Următorul post descrie un circuit invertor cu undă sinusoidală modificat cu punte H, folosind patru mosfete cu canal n. Să aflăm mai multe despre funcționarea circuitului.

Conceptul H-Bridge

Știm cu toții că, printre diferitele tipologii de invertoare, podul H este cel mai eficient, deoarece nu necesită utilizarea transformatoarelor cu robinet central și permite utilizarea transformatoarelor cu două fire. Rezultatele devin și mai bune atunci când sunt implicate patru mosfete cu canal N.

Cu un transformator cu două fire conectat la o punte H, înfășurarea asociată este permisă să treacă prin oscilațiile de tracțiune în sens invers. Acest lucru oferă o eficiență mai bună, deoarece câștigul de curent realizabil aici devine mai mare decât topologiile obișnuite de tipul robinetului central.

Cu toate acestea, lucrurile mai bune nu sunt niciodată ușor de obținut sau implementat. Când sunt implicate mosfete de tip identic într-o rețea H-bridge, conducerea lor eficientă devine o mare problemă. Aceasta se datorează în principal următoarelor fapte:

După cum știm, o topologie H-bridge încorporează patru mosfete pentru operațiile specificate. Având toate cele patru tipuri de canale N, conducerea mosfetelor superioare sau a celor superioare laterale devine o problemă.

Acest lucru se datorează faptului că, în timpul conducției, mosfetele superioare experimentează aproape același nivel de potențial la terminalul sursă ca tensiunea de alimentare, datorită prezenței rezistenței la sarcină la terminalul sursă.

Asta înseamnă că mosfetele superioare întâlnesc niveluri de tensiune similare la poarta și sursa lor în timp ce funcționează.

Deoarece, conform specificațiilor, tensiunea sursei trebuie să fie aproape de potențialul de la sol pentru o conducție eficientă, situația inhibă instantaneu conducerea unui mosfet particular și întregul circuit se blochează.

Pentru a comuta eficient mosfetele superioare, acestea trebuie aplicate cu o tensiune a porții cu cel puțin 6V mai mare decât tensiunea de alimentare disponibilă.

Adică dacă tensiunea de alimentare este de 12V, am avea nevoie de cel puțin 18-20V la poarta mosfetelor laterale înalte.

Utilizarea a 4 Mosfete N-Channel pentru invertor

Circuitul invertor-punte H cu 4 mosfete cu canal propus încearcă să depășească această problemă prin introducerea unei rețele de bootstrapping de înaltă tensiune pentru operarea mosfetelor laterale înalte.

Porțile N1, N2, N3, N4 NOT de la IC 4049 sunt aranjate ca un circuit de dublare a tensiunii, care generează aproximativ 20 de volți din sursa de 12V disponibilă.

Această tensiune este aplicată mosfetelor laterale superioare prin intermediul câtorva tranzistoare NPN.

Mosfetele laterale joase primesc tensiunile porții direct de la sursele respective.

Frecvența oscilantă (polul totem) este derivată dintr-un contor IC de deceniu standard, IC 4017.

Știm că IC 4017 generează secvențierea unor ieșiri ridicate pe cei 10 pini de ieșire specificați. Logica secvențierii se oprește în mod secundar pe măsură ce sare de la un pin la altul.

Aici toate cele 10 ieșiri sunt utilizate astfel încât IC-ul să nu aibă niciodată șansa de a produce o comutare incorectă a pinilor de ieșire.

Grupurile de trei ieșiri alimentate către mosfete mențin lățimea impulsului la dimensiuni rezonabile. Funcția oferă, de asemenea, utilizatorului posibilitatea de a regla lățimea impulsului care este alimentată la mosfete.

Prin reducerea numărului de ieșiri la respectivele mosfete, lățimea impulsului poate fi redusă eficient și invers.

Aceasta înseamnă că RMS este ajustabil aici în anumite măsuri și transformă circuitul într-o capacitate de circuit sinusoidală modificată.

Ceasurile IC 4017 sunt preluate din rețeaua oscilatorului bootstrapping.

Frecvența oscilantă a circuitului de bootstrapping este fixată în mod intenționat la 1kHz, astfel încât să devină aplicabilă și pentru conducerea IC4017, care asigură în cele din urmă o ieșire de aproximativ 50 Hz circuitului invertor de pod conectat cu 4 canale N.

Proiectarea propusă poate fi mult simplificată așa cum este prezentat aici:

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

“ce înseamnă CDI ”

Următorul invertor simplu de undă sinusoidală completă sau jumătate de punte a fost dezvoltat de mine. Ideea nu încorporează 2 canale P și mosnet-uri cu 2 canale pentru configurația podului H și implementează în mod eficient toate funcțiile necesare fără cusur.

IC 4049 pinouts

Cum este configurat circuitul invertorului etapizat

Circuitul poate fi practic împărțit în trei etape, și anume. Etapa oscilatorului, etapa driverului și etapa completă de ieșire mosfet bridge.

Privind schema de circuite prezentată, ideea poate fi explicată cu următoarele puncte:

IC1, care este IC555, este conectat în modul său standard și este responsabil pentru generarea impulsurilor necesare sau a oscilațiilor.

Valorile lui P1 și C1 determină frecvența și ciclul de funcționare al oscilațiilor generate.

IC2, care este un contor / divizor IC4017, îndeplinește două funcții: optimizarea formei de undă și asigurarea unei declanșări sigure pentru etapa de punte completă.

Furnizarea unei declanșări sigure pentru mosfets este cea mai importantă funcție pe care o îndeplinește IC2. Să învățăm cum este implementat.

Modul în care IC 4017 este proiectat să funcționeze

După cum știm cu toții ieșirea secvențelor IC4017 ca răspuns la fiecare ceas cu margine ascendentă aplicat la pinul de intrare # 14.

Impulsurile de la IC1 inițiază procesul de secvențiere astfel încât impulsurile sări de la un pin la altul în următoarea ordine: 3-2-4-7-1. Adică, ca răspuns la alimentarea fiecărui impuls de intrare, ieșirea IC4017 va deveni mare de la pinul 3 la pinul 1 și ciclul se va repeta atâta timp cât intrarea la pinul 14 persistă.

Odată ce ieșirea atinge pinul 1 este resetată prin pinul 15, astfel încât ciclul să se poată repeta de la pinul 3.

În momentul în care pinul 3 este ridicat, nimic nu conduce la ieșire.

În momentul în care pulsul de mai sus sare la pinul 2 devine ridicat, care pornește T4 (mosfetul cu canal N răspunde la semnalul pozitiv), simultan și tranzistorul T1 conduce, colectorul său scade, care în același moment pornește T5, care fiind un Mosfetul cu canal P răspunde la semnalul scăzut de la colectorul T1.

Cu T4 și T5 ON, curentul trece de la terminalul pozitiv prin înfășurarea transformatorului implicat TR1 la terminalul de la sol. Aceasta împinge curentul prin TR1 într-o singură direcție (de la dreapta la stânga).

În clipa următoare, pulsul sare de la pinul 2 la pinul 4, deoarece acest pinout este gol, încă o dată nimic nu conduce.

Cu toate acestea, atunci când secvența sare de la pinul # 4 la pinul # 7, T2 conduce și repetă funcțiile lui T1, dar în direcția inversă. Adică, de această dată T3 și T6 conduc comutarea curentului pe TR1 în direcția opusă (de la stânga la dreapta). Ciclul finalizează H-bridge funcționând cu succes.

În cele din urmă, pulsul sare de la pinul de mai sus la pinul 1, unde se resetează la pinul 3, iar ciclul se repetă în continuare.

Spațiul gol de la pinul 4 este cel mai crucial, deoarece păstrează mosfeturile în întregime în siguranță de orice posibil „tragere” și asigură o funcționare 100% impecabilă a podului complet, evitând nevoia și implicarea driverelor de mosfet complicate.

Pinout-ul gol ajută, de asemenea, la implementarea formei de undă sinusoidală tipică modificată necesară, așa cum se arată în diagramă.

Transferul impulsului pe IC4017 de la pinul 3 la pinul 1 constituie un ciclu, care trebuie să se repete de 50 sau 60 de ori pentru a genera ciclurile necesare de 50 Hz sau 60 Hz la ieșirea TR1.

Prin urmare, înmulțirea numărului de pinouts cu 50 dă 4 x 50 = 200 Hz. Aceasta este frecvența care trebuie setată la intrarea IC2 sau la ieșirea IC1.

Frecvența poate fi setată cu ușurință cu ajutorul lui P1.

Proiectarea propusă a circuitului invertorului cu undă sinusoidală modificată cu punte completă poate fi modificată în numeroase moduri diferite, conform preferințelor individuale.

Raportul de spațiu al marcajului IC1 are vreun efect asupra caracteristicilor impulsului?