3-фазна инверторна верига Arduino с код

3-фазна инверторна верига Arduino с код

Трифазният инвертор на Arduino е верига, която произвежда 3-фазен AC изход чрез програмиран Arduino базиран осцилатор.



В този пост научаваме как да направим прост микропроцесорен трифазен инверторен кръг, базиран на Arduino, който може да бъде надграден според предпочитанията на потребителя за работа с даден трифазен товар.

Вече проучихме една ефективна, но проста 3-фазна верига на инвертора в един от нашите по-ранни публикации, който разчиташе на opamps за генериране на 3-фазови квадратни вълнови сигнали, докато 3-фазните push push сигнали за задвижване на MOSFET-и беше реализиран с помощта на специализирани 3-фазни интегрални схеми за драйвери.





В настоящата концепция също конфигурираме основната степен на захранване, използвайки тези специализирани интегрални схеми за драйвери, но 3-фазният генератор на сигнал е създаден с помощта на Arduino.

Това е така, защото създаването на базиран на Arduino трифазен драйвер може да бъде изключително сложно и не се препоръчва. Освен това е много по-лесно да получите готови ефективни цифрови интегрални схеми за целта на много по-ниски цени.



Преди да изградим пълната схема на инвертора, първо трябва да програмираме следния код на Arduino вътре в платка на Arduino UNO и след това да продължим с останалите подробности.

3-фазен код на генератор на сигнали 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)
}
}

Оригинален източник : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

Предполагаемата форма на вълната, използваща горния код, може да бъде визуализирана в следната диаграма:

3-фазно квадратно вълново изображение

След като изгорите и потвърдите горния код във вашия Arduino, е време да продължите напред и да конфигурирате останалите етапи на веригата.

За това ще ви трябват следните части, които се надяваме вече да сте набавили:

Необходими части

IC IR2112 - 3 броя (или всякакви подобни 3-фазни IC драйвери)
Транзистори BC547 - 3 бр
кондензатор 10uF / 25V и 1uF / 25V = 3 носа всеки
100uF / 25V = 1не
1N4148 = 3nos (1N4148 се препоръчва над 1N4007)

Резистори, всички 1/4 вата 5%
100 ома = 6nos
1K = 6nos

Конструктивни детайли

Като начало ние се присъединяваме към 3-те интегрални схеми, за да формираме предвидения 3-фазен етап на драйвера на MOSFET, както е дадено по-долу:

3-фазен драйвер за Arduino

След като платката на драйвера е сглобена, транзисторите BC547 се свързват с входовете HIN и LIN на IC и са илюстрирани на следващата фигура:

3-фазен драйвер за инвертор на arduino

След изграждането на горните проекти, планираният резултат може да бъде бързо проверен чрез включване на системата.

Не забравяйте, че Arduino се нуждае от време за зареждане, затова се препоръчва първо да включите Arduino и след това да включите захранването + 12V към веригата на драйвера след няколко секунди.

Как да изчислим Bootstrap кондензаторите

Както можем да видим на горните фигури, верига изисква няколко външни компонента в близост до MOSFET-и под формата на диоди и кондензатори. Тези части играят решаваща роля за осъществяването на прецизно превключване на високите странични MOSFET-и, а етапите се наричат ​​bootstrapping мрежа.

Въпреки че вече е дадено в диаграмата , стойностите на тези кондензатори могат да бъдат изчислени специално, като се използва следната формула:

формула за кондензатор с пълен мост

Как да изчислим Bootstrap диодите

Горните уравнения могат да се използват за изчисляване на стойността на кондензатора за bootstrap мрежата, за свързания диод трябва да вземем предвид следните критерии:

Диодите се активират или се активират в режим на пристрастие напред, когато са включени високите странични MOSFET-и и потенциалът около тях е почти равен на напрежението на шината през пълните линии на напрежение на MOSFET на моста, следователно диодът за зареждане трябва да бъде достатъчно номинален за блокиране на пълното приложено напрежение, както е посочено в конкретните диаграми.

Това изглежда доста лесно за разбиране, но за изчисляване на текущия рейтинг може да се наложи да направим малко математика, като умножим величината на заряда на портата с честотата на превключване.

Например, ако се използва MOSFET IRF450 с честота на превключване 100kHz, текущата номинална стойност за диода ще бъде около 12 mA. Тъй като тази стойност изглежда съвсем минимална и повечето диоди биха имали много по-висок ток от този обикновено, специфичното внимание може да не е от съществено значение.

Като се има предвид това, характеристиката на изтичане на свръхтемпература на диода може да бъде от решаващо значение, особено в ситуации, когато кондензаторът за зареждане може да съхранява заряда си за разумно продължително време. При такива обстоятелства диодът ще трябва да бъде свръхбърз тип за възстановяване, за да сведе до минимум величината на заряда от принудително връщане назад от кондензатора за зареждане към захранващите релси на IC.

Някои съвети за безопасност

Тъй като всички знаем, че MOSFET в трифазни инверторни вериги могат да бъдат доста уязвими за повреди поради много рискови параметри, свързани с такива концепции, особено когато се използват индуктивни натоварвания. Вече обсъдих това подробно в един от моите по-ранни статии и стриктно се препоръчва да се обърнете към тази статия и да приложите MOSFET в съответствие с дадените насоки.

Използвайки IC IRS2330

Следващите диаграми са проектирани да работят като 3-фазен PWM управляван инвертор от Arduino.

Първата диаграма е свързана с помощта на шест NOT порта от IC 4049. Този етап се използва за раздвояване на PWM импулсите на Arduino в допълващи двойки висока / ниска логика, така че мостовият 3-фазен драйвер на инвертора IC IC IRS2330 могат да бъдат направени съвместими с подаваните ШИМ.

Втората диаграма отгоре оформя етапа на мостовия драйвер за предложената Arduino PWM, 3-фазна инверторна конструкция, използвайки IC IRS2330 мост драйвер чип.

Входовете на IC, посочени като HIN и LIN, приемат оразмерените PWM на Arduino от NOT портите и задвижват изходната мостова мрежа, образувана от 6 IGBT, които от своя страна задвижват свързания товар през трите си изхода.

Предварителната настройка 1K се използва за контролиране на пределната стойност на тока на инвертора чрез подходящо регулиране през изключения щифт на I, резисторът за чувствителност от 1 ома може да бъде намален по подходящ начин, ако токът е сравнително по-висок за инвертора.

Обобщавайки:

Това завършва нашата дискусия за това как да изградим базирана на Arduino 3-фазна верига на инвертора. Ако имате допълнителни съмнения или въпроси по този въпрос, моля не се колебайте да коментирате и да получите отговорите бързо.

За PCB Gerber файлове и други свързани файлове можете да се обърнете към следната връзка:

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

Горните подробности бяха предоставени от „ кибракс '




Предишна: Сирена на симулатор на силен пистолет Напред: Общ колектор на транзистори