Cel mai simplu circuit invertor de pod complet

Printre diferitele topologii existente ale invertorului, podul complet sau topologia invertorului cu punte H este considerată a fi cea mai eficientă și mai eficientă. Configurarea unei topologii complete a podului ar putea implica prea multă criticitate, totuși odată cu apariția IC-urilor complete ale driverului de pod, acestea au devenit acum una dintre cele mai simple invertoare se poate construi.

Ce este o topologie Full-Bridge

Un invertor cu punte completă, numit și invertor cu punte H, este cea mai eficientă topologie a invertorului care funcționează cu două transformatoare de sârmă pentru a furniza curentul oscilant push-pull necesar în primar. Acest lucru evită utilizarea unui transformator cu filet central cu 3 fire care nu este foarte eficient datorită cantității de înfășurare primară de două ori decât un transformator cu 2 fire

Această caracteristică permite utilizarea transformatoarelor mai mici și obține mai multe ieșiri de energie în același timp. Astăzi, datorită disponibilității ușoare a circuitelor IC ale driverului de punte completă, lucrurile au devenit complet simple și crearea unui circuit invertor de punte complet acasă a devenit un joc pentru copii.

Aici discutăm despre un circuit invertor de punte complet utilizând driverul de punte complet IC IRS2453 (1) D de la International Rectifiers.

Cipul menționat este un IC remarcabil pentru driverul de pod complet, deoarece se ocupă singur de toate criticile majore implicate în topologiile podurilor H prin circuitele sale avansate încorporate.

Asamblatorul trebuie pur și simplu să conecteze câteva mâini de componente în exterior pentru a realiza un invertor cu punte H, funcțional și complet.

Simplitatea designului este evidentă din diagrama prezentată mai jos:

Funcționarea circuitului

Pin14 și pin10 sunt pinout-urile cu tensiune de alimentare plutitoare laterală înaltă ale CI. Condensatorii 1uF păstrează efectiv aceste pinouts cruciale la o umbră mai mare decât tensiunile de scurgere ale mosfetelor corespunzătoare, asigurându-se că potențialul sursei de mosfet rămâne mai mic decât potențialul de poartă pentru conducerea necesară a mosfetelor.

Rezistențele de poartă elimină posibilitatea scurgerii / sursei prin prevenirea conducerii bruște a mosfetelor.

Diodele de pe rezistențele de poartă sunt introduse pentru descărcarea rapidă a condensatoarelor de poartă / scurgere interne în perioadele lor de neconducție pentru a asigura un răspuns optim de la dispozitive.

IC IRS2453 (1) D este, de asemenea, prezentat cu un oscilator încorporat, ceea ce înseamnă că nu ar fi necesară o etapă de oscilator extern cu acest cip.

Doar câteva componente pasive externe au grijă de frecvența de acționare a invertorului.

Rt și Ct pot fi calculate pentru obținerea ieșirilor de frecvență de 50Hz sau 60 Hz pe mosfete.

Calcularea componentelor de determinare a frecvenței

Următoarea formulă poate fi utilizată pentru calcularea valorilor Rt / Ct:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct

unde Rt este în Ohms și Ct în Farads.

Caracteristică de înaltă tensiune

O altă caracteristică interesantă a acestui IC este capacitatea sa de a gestiona tensiuni foarte ridicate de până la 600V, făcându-l perfect aplicabil pentru invertoare fără transformare sau circuite inverter compacte de ferită.

Așa cum se poate vedea în diagrama dată, dacă se aplică un DC extern accesibil de 330V peste „liniile rectificate +/- AC”, configurația devine instantaneu un invertor fără transformator în care orice sarcină intenționată poate fi conectată direct în punctele marcate ca „sarcină” '.

Alternativ, dacă este obișnuit transformator pas cu pas este utilizată, înfășurarea primară poate fi conectată prin punctele marcate ca „sarcină”. În acest caz, „linia rectificată + AC” poate fi unită cu pinul 1 al IC-ului și terminată în mod obișnuit la bateria (+) invertorului.

Dacă se folosește o baterie mai mare de 15V, linia „+ CA rectificată” ar trebui conectată direct cu bateria pozitivă, în timp ce pinul 1 ar trebui să fie aplicat cu un regulator redus de 12V de la sursa bateriei folosind IC 7812.

Deși designul prezentat mai jos pare prea ușor de construit, aspectul necesită respectarea unor linii directoare stricte, puteți consulta postarea pentru a vă asigura măsuri de protecție corecte pentru circuitul invertor simplu de punte complet propus.

NOTĂ:Vă rugăm să uniți pinul SD al IC-ului cu linia de sol, dacă nu este utilizat pentru operația de oprire.

Diagrama circuitului

Inversor simplu H-Bridge sau Full Bridge utilizând două IC-uri Half-Bridge IR2110

Diagrama de mai sus arată cum să implementați un design eficient al invertorului cu undă pătrată cu punte completă utilizând câteva IC-uri cu jumătate de punte IR2110.

IC-urile sunt drivere cu jumătate de punte complete, echipate cu rețeaua necesară de condensatori bootstrapping pentru conducerea mosfetelor laterale înalte și o caracteristică de timp mort pentru a asigura 100% siguranță pentru conducerea mosfetului.

IC-urile funcționează prin comutarea alternativă a mosfetelor Q1 / Q2 și Q3 / Q4 în tandem, astfel încât, în orice ocazie când Q1 este PORNIT, Q2 și Q3 sunt complet comutate OF și invers.

IC-ul este capabil să creeze comutarea precisă de mai sus ca răspuns la semnalele temporizate de la intrările lor HIN și LIN.

Aceste patru intrări trebuie să fie declanșate pentru a se asigura că HIN1 și LIN2 sunt pornite simultan în timp ce HIN2 și LIN1 sunt dezactivate și invers. Acest lucru se face la o rată dublă față de frecvența de ieșire a invertorului. Adică dacă ieșirea invertorului trebuie să fie de 50Hz, intrările HIN / LIN ar trebui să fie oscilate la o rată de 100Hz și așa mai departe.

Circuitul oscilatorului

Acesta este un circuit oscilator care este optimizat pentru declanșarea intrărilor HIN / LIN ale circuitului invertor full-bridge explicat mai sus.

Un singur IC 4049 este utilizat pentru generarea frecvenței necesare și, de asemenea, pentru izolarea alimentărilor de intrare alternative pentru circuitele integrate ale invertorului.

C1 și R1 determină frecvența necesară pentru oscilarea dispozitivelor cu jumătate de punte și ar putea fi calculate utilizând următoarea formulă:

f = 1 / 1,2 RC

Alternativ, valorile ar putea fi atinse prin unele încercări și erori.

Invertor discret complet cu punte folosind tranzistorul

Până în prezent, am studiat topologiile invertorului cu punte completă folosind circuite integrate specializate, totuși aceleași ar putea fi construite folosind piese discrete, cum ar fi tranzistoare și condensatoare, și fără a depinde de circuite integrate.

O diagramă simplă poate fi văzută mai jos: