Nejjednodušší obvod celého měniče

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Z různých existujících topologií střídačů je za nejefektivnější a nejefektivnější považována topologie měniče s úplným můstkem nebo H-můstkem. Konfigurace úplné topologie mostu by mohla vyžadovat příliš mnoho kritičnosti, avšak s příchodem integrovaných obvodů řidiče plného mostu se nyní staly jednou z nejjednodušší střídače jeden může stavět.

Co je topologie celého mostu

Úplný můstkový invertor, který se také nazývá invertor H-mostu, je nejúčinnější topologií invertoru, která pracuje se dvěma vodičovými transformátory pro dodávání požadovaného oscilačního proudu push-pull do primárního obvodu. Tím se zabrání použití 3vodičového středového transformátoru se závitem, který není příliš účinný kvůli dvojnásobnému množství primárního vinutí než 2vodičový transformátor



Tato funkce umožňuje použití menších transformátorů a získání více výkonových výstupů najednou. Dnes je díky snadné dostupnosti integrovaných obvodů můstku zcela jednoduché a domácí plnohodnotný obvod měniče se stal hrou pro děti.

Zde diskutujeme obvod celého mostového invertoru pomocí ovladače IC IRS2453 (1) D s plným můstkem od International Rectifiers.



Zmíněný čip je vynikající IC integrovaný do můstku, protože se sám stará o všechny hlavní kritičnosti spojené s topologiemi H-můstku prostřednictvím pokročilých integrovaných obvodů.

Pro dosažení plnohodnotného funkčního měniče H-můstku musí assembler jednoduše externě připojit několik hrstek komponent.

Jednoduchost konstrukce je patrná z níže uvedeného diagramu:

Obvodový provoz

Pin14 a pin10 jsou vývody plovoucího napájecího napětí IC na vysoké straně. Kondenzátory 1uF účinně udržují tyto rozhodující vývody o odstín vyšší než vypouštěcí napětí odpovídajících mosfetů, což zajišťuje, že potenciál zdroje mosfetu zůstane nižší než potenciál brány pro požadované vedení mosfetů.

Hradlové odpory potlačují možnost přepětí odtoku / zdroje tím, že zabraňují náhlému vedení mosfetů.

Diody přes hradlové odpory jsou zavedeny pro rychlé vybití vnitřních hradlových / odtokových kondenzátorů během jejich nevodivých období pro zajištění optimální odezvy ze zařízení.

IC IRS2453 (1) D je také vybaven vestavěným oscilátorem, což znamená, že s tímto čipem není vyžadován žádný externí stupeň oscilátoru.

O frekvenci pohonu střídače se stará jen pár externích pasivních komponent.

Rt a Ct lze vypočítat pro získání zamýšlených frekvenčních výstupů 50 Hz nebo 60 Hz přes mosfety.

Výpočet komponent určujících frekvenci

Pro výpočet hodnot Rt / Ct lze použít následující vzorec:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct

kde Rt je v Ohmech a Ct ve Faradech.

Funkce vysokého napětí

Další zajímavou vlastností tohoto IC je jeho schopnost zvládat velmi vysoké napětí až do 600 V, takže je dokonale použitelný pro beztransformátorové střídače nebo kompaktní feritové invertorové obvody.

Jak je vidět na daném schématu, pokud je na „+/- střídavé usměrněné vedení“ aplikováno externě přístupné 330 V ss., Konfigurace se okamžitě stane beztransformátorovým střídačem, kde lze libovolnou zátěž připojit přímo přes body označené jako „zátěž“ '.

Alternativně, pokud obyčejný sestupný transformátor Pokud je použito, lze primární vinutí připojit přes body označené jako „zatížení“. V tomto případě může být „+ AC usměrněné vedení“ spojeno s kolíkem # 1 IC a zakončeno běžně na baterii (+) střídače.

Pokud je použita baterie vyšší než 15V, mělo by být „+ AC usměrněné vedení“ připojeno přímo k kladnému pólu baterie, zatímco pin # 1 by měl být aplikován se sníženým regulovaným 12V ze zdroje baterie pomocí IC 7812.

Ačkoli níže zobrazený design vypadá příliš snadno na konstrukci, rozvržení vyžaduje dodržování některých přísných pokynů, můžete se podívat na příspěvek pro zajištění správná ochranná opatření pro navrhovaný jednoduchý plný mostový měnič.

POZNÁMKA:Připojte konektor SD IC k uzemnění, pokud se nepoužívá pro vypínání.

Kruhový diagram

Úplný mostový měnič využívající IC IRS2453 (1) D

Jednoduchý H-Bridge nebo Full Bridge invertor využívající dva IC-mosty IC2121 Half-Bridge

Výše uvedený diagram ukazuje, jak implementovat efektivní design invertoru s plným mostem s obdélníkovými vlnami pomocí několika polovičních můstků IC2121.

Integrované obvody jsou plnohodnotné poloviční můstkové ovladače vybavené požadovanou bootstrappingovou kondenzátorovou sítí pro řízení vysokofrekvenčních mosfetů a funkcí mrtvého času pro zajištění 100% bezpečnosti vedení mosfetů.

Integrované obvody fungují střídavým přepínáním mosfetů Q1 / Q2 a Q3 / Q4 v tandemu, takže kdykoli je Q1 zapnutý, Q2 a Q3 jsou zcela přepnuty OF a naopak.

IC je schopen vytvořit výše uvedené přesné přepínání v reakci na časované signály na jejich HIN a LIN vstupech.

Tyto čtyři vstupy je třeba spustit, aby bylo zajištěno, že v jakémkoli okamžiku jsou HIN1 a LIN2 zapnuty současně, zatímco HIN2 a LIN1 jsou vypnuty a naopak. To se provádí při dvojnásobné rychlosti výstupní frekvence měniče. To znamená, že pokud je požadováno, aby výstup měniče byl 50 Hz, vstupy HIN / LIN by měly oscilovat rychlostí 100 Hz atd.

Obvod oscilátoru

Obvod vstupního oscilátoru IR2110

Toto je obvod oscilátoru, který je optimalizován pro spouštění vstupů HIN / LIN výše vysvětleného obvodu invertoru s plným můstkem.

Jediný integrovaný obvod 4049 se používá pro generování požadované frekvence a také pro izolaci střídavých vstupních zdrojů pro integrované obvody střídače.

C1 a R1 určují frekvenci potřebnou pro oscilaci polovičních můstků a lze je vypočítat pomocí následujícího vzorce:

f = 1 / 1,2RC

Hodnoty lze případně dosáhnout pomocí pokusů a omylů.

Diskrétní plný mostový měnič pomocí tranzistoru

Dosud jsme studovali topologii mostů invertorů s plným mostem pomocí specializovaných integrovaných obvodů, ale to samé lze postavit pomocí samostatných částí, jako jsou tranzistory a kondenzátory, a to bez závislosti na integrovaných obvodech.

Níže je uveden jednoduchý diagram:

jednoduchý tranzistorový plný můstkový obvod měniče využívající diskrétní části


Dvojice: Spínací obvod bezpečnostní bóje pro ponorku poháněnou člověkem Další: Okruh detektoru otáčení kola