Инверторна схема на пълен мост Arduino (H-Bridge)

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Една проста, но полезна микропроцесорна инверторна верига Arduino с пълен мост може да бъде изградена чрез програмиране на Arduino платка с SPWM и чрез интегриране на няколко MOSFET-та в топологията на H-Bridge, нека научим подробностите по-долу:

В една от нашите по-ранни статии ние подробно научихме как да изградим прост инвертор на синусоида Arduino , тук ще видим как същият проект на Arduino може да бъде приложен за изграждане на прост пълен мост или H-мостова инверторна верига.



Използване на P-Channel и N-Channel Mosfets

За да улесним нещата, ще използваме P-каналните MOSFET-ове за високите странични MOSFET-и и N-каналните MOSFET-ове за ниските странични MOSFET-ове, това ще ни позволи да избегнем сложния етап на бустрастрап и да даде възможност за директна интеграция на Arduino сигнала с MOSFET-овете.

Обикновено при проектирането се използват M-транзистори с N-канал инвертори с пълен мост , който осигурява най-идеалното превключване на тока през MOSFET и товара и осигурява много по-безопасни условия на работа за MOSFET.



Въпреки това, когато комбинация от и се използват p и n канални мосфетове , рискът от изстрел и други подобни фактори в MOSFET се превръща в сериозен проблем.

Като се има предвид, че ако фазите на прехода са подходящо защитени с малко мъртво време, превключването може да се направи възможно най-безопасно и да се избегне раздуването на MOSFET-ите.

В този дизайн специално използвах затварящите на NAND порти на Schmidt, използвайки IC 4093, който гарантира, че превключването през двата канала е ясно и не се влияе от някакъв вид фалшиви преходни процеси или ниско смущение на сигнала.

Логическа операция Gates N1-N4

Когато Pin 9 е логика 1, а Pin 8 е логика 0

  • N1 изходът е 0, горният ляв p-MOSFET е включен, N2 изходът е 1, долният десен n-MOSFET е включен.
  • N3 изходът е 1, горният десен p-MOSFET е изключен, N4 изход 0, долният ляв n-MOSFET е изключен.
  • Точно същата последователност се случва и за другите диагонално свързани MOSFET, когато пин 9 е логика 0, а щифт 8 е логика 1

Как работи

Както е показано на горната фигура, работата на този базиран на Arduino инвертор с пълен мост за синусоида може да се разбере с помощта на следните точки:

Arduino е програмиран да генерира подходящо форматирани SPWM изходи от пин # 8 и пин # 9.

Докато един от щифтовете генерира SPWM, допълнителният щифт се държи ниско.

Съответните изходи от гореспоменатите изводи се обработват през NAND портата на спусъка на Schmidt (N1 --- N4) от IC 4093. Всички портали са подредени като инвертори с реакция на Schmidt и се подават към съответните MOSFET-ове на пълния мостов драйвер мрежа.

Докато щифт # 9 генерира SPWM, N1 инвертира SPWM и гарантира, че съответните високи странични MOSFET реагират и провеждат към високите логики на SPWM, а N2 гарантира, че NF-каналът MOSFET прави същото.

През това време щифт # 8 се задържа на логическа нула (неактивен), което се интерпретира по подходящ начин от N3 N4, за да се гарантира, че другата допълваща двойка MOSFET на H-моста остава напълно изключена.

Горните критерии се повтарят идентично, когато генерирането на SPWM преминава към пин # 8 от пин # 9 и зададените условия непрекъснато се повтарят през пинтовете на Arduino и пълен мост двойки MOSFET .

Спецификации на батерията

Спецификацията на батерията, избрана за дадената Arduino пълномостова синусоидална инверторна верига, е 24V / 100Ah, но всяка друга желана спецификация може да бъде избрана за батерията според предпочитанията на потребителя.

Характеристиките на първичното напрежение на трансфорера трябва да са малко по-ниски от напрежението на батерията, за да се гарантира, че SPWM RMS пропорционално създава около 220V до 240V във вторичната част на трансформатора.

Целият програмен код е предоставен в следната статия:

SPWM код на Sinewave

4093 интегрални схеми

Подробности за пиновете на IRF540 (IRF9540 също ще има същата конфигурация на пиновете)

По-лесна алтернатива на пълен мост

Фигурата по-долу показва алтернативен дизайн на H-мост използвайки P и N канални MOSFET, които не зависят от IC, вместо това използва обикновени BJT като драйвери за изолиране на MOSFET.

Алтернативните тактови сигнали се подават от Дъска Arduino , докато положителните и отрицателните изходи от горната верига се подават към входа на Arduino DC.




Предишен: LM324 Бърз лист с данни и схеми за приложения Напред: Лист с данни за PIR сензор, Спецификации на пиновете, Работи