Trojfázový invertor Arduino je obvod, ktorý produkuje trojfázový striedavý výstup cez programovaný oscilátor na báze Arduino.

V tomto príspevku sa naučíme, ako vyrobiť jednoduchý mikroprocesorový trojfázový invertorový obvod na báze Arduino, ktorý je možné podľa želania používateľa upgradovať na prevádzku daného trojfázového zaťaženia.

Už sme študovali efektívny, ale jednoduchý 3fázový invertorový obvod v jednom z našich predchádzajúcich príspevkov, ktorý sa pri generovaní 3fázových pravouhlých signálov spoliehal na operačné zosilňovače, zatiaľ čo 3fázové push-pull signály na pohon mosfetov sa implementovali pomocou špecializovaných integrovaných obvodov 3fázového budiča.

V tomto koncepte tiež konfigurujeme hlavný výkonový stupeň pomocou týchto špecializovaných integrovaných obvodov vodiča, ale generátor 3fázového signálu je vytváraný pomocou Arduina.

Je to z toho dôvodu, že vytvorenie trojfázového ovládača na báze Arduina môže byť veľmi zložité a neodporúča sa. Navyše je oveľa jednoduchšie dostať sa k bežným efektívnym digitálnym integrovaným obvodom na tento účel za oveľa lacnejšie ceny.

Pred zostavením celého obvodu invertora musíme najskôr naprogramovať nasledujúci kód Arduino vo vnútri dosky Arduino UNO a potom pokračovať so zvyšnými podrobnosťami.

Kód generátora 3fázového signálu Arduino

void setup() { // initialize digital pin 13,12&8 as an output. pinMode(13, OUTPUT) pinMode(12,OUTPUT) pinMode(8,OUTPUT) } void loop() { int var=0 digitalWrite(13, HIGH) digitalWrite(8,LOW) digitalWrite(12,LOW) delay(6.67) digitalWrite(12,HIGH) while(var==0){ delay(3.33) digitalWrite(13,LOW) delay(3.33) digitalWrite(8,HIGH) delay(3.34) digitalWrite(12,LOW) delay(3.33) digitalWrite(13,HIGH) delay(3.33) digitalWrite(8,LOW) delay(3.34) digitalWrite(12,HIGH) } }

Pôvodný zdroj : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

Predpokladaný tvar vlny pomocou vyššie uvedeného kódu je možné vizualizovať v nasledujúcom diagrame:

Po spálení a potvrdení vyššie uvedeného kódu vo vašom Arduine je čas pokročiť a nakonfigurovať zostávajúce fázy obvodu.

Na to budete potrebovať nasledujúce časti, ktoré ste si, dúfajme, už mohli zaobstarať:

Potrebné diely

IC IR2112 - 3 nosy (alebo akýkoľvek podobný trojfázový vodič IC)
Tranzistory BC547 - 3 nosy
kondenzátor 10uF / 25V a 1uF / 25V = každý 3 nosy
100uF / 25V = 1č
1N4148 = 3nos (1N4148 sa odporúča nad 1N4007)

Rezistory, všetky 1/4 watt 5%
100 ohmov = 6nos
1K = 6nos

Konštrukčné detaily

Na začiatok sa pripájame k 3 integrovaným obvodom, aby sme vytvorili zamýšľanú trojfázovú fázu budiča mosfetu, ako je uvedené nižšie:

Po zostavení dosky vodiča sú tranzistory BC547 zapojené do vstupov HIN a LIN integrovaného obvodu a sú znázornené na nasledujúcom obrázku:

“ako postaviť detektor emf ”

Len čo sa skonštruujú vyššie uvedené návrhy, plánovaný výsledok sa dá rýchlo overiť ZAPNUTÍM systému.

Pamätajte, že Arduino musí niekedy nabootovať, preto sa odporúča najskôr zapnúť Arduino a potom po niekoľkých sekundách ZAPNUTIE napájania + 12V do obvodu vodiča.

Ako vypočítať kondenzátory Bootstrap

Ako vidíme na vyššie uvedených obrázkoch, obvod vyžaduje niekoľko externých komponentov v blízkosti mosfetov vo forme diód a kondenzátorov. Tieto časti hrajú rozhodujúcu úlohu pri realizácii presného prepínania vysokých bočných mosfetov a fázy sa nazývajú bootstrappingová sieť.

Aj keď už je to uvedené v diagrame , hodnoty týchto kondenzátorov je možné konkrétne vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

vzorec kondenzátora s úplným mostom bootstrap

Ako vypočítať diódy bootstrapu

Vyššie uvedené rovnice možno použiť na výpočet hodnoty kondenzátora pre sieť bootstrap, pre príslušnú diódu musíme brať do úvahy nasledujúce kritériá:

Diódy sa aktivujú alebo sú povolené v režime predpätia, keď sú zapnuté vysokofrekvenčné mosfety a potenciál okolo nich je takmer rovnaký ako napätie BUS cez celé mostíky mosfetového napätia mosta, preto musí byť bootstrapová dióda dostatočne dimenzovaná, aby blokovať plné privedené napätie, ako je uvedené v konkrétnych diagramoch.

Vyzerá to celkom ľahko. Na výpočet aktuálneho hodnotenia však možno budeme musieť urobiť matematiku vynásobením veľkosti hradlového náboja spínacou frekvenciou.

Napríklad ak sa mosfet IRF450 používa so spínacou frekvenciou 100 kHz, súčasný prúd pre diódu by bol okolo 12mA. Pretože táto hodnota vyzerá celkom minimálne a väčšina diód by mala omnoho vyšší prúdový prúd, ako je táto hodnota, nemusí byť nevyhnutná osobitná pozornosť.

Z tohto dôvodu môže byť charakteristika úniku nadmernej teploty diódy zásadná, a to najmä v situáciách, keď sa predpokladá, že bootstrapový kondenzátor dokáže svoj náboj uložiť na primerane dlhú dobu. Za takýchto okolností bude musieť byť dióda typu ultrarýchleho zotavenia, aby sa minimalizovala veľkosť náboja, ktorý je tlačený späť z bootstrapového kondenzátora smerom k napájacím koľajniciam integrovaného obvodu.

Niekoľko bezpečnostných tipov

Ako všetci vieme, mosfety v 3fázových invertorových obvodoch môžu byť celkom zraniteľné voči poškodeniu v dôsledku mnohých rizikových parametrov, ktoré sú s takýmito konceptmi spojené, najmä pri použití indukčných záťaží. Už som o tom podrobne hovoril v jednom zo svojich staršie články a dôrazne sa odporúča odkazovať na tento článok a implementovať mosfety podľa daných pokynov.

Použitím IC IRS2330

Nasledujúce diagramy sú navrhnuté tak, aby fungovali ako 3fázový PWM riadený invertor od Arduina.

Prvý diagram je zapojený pomocou šiestich NOT hradiel z IC 4049. Tento stupeň sa používa na rozdvojenie impulzov Arduino PWM do komplementárnych logických párov vysokej / nízkej hodnoty, takže mostíkový trojfázový menič budiča IC IC IRS2330 môžu byť kompatibilné s napájanými PWM.

Druhý diagram zhora tvorí fázu budiaceho mostíka pre navrhovaný 3fázový invertor Arduino PWM s použitím IC IRS2330 čip vodiča mosta.

Vstupy IC označené ako HIN a LIN prijímajú dimenzované Arduino PWM z brán NOT a riadia sieť výstupných mostov tvorenú 6 IGBT, ktoré zase poháňajú pripojenú záťaž cez ich tri výstupy.

Predvoľba 1K sa používa na riadenie limitu nadprúdu invertora jeho vhodným nastavením na vypínacom kolíku I, snímací odpor 1 ohm sa môže primerane znížiť, ak je pre menič špecifikovaný prúd s relatívne vyšším prúdom.

Balenie:

Týmto sa končí naša diskusia o tom, ako vybudovať trojfázový invertorový obvod na báze Arduino. Ak máte ďalšie pochybnosti alebo otázky týkajúce sa tejto témy, neváhajte komentovať a rýchlo získať odpovede.

Pokiaľ ide o súbory PCB Gerber a ďalšie súvisiace súbory, môžete odkazovať na nasledujúci odkaz:

https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing