6 Rangkaian Inverter IC 555 Terbaik Dieksplorasi

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





6 desain unik di bawah ini menjelaskan kepada kita bagaimana sebuah multivibrator astabil IC 555 tunggal biasa dapat digunakan secara efektif membuat inverter tanpa melibatkan tahapan yang rumit.

Tidak diragukan lagi IC 555 adalah IC serbaguna yang memiliki banyak aplikasi di dunia elektronik. Namun ketika datang ke inverter, IC 555 menjadi ideal untuk itu.



Dalam posting ini kita akan membahas 5 rangkaian inverter IC 555 yang luar biasa, dari varian gelombang persegi sederhana hingga desain sinewave SPWM yang sedikit lebih canggih, dan akhirnya rangkaian inverter pwm DC ke DC berbasis inti ferit lengkap. Mari kita mulai.

Ide tersebut diminta oleh Bapak ningrat_edan.



Desain Dasar

Mengacu pada diagram yang ditunjukkan, satu IC 555 dapat dilihat dikonfigurasi dalam mode astabil standarnya , dimana pin # 3 digunakan sebagai sumber osilator untuk mengimplementasikan fungsi inverter.

rangkaian inverter IC 555 pusat sederhana

CATATAN: Silakan ganti kapasitor 1 nF dengan kapasitor 0,47 uF untuk mengoptimalkan 50 Hz pada keluaran . Ini bisa menjadi kutub atau non-kutub .

Bagaimana itu bekerja

Cara kerja rangkaian inverter IC 555 ini dapat dipahami dengan langkah analisis bijak berikut:

IC 555 dikonfigurasikan dalam mode multivibrator astabil, yang memungkinkan pin # 3 untuk mengalihkan pulsa tinggi / rendah terus menerus pada laju frekuensi tertentu. Tingkat frekuensi ini tergantung pada nilai resistor dan kapasitor di pin # 7, Pin # 6, 2 dll.

Pin # 3 dari IC 555 menghasilkan frekuensi 50 Hz atau 60 Hz yang diperlukan untuk MOSFET.

Seperti yang kita ketahui bahwa MOSFET disini diharuskan untuk berjalan bergantian untuk mengaktifkan osilasi dorong-tarik pada belitan tap pusat trafo yang terpasang.

Oleh karena itu kedua gerbang MOSFET tidak dapat dihubungkan ke pin # 3 IC. Jika kita melakukan ini, kedua MOSFET akan bekerja secara bersamaan menyebabkan kedua belitan primer untuk beralih bersama. Ini akan menyebabkan dua sinyal anti-fase diinduksi pada sekunder yang menyebabkan korsleting pada output AC dan akan ada AC nol bersih pada output, dan pemanasan transformator.

Untuk menghindari situasi ini, kedua MOSFET perlu dioperasikan secara bergantian.

Fungsi BC547

Untuk memastikan bahwa MOSFET beralih secara bergantian pada frekuensi 50 Hz dari pin # 3 IC 555, kami memperkenalkan tahap BC547 untuk membalikkan output pin # 3 melintasi kolektornya.

Dengan melakukan ini kami secara efektif mengaktifkan pulsa pin # 3 untuk membuat frekuensi +/- berlawanan, satu di pin # 3 dan yang lainnya di kolektor BC547.

Dengan pengaturan ini, satu gerbang MOSFET beroperasi dari pin # 3, sedangkan MOSFET lainnya beroperasi dari kolektor BC547.

Artinya saat MOSFET di pin # 3 ON, MOSFET di kolektor BC547 OFF, begitu juga sebaliknya.

Ini secara efektif memungkinkan MOSFET untuk beralih secara bergantian untuk sakelar tarik dorong yang diperlukan.

Bagaimana Transformer Bekerja

Itu cara kerja trafo pada rangkaian inverter IC 555 ini dapat dipelajari dari penjelasan berikut ini:

Ketika MOSFET bekerja secara bergantian, setengah belitan yang relevan disuplai dengan arus tinggi dari baterai.

Respons tersebut memungkinkan transformator untuk menghasilkan sakelar tarik dorong melintasi belitan keran tengahnya. Efek ini menyebabkan arus bolak-balik 50 Hz yang diperlukan atau 220 V AC diinduksi melintasi belitan sekundernya

Selama periode ON, belitan masing-masing menyimpan energi dalam bentuk energi elektromagnetik. Ketika MOSFET dimatikan, belitan yang relevan menendang kembali energi yang tersimpan pada belitan listrik sekunder yang menginduksi siklus 220V atau 120V pada sisi keluaran transformator.

Ini terus terjadi secara bergantian untuk dua belitan primer yang menyebabkan tegangan listrik 220V / 120V bolak-balik berkembang di sisi sekunder.

Pentingnya Dioda Perlindungan Terbalik

Jenis topologi center tap ini memiliki sisi negatif. Saat setengah belitan utama melempar EMF terbalik, ini juga dikenakan pada terminal drain / sumber MOSFET.

Ini dapat berdampak buruk pada MOSFET jika file dioda perlindungan terbalik tidak termasuk di sisi utama transformator. Tapi termasuk dioda ini juga berarti energi yang berharga dialirkan ke ground, menyebabkan inverter bekerja dengan efisiensi yang lebih rendah.

Spesifikasi teknis:

  • Output Daya : Unlimited, bisa antara 100 watt sampai 5000 watt
  • Transformator : Sesuai preferensi, Watt akan sesuai dengan kebutuhan watt Beban Output
  • Baterai : 12V, dan peringkat Ah harus 10 kali lebih banyak dari arus yang dipilih untuk transformator.
  • Bentuk gelombang : Gelombang Persegi
  • Frekuensi : 50 Hz, atau 60 Hz sesuai kode negara.
  • Tegangan Output : 220V atau 120V sesuai kode negara

Cara Menghitung Frekuensi IC 555

Frekuensi IC 555 rangkaian osilator astabil pada dasarnya ditentukan oleh jaringan RC (resistor, kapasitor) yang dikonfigurasi di pin # 7, pin # 2/6 dan ground.

Ketika IC 555 diterapkan sebagai rangkaian inverter, nilai resistor dan kapasitor ini dihitung sedemikian rupa sehingga pin # 3 dari IC menghasilkan frekuensi sekitar 50Hz, atau 60 Hz. 50 Hz adalah nilai standar yang kompatibel untuk keluaran AC 220V sedangkan 60Hz direkomendasikan untuk keluaran AC 120V.

Rumus untuk menghitung nilai RC dalam rangkaian IC 555 ditunjukkan di bawah ini:

F = 1,44 / (R1 + 2 x R2) C

Dimana F adalah keluaran frekuensi yang diinginkan, R1 adalah resistor yang dihubungkan antara pin # 7 dan ground pada rangkaian, sedangkan R2 adalah resistor diantara pin # 7 dan pin # 6/2 dari IC. C adalah kapasitor yang ditemukan di antara pin # 6/2 dan ground.

Ingat F akan dalam Farad, F akan dalam Hertz, R akan dalam Ohm, dan C akan dalam mikroFarad (μF)

Klip video:

Gambar Bentuk Gelombang:

Gambar bentuk gelombang inverter IC 555

Menggunakan BJT sebagai ganti MOSFET

Pada diagram di atas kita mempelajari inverter berbasis MOSFET dengan trafo center tap. Desainnya menggunakan 4 transistor yang tampaknya agak panjang dan hemat biaya.

Untuk penghobi yang mungkin tertarik untuk membangun inverter IC 555 menggunakan beberapa daya BJT hanya akan menemukan rangkaian berikut sangat berguna:

Rangkaian inverter IC 555 hanya menggunakan dua buah transistor

CATATAN: Transistor salah ditampilkan sebagai TIP147, yang sebenarnya TIP142


MEMPERBARUI : Tahukah Anda, Anda bisa membuat inverter gelombang sinus yang dimodifikasi keren hanya dengan menggabungkan IC 555 dengan IC 4017, lihat diagram kedua dari artikel ini : Direkomendasikan untuk semua penggemar inverter berdedikasi


2) IC 555 Sirkuit Inverter Jembatan Penuh

Ide yang disajikan di bawah ini dapat dianggap sebagai rangkaian inverter jembatan penuh berbasis IC 555 paling sederhana yang tidak hanya sederhana dan murah untuk dibangun tetapi juga sangat kuat. Daya inverter dapat ditingkatkan hingga batas yang wajar y dengan menyesuaikan jumlah mosfet pada tahap keluaran.

Bagaimana itu bekerja

Rangkaian inverter daya jembatan penuh yang paling sederhana menjelaskan membutuhkan IC tunggal 555, beberapa mosfet dan transformator daya sebagai bahan utama.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, IC 555 telah disambungkan seperti biasa dalam bentuk multivibrator astabil. Resistor R1 dan R2 menentukan siklus kerja inverter.

R1 dan R2 harus diatur dan dihitung secara tepat untuk mendapatkan siklus kerja 50%, jika tidak keluaran inverter dapat menghasilkan bentuk gelombang yang tidak sama, yang dapat menyebabkan keluaran AC tidak seimbang, berbahaya untuk peralatan dan juga MOSFET akan cenderung menghilang tidak merata sehingga menimbulkan banyak masalah di sirkuit.

Nilai C1 harus dipilih sedemikian rupa sehingga frekuensi keluaran mencapai sekitar 50 Hz untuk spesifikasi 220V dan 60 Hz untuk spesifikasi 120V.

MOSFET dapat berupa MOSFET daya apa pun, yang mampu menangani arus besar, dapat mencapai 10 amp atau lebih.

Di sini sejak operasi adalah jembatan penuh tipe tanpa IC driver jembatan penuh, dua baterai digabungkan dan bukan satu untuk memasok potensi tanah untuk transformator dan untuk membuat belitan sekunder transformator responsif terhadap siklus positif dan negatif dari operasi MOSFET.

Ide tersebut telah saya rancang, namun belum teruji secara praktis, jadi mohon pertimbangkan masalah ini saat membuatnya.

Asumsi bahwa inverter harus dapat menangani daya hingga 200 watt dengan mudah dengan efisiensi yang tinggi.

Outputnya akan menjadi tipe gelombang persegi.

IC 555 inverter full bridge menggunakan 2 buah baterai

Daftar Bagian

  • R1 dan R2 = Lihat Teks,
  • C1 = Lihat teks,
  • C2 = 0,01uF
  • R3 = 470 Ohm, 1 watt,
  • R4, R5 = 100 Ohm,
  • D1, D2 = 1N4148
  • Mosfets = lihat teks.
  • Z1 = 5.1V dioda zener 1 watt.
  • Transformer = kebutuhan daya Asper,
  • B1, B2 = dua baterai 12 volt, AH akan sesuai preferensi.
  • IC1 = 555

3) Sirkuit Inverter SPWM IC 555 Sinewave Murni

Yang diusulkan IC 555 gelombang sinus murni berbasis sirkuit inverter menghasilkan pulsa PWM dengan jarak akurat yang meniru gelombang sinus dengan sangat dekat dan dengan demikian dapat dianggap sebagus desain bagian penghitung gelombang sinusnya.

Di sini kita menggunakan dua tahap untuk membuat pulsa PWM yang diperlukan, tahap terdiri dari IC 741 dan tahap lainnya terdiri dari IC 555. Mari kita pelajari konsep keseluruhan secara detail.

Bagaimana Fungsi Rangkaian - Tahap PWM

opamp TL072 berbasis gelombang persegi dan generator modulasi gelombang segitiga untuk IC 555

Diagram rangkaian dapat dipahami dengan poin-poin berikut:

Kedua opamp pada dasarnya diatur untuk menghasilkan tegangan sumber sampel yang diperlukan untuk IC 555.
Beberapa keluaran dari tahap ini bertanggung jawab untuk menghasilkan gelombang persegi dan gelombang segitiga.

Tahap kedua yang sebenarnya merupakan jantung dari rangkaian terdiri dari IC 555 . Di sini IC disambungkan dalam mode monostabil dengan gelombang persegi dari tahap opamp diterapkan ke pin pemicu # 2 dan gelombang segitiga diterapkan ke pin tegangan kontrol # 5.

Input gelombang persegi memicu monostabil untuk menghasilkan rangkaian pulsa pada output dimana sinyal segitiga memodulasi lebar pulsa gelombang persegi output ini.

Output dari IC 555 sekarang mengikuti 'instruksi' dari tahap opamp dan mengoptimalkan outputnya sebagai respons terhadap dua sinyal input, menghasilkan pulsa PWM setara sinus.

Sekarang tinggal mengumpankan pulsa PWM secara tepat ke tahap keluaran inverter yang terdiri dari perangkat keluaran, trafo, dan baterai.

Mengintegrasikan PWM dengan Tahap Keluaran

Tahap transistor daya dan transformator untuk rangkaian inverter IC gelombang sinus 555

Keluaran PWM di atas diterapkan ke tingkat keluaran seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Transistor T1 dan T2 menerima pulsa PWM di basisnya dan mengalihkan tegangan baterai ke belitan transformator sesuai dengan siklus tugas bentuk gelombang yang dioptimalkan PWM.

Dua transistor lainnya memastikan bahwa konduksi T1 dan T2 berlangsung bersama-sama, yang bergantian sehingga output o dari transformator menghasilkan satu siklus AC lengkap dengan dua bagian pulsa PWM.

Gambar Bentuk Gelombang:

IC 555 bentuk gelombang inverter sinewave

(Sumber: Tuan Robin Peter)

Tolong lihat juga ini Desain gelombang sinus yang dimodifikasi 500 VA , dikembangkan oleh saya.

Daftar Bagian untuk rangkaian inverter gelombang sinus murni IC 555 di atas

  • R1, R2, R3, R8, R9, R10 = 10K,
  • R7 = 8K2,
  • R11, R14, R15, R16 = 1K,
  • R12, R13 = 33 Ohm 5 Watt,
  • R4 = 1 juta preset,
  • R5 = 150 K preset,
  • R6 = 1K5
  • C1 = 0,1 uF,
  • C2 = 100 pF,
  • IC1 = TL 072,
  • IC2 = 555,
  • T1, T2 = BDY29,
  • T5, T6 = TIPE 127,
  • T3, T4 = TIP122
  • Trafo = 12 - 0 - 12 V, 200 Watt,
  • Baterai = 12 volt, 100 AH.
  • Pinout IC 555
Detail pinout IC 555

Detail Pinout IC TL072

Detail pinout IC TL072

Bentuk gelombang SPWM adalah singkatan dari bentuk gelombang modulasi lebar pulsa sinewave dan ini diterapkan dalam rangkaian inverter SPWM yang dibahas menggunakan beberapa IC 555 dan satu opamp.

4) Versi gelombang Sinus lain menggunakan IC 555

Di salah satu posting saya sebelumnya, kami mempelajari cara membangun file Rangkaian generator SPWM menggunakan opamp dan dua input gelombang segitiga, pada posting kali ini kita menggunakan konsep yang sama untuk menghasilkan SPWM dan juga mempelajari metode penerapannya dalam rangkaian inverter berbasis IC 555.

IC 555 rangkaian inverter gelombang sinus pwm

Menggunakan IC 555 untuk Inverter

Diagram di atas menunjukkan keseluruhan desain rangkaian inverter SPWM yang diusulkan menggunakan IC 555, di mana pusat IC 555 dan tahapan BJT / mosfet yang terkait membentuk rangkaian inverter gelombang persegi dasar.

Tujuan kami adalah untuk memotong gelombang persegi 50Hz ini menjadi bentuk gelombang SPWM yang diperlukan menggunakan rangkaian berbasis opamp.

Oleh karena itu kami mengkonfigurasi tahap komparator opamp sederhana menggunakan IC 741, seperti yang ditunjukkan pada bagian bawah diagram.

Seperti yang sudah dibahas di artikel SPWM kami sebelumnya, opamp ini membutuhkan beberapa sumber gelombang segitiga di dua inputnya dalam bentuk gelombang segitiga cepat pada pin # 3 (input non-pembalik) dan gelombang segitiga yang jauh lebih lambat di pinnya # 2 (masukan pembalik).

Menggunakan IC 741 untuk SPWM

Kami mencapai hal di atas dengan menggunakan rangkaian astabil IC 555 lain yang dapat disaksikan di bagian paling kiri dari diagram, dan menggunakannya untuk membuat gelombang segitiga cepat yang diperlukan, yang kemudian diterapkan ke pin # 3 dari IC 741.

Untuk gelombang segitiga lambat, kami sederhana mengekstraknya dari pusat IC 555 yang diatur pada siklus kerja 50% dan kapasitor timing C di-tweak dengan tepat untuk mendapatkan frekuensi 50Hz pada pin # 3.

Memperoleh gelombang segitiga lambat dari sumber 50Hz / 50% memastikan bahwa pemotongan SPWM melintasi buffer BJT disinkronkan secara sempurna dengan ion penghantar mosfet, dan ini pada gilirannya memastikan bahwa masing-masing gelombang persegi 'diukir' dengan sempurna sebagai per SPWM yang dihasilkan dari keluaran opamp.

Uraian di atas dengan jelas menjelaskan cara membuat rangkaian inverter SPWM sederhana menggunakan IC 555 dan IC 741, jika Anda memiliki pertanyaan terkait, silakan gunakan kotak komentar di bawah ini untuk balasan secepatnya.

5) Inverter IC 555 Transformerless

Desain yang ditunjukkan di bawah ini menggambarkan rangkaian inverter IC 555 IC 555 jembatan penuh sederhana namun sangat efektif.

DC 12 V dari baterai pertama-tama diubah menjadi 310 V DC melalui modul konverter DC ke AC yang sudah jadi.

310 VDC ini diterapkan ke driver MOSFET full bridge untuk mengubahnya menjadi output 220 V AC.

MOSFET saluran 4 N secara tepat di-bootstrap menggunakan jaringan dide, kapasitor, dan BC547 individual.

Peralihan dari bagian jembatan penuh dilakukan oleh tahap osilator IC 555. Frekuensinya sekitar 50 Hz yang diatur oleh preset 50 k pada pin # 7 dari IC 555.

4 n saluran jembatan penuh rangkaian IC 555 inverter

6) IC 555 Inverter dengan Pengisi Daya Baterai Arduino Otomatis

Dalam desain inverter ke-6 ini kami menggunakan penghitung dekade 4017 dan IC timer ne555 digunakan untuk menghasilkan sinyal pwm gelombang sinus untuk inverter dan pemutusan baterai otomatis tinggi / rendah berbasis Arduino dengan alarm.

Oleh: Ainsworth Lynch

pengantar

Dalam rangkaian ini yang sebenarnya terjadi adalah bahwa 4017 mengeluarkan sinyal PWM dari 2 dari 4 pin keluarannya yang kemudian dipotong dan jika penyaringan keluaran yang tepat ada di sisi sekunder transformator, bentuknya atau cukup dekat dengan bentuk gelombang sinus yang sebenarnya.

NE555 pertama memberi sinyal ke pin 14 dari 4017 yang merupakan 4 kali frekuensi output yang diperlukan yang Anda butuhkan karena 4017 beralih ke 4 outputnya, dengan kata lain jika Anda membutuhkan 60hz Anda perlu menyediakan 4 * 60hz ke pin 14 dari IC 4017 yaitu 240hz.

Rangkaian ini memiliki fitur over voltage shutdown, fitur under voltage shutdown dan fitur alarm baterai rendah semua itu dilakukan oleh platform mikrokontroler yang disebut Arduino yang perlu diprogram.

Program untuk Arduino langsung ke depan dan telah disediakan di akhir artikel.

Jika Anda merasa bahwa Anda tidak akan dapat menyelesaikan proyek ini dengan pengontrol mikro yang ditambahkan, itu dapat dihilangkan dan sirkuit akan bekerja sama.

Bagaimana Sirkuit Bekerja

IC 555 Inverter dengan Arduino Hi / Rangkaian Shutdown Baterai Rendah ini dapat bekerja dari 12v, 24, dan 48v menuju 48v, pengatur tegangan versi yang sesuai harus dipilih dan ukuran transformator juga sesuai.

Arduino dapat didukung dengan 7 hingga 12v atau bahkan 5v dari usb tetapi untuk rangkaian seperti ini akan lebih baik untuk menyalakannya dari 12v karena tidak ada penurunan tegangan pada pin keluaran digital yang digunakan untuk menyalakan relai yang menyalakan Ic di sirkuit dan juga bel untuk alarm tegangan rendah.

Arduino akan digunakan untuk membaca tegangan baterai dan hanya bekerja dari 5V DC sehingga rangkaian pembagi tegangan digunakan Saya menggunakan 100k dan 10k dalam desain saya dan nilai-nilai itu diplot dalam kode yang diprogram dalam chip Arduino sehingga Anda harus menggunakan nilai yang sama kecuali Anda membuat modifikasi pada kode atau menulis kode berbeda yang dapat dilakukan karena Arduino adalah bentuk plat open source dan harganya murah.

Papan Arduino dalam desain ini juga dihubungkan dengan layar LCD 16 * 2 untuk menampilkan tegangan baterai.

Di bawah ini adalah skema rangkaian.

Program untuk Pemutusan Baterai:

#include
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12)
int analogInput = 0
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000.0 // resistance of R1 (100K) -see text!
float R2 = 10000.0 // resistance of R2 (10K) - see text!
int value = 0
int battery = 8 // pin controlling relay
int buzzer =7
void setup(){
pinMode(analogInput, INPUT)
pinMode(battery, OUTPUT)
pinMode(buzzer, OUTPUT)
lcd.begin(16, 2)
lcd.print('Battery Voltage')
}
void loop(){
// read the value at analog input
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024.0 // see text
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.09){
vin=0.0//statement to quash undesired reading !
}
if (vin<10.6) {
digitalWrite(battery, LOW)
}
else {
digitalWrite(battery, HIGH)
}
if (vin>14.4) {
digitalWrite(battery, LOW)
}
else {
digitalWrite(battery, HIGH)
}
if (vin<10.9)) {
digitalWrite(buzzer, HIGH)
else {
digitalWrite(buzzer, LOW
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('INPUT V= ')
lcd.print(vin)
delay(500)
}

Untuk info lebih lanjut, Anda mungkin merasa bebas untuk mengungkapkan pertanyaan Anda melalui komentar.




Sebelumnya: Proyek Peringatan SMS Kebakaran GSM Berikutnya: Cara Membuat Rangkaian Penghitung Winding Transformer