Arduino Full-Bridge (H-Bridge) Inverter Circuit

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang isang simpleng pa kapaki-pakinabang na nakabatay sa Microprocessor na nakabatay sa Arduino buong-tulay na inverter circuit ay maaaring itayo sa pamamagitan ng pag-program ng isang Arduino board na may SPWM at sa pamamagitan ng pagsasama ng ilang mga mosfet sa H-bridge topology, alamin natin ang mga detalye sa ibaba:

Sa isa sa aming mga naunang artikulo malalaman naming malalaman kung paano bumuo ng isang simpleng Arduino sine wave inverter , dito makikita natin kung paano maaaring mailapat ang parehong proyekto ng Arduino para sa pagbuo ng isang simpleng buong tulay o isang H-bridge inverter circuit.



Paggamit ng P-Channel at N-Channel Mosfets

Upang mapanatiling simple ang mga bagay gagamitin namin ang mga P-channel mosfet para sa mga high mosfet at N-channel mosfets para sa mga mababang gilid na mosfet, papayagan kaming iwasan ang kumplikadong yugto ng bootstrap at paganahin ang direktang pagsasama ng Arduino signal sa mga mosfet.

Karaniwan ang mga N-channel mosfet ay nagtatrabaho habang nagdidisenyo buong tulay na batay sa mga inverters , na tinitiyak ang pinaka-perpektong kasalukuyang paglipat sa mga mosfet at ang pagkarga, at tinitiyak ang isang mas ligtas na mga kondisyon sa pagtatrabaho para sa mga mosfet.



Gayunpaman kapag ang isang kumbinasyon ng at p at n channel mosfets ang ginagamit , ang panganib ng isang shoot through at iba pang katulad na mga kadahilanan sa buong mosfets ay nagiging isang seryosong isyu.

Na sinabi na, kung ang mga phase ng paglipat ay naaangkop na nabantayan ng isang maliit na oras ng patay, ang paglipat ay maaaring gawin nang ligtas hangga't maaari at maiiwasan ang paghihip ng mga mosfet.

Sa disenyo na ito partikular kong ginamit ang Schmidt gatilyo ng mga pintuang NAND gamit ang IC 4093 na tinitiyak na ang paglipat sa dalawang mga channel ay malulutong, at hindi ito apektado ng anumang uri ng mga spui transients o mababang gulo ng signal.

Pagpapatakbo ng Logic ng Gates N1-N4

Kapag ang Pin 9 ay lohika 1, at ang pin 8 ay lohika 0

  • Ang output ng N1 ay 0, Ang Nangungunang Kaliwa p-MOSFET ay NAKA-ON, ang N2 na output ay 1, ang Mababang Kanang n-MOSFET ay NAKA-ON.
  • Ang output ng N3 ay 1, ang Nangungunang Kanan na p-MOSFET ay NAKA-OFF, ang N4 na output 0, ang Mas mababang Kaliwa n-MOSFET ay NAKA-OFF.
  • Ang eksaktong eksaktong pagkakasunud-sunod ay nangyayari para sa iba pang diagonally na konektado na MOSFETs, kapag ang pin 9 ay lohika 0, at ang pin 8 ay lohika 1

Paano ito gumagana

Tulad ng ipinakita sa nasa itaas na pigura, ang pagtatrabaho ng Arduino na nakabatay sa buong tulay na inverter na sinewave ay maaaring maunawaan sa tulong ng mga sumusunod na puntos:

Ang Arduino ay naka-program upang i-genarte nang naaangkop na nai-format ang mga output ng SPWM mula sa pin # 8 at pin # 9.

Habang ang isa sa mga pin ay bumubuo ng SPWMs, ang pantulong na pin ay gaganapin mababa.

Ang mga kaukulang output mula sa nabanggit na mga pinout ay naproseso sa pamamagitan ng Schmidt gatilyo na mga NAND gate (N1 --- N4) mula sa IC 4093. Ang lahat ng mga pintuan ay nakaayos bilang mga inverter na may tugon na Schmidt, at pinakain sa mga nauugnay na mosfet ng buong driver ng tulay network

Habang ang pin # 9 ay bumubuo ng mga SPWM, binabaligtad ng N1 ang mga SPWM at tinitiyak na ang mga kaugnay na mataas na bahagi ng mga mosfet ay tumutugon at nagsasagawa sa mataas na mga lohika ng SPWM, at tinitiyak ng N2 na ang mababang bahagi ng N-channel na mosfet ay pareho.

Sa oras na ito ang pin # 8 ay gaganapin sa lohika zero (hindi aktibo), na naaangkop na binigyang kahulugan ng N3 N4 upang matiyak na ang iba pang mga pantulong na pares ng mosfet ng H-tulay ay mananatiling ganap na naka-OFF.

Ang pamantayan sa itaas ay magkapareho na ulitin kapag ang paglipat ng henerasyon ng SPWM sa pin # 8 mula sa pin # 9, at ang mga itinakdang kondisyon ay patuloy na paulit-ulit sa mga pinto ng Arduino at ng buong pares ng mosfet ng tulay .

Mga Pagtukoy sa Baterya

Ang napili na detalye ng baterya para sa ibinigay na Arduino buong tulay na sinewave inverter circuit ay 24V / 100Ah, subalit ang anumang iba pang nais na detalye ay maaaring mapili para sa baterya ayon sa kagustuhan ng gumagamit.

Ang transforer pangunahing boltahe specs ay dapat na bahagyang mas mababa kaysa sa boltahe ng baterya upang matiyak na ang SPWM RMS katimbang lumilikha sa paligid ng 220V hanggang 240V sa pangalawang ng transpormer.

Ang Pangkalahatang Program Code ay Ibinigay sa sumusunod na artikulo:

Sinewave SPWM Code

4093 mga pinout ng IC

Detalye ng IRF540 pinout (Ang IRF9540 ay magkakaroon din ng parehong pinout config)

Isang Madaling Alternatibong Full-Bridge

Ang pigura sa ibaba ay nagpapakita ng an kahaliling disenyo ng H-tulay gamit ang P at N channel MOSFETs, na hindi nakasalalay sa mga IC, sa halip ay gumagamit ng mga ordinaryong BJT bilang mga driver para sa ihiwalay ng mga MOSFET.

Ang mga kahaliling signal ng orasan ay ibinibigay mula sa Board ng Arduino , habang ang positibo at negatibong mga output mula sa itaas na circuit ay ibinibigay sa input ng Arduino DC.




Nakaraan: LM324 Mabilis na Datasheet at Mga Circuit ng Application Susunod: PIR Sensor Datasheet, Mga Detalye ng Pinout, Gumagawa