ICTL494回路を使用したPWMインバーター

非常にシンプルでありながら高度に洗練された修正正弦波インバータ回路を次の投稿に示します。 PWM IC TL494を使用すると、部品点数が非常に経済的であるだけでなく、効率が高く正確になります。

設計にTL494を使用する

ザ・ ICTL494は特殊なPWMICです また、正確なPWMベースの出力を必要とするすべてのタイプの回路に適合するように理想的に設計されています。

このチップには、ユーザーのアプリケーション仕様に従ってカスタマイズ可能な正確なPWMを生成するために必要なすべての機能が組み込まれています。

ここでは、必要な高度なPWM処理用にICTL494を組み込んだ多用途のPWMベースの修正正弦波インバータ回路について説明します。

上の図を参照すると、PWMインバータ動作を実装するためのICのさまざまなピン配置機能は、次の点で理解できます。

ICTL494のピン配列機能

ピン＃10とピン＃9は、タンデムまたはトーテムポール構成で動作するように配置されたICの2つの出力です。つまり、両方のピン配列が一緒に正になることはなく、正からゼロの電圧に交互に振動します。ピン＃10は正、ピン＃9はゼロボルトを読み取り、その逆も同様です。

ICは、+ 5Vに設定されたICの基準電圧出力ピンであるピン＃14とピン＃13をリンクすることにより、上記のトーテムポール出力を生成することができます。

したがって、ピン＃13がこの+ 5Vリファレンスでリギングされている限り、ICは交互にスイッチング出力を生成できますが、ピン＃13が接地されている場合、ICの出力はパラレルモード（シングルエンドモード）で強制的にスイッチングされます。つまり、両方の出力ピン10/9は、交互にではなく、一緒にスイッチングを開始します。

ICのピン12は、ICの電源ピンであり、ICのスパイクまたはスイッチオンサージの可能性を排除するドロップ10オーム抵抗を介してバッテリに接続されていることがわかります。

ピン＃7はICのメイングラウンドであり、ピン＃4とピン＃16は特定の目的のために接地されています。

ピン＃4は、ICのDTCまたはデッドタイム制御ピン配列であり、ICの2つの出力のデッドタイムまたはスイッチオン期間間のギャップを決定します。

デフォルトでは、ICが「デッドタイム」の最小期間を生成するようにグランドに接続する必要がありますが、より長いデッドタイム期間を達成するために、このピン配置に0〜3.3Vの外部可変電圧を供給することができます。 0〜100％の制御可能なデッドタイム。

ピン＃5とピン＃6はICの周波数ピン配列であり、ICの出力ピン配列全体に必要な周波数を設定するために外部Rt、Ct（抵抗、コンデンサ）ネットワークに接続する必要があります。

必要な周波数を調整するために2つのいずれかを変更できます。提案されているPWM修正インバータ回路では、同じことを可能にするために可変抵抗を採用しています。ユーザーは、要件に応じて、ICのピン9/10で50Hzまたは60Hzの周波数を達成するように調整できます。

IC TL 494は、内部でエラーアンプとして設定されたツインオペアンプネットワークを備えています。これは、アプリケーションの仕様に従って出力スイッチングデューティサイクルまたはPWMを修正および寸法設定するように配置されているため、出力は正確なPWMを生成し、出力段。

エラーアンプ機能

エラーアンプの入力は、エラーアンプの1つはピン15とピン16に、2番目のエラーアンプはピン1とピン2に構成されています。

通常、機能する自動PWM設定には1つのエラーアンプのみが使用され、もう1つのエラーアンプは休止状態に保たれます。

図からわかるように、ピン15とピン16に入力があるエラーアンプは、非反転ピン16を接地し、反転ピン15をピン14で+ 5Vに接続することによって非アクティブになります。

したがって、内部的には、上記のピンに関連付けられているエラーアンプは非アクティブのままです。

ただし、ここでは、ピン1とピン2を入力として持つエラーアンプをPWM補正の実装に効果的に使用しています。

この図は、エラーアンプの非反転入力であるピン1が、ポットを使用して調整可能な分圧器を介して5Vリファレンスピン＃14に接続されていることを示しています。

反転入力は、実際にはエラーアンプの出力であるICのピン3（フィードバックピン）に接続されており、ICのピン1に対してフィードバックループを形成することができます。

上記のピン1/2/3構成では、ピン＃1ポットを調整することにより、出力PWMを正確に設定できます。

これで、ICTL494を使用して説明した修正正弦波インバータの主なピン配置の実装ガイドは終わりです。

インバータの出力電力段

これで、出力パワーステージについて、バッファBJTプッシュプルステージによって駆動される、使用されている2つのMOSFETを視覚化できます。

BJTステージは、MOSFETに最小の浮遊インダクタンスの問題を提供し、FETの内部容量を迅速に放電することにより、MOSFETの理想的なスイッチングプラットフォームを保証します。直列ゲート抵抗は、過渡現象がFETに侵入しようとするのを防ぎ、操作が完全に安全で効率的であることを保証します。

MOSFETのドレインは、インバーターのバッテリーの定格が12Vの場合、一次構成が9-0-9Vの通常の鉄心変圧器である可能性がある電源変圧器に接続され、二次側はユーザーの国の仕様に従って220Vまたは120Vである可能性があります。

インバーターの電力は基本的に変圧器のワット数とバッテリーのAH容量によって決定され、個々の選択に従ってこれらのパラメーターを変更できます。

フェライトトランスの使用

コンパクトなPWM正弦波インバーターを作るために、鉄心変圧器をフェライトコア変圧器に置き換えることができます。同じものの巻線の詳細を以下に示します。

スーパーエナメル銅線を使用することにより：

一次：4 mmを使用して5x 5ターンのセンタータップを巻きます（2本の2 mmストランドを平行に巻きます）

二次：0.5mmの風200から300回転

コア：これらの巻線を快適に収容できる適切なEEコア。

TL494フルブリッジインバータ回路

次の設計は、IC TL494を使用してフルブリッジまたはHブリッジインバータ回路を作成するために使用できます。

見てわかるように、pチャネルとnチャネルのMOSFETの組み合わせは、フルブリッジネットワークの作成に使用されます。これにより、物事がかなり単純になり、nチャネルのMOSFETのみを持つフルブリッジインバータに通常必要になる複雑なブートストラップコンデンサネットワークが回避されます。

ただし、ハイサイドにpチャネルMOSFETを、ローサイドにnチャネルを組み込むと、設計にシュートスルーの問題が発生しやすくなります。

シュートスルーを回避するには、IC TL 494で十分なデッドタイムを確保し、この状況の可能性を防ぐ必要があります。

IC 4093ゲートは、完全なブリッジ導通の両側の完全な絶縁を保証し、トランスの一次側を正しくスイッチングするために使用されます。

シミュレーション結果