Seuraava viesti kuvaa H-sillan muunnettua siniaaltoinvertteripiiriä, jossa käytetään neljää n-kanavan mosfettiä. Opitaan lisää piirin toiminnasta.

H-sillan konsepti

Me kaikki tiedämme, että erilaisten taajuusmuuttajatyyppien joukossa H-silta on tehokkain, koska se ei edellytä keskikäämimuuntajien käyttöä ja sallii kahden johdon muuntajien käytön. Tuloksista tulee vielä parempia, kun mukana on neljä N-kanavan mosfetiä.

Kun kaksijohtiminen muuntaja on kytketty H-siltaan, siihen liittyvän käämityksen annetaan käydä läpi työntövetovärähtelyjen taaksepäin eteenpäin. Tämä tarjoaa paremman tehokkuuden, kun saavutettavissa oleva virtavahvistus nousee täällä korkeammaksi kuin tavalliset keskihanatyyppiset topologiat.

Parempia asioita ei kuitenkaan ole koskaan helppo saada tai toteuttaa. Kun saman tyyppiset mosfetit ovat mukana H-silta-verkossa, niiden tehokkaasta ajamisesta tulee iso ongelma. Se johtuu pääasiassa seuraavista seikoista:

Kuten tiedämme, H-sillan topologia sisältää neljä mosfettiä määriteltyihin operaatioihin. Kun kaikki neljä ovat N-kanavatyyppejä, ylemmän tai korkean puolen mosfetin ajamisesta tulee ongelma.

Tämä johtuu siitä, että johtamisen aikana ylemmillä mosfeteillä on melkein sama potentiaalitaso lähdeliittimessään kuin syöttöjännite, koska lähdeliittimessä on kuormitusvastus.

Tämä tarkoittaa, että ylemmät mosfetit törmäävät samanlaisiin jännitetasoihin portissaan ja lähteessään käyttäessään.

Koska spesifikaatioiden mukaan lähdejännitteen on oltava lähellä maapotentiaalia tehokkaaseen johtamiseen, tilanne estää välittömästi tietyn mosfetin johtamisen ja koko piirin pysähtymisen.

Jotta ylemmät mosfetit voidaan vaihtaa tehokkaasti, niitä on käytettävä vähintään 6 V: n suuruisella hilajännitteellä kuin käytettävissä oleva syöttöjännite.

Jos syöttöjännite on 12 V, tarvitsemme vähintään 18-20 V korkean sivupisteen portissa.

4 N-kanavan mosfetin käyttö invertterissä

Ehdotettu H-silta-invertteripiiri, jossa on 4 n kanavan mosfettiä, yrittää voittaa tämän ongelman ottamalla käyttöön korkeamman jännitteen käynnistysverkon korkea-puolisten mosfettien käyttöä varten.

N1, N2, N3, N4 EI portit IC 4049: stä on järjestetty jännitteen kaksinkertaistamispiiriksi, joka tuottaa noin 20 volttia käytettävissä olevasta 12 V: n syötteestä.

Tämä jännite syötetään korkean sivun mosfetteihin parin NPN-transistorin kautta.

Matalat sivusuojat vastaanottavat porttijännitteet suoraan vastaavista lähteistä.

Värähtelevä (toteemi-napa) taajuus on johdettu vuosikymmenen standardilaskurin IC: stä IC 4017.

Tiedämme, että IC 4017 generoi sekvensoinnin suurilla lähdöillä määritettyjen 10 ulostulonastan yli. Sekvensointilogiikka sammuu toistuvasti, kun se hyppää yhdestä tapista toiseen.

Tässä käytetään kaikkia 10 lähtöä, jotta IC ei koskaan saa mahdollisuutta tuottaa lähtönippiensa väärää kytkentää.

Mosfetsiin syötetyt kolmen ulostulon ryhmät pitävät pulssin leveyden kohtuullisina. Ominaisuus tarjoaa käyttäjälle myös mahdollisuuden säätää mosfetteihin syötettävää pulssin leveyttä.

Pienentämällä vastaavien mosfettien lähtöjen määrää pulssin leveyttä voidaan vähentää tehokkaasti ja päinvastoin.

Tämä tarkoittaa, että RMS on muutettavissa täällä jossain määrin, ja tekee piiristä modifioidun siniaaltopiirin kyvyn.

IC 4017: n kellot otetaan itse bootstrapping-oskillaattoriverkosta.

Käynnistyspiirin värähtelytaajuus on tarkoituksellisesti kiinnitetty taajuudelle 1 kHz, joten sitä voidaan soveltaa myös IC4017: n käyttämiseen, mikä lopulta tuottaa noin 50 Hz: n lähdön yhdistettyyn 4 N-kanavan H-sillan invertteripiiriin.

Ehdotettua mallia voidaan paljon yksinkertaistaa tässä esitetyllä tavalla:

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

“robotiikkaohjelmistosuunnittelijan haastattelukysymyksiä ”

Minäkin kehitin seuraavan yksinkertaisen täyssillan tai puolisillan modifioidun siniaaltoinvertterin. Idea ei sisällä 2 P-kanavaa ja 2 n kanavan mosfettejä H-sillan kokoonpanoon ja toteuttaa kaikki tarvittavat toiminnot moitteettomasti.

IC 4049 pinouts

Kuinka taajuusmuuttajan piiri määritetään vaiheittain

Piiri voidaan jakaa periaatteessa kolmeen vaiheeseen, nimittäin. Oskillaattorivaihe, kuljettajan vaihe ja täyssillan mosfet-lähtövaihe.

Tarkasteltaessa esitettyä piirikaaviota ajatus voidaan selittää seuraavilla kohdilla:

IC1, joka on IC555, on johdotettu vakiomuodossa, ja se on vastuussa tarvittavien pulssien tai värähtelyjen tuottamisesta.

P1: n ja C1: n arvot määrittävät muodostettujen värähtelyjen taajuuden ja toimintajakson.

IC2, joka on vuosikymmenen laskuri / jakaja IC4017, suorittaa kaksi toimintoa: aaltomuodon optimoinnin ja turvallisen laukaisun koko sillan vaiheelle.

Turvallisen laukaisun tarjoaminen mosfeteille on tärkein tehtävä, jonka IC2 suorittaa. Opitaan, miten se toteutetaan.

Kuinka IC 4017 on suunniteltu toimimaan

Kuten me kaikki tiedämme IC4017-sekvenssien ulostulon vastauksena jokaiselle nousevan reunan kellolle, jota käytetään sen tulotapilla # 14.

IC1: n pulssit aloittavat sekvensointiprosessin siten, että pulssit hyppäävät tappi toisesta seuraavassa järjestyksessä: 3-2-4-7-1. Tämä tarkoittaa, että vastauksena syötettyihin jokaisiin tulopulsseihin IC4017: n ulostulo nousee korkealle nastasta # 3 nastaan # 1 ja jakso toistuu niin kauan kuin tulo nastalla # 14 jatkuu.

Kun lähtö on saavuttanut nastan # 1, se nollataan nastalla # 15, jotta jakso voi toistaa takaisin nastasta # 3.

Tällä hetkellä, kun nasta # 3 on korkea, mikään ei johda lähdössä.

Heti kun yllä oleva pulssi hyppää nastalle # 2, se nousee korkeaksi, mikä kytkeytyy päälle T4 (N-kanavainen mosfet reagoi positiiviseen signaaliin), samanaikaisesti johtaa myös transistori T1, sen kollektori menee matalalle, joka samalla kytkee päälle T5: n, joka on P-kanavainen mosfet reagoi matalaan signaaliin T1: n kollektorissa.

T4: n ja T5: n ollessa päällä virta kulkee positiivisesta liittimestä mukana olevan muuntajan käämityksen TR1 kautta maadoitusliittimeen. Tämä työntää virran TR1: n läpi yhteen suuntaan (oikealta vasemmalle).

Seuraavassa hetkessä pulssi hyppää tapista # 2 napaan # 4, koska tämä pinout on tyhjä, jälleen mikään ei johda.

Kuitenkin, kun jakso hyppää nastasta # 4 nastaan # 7, T2 suorittaa ja toistaa T1: n toiminnot, mutta päinvastaisessa suunnassa. Eli tällä kertaa T3 ja T6 vaihtavat virran TR1: n yli vastakkaiseen suuntaan (vasemmalta oikealle). Sykli täydentää H-sillan toimintaa onnistuneesti.

Lopuksi pulssi hyppää yllä olevasta tapista tapiin # 1, jossa se palautetaan takaisin tapaan # 3, ja sykli jatkuu.

Tappi # 4 on tärkein, koska se pitää mosfetit täysin turvassa mahdollisilta 'ampumisilta' ja varmistaa koko sillan 100% virheettömän toiminnan välttäen monimutkaisten mosfet-kuljettajien tarvetta ja osallistumista.

Tyhjä pinout auttaa myös toteuttamaan vaaditun tyypillisen, raakamodifioidun siniaaltomuodon, kuten kaaviossa esitetään.

Pulssin siirto IC4017: n läpi napasta # 3 napaan # 1 muodostaa yhden jakson, jonka on toistuttava 50 tai 60 kertaa tarvittavien 50 Hz: n tai 60 Hz: n jaksojen muodostamiseksi TR1: n lähdössä.

Siksi kertomalla pinoutien lukumäärä 50: llä saadaan 4 x 50 = 200 Hz. Tämä on taajuus, joka on asetettava IC2: n tuloon tai IC1: n lähtöön.

Taajuus voidaan helposti asettaa P1: n avulla.

Ehdotettua täyssiltamodifioitua siniaaltoinvertteripiirirakennetta voidaan modifioida lukuisilla eri tavoilla yksittäisten mieltymysten mukaan.

Onko IC1: n merkkitilan suhteella mitään vaikutusta pulssiominaisuuksiin? .... mietittävää.