Spomedzi rôznych existujúcich topológií invertorov sa za najefektívnejšiu a najefektívnejšiu považuje topológia mosta s úplným mostom alebo H-mostom. Konfigurácia úplnej topológie mosta by mohla vyžadovať príliš veľa kritickosti, avšak s príchodom integrovaných obvodov ovládača úplného mosta sa tieto stali jednou z najjednoduchšie invertory človek môže stavať.
Čo je to topológia celého mosta
Úplný mostíkový invertor, ktorý sa tiež nazýva invertor H-mosta, je najefektívnejšou topológiou invertora, ktorá pracuje s dvoma drôtovými transformátormi na dodanie požadovaného oscilačného prúdu push-pull do primárneho obvodu. Tým sa zabráni použitiu trojvodičového transformátora so stredovým odbočením, ktorý nie je veľmi efektívny z dôvodu dvojnásobného množstva primárneho vinutia ako dvojvodičový transformátor.
Táto vlastnosť umožňuje použitie menších transformátorov a získanie väčšieho množstva výstupných výkonov súčasne. Dnes je vďaka ľahkej dostupnosti integrovaných obvodov ovládača mosta všetko úplne jednoduché a domáca prevádzka celého obvodu mostového invertora sa stala hrou pre deti.
Tu diskutujeme o úplnom mostíkovom invertorovom obvode s použitím úplného mostíkového budiča IC IRS2453 (1) D od International Rectifiers.
Uvedený čip je vynikajúcim integrovaným obvodom ovládača mostov, pretože sa sám stará o všetky hlavné kritické body spojené s topológiami mosta H prostredníctvom svojich pokročilých zabudovaných obvodov.
Pre dosiahnutie plnohodnotného funkčného invertora H-bridge musí zostavovateľ jednoducho externe pripojiť niekoľko hŕstok komponentov.
Jednoduchosť dizajnu je zrejmá z nižšie uvedeného diagramu:
Prevádzka obvodu
Pin14 a pin10 sú konektory IC s plávajúcim napájacím napätím na vysokej strane. Kondenzátory 1uF účinne udržiavajú tieto rozhodujúce vývody o odtieň vyšší ako je odtokové napätie zodpovedajúcich mosfetov, čím zaisťuje, že potenciál zdroja mosfetov zostane nižší ako hradlový potenciál pre požadované vedenie mosfetov.
Hradlové odpory potláčajú možnosť prepätia odtoku / zdroja tým, že bránia náhlemu vedeniu mosfetov.
Diódy cez hradlové odpory sú zavedené na rýchle vybitie vnútorných hradlových / odtokových kondenzátorov počas ich nevodivých období, aby sa zabezpečila optimálna odozva zariadení.
IC IRS2453 (1) D je tiež vybavený vstavaným oscilátorom, čo znamená, že s týmto čipom nie je potrebný žiadny externý stupeň oscilátora.
O frekvenciu pre pohon meniča sa stará iba pár externých pasívnych komponentov.
Rt a Ct možno vypočítať na získanie zamýšľaného frekvenčného výstupu 50 Hz alebo 60 Hz cez mosfety.
Výpočet komponentov určujúcich frekvenciu
Na výpočet hodnôt Rt / Ct možno použiť nasledujúci vzorec:
f = 1/1 453 x Rt x Ct
kde Rt je v ohmoch a Ct vo Faradoch.
Funkcia vysokého napätia
Ďalšou zaujímavou vlastnosťou tohto integrovaného obvodu je jeho schopnosť zvládnuť veľmi vysoké napätie do 600 V, čo ho robí perfektne použiteľným pre beztransformátorové invertory alebo kompaktné feritové invertorové obvody.
Ako je zrejmé z uvedeného diagramu, ak sa na „+/- AC usmernené vedenie“ použije externe prístupný prúd 330 V ss., Konfigurácia sa okamžite stane beztransformátorovým invertorom, kde je možné ľubovoľné zaťaženie pripojiť priamo cez body označené ako „zaťaženie“. '.
Prípadne ak obyčajný stupňovitý transformátor Ak je použité primárne vinutie, môže byť pripojené cez body označené ako „záťaž“. V tomto prípade môže byť „+ AC usmernené vedenie“ spojené s pinom # 1 na IC a ukončené obyčajne na batériu (+) meniča.
Ak sa používa batéria vyššia ako 15 V, „+ AC usmernené vedenie“ by malo byť pripojené priamo k kladnému pólu batérie, zatiaľ čo pin # 1 by mal byť pripojený regulovaným 12V zo zdroja batérie pomocou IC 7812.
Aj keď sa zdá, že nižšie zobrazený dizajn je príliš ľahko skonštruovateľný, jeho usporiadanie vyžaduje dodržanie niektorých prísnych pokynov. správne ochranné opatrenia pre navrhovaný jednoduchý obvod mosta s úplným mostom.
POZNÁMKA:Pripojte SD kolík IC k uzemňovaciemu vodiču, ak sa nepoužíva na vypnutie.
Schéma zapojenia
Jednoduchý invertor H-Bridge alebo Full Bridge pomocou dvoch IC Bridge IR2110 s polovičným mostom
Vyššie uvedený diagram ukazuje, ako implementovať efektívny návrh invertora štvorcového vlnenia s úplným mostom pomocou niekoľkých polovičných mostíkových integrovaných obvodov IR2110.
Integrované obvody sú plnohodnotné polovodičové ovládače vybavené požadovanou bootstrappingovou kondenzátorovou sieťou na napájanie vysokofrekvenčných mosfetov a funkciou mŕtveho času na zaistenie 100% bezpečnosti vedenia mosfetov.
Integrované obvody pracujú striedavým prepínaním mosfetov Q1 / Q2 a Q3 / Q4 v tandeme, takže pri každej príležitosti, keď je Q1 zapnutá, sú Q2 a Q3 úplne prepnuté OF a naopak.
IC je schopný vytvoriť vyššie uvedené presné prepínanie v reakcii na časované signály na ich vstupoch HIN a LIN.
Tieto štyri vstupy je potrebné spustiť, aby sa zaistilo, že v každom okamihu sú HIN1 a LIN2 ZAPNUTÉ súčasne, zatiaľ čo HIN2 a LIN1 sú VYPNUTÉ a naopak. To sa deje pri dvojnásobnej rýchlosti výstupnej frekvencie meniča. To znamená, že ak je požadované, aby výstup meniča bol 50 Hz, vstupy HIN / LIN by mali byť kmitané rýchlosťou 100 Hz atď.
Obvod oscilátora
Toto je obvod oscilátora, ktorý je optimalizovaný na spúšťanie vstupov HIN / LIN vyššie vysvetleného obvodu invertora s úplným mostom.
Jediný integrovaný obvod 4049 sa používa na generovanie požadovanej frekvencie a tiež na izolovanie striedavých vstupných napájaní pre integrované obvody invertora.
C1 a R1 určujú frekvenciu potrebnú na kmitanie polovičných mostíkových zariadení a dajú sa vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
f = 1 / 1,2RC
Alternatívne by sa hodnoty dali dosiahnuť pomocou pokusov a omylov.
Diskrétny invertor s úplným mostom pomocou tranzistora
Doteraz sme študovali úplnú topológiu mostíkových invertorov pomocou špecializovaných integrovaných obvodov, to isté však možno vytvoriť pomocou samostatných častí, ako sú tranzistory a kondenzátory, a to bez závislosti na integrovaných obvodoch.
Jednoduchý diagram je uvedený nižšie:
Dvojica: Obvod spínača bezpečnostnej bóje pre ponorku poháňanú človekom Ďalej: Obvod detektora rotácie kolies
