555 entegresi ile PWM 12VDC-220VAC inverter

Bu devre ile temel PWM invertör devresinin basit olarak yapılması ve çalıştırılması amaçlanmıştır. Bu devrenin tasarlanma amacının PWM invertör çalışmasının anlatılması olduğu unutulmamalıdır.

Bir inverter devresinde DC kaynak alınarak sinus yada kare dalga formunda trafoya uygulanır ve AC gerilim elde edilir. Biz bu devrede kare dalga kullanacağız

Bir inverter devresinde genel olarak;

• Frekans üretici
• PWM uretici
• Güç katı
• Kontrol elemanları

bölümleri bulunmaktadır. Bizim burada anlatacağımız devre içerisinde kontrol elemanları bölümü bulunmamaktadır. Yani kontrol elemanları ile çıkıştaki hatalar düzeltilmemiştir. Diğer bir ifade ile, devrede regülasyon yapılmamıştır. Devreden akım çekildiğinde çıkış voltajı değişmektedir. Yük değişken olduğu anda üretilen kaynakta değişkenlik var ise devre kusurlu çalışmış olmaktadır. Devrenin çıkış dalga şekli sinüs benzeşimlidir.

Devre temel bölümler olarak osilatör, PWM ve IRFP450 mosfetini sürmek için sürücü ve güç katı bölümlerinden oluşmaktadır. Osilatör bölümü 555 entegresi, PWM bölümü 555, 4013 ve 4001 entegreleri ve sürücüler ise BC547 ve BC557 transistörlerinden ve güç katı IRFP450 transistörü ve trafodan oluşmaktadır.

Devrede kullanılan U1 555 entegresi devreye ait osilatör katını oluşturmaktadır. Bu osilatörün ayarlanabilir olabilmesi için RV1 1MOhm ayarlı direnç kullanılmıştır. Böylece invertör devremiz ile elde edeceğimiz AC çıkış voltajının frekansını ayarlayabiliriz. Bu osilatör ile invertörün çıkışında olması gereken 50 Hz frekansı görebilmemiz için 100 Hz kare dalga üretilmesi gerekmektedir ve bu osilatör ile bu elde edilmektedir.

Devrede kullanılan U3 555 entegresi osilatörde üretilen frekansın değeri üzerinden değeri RV2 100K ile ayarlanan PWM sinyal üretmek için kullanılmaktadır. RV2 ile üreteceğimiz AC voltajı ayarlayabiliriz. 4013 D flip-flop ve 4001 veya değil kapıları ile 100 Hz'lik PWM sinyali iki Mosfetin sürülebilmesi için uygun hale gelmektedir. BC547 ve BC557 transistörleri ile Mosfetler sürülmektedir. Mosfetler devre için güçlü olduğundan dolayı soğutucuya bağlamaya ihtiyaç duyulmamış, ısınma da görülmemiştir.

Yük olarak ESEMMAT marka 45 gece diye anılan 5 watt sinek kovucu kullanıldı.

Devre 12 volt akü ile çalışmaktadır. Sürücü devresi U2 7810 regüle entegresi vasitasıyla 10 volt ile beslenmektedir. 555 entegrelerinin 8 nolu ucu +10V, 1 nolu ucu GND, 4013 ve 4001 entegrelerinin 14 nolu uçları +10V, 7 nolu uçları GND uçlarıdır.

Aşağıdaki osilaskop grafiği incelenirse; sarı renkli olan kare dalga 100 Hz olup, U3 555 entegresinin ürettiği PWM frekanstır. Mavi renkli olan kare dalga ve kırmızı renkli karedalgalar ise U5 4001 entegresinin 3 ve 4 nolu çıkışlarında oluşan kare dalgalardır.

Devreye ait ek dosyalar:

devrenin KiCad ile hazırlanan dosyasını indirmek için tıklayınız.

devrenin KiCad ile hazırlanan güç katı dosyasını indirmek için tıklayınız.

Devre Şeması

Şemayı büyük görmek için tıklayınız.

Şemayı PDF dosya olarak görmek için tıklayınız.

Devre ait güç katı şeması

Güç katı şemasını büyük görmek için tıklayınız.

Malzeme Listesi
U1,U3: 555
U2: 7810
U4: 4013
U5: 4001
Q1,Q3: BC547
Q2,Q4: BC557
Q5,Q6: IEFP450
C2,C4,C5,C6: 100nF
C1: 10nF
C3: 220nF
C7: 100nF 630V
R1: 10K
R2: 1K
RV1: 1M trimpot
RV2: 100K trimpot
R3,R3,R4,R5,R6: 22 Ohm
R7,R8: 100 Ohm
T1: 2X9 Volt 15 Watt trafo
BT1: 12 volt 4 Ah akü

Devrenin PWM sinyalinin osilaskop görüntüsü

Devrenin baskı devresi

Devrenin montajı yapılmış resmi

Çalışan devre resmi

Devrenin çalışması vidyosu