„Arduino Full-Bridge“ (H-Bridge) keitiklio grandinė

Paprasta, bet naudinga mikroprocesorinė „Arduino“ viso tilto keitiklio grandinė gali būti sukurta užprogramavus „Arduino“ plokštę su SPWM ir integruojant kelis „mosfets“ su „H-bridge“ topologija, sužinokime toliau pateiktą informaciją:

Viename iš ankstesnių straipsnių mes išsamiai išmokome sukurti paprastas „Arduino“ sinusinių bangų keitiklis , čia pamatysime, kaip tą patį „Arduino“ projektą būtų galima pritaikyti statant a paprastas pilnas tiltas arba H tilto keitiklio grandinė.

P-Channel ir N-Channel Mosfets naudojimas

Kad viskas būtų paprasta, mes naudosime P kanalo mosfetus aukštiems šoniniams ir N kanalų mosfets žemiems šoniniams mosfetams, tai leis mums išvengti sudėtingo įkrovos etapo ir leis tiesiogiai integruoti „Arduino“ signalą su mosfets.

Paprastai projektuojant naudojami N kanalų mosfetai pilno tilto inverteriai , kuris užtikrina idealiausią srovės persijungimą per mosfetus ir apkrovą ir užtikrina daug saugesnes mosfets darbo sąlygas.

Tačiau kai derinys ir naudojami p ir n kanalų mosfetai , šaudymo rizika ir kiti panašūs veiksniai visame mosfete tampa rimta problema.

Tai pasakius, jei pereinamieji etapai bus tinkamai apsaugoti per trumpą laiką, perjungimas gali būti kuo saugesnis ir būtų išvengta pūtimo.

Šioje konstrukcijoje aš specialiai naudoju „Schmidt“ paleidimo NAND vartus, naudodamas IC 4093, kuris užtikrina, kad perjungimas per du kanalus yra ryškus ir kad jo neveikia jokie netikri pereinamieji laikotarpiai ar silpni signalo sutrikimai.

Vartų N1-N4 loginė operacija

Kai 9 kaištis yra logika 1, o kaištis 8 - logika 0

• N1 išėjimas yra 0, viršutiniame kairiajame p-MOSFET įjungtas, N2 išėjimas yra 1, apatiniame dešiniajame n-MOSFET įjungtas.
• N3 išėjimas yra 1, viršutiniame dešiniajame p-MOSFET yra išjungtas, N4 išėjime 0, apatiniame kairiajame n-MOSFET yra išjungtas.
• Lygiai tokia pati seka įvyksta ir kitoms įstrižai sujungtoms MOSFET, kai kaištis 9 yra logika 0, o kaištis 8 - logika 1

Kaip tai veikia

Kaip parodyta aukščiau pateiktame paveikslėlyje, šio „Arduino“ pagrindu veikiančio viso tilto sinusinių bangų keitiklio veikimą galima suprasti naudojant šiuos punktus:

„Arduino“ yra užprogramuotas tinkamai generuoti SPWM išvestis iš kontaktų Nr. 8 ir kontaktų Nr. 9.

Kol vienas iš kaiščių generuoja SPWM, papildomas kaištis laikomas žemai.

Atitinkami pirmiau minėtų kontaktų išėjimai apdorojami per Schmidto paleidimo NAND vartus (N1 --- N4) iš IC 4093. Visi vartai yra išdėstyti kaip keitikliai, turintys Schmidto atsaką, ir tiekiami į atitinkamus viso tilto vairuotojo mosfetus. tinklo.

Nors kaištis Nr. 9 generuoja SPWM, N1 apverčia SPWM ir užtikrina, kad atitinkami aukšti šoniniai skydai reaguotų ir vadovautųsi aukšta SPWM logika, o N2 užtikrina, kad žemos pusės N kanalo mosfet daro tą patį.

Per šį laiką kaištis Nr. 8 laikomas nulinėje logikoje (neaktyvus), kurį tinkamai interpretuoja N3 N4, kad būtų užtikrinta, jog kita papildoma H-tilto „mosfet“ pora lieka visiškai išjungta.

Pirmiau minėti kriterijai yra identiškai kartojami, kai SPWM karta pereina į kaištį Nr. 8 iš kaiščio Nr. 9, o nustatytos sąlygos nuolat kartojamos visose „Arduino“ sąsajose ir viso tilto „mosfet“ poros .

Baterijos specifikacijos

Nurodytai „Arduino“ viso tilto sinusinių bangų keitiklio grandinei pasirinkta akumuliatoriaus specifikacija yra 24 V / 100 Ah, tačiau bet kurią kitą norimą akumuliatoriaus specifikaciją galima pasirinkti pagal vartotojo pageidavimus.

Transformatoriaus pirminės įtampos specifikacijos turėtų būti šiek tiek mažesnės už akumuliatoriaus įtampą, kad būtų užtikrinta, jog SPWM RMS proporcingai sukuria apie 220–240 V transformatoriaus antrinėje.

Visas programos kodas pateiktas šiame straipsnyje:

„Sinewave“ SPWM kodas

4093 IC kištukai

IRF540 prisegimo detalė (IRF9540 taip pat turės tą pačią sąrankos konfigūraciją)

Lengvesnė viso tilto alternatyva

Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta pakaitinis H tilto dizainas naudojant P ir N kanalų MOSFET, o tai nepriklauso nuo IC, vietoj to naudojami įprasti BJT kaip tvarkyklės MOSFET izoliavimui.

Pakaitiniai laikrodžio signalai tiekiami iš „Arduino“ lenta , o teigiami ir neigiami pirmiau minėtos grandinės išėjimai tiekiami į „Arduino DC“ įėjimą.