) și verifică cazurile în care tensiunea formei de undă a triunghiului poate fi mai mică decât tensiunea undei sinusoidale și răspunde creează imediat o logică ridicată la ieșirile tale.

Aceasta se menține atâta timp cât unda potențială a triunghiului continuă să fie mai mică decât potențialul undei sinusoidale, iar momentul în care potențialul undei sinusoidale este detectat ca fiind mai mic decât potențialul instantaneu al undei triunghiului, ieșirile revin cu un nivel minim și rezistă până la repetarea situației.

Această comparație continuă a nivelurilor potențiale instantanee a două forme de undă suprapuse la cele două intrări ale amplificatoarelor operaționale conduce la crearea de PWM-uri care se modifică corespunzător, care pot repeta cu exactitate forma sinusoidală aplicată intrării neinvertite a amplificatorului operațional.

Amplificator operațional și SPWM
Figura următoare arată modelare operația de mai sus:

Aici putem observa modul în care este implementat în practică, și astfel modul în care amplificatorul operațional va face același lucru (deși cu o viteză mult mai mare, în MS).

Operația este destul de evidentă și arată clar modul în care amplificatorul operațional ar trebui să proceseze unda sinusoidală PWM prin compararea a două semnale care se schimbă simultan la intrările sale, așa cum este descris în secțiunile anterioare.

De fapt, amplificatorul operațional va prelucra PWM sinusoidal mult mai precis decât simularea prezentată mai sus, poate fi de 100 de ori mai bun, creând un PWM extrem de uniform și bine măsurat, care se potrivește cu eșantionul furnizat. Valul sinusoidal.

Arduino inverter două circuite

lista de piese
Toate rezistențele de 1/4 W, 5% CFR
• 10K = 4
• 1K = 2
• BC547 = 4buc
• MOSFET-uri IRF540 = 2buc
• Arduino UNO = 1
• Transformator = 9-0-9V / 220V / 120V.
• Baterie = 12V

Designul este de fapt foarte simplu, așa cum se arată în figura următoare.

Pinul 8 și pinul 9 creează alternativ PWM și comutați Mosfets cu același PWM.
La rândul său, Mosfet induce o formă de undă SPWM extrem de actuală pe transformator, folosind puterea bateriei, forțând secundarul transformatorului să producă o formă de undă identică.

Circuitul invertor propus Arduino poate fi modernizat la orice nivel de putere mai mare preferat, prin simpla înlocuire a Mosfets și a transformatorului, respectiv, ca alternativă, puteți converti acest lucru într-un invertor cu undă sinusoidală a podului sau H-bridge.
Arduino Board Power

Imagini sub formă de undă pentru Arduino SPWM

Având în vedere că Arduino va produce o ieșire de 5V, acest lucru nu poate fi ideal pentru controlul direct al tranzistoarelor MOS.

Prin urmare, este necesar să ridicați nivelul stroboscopului la 12V, astfel încât Mosfets-ul să funcționeze corect fără încălzirea dispozitivelor.

Pentru a vă asigura că Mos Safety nu începe când Arduino pornește sau începe, trebuie să adăugați următorul generator de întârziere și să îl conectați la baza tranzistoarelor BC547. Acest lucru va proteja Mosfets și le va împiedica să se ardă în timpul comutării puterii și când Arduino pornește.

Adăugarea unui regulator automat de tensiune
La fel ca la orice alt invertor, la ieșirea acestui proiect, curentul poate crește la limite nesigure atunci când bateria este complet încărcată.

Pentru a controla acest lucru, adăugați un regulator automat de tensiune.
Colectorii BC547 trebuie conectați la bazele perechii BC547 stânga, care sunt conectate la Arduino prin intermediul rezistențelor 10K.

A doua versiune a invertorului folosind cipul sn7404 / k155ln1

Este important să:
Pentru a evita pornirea accidentală înainte de a încărca Arduino, o simplă întârziere în circuitul cronometrului poate fi inclusă în proiectarea de mai sus, după cum se arată mai jos:

Codul programului:

/ *
Acest cod s-a bazat pe codul Swagatam SPWM cu modificări făcute pentru a elimina erorile. Utilizați acest cod pentru a utiliza orice alte lucrări ale Swagatam.
Risc Atton 2017
* /
const int sPWMArray [] = {500,500,750,500,1250,500,2000,500,1250,500,750,500,500}; // Acesta este tabloul cu valorile SPWM care le schimbă după bunul plac
const int sPWMArrayValues ​​= 13; // Aveți nevoie de acest lucru, deoarece C nu vă oferă lungimea unui Array
// Pinii
const int sPWMpin1 = 10;
const int sPWMpin2 = 9;
// Pinul comută
bool sPWMpin1Status = true;
bool sPWMpin2Status = true;
void setup ()
{
pinMode (sPWMpin1, OUTPUT);
pinMode (sPWMpin2, OUTPUT);
}
nul buclă ()
{
// Bucla pentru pinul 1
for (int i (0); i! = sPWMArrayValues; i ++)
{
if (sPWMpin1Status)
{
digitalWrite (sPWMpin1, HIGH);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin1Status = fals;
}
altfel
{
digitalWrite (sPWMpin1, LOW);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin1Status = true;
}
}
// Bucla pentru pinul 2
for (int i (0); i! = sPWMArrayValues; i ++)
{
if (sPWMpin2Status)
{
digitalWrite (sPWMpin2, HIGH);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin2Status = fals;
}
altfel
{
digitalWrite (sPWMpin2, LOW);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin2Status = true;
}
}
}

Mult noroc.