Loading...
Devreler


 Forum

4047 İle 300 Watt Inverter


İnverter Devresi (4047)


IC 4047 ile BİR INVERTER UYGULAMA DEVRESİ


Teorik  Bilgiler


İnverterler  kısaca  DC  gerilimi  AC  gerilime  dönüştüren  devrelerdir.  DC ve  AC  arasındaki  bu  dönüşüm  sırasında  frekans  ve genlik  istenen  bir  değere  ayarlanabilir. Bu özelliği  ile  inverterler   frekans  dönüştürme işleminde  sık  kullanılan  devrelerdir. Ac makinelerin  sürülmesinde  kesintisiz  güç  kaynaklarında   yaygın olarak kullanılmaktadırlar.  AC  makinalar  için  PWM  tekniği ile  oluşturulan inverterler  sıkça  kullanılır.


İnveterlerin  Çalışma  Prensibi

 Transistörlere  base  ucundan  eğer  titreşimli  bir  sinyal  uygulanırsa  verilen  doğru gerilim  titreşimli  olarak  çıkar. İnverterlerde  genel  olarak bir  osilatör çıkışından  elde  edilen   sinyal  sürücü  yada  yükseltici  katı ile güçlendirilerek   DC gerilim  AC ye dönüştürülür. 



Şekil 1


Bu  devre  yapısında   eğer  yükselteç  katından  elde  edilen  gerilim  ve  akım  yük  için  yeterli  ise transformatör  katının  kullanılmasına gerek  yoktur.  Yükselteç  katında Mosfet   yada  güç  transistörleri  kullanılabilir.


UYGULAMA  DEVRESİ


Düşük  güçlü  bir  multivibratör  devresi  olan  CMOS 4047 entegresi devrenin kalbini teşkil etmektedir. Entegre simetrik  bir  kare dalga   üreteci  olarak kullanılmıştır. Entegre çıkışları  akım  ve  gerilim  olarak  düşük seviyede  olduğu  için  bu çıkışlar  T1  ve T2  güç  transistörleri  ile  kuvvetlendirilerek  trafonun  2X12  volt  girişine  uygulanmıştır,  böylece  trafonun  diğer  tarafından  220  volt luk  gerilim  elde  edilmiştir.Devre  teorik  olarak  başlangıçta şekil 6 da  gösterildiği gibidir.


Şekil 6

 

Devrede  Kullanılan   Elemanlar

Eleman adı Değeri
R1 470 W
R2 470 W
R3 220 KW
C1 100nF
T1 2N3055
T2 2N3055
TRAFO 2X12/220 Volt  120 Watt
IC 4047 multivibratör devresi
Kaynak 12 Volt  10 amper DC kaynak
Tablo 1

 

4047 Multivibratör Entegre  Devresinin  Çıkışları


CMOS 4047 entegresi  içerisinde  2  adet  multivibratör  barındırır.  Her  iki  multivibratör  de  kare  dalga  çıkışı  verirler  ve  bu  çıkışlar  birbiriyle  simetriktir.Yani  10 nolu  uç aktif  olduğu  anda 11  nolu  uç  pasif,  11  nolu  uç  aktif  olduğu  durumda da  10  nolu  çıkış  ucu  pasiftir.


Şekil 7



4047 Entegresinin blok  diyagramı şekil 8 de  verilmiştir.





Şekil 8



Devrenin Yapılması  Çalıştırılması Ve Karşılaşılan Zorluklar.
Şekil 6 da verilen  devre  tablo 1  de ki  eleman  değerleriyle  kuruldu, yük  olarak 75 watt lık bir  lamba  bağlandı.  Devre  çıkışları osiloskopa  bağlandı ve  devreye  enerji  verildi. Trafo  çıkışlarından  elde  edilen  dalga  şekli  sinüzoidal  yapıya  yakındı  fakat  çıkış  geriliminin tepe  değeri  8 volt  civarında  görünüyordu. DC  giriş akımı  olarak da 2.5  amper  civarında  akım çekiyordu.  Devreye  yük  olarak saf  endüktans  bağlanarak  tekrar  denendi  ve  sonucun  yine  aynı  olduğu  gözlendi.  Fakat  boşta 220 volt  efektif   çıkış  veriyordu ve   çıkışa  düşük  güçlü bir  yük  bağlandığında  (15 watt lamba ,müzik seti)  çalışıyor ve  216 volt efektif çıkış  gerilimi veriyordu.Bunlardan  sonra  anlaşıldı ki 75 watt gibi  bir  yük  bağlandığında trafo uçları  kısa devre  gibi  davranıyor ve  gerilim 8 volt  civarında  görünüyordu. Trafo  primer  taraftan   fazla  akım  çekmek  istiyor , bunun  içinde transistörler  üzerinden geçen  akımların  artması  gerekirken  artamıyordu.  Sorun  transistörler üzerinden  çekilen  akımın  artmamasıydı.Sonuç  olarak  4047  entegre  devresinin  çıkış  uçları 2N 3055  Güç  transistörlerini tam  iletime  sürecek  kadar  çıkış  veremiyor ve  durum  böyle  olunca da  trafo  girişine yeterli  güç  aktarımı  olmuyordu.


Bu  kararsızlığı  önlemek  için  entegre  çıkışları  birer  transistörle  yükseltilerek  2N3055 transistörlerinin Base  akımları  yükseltildi.  Entegre  çıkışlarına  bağlanan  transistörler  BDX 53C  ve  özdeştir  ve kolektör  uçlarına  seri  bağlanan  dirençlerin  değerleri  5 W   11 watt  dır.  Bu  haliyle  devre  şeması  şekil 9 da  görüldüğü gibidir.



Şekil 9


Bu  devre  yapısı  hazırlanarak  devre  bir  kutu  içerisine  yerleştirildi.  Transistörler  için  soğutucu  bağlanmadı  kutu  üzerindeki kenarlıklar  soğutucu  olarak  kullanıldı. Devre  deneme  sırasında  önce  75  watt  lamba  ile  denendi. Bu bağlantıda devre  5,6 amper DC  giriş  akımı  çekiyor  ve  218  volt  çıkış  veriyordu. Devreye  ikinci  olarak  150 watt lık  bir  AC  motor  bağlandı.   Frekans  artırılarak motor  hızı  artırıldı.  Çekilen  DC  akım  7 amperden  yukarı  doğru  artarken  9.6  amper  değerine gelindiğinde  2N3055 transistörlerden  biri  arızalandı.  



2N3055  transistörleri  katalog  değerlerinde   max 15 Amper   değerine  dayanabildiği  belirtilirken  9.6 amper akımda  arızalanmıştı.  Bu  durumda transistörlerin   geçen  akıma  dayanamayacağı  düşünülerek  transistör  katı  paralel  bağlantı  ile  2 den  4 e  çıkarıldı.  Böylece  transistörlerden  geçirilecek  akım miktarı  2  katına  ulaşıyordu.   Devrenin çıkış  katı  bu haliyle  şekil 10  da  gösterildiği gibidir.



 

Şekil 10

Fakat daha  sonra  anlaşıldı ki  transistörlerden  birinin  arızalanması üzerinden  geçen 9.6 amperlik  akım  değil  bu  akımda  transistör  üzerindeki  ısınmaya karşı  kutu kenarlarının kullanılması soğutucu olarak yeterli gelmiyor   dolayısı ile  transistörler  çekilen  fazla  akımdan  değil  üzerindeki  ısınmadan  dolayı  bozuluyordu. Bu yüzden  T5  ve T6  transistörlerinin  bu  güçteki  bir  devre  için  kullanmak  fazlalıktı.  Fakat  eğer  yeterli derecede  soğutucu bağlanırsa T5  veT6  transistörleri sayesinde  devrenin  maximum  gücü  2  katına  çıkabilecektir.


Devre İçin  Yapılabilecek  İyileştirme  Ve  Geliştirmeler

1)T5  ve  T6 transistörleri  kullanılmadan  120 wattlık  bir  trafo  bağlı  olan  bu  devredeki  güç  120  watt tır.  Fakat  devrenin  bu haliyle  (T1,T2,T3 ve T4 kullanılarak) eğer  daha  güçlü  bir  trafo  kullanılırsa  devreden  300 watt’a  kadar  faydalanılabilir.


2)T5 ve T6  transistörleri ile  birlikte  trafo da  daha  güçlü  bir  trafo  seçilirse bu devre  ile  600 watt a kadar  bir  uygulama devresi  yapılabilir.

3)Bu  devre  bir  UPS’e  dönüştürülebilir. Bunun  için  devreye  şunların  eklenmesi  gerekir
                a)     elektrikler kesildiğinde yüke bağlantıyı sağlayacak statik  bir anahtarlama devresi.
                b)     Elektrikler geldiğinde UPS’i yükten  ayırarak şebeke  bağlantısını  sağlayacak  bir statik  anahtarlama  devresi
                c)      Elektrikler geldiğinde  aküyü şarj  edecek bir şarj devresi
                d)     Akü(ler) dolduğunda şarjı kesecek  bir  şarj  koruma  devresi.
4)Devrede bulunan tüm  transistörler  kaldırılıp T1  ve  T2  yerlerine uygun  2 adet  MOSFET kullanılabilir.   Bu  sayede  eleman  sayısı  azalır  fakat  MOSFET lerin  daha pahalı  olduğu da  açıktır. Bu  yüzden  300 watt  gibi  böyle  bir  düşük güçlü  devre  için  2N3055  transistörleri mali  açıdan şu an için  en iyi  çözüm  olarak görünüyor.


Kaynaklar

  1. Dijital  elektronik Harun BAYRAM Birsen  Yayınevi
  2. Elektronik Hobby Devreleri   İsmail  KANIK İnkılap  Kitapevi
  3. Elektronik Elemanlar ve Devre Teorisi RobertBOYLESTAD  Luois  NASHELSKY M.E.B  1994
  4. E.M.L  için Elektrik Makineleri  II - M.Adnan  PEŞİNT Abdullah ÜRKMEZ - M.E.B  19

İNTERNET KAYNAK ADRESLERİ:


Etiketler : elektronik, sayısal, digital, lojik, binary, kod sistemleri, entegre devreler, kapılar, gateo, pamp, inverter, converter
Yazan : mania  |
23 Mar 2006 Prş   
|  39.636 defa Okundu.
Yorumlar

(Toplam yorum : 2 )
Uğur Gün (Misafir)
9 Kas 2012 Cum
malzeme listesinde dirençlerin yanında yazan 440 W, 220 KW yazan W ler ohm sanırım yanlış olmuş. ama çok güzel TEBRİK EDERİM. :)
mehmet (Misafir)
2 May 2012 Çar
çalışıyor,tebrik ederim.tavsiye ederim.
Yorum Yaz
isim soyisim
Email
Anonim olarak mesaj yazıyorsunuz, Üye iseniz giriş yapınız.