H-Bridge inverter kredsløb ved hjælp af 4 N-kanal mosfets

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Følgende indlæg beskriver et H-bro modificeret sinusbølge inverter kredsløb ved hjælp af fire n-kanal mosfeter. Lad os lære mere om kredsløbets funktion.

H-Bridge-konceptet

Vi ved alle sammen, at blandt de forskellige inverter-typologier er H-broen den mest effektive, da den ikke nødvendiggør brug af centerhanetransformatorer og tillader brug af transformere med to ledninger. Resultaterne bliver endnu bedre, når fire N-kanal mosfeter er involveret.



Med en totrådstransformator forbundet til en H-bro betyder det, at den tilknyttede vikling får lov til at gå igennem skubtrækningsoscillationerne baglæns. Dette giver bedre effektivitet, da den opnåelige strømforstærkning her bliver højere end de almindelige tophaner af centerhane.

Imidlertid er bedre ting aldrig lette at få eller implementere. Når mosfeter af samme type er involveret i et H-bridge-netværk, bliver det effektivt at køre dem effektivt. Det skyldes primært følgende fakta:



Som vi ved, indeholder en H-bro topologi fire mosfeter til de angivne operationer. Da alle fire af dem er N-kanaltyper, bliver det et problem at køre de øvre mosfeter eller de høje sidemosfeter.

Dette skyldes, at de øvre mosfeter under ledning oplever næsten samme niveau af potentiale ved deres kildeterminal som forsyningsspændingen på grund af tilstedeværelsen af ​​belastningsmodstanden ved kildeterminalen.

Det betyder, at de øvre mosfeter støder på lignende spændingsniveauer ved deres port og kilde under drift.

Da kildespændingen ifølge specifikationerne skal være tæt på jordpotentialet for effektiv ledning, forhindrer situationen øjeblikkeligt den bestemte mosfet i at lede, og hele kredsløbet går i stå.

For at kunne skifte de øvre mosfeter effektivt skal de påføres med en portspænding mindst 6V højere end den tilgængelige forsyningsspænding.

Det betyder, at hvis forsyningsspændingen er 12V, ville vi kræve mindst 18-20V ved porten til de høje sidemosfeter.

Brug af 4 N-kanal mosfeter til inverteren

Det foreslåede H-bridge inverter kredsløb med 4 n kanal mosfeter forsøger at overvinde dette problem ved at indføre et højere spændings bootstrapping netværk til drift af høj side mosfets.

N1, N2, N3, N4 IKKE porte fra IC 4049 er arrangeret som et spændingsdobler-kredsløb, der genererer ca. 20 volt fra den tilgængelige 12V-forsyning.

Denne spænding påføres de høje sidemosfeter via et par NPN-transistorer.

De lave sidemosfeter modtager portens spændinger direkte fra de respektive kilder.

Den oscillerende frekvens (totempol) er afledt af en standard tiårtæller IC, IC 4017.

Vi ved, at IC 4017 genererer sekventering af høje output på tværs af de specificerede 10 outputben. Sekvenseringslogikken lukkes fortløbende, når den springer fra den ene pin til den anden.

Her bruges alle de 10 udgange, så IC'en aldrig får en chance for at producere forkert omskiftning af dens outputstifter.

Grupperne på tre udgange, der tilføres mosfeterne, holder pulsbredden til rimelige dimensioner. Funktionen giver også brugeren mulighed for at tilpasse pulsbredden, der tilføres mosfeterne.

Ved at reducere antallet af udgange til de respektive mosfeter kan pulsbredden reduceres effektivt og omvendt.

Dette betyder, at RMS kan tilpases her til en vis grad og gør kredsløbet en modificeret sinusbølgekreds.

Ure til IC 4017 er taget fra selve bootstrapping-oscillator-netværket.

Bootstrapping-kredsløbets oscillerende frekvens er med vilje fastgjort til 1 kHz, så det bliver anvendeligt til at drive IC4017 også, hvilket i sidste ende giver ca. 50 Hz output til det tilsluttede 4 N-kanal H bro inverter kredsløb.

Det foreslåede design kan meget forenkles som angivet her:

https://homemade-circuits.com/2013/05/full-bridge-1-kva-inverter-circuit.html

Den næste enkle helbro eller halvbro-modificerede sinusbølgeomformer blev også udviklet af mig. Ideen indeholder ikke 2 P-kanaler og 2 n-kanals mosfeter til H-brokonfigurationen og implementerer effektivt alle de nødvendige funktioner fejlfrit.

IC 4049 pinouts

Sådan konfigureres omformerkredsen trinvis

Kredsløbet kan grundlæggende opdeles i tre faser, nemlig. Oscillatortrinet, førertrinnet og fuldbro-mosfet-udgangstrinnet.

Ser man på det viste kredsløbsdiagram, kan ideen forklares med følgende punkter:

IC1, som er IC555, er kablet i sin standard astable-tilstand og er ansvarlig for at generere de krævede impulser eller svingningerne.

Værdierne for P1 og C1 bestemmer frekvensen og driftscyklussen for de genererede svingninger.

IC2, der er en tiårs tæller / divider IC4017, udfører to funktioner: optimering af bølgeformen og tilvejebringelse af en sikker udløser for hele brostadiet.

At give en sikker udløsende funktion til mosfeterne er den vigtigste funktion, der udføres af IC2. Lad os lære, hvordan det implementeres.

Sådan er IC 4017 designet til at fungere

Som vi alle ved, er output fra IC4017-sekvenser som svar på hvert stigende kantur, der anvendes på dets indgangsstift # 14.

Impulser fra IC1 initierer sekventeringsprocessen, således at impulser hopper fra den ene pin til den anden i følgende rækkefølge: 3-2-4-7-1. Betydning, som reaktion på den tilførte hver indgangspuls, bliver output fra IC4017 høj fra pin nr. 3 til pin nr. 1, og cyklussen gentages, så længe input ved pin nr. 14 fortsætter.

Når udgangen når pin nr. 1, nulstilles den via pin nr. 15, så cyklussen kan gentages tilbage fra pin 3.

I det øjeblik, når pin nr. 3 er høj, leder der ikke noget ved output.

I det øjeblik den ovennævnte puls springer til pin # 2, bliver den høj, som tænder T4 (N-kanal mosfet reagerer på positivt signal), samtidig transistor T1 også udfører, dens kollektor går lavt, som på samme øjeblik tænder T5, hvilket er en P-kanal mosfet reagerer på det lave signal ved T1's samler.

Med T4 og T5 ON passerer strøm fra den positive terminal gennem den involverede transformator, der vikler TR1 over til jordterminalen. Dette skubber strømmen gennem TR1 i en retning (fra højre til venstre).

I det næste øjeblik springer pulsen fra pin nr. 2 til pin nr. 4, da denne pinout er tom, igen leder intet.

Men når sekvensen springer fra pin nr. 4 til pin nr. 7, udfører T2 og gentager funktionerne i T1, men i omvendt retning. Det vil sige, denne gang udfører T3 og T6 skift af strømmen over TR1 i den modsatte retning (fra venstre til højre). Cyklussen afslutter H-broens funktion.

Endelig springer pulsen fra ovenstående pin til pin nr. 1, hvor den nulstilles tilbage til pin nr. 3, og cyklussen fortsætter med at gentage.

Det tomme rum ved pin nr. 4 er det mest afgørende, da det holder mosfeterne helt sikre mod enhver mulig 'skyde igennem' og sikrer en 100% fejlfri funktion af den fulde bro, hvilket undgår behov og involvering af komplicerede mosfet-drivere.

Den tomme pinout hjælper også med at implementere den krævede typiske, rå modificerede sinusbølgeform, som vist i diagrammet.

Overførslen af ​​impulsen over IC4017 fra dens pin nr. 3 til pin nr. 1 udgør en cyklus, som skal gentages 50 eller 60 gange for at generere de krævede 50 Hz eller 60 Hz cyklusser ved udgangen af ​​TR1.

Derfor multiplicerer antallet af pinouts med 50 4 x 50 = 200 Hz. Dette er den frekvens, der skal indstilles ved indgangen til IC2 eller ved udgangen af ​​IC1.

Frekvensen kan let indstilles ved hjælp af P1.

Den foreslåede fuldbromodificerede sinusbølgeomformer kredsløbskonstruktion kan modificeres på mange forskellige måder i henhold til individuelle præferencer.

Har markforholdet mellem IC1 nogen effekt på pulsfunktionerne? .... ting at tænke over.

Kredsløbsdiagram

H-bridge enkel modificeret sinusbølge inverter kredsløb

Liste over dele

R2, R3, R4, R5 = 1K

R1, P1, C2 = skal beregnes ved 50Hz ved hjælp af denne 555 IC-regnemaskine

C2 = 10nF

T1, T2 = BC547

T3, T5 = IRF9540
T4, T6 = IRF540

IC1 = IC 555

IC2 = 4017

Antaget bølgeform




Forrige: Single Mosfet Timer Circuit Næste: Solar vandvarmer kredsløb med batterioplader