Arduino krug pretvarača s punim mostom (H-most)

Arduino krug pretvarača s punim mostom (H-most)

Jednostavni, ali korisni mikroprocesorski sklop pretvarača s punim mostom Arduino može se izraditi programiranjem Arduino ploče s SPWM-om i integriranjem nekoliko MOSFET-ova s ​​topologijom H-mosta, naučimo detalje u nastavku:



U jednom od naših ranijih članaka sveobuhvatno smo naučili kako izraditi jednostavni Arduino sinusni pretvarač , ovdje ćemo vidjeti kako bi se isti Arduino projekt mogao primijeniti za izgradnju a jednostavan puni most ili krug pretvarača H-mosta.

Korištenje P-Channel i N-Channel mosfet-a

Da bismo pojednostavili stvari, koristit ćemo M-kanale P-kanala za MOS-ove s visoke strane i M-kanale N-kanala za MOS-ove s donje strane, što će nam omogućiti da izbjegnemo složenu fazu bootstrapa i omogućimo izravnu integraciju Arduino signala s MOSFET-ovima.





Obično se pri projektiranju koriste M-kanali s N-kanalom pretvarači s punim mostom , koji osigurava najidealnije prebacivanje struje preko MOSFET-a i tereta, te osigurava mnogo sigurnije radne uvjete MOSFET-a.

Međutim kada kombinacija i Koriste se mosfetovi p i n kanala , rizik od pucanja i drugih sličnih čimbenika širom MOSFET-a postaje ozbiljan problem.



Rekavši to, ako se prijelazne faze na odgovarajući način zaštite s malim mrtvim vremenom, prebacivanje se može učiniti što sigurnijim i izbjeći puhanje mosfet-a.

U ovom dizajnu posebno sam upotrijebio Schmidtove okidačke NAND vrata pomoću IC 4093 koji osigurava da prebacivanje između dva kanala bude oštro i da na to ne utječe nikakva vrsta lažnih prijelaznih pojava ili poremećaj slabog signala.

Logička operacija Gates N1-N4

Kada je pin 9 logika 1, a pin 8 logika 0

  • N1 izlaz je 0, gornji lijevi p-MOSFET je UKLJUČEN, N2 izlaz je 1, donji desni n-MOSFET je UKLJUČEN.
  • N3 izlaz je 1, gornji desni p-MOSFET je ISKLJUČEN, N4 izlaz 0, donji lijevi n-MOSFET je ISKLJUČEN.
  • Potpuno isti slijed događa se i za ostale dijagonalno povezane MOSFET-ove, kada je pin 9 logika 0, a pin 8 logika 1

Kako radi

Kao što je prikazano na gornjoj slici, rad ovog sinusnog pretvarača s punim mostom zasnovan na Arduinu može se razumjeti uz pomoć sljedećih točaka:

Arduino je programiran za generiranje odgovarajuće formatiranih SPWM izlaza s pina # 8 i pina # 9.

Dok jedna od iglica generira SPWM-ove, komplementarna iglica drži se nisko.

Odgovarajući izlazi iz gore spomenutih pinouta obrađuju se kroz Schmidtove okidače NAND (N1 --- N4) s IC 4093. Svi izlazi su uređeni kao pretvarači sa Schmidtovim odzivom i dovode se u odgovarajuće MOSFET-ove punog pokretača mosta. mreža.

Dok pin # 9 generira SPWM-ove, N1 invertira SPWM-ove i osigurava da odgovarajući bočni MOSFET-ovi reagiraju i provode visoku logiku SPWM-a, a N2 osigurava da isto čini i N-kanalni MOSFET s donje strane.

Za to se vrijeme pin # 8 drži na logičkoj nuli (neaktivan), što je na odgovarajući način protumačeno N3 N4 kako bi se osiguralo da drugi komplementarni MOSFET par H-mosta ostane u potpunosti ISKLJUČEN.

Gornji se kriteriji identično ponavljaju kada generacija SPWM prelazi na pin # 8 iz pin # 9, a zadani se uvjeti kontinuirano ponavljaju na Arduino pinouts i parovi mosfet punog mosta .

Specifikacije baterija

Specifikacija baterije odabrana za zadani Arduinoov sinusno-inverterski krug s punim mostom je 24V / 100Ah, no bilo koja druga željena specifikacija može se odabrati za bateriju prema korisničkim željama.

Specifikacije primarnog napona pretvarača trebale bi biti nešto niže od napona akumulatora kako bi se osiguralo da efektivni efektivni protok vode (SPWM) proporcionalno stvara oko 220 V do 240 V na sekundaru transformatora.

Cijeli programski kôd nalazi se u sljedećem članku:

SPWM kod Sinewavea

4093 IC pinouts

Pojedinosti pinouta IRF540 (IRF9540 će također imati istu konfiguraciju pinouta)

Jednostavnija alternativa punom mostu

Donja slika prikazuje znak alternativni dizajn H-mosta koristeći MOSFET-ove s P i N kanalima, što ne ovisi o IC-ima, umjesto toga koristi obične BJT-ove kao pokretače za izoliranje MOSFET-ova.

Alternativni taktovi se napajaju iz Arduino ploča , dok se pozitivni i negativni izlazi iz gornjeg kruga napajaju na Arduino DC ulaz.




Prethodno: LM324 brzi podatkovni listovi i aplikacijski krugovi Dalje: Liste podataka PIR osjetnika, Specifikacije pinouta, Radno