Arduino Full-Bridge (H-Bridge) inverter kredsløb

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Et simpelt, men nyttigt mikroprocessorbaseret Arduino fuldbro-inverter kredsløb kan bygges ved at programmere et Arduino-kort med SPWM og ved at integrere et par mosfeter med i H-bridge topologi, lad os lære detaljerne nedenfor:

I en af ​​vores tidligere artikler lærte vi grundigt, hvordan man bygger en simpel Arduino sinusbølgeomformer , her vil vi se, hvordan det samme Arduino-projekt kunne anvendes til at bygge en enkel fuld bro eller et H-bro inverter kredsløb.



Brug af P-Channel og N-Channel Mosfets

For at gøre tingene enkle bruger vi P-kanal mosfeter til mosfeter på høje sider og N-kanal mosfeter til mosfeter på lave sider, dette giver os mulighed for at undgå det komplekse bootstrap-trin og muliggøre direkte integration af Arduino-signalet med mosfets.

Normalt anvendes N-kanal mosfeter under design fuld brobaserede invertere , som sikrer den mest ideelle strømskifte over mosfeterne og belastningen, og sikrer en meget sikrere arbejdsforhold for mosfeterne.



Men når en kombination af og p og n kanal mosfeter anvendes , risikoen for en gennemskydning og andre lignende faktorer på tværs af mosfeterne bliver et alvorligt problem.

Når det er sagt, hvis overgangsfaserne er passende beskyttet med en lille dødtid, kan skiftet måske gøres så sikkert som muligt, og blæsning af mosfeterne kunne undgås.

I dette design har jeg specifikt brugt Schmidt trigger NAND-porte ved hjælp af IC 4093, som sikrer, at skiftet over de to kanaler er skarpt, og det påvirkes ikke af nogen form for falske transienter eller lav signalforstyrrelse.

Gates N1-N4 logisk betjening

Når pin 9 er logik 1, og pin 8 er logisk 0

  • N1-udgang er 0, øverst til venstre p-MOSFET er TIL, N2-udgang er 1, nederst til højre n-MOSFET er TIL.
  • N3-udgang er 1, øverst til højre p-MOSFET er OFF, N4-udgang 0, nederst til venstre n-MOSFET er OFF.
  • Den nøjagtige samme sekvens sker for de andre diagonalt tilsluttede MOSFET'er, når pin 9 er logisk 0, og pin 8 er logisk 1

Hvordan det virker

Som vist i ovenstående figur kan arbejdet med denne Arduino-baserede sinebølgeomformer med fuld bro forstås ved hjælp af følgende punkter:

Arduino er programmeret til at genearte passende formaterede SPWM-udgange fra pin nr. 8 og pin nr. 9.

Mens en af ​​stifterne genererer SPWM'erne, holdes den komplementære stift lavt.

De respektive udgange fra de ovennævnte pinouts behandles gennem Schmidt trigger NAND-porte (N1 --- N4) fra IC 4093. Portene er alle arrangeret som invertere med et Schmidt-svar og føres til de relevante mosfeter af den fulde brodriver. netværk.

Mens pin nr. 9 genererer SPWM'erne, inverterer N1 SPWM'erne og sikrer, at de relevante højsidemosfeter reagerer og udfører SPWM's høje logik, og N2 sikrer, at N-kanal mosfet på den lave side gør det samme.

I løbet af denne tid holdes pin 8 ved logisk nul (inaktiv), hvilket korrekt fortolkes af N3 N4 for at sikre, at det andet komplementære mosfetpar af H-broen forbliver helt slukket.

Ovenstående kriterier gentages identisk, når SPWM-generationen overgår til pin nr. 8 fra pin nr. 9, og de indstillede betingelser gentages kontinuerligt på tværs af Arduino pinouts og fuld bro mosfet par .

Batterispecifikationer

Batterispecifikationen valgt til det givne Arduino sinusbølgeomformer kredsløb med fuld bro er 24V / 100Ah, men enhver anden ønsket specifikation kan vælges til batteriet i henhold til brugerens præference.

Specifikationerne for transforerens primære spænding skal være lidt lavere end batterispændingen for at sikre, at SPWM RMS forholdsmæssigt skaber omkring 220V til 240V ved transformatorens sekundære.

Den samlede programkode findes i følgende artikel:

Sinewave SPWM-kode

4093 IC pinouts

IRF540 pinout-detalje (IRF9540 vil også have den samme pinout-konfiguration)

Et lettere fuldbroalternativ

Figuren nedenfor viser en alternativt H-brodesign ved hjælp af P- og N-kanal MOSFET'er, som ikke afhænger af IC'er, bruger i stedet almindelige BJT'er som drivere til at isolere MOSFET'erne.

De alternative ursignaler leveres fra Arduino bord , mens de positive og negative output fra ovenstående kredsløb leveres til Arduino DC-indgangen.




Forrige: LM324 Hurtig datablad og applikationskredsløb Næste: PIR-sensorens datablad, pinout-specifikationer, arbejde