Следващият пост описва H-мостова модифицирана синусоидална инверторна верига, използваща четири n-канални MOSFET-та. Нека научим повече за функционирането на веригата.

Концепцията H-Bridge

Всички знаем, че сред различните инверторни типологии, H-мостът е най-ефективният, тъй като не изисква използването на централни трансформатори на крана и позволява използването на трансформатори с два проводника. Резултатите стават още по-добри, когато участват четири N-канални MOSFET-та.

С двупроводен трансформатор, свързан към H-мост, означава, че свързаната намотка има право да премине през трептенията на натискане по обратен напред начин. Това осигурява по-добра ефективност, тъй като постижимото усилване на тока тук става по-високо от обикновените топологии на централния кран.

По-добрите неща обаче никога не са лесни за получаване или прилагане. Когато MOSFET от идентичен тип участват в H-мостова мрежа, ефективното им управление се превръща в голям проблем. Това се дължи предимно на следните факти:

Както знаем, топологията на H-мост включва четири MOSFET за посочените операции. Тъй като и четирите са типове N-канали, задвижването на горните MOSFET-та или високите странични MOSFET-и става проблем.

Това е така, защото по време на проводимостта горните MOSFET-та изпитват почти същото ниво на потенциал на изхода на източника си като захранващото напрежение, поради наличието на съпротивление на натоварване в извода на източника.

Това означава, че горните MOSFET-та се сблъскват с подобни нива на напрежение в портата и източника си, докато работят.

Тъй като според спецификациите, напрежението на източника трябва да бъде близо до потенциала на земята за ефективно провеждане, ситуацията незабавно възпрепятства провеждането на конкретния MOSFET и цялата верига спира.

За да превключват ефективно горните MOSFET-та, те трябва да се прилагат с напрежение на затвора поне 6V по-високо от наличното захранващо напрежение.

Това означава, че ако захранващото напрежение е 12V, ще изискваме поне 18-20V на портата на високите странични MOSFET-и.

Използване на 4 N-Channel Mosfets за инвертора

Предложената H-мостова инверторна верига с 4-канални MOSFET се опитва да преодолее този проблем чрез въвеждане на мрежа за зареждане с по-високо напрежение за работа на MOSFET с високи страни.

N1, N2, N3, N4 НЕ портите от IC 4049 са подредени като верига за удвояване на напрежение, която генерира около 20 волта от наличното 12V захранване.

Това напрежение се прилага към високите странични MOSFET-та чрез няколко NPN транзистора.

Ниските странични MOSFET-та получават напрежението на порта директно от съответните източници.

Честотата на трептене (тотем полюс) се извлича от стандартен IC десетилетен брояч, IC 4017.

Знаем, че IC 4017 генерира последователност на високи изходи през посочените 10 изходни щифта. Логиката на последователността се затваря последователно, когато прескача от единия щифт на другия.

Тук се използват всичките 10 изхода, така че IC никога не получава шанс да произведе неправилно превключване на своите изходни щифтове.

Групите от три изхода, подадени към MOSFET, поддържат широчината на импулса до разумни размери. Функцията също така предоставя на потребителя възможност за настройка на широчината на импулса, която се подава към MOSFET-овете.

Чрез намаляване на броя на изходите към съответните MOSFET-та, ширината на импулса може ефективно да бъде намалена и обратно.

Това означава, че RMS е достъпен тук до известна степен и прави веригата модифицирана способност на синусоидалната верига.

Часовниците към IC 4017 са взети от самата мрежа на осцилатор за зареждане.

Честотата на трептене на веригата за зареждане е умишлено фиксирана на 1kHz, така че тя става приложима и за задвижване на IC4017, което в крайна сметка осигурява около 50 Hz изход към свързаната 4 N-канална H мостова инверторна верига.

Предложеният дизайн може да бъде много опростен, както е даден тук:

https://homemade-circuits.com/2013/05/full-bridge-1-kva-inverter-circuit.html

“логическа врата към таблицата на истината ”

Следващият опростен инвертор с модифициран синусоидален вълнен мост също беше разработен от мен. Идеята не включва 2 P канал и 2 n канала MOSFET за конфигурация на H-Bridge и ефективно изпълнява всички необходими функции безупречно.

IC 4049 щифтове

Как се конфигурира схемата на инвертора поетапно

Веригата може да бъде разделена на три етапа, т.е. Осцилаторният етап, драйверният етап и изходният етап на MOSFET с пълен мост.

Разглеждайки показаната електрическа схема, идеята може да бъде обяснена със следните точки:

IC1, който е IC555, е свързан в стандартния си нестабилен режим и е отговорен за генерирането на необходимите импулси или трептенията.

Стойностите на P1 и C1 определят честотата и работния цикъл на генерираните трептения.

IC2, който е десетилетен брояч / разделител IC4017, изпълнява две функции: оптимизиране на формата на вълната и осигуряване на безопасно задействане за пълния етап на моста.

Осигуряването на безопасно задействане на MOSFET е най-важната функция, която се изпълнява от IC2. Нека да научим как се прилага.

Как IC 4017 е проектиран да работи

Тъй като всички знаем изхода на последователностите на IC4017 в отговор на всеки часовник с възходящ ръб, приложен на входния му щифт # 14.

Импулсите от IC1 инициират процеса на секвениране по такъв начин, че импулсите да прескачат от единия извод към другия в следния ред: 3-2-4-7-1. Това означава, че в отговор на подадения всеки входен импулс изходът на IC4017 ще стане висок от пин # 3 до пин # 1 и цикълът ще се повтаря, докато входът на пин # 14 продължава.

След като изходът достигне пин # 1, той се нулира чрез пин # 15, за да може цикълът да се повтори от пин # 3.

В момента, когато щифт # 3 е висок, нищо не води на изхода.

В момента, в който горният импулс скочи на щифт # 2, той става висок, който включва T4 (N-канален MOSFET реагира на положителен сигнал), едновременно транзисторът T1 също провежда, Колекторът намалява, което в същия момент включва T5, което е P-канал MOSFET реагира на ниския сигнал в колектора на Т1.

При включени T4 и T5 токът преминава от положителния извод през включената намотка на трансформатора TR1 към земния извод. Това изтласква тока през TR1 в една посока (отдясно наляво).

В следващия момент импулсът прескача от пин # 2 към пин # 4, тъй като този пиноут е празен, отново нищо не води.

Когато обаче последователността прескача от пин # 4 към пин # 7, T2 провежда и повтаря функциите на T1, но в обратна посока. Тоест, този път T3 и T6 провеждат превключване на тока през TR1 в обратна посока (отляво надясно). Цикълът завършва успешно функционирането на H-моста.

И накрая, импулсът скача от горния щифт към щифт # 1, където се връща обратно към пин # 3 и цикълът продължава да се повтаря.

Празното място на щифт # 4 е най-важно, тъй като предпазва MOSFET-тата напълно от всякакви възможни „пробивания“ и осигурява 100% безупречно функциониране на пълния мост, избягвайки необходимостта и участието на сложни драйвери на MOSFET

Празният щифт също помага да се приложи необходимата типична, сурова модифицирана форма на синусоида, както е показано на диаграмата.

Прехвърлянето на импулса през IC4017 от неговия щифт # 3 към щифт # 1 представлява един цикъл, който трябва да се повтори 50 или 60 пъти, за да се генерират необходимите 50 Hz или 60 Hz цикъла на изхода на TR1.

Следователно умножаването на броя на пиновете по 50 дава 4 x 50 = 200 Hz. Това е честотата, която трябва да се настрои на входа на IC2 или на изхода на IC1.

Честотата може лесно да се настрои с помощта на P1.

Предложената конструкция на синусоидална инверторна модификация с пълен мост може да бъде модифицирана по много различни начини според индивидуалните предпочитания.

Съотношението на пространството за маркиране на IC1 оказва ли някакво влияние върху характеристиките на пулса? .... нещо, върху което да се замислите.