Třífázový střídač Arduino je obvod, který produkuje třífázový střídavý výstup prostřednictvím naprogramovaného oscilátoru založeného na Arduinu.
V tomto příspěvku se učíme, jak vytvořit jednoduchý mikroprocesorový 3fázový invertorový obvod založený na Arduinu, který by mohl být upgradován podle preferencí uživatele pro provoz dané 3fázové zátěže.
Už jsme studovali efektivní, ale jednoduchý 3fázový invertorový obvod v jednom z našich dřívějších příspěvků, které se spoléhaly na opampy pro generování 3fázových obdélníkových vln, zatímco 3fázové push-pull signály pro řízení mosfetů byly implementovány pomocí specializovaných integrovaných 3fázových ovladačů.
V této koncepci také konfigurujeme hlavní výkonový stupeň pomocí těchto specializovaných integrovaných obvodů ovladače, ale generátor třífázového signálu je vytvořen pomocí Arduina.
Důvodem je, že vytvoření třífázového ovladače založeného na Arduinu může být extrémně složité a nedoporučuje se. Navíc je mnohem snazší získat běžně dostupné digitální integrované obvody pro tento účel za mnohem levnější ceny.
Před sestavením celého obvodu invertoru musíme nejprve naprogramovat následující kód Arduino uvnitř desky Arduino UNO a poté pokračovat se zbývajícími podrobnostmi.
Kód generátoru 3fázového signálu Arduino
void setup() {
// initialize digital pin 13,12&8 as an output.
pinMode(13, OUTPUT)
pinMode(12,OUTPUT)
pinMode(8,OUTPUT)
}
void loop() {
int var=0
digitalWrite(13, HIGH)
digitalWrite(8,LOW)
digitalWrite(12,LOW)
delay(6.67)
digitalWrite(12,HIGH)
while(var==0){
delay(3.33)
digitalWrite(13,LOW)
delay(3.33)
digitalWrite(8,HIGH)
delay(3.34)
digitalWrite(12,LOW)
delay(3.33)
digitalWrite(13,HIGH)
delay(3.33)
digitalWrite(8,LOW)
delay(3.34)
digitalWrite(12,HIGH)
}
}
Původní zdroj : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0
Předpokládaný tvar vlny pomocí výše uvedeného kódu lze vizualizovat v následujícím diagramu:
Jakmile vypálíte a potvrdíte výše uvedený kód ve vašem Arduinu, je čas pokročit a nakonfigurovat zbývající fáze obvodu.
K tomu budete potřebovat následující části, které jste si snad již mohli pořídit:
Potřebné díly
IC IR2112 - 3 nosy (nebo jakýkoli podobný IC s 3fázovým ovladačem)
Tranzistory BC547 - 3 nos
kondenzátor 10uF / 25V a 1uF / 25V = každý 3 nosy
100uF / 25V = 1č
1N4148 = 3nos (1N4148 se doporučuje nad 1N4007)
Rezistory, všechny 1/4 watt 5%
100 ohmů = 6nos
1K = 6nos
Konstrukční detaily
Nejprve se připojíme ke 3 integrovaným obvodům a vytvoříme zamýšlenou třífázovou fázi ovladače mosfet, jak je uvedeno níže:
Jakmile je deska řidiče sestavena, jsou tranzistory BC547 zapojeny do vstupů HIN a LIN integrovaného obvodu a jsou znázorněny na následujícím obrázku:
Po sestavení výše uvedených návrhů lze zamýšlený výsledek rychle ověřit zapnutím systému.
Nezapomeňte, že Arduino potřebuje někdy nabootovat, proto se doporučuje nejprve zapnout Arduino a poté po několika sekundách zapnout napájení + 12V do obvodu ovladače.
Jak vypočítat kondenzátory Bootstrap
Jak vidíme na výše uvedených obrázcích, obvod vyžaduje několik externích komponent poblíž mosfetů ve formě diod a kondenzátorů. Tyto části hrají klíčovou roli při provádění přesného přepínání vysokofrekvenčních mosfetů a fáze se nazývají bootstrapping network.
Ačkoli již je uvedeno v diagramu , hodnoty těchto kondenzátorů lze konkrétně vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Jak vypočítat diody bootstrapu
Výše uvedené rovnice lze použít pro výpočet hodnoty kondenzátoru pro bootstrapovou síť, pro přidruženou diodu musíme vzít v úvahu následující kritéria:
Diody se aktivují nebo jsou povoleny v režimu dopředného zkreslení, když jsou zapnuty vysokofrekvenční mosfety a potenciál kolem nich je téměř stejný jako napětí sběrnice přes celé můstkové napěťové vedení mosfetu, proto musí být dioda bootstrapu dostatečně dimenzována, aby blokovat plné přivedené napětí, jak je uvedeno ve zvláštních diagramech.
To vypadá docela snadno pochopitelné, ale pro výpočet aktuálního hodnocení možná budeme muset udělat nějakou matematiku vynásobením velikosti náboje brány spínací frekvencí.
Například pokud je mosfet IRF450 používán se spínací frekvencí 100kHz, proudový proud pro diodu by byl kolem 12mA. Protože tato hodnota vypadá docela minimálně a většina diod by měla mnohem vyšší proudovou zatížitelnost, než je tato, nemusí být nutná zvláštní pozornost.
To znamená, že charakteristika úniku přehřátí diody může být rozhodující, zejména v situacích, kdy lze předpokládat, že bootstrapový kondenzátor uloží svůj náboj po přiměřeně dlouhou dobu. Za takových okolností bude muset být dioda typu ultra rychlého zotavení, aby se minimalizovala velikost nabíjení z nuceného návratu z bootstrapového kondenzátoru směrem k napájecím kolejnicím integrovaného obvodu.
Několik bezpečnostních tipů
Jak všichni víme, že mosfety ve 3fázových invertorových obvodech mohou být docela zranitelné vůči poškození kvůli mnoha rizikovým parametrům spojeným s takovými koncepcemi, zvláště když se používají indukční zátěže. Už jsem o tom podrobně diskutoval v jednom ze svých dřívější články a je přísně doporučeno odkazovat na tento článek a implementovat mosfety podle daných pokynů.
Použitím IC IRS2330
Následující diagramy jsou navrženy tak, aby fungovaly jako třífázový střídač řízený PWM z Arduina.
První schéma je zapojeno pomocí šesti NOT bran z IC 4049. Tato fáze se používá pro rozdvojení pulzů Arduino PWM do doplňkových logických párů vysoká / nízká, takže můstkový 3fázový ovladač měniče IC IC IRS2330 mohou být kompatibilní s napájenými PWM.
Druhý diagram shora tvoří fázi můstkového můstku pro navrhovaný design 3fázového invertoru Arduino PWM pomocí IC IRS2330 čip řidiče mostu.
Vstupy integrovaného obvodu označené jako HIN a LIN přijímají dimenzované Arduino PWM z bran NOT a řídí výstupní můstkovou síť tvořenou 6 IGBT, které zase pohání připojenou zátěž přes jejich tři výstupy.
Předvolba 1K se používá k řízení limitu nadproudu střídače jeho vhodným nastavením na vypínacím kolíku I, snímací odpor 1 ohm může být odpovídajícím způsobem snížen, pokud je pro střídač specifikován proud s relativně vyšším proudem.
Balení:
Tím je ukončena naše diskuse o tom, jak vybudovat 3fázový invertorový obvod založený na Arduinu. Máte-li jakékoli další pochybnosti nebo dotazy týkající se tohoto tématu, neváhejte komentovat a rychle získat odpovědi.
U souborů Gerber PCB a dalších souvisejících souborů můžete odkazovat na následující odkaz:
https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing
K výše uvedeným podrobnostem přispěl ' cybrax ''
Předchozí: Loud Pistol Sound Simulator Circuit Další: Společný sběratel tranzistoru
