Arduino täissilla (H-silla) inverterahel

Lihtsa, kuid kasuliku mikroprotsessoril põhineva Arduino täissilla inverterahelat saab ehitada, programmeerides Arduino plaadi SPWM-iga ja integreerides mõned mosfetid H-silla topoloogiasse, õpime allpool üksikasju:

Ühes oma varasemas artiklis õppisime põhjalikult, kuidas ehitada lihtne Arduino siinusmuundur , siin näeme, kuidas saaks sama Arduino projekti rakendada a lihtne täissild või H-silla muunduri ahel.

P-Channel ja N-Channel Mosfets kasutamine

Asjade lihtsuse huvides kasutame kõrgel küljel asuvate mosfettide jaoks P-kanaliga ja madalamate mosfettide jaoks N-kanaliga mosfette, see võimaldab meil vältida keerukat alglaadimisetappi ja võimaldada Arduino signaali otsest integreerimist mosfetsiga.

Tavaliselt kasutatakse disainimisel N-kanaliga mosfette täissillapõhised muundurid , mis tagab kõige ideaalsema voolu vahetamise kogu mosfeti ja koormuse vahel ning tagab mosfettidele palju turvalisemad töötingimused.

Kui aga kombinatsioon ja Kasutatakse p- ja n-kanalilisi mosfette , tõsiseks probleemiks saab läbi tulistamise oht ja muud sarnased tegurid kogu mosfeti piirkonnas.

See tähendab, et kui üleminekuetapid on väikese surnud ajaga nõuetekohaselt kaitstud, võib lülitamise muuta võimalikult ohutuks ja vältida mosfettide puhumist.

Selles kujunduses olen spetsiaalselt kasutanud Schmidti käivitavaid NAND-väravaid, kasutades IC 4093, mis tagab, et kahe kanali vaheline ümberlülitamine on karge ja seda ei mõjuta mingisugused valeülekanded ega madalad signaali häired.

Väravate N1-N4 loogikaoperatsioon

Kui Pin 9 on loogika 1 ja pin 8 on loogika 0

• N1 väljund on 0, vasakpoolne ülemine p-MOSFET on sees, N2 väljund on 1, alumine parem n-MOSFET on sees.
• N3 väljund on 1, ülemine parem p-MOSFET on väljas, N4 väljund 0, vasak vasak alumine n-MOSFET on väljas.
• Täpselt sama järjestus toimub ka teiste diagonaalselt ühendatud MOSFETide puhul, kui tihvt 9 on loogika 0 ja tihvt 8 on loogika 1

Kuidas see töötab

Nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, saab selle Arduino-põhise täissilla siinuslainega inverteri tööd mõista järgmiste punktide abil:

Arduino on programmeeritud genereerima sobivalt vormindatud SPWM-väljundid tihvtidest nr 8 ja tihvtidest nr 9.

Samal ajal, kui üks tihvtidest genereerib SPWM-e, hoitakse täiendavat tihvti madalal.

Vastavaid ülaltoodud pistikupesade väljundeid töödeldakse läbi IC 4093 Schmidti päästikute NAND-väravate (N1 --- N4). Kõik väravad on paigutatud Schmidti vastusega inverteritena ja suunatakse täissilla draiveri vastavatesse mosfetidesse võrku.

Kui tihvt nr 9 genereerib SPWM-id, siis N1 muudab SPWM-id ümber ja tagab, et asjaomased kõrged külgsuunad reageerivad ja käituvad SPWM-i kõrgele loogikale, ja N2 tagab, et sama teeb ka madalam N-kanaliga mosfet.

Sel ajal hoitakse tihvti nr 8 loogikal nullil (mitteaktiivne), mida N3 N4 tõlgendab sobivalt, tagamaks, et H-silla teine ​​komplementaarne mosfet-paar jääb täielikult välja lülitatuks.

Ülaltoodud kriteeriume korratakse identselt, kui SPWM-i põlvkond siirdub tihvti nr 8 tihvti nr 8 ja seatud tingimusi korratakse pidevalt Arduino pinoutide ja täissilla mosfeti paarid .

Aku spetsifikatsioonid

Antud Arduino täissilla siinuslainega inverterahelale on valitud aku spetsifikatsioon 24V / 100Ah, kuid aku jaoks võib vastavalt kasutaja eelistustele valida mis tahes muu soovitud spetsifikatsiooni.

Transformeri primaarpinge näitajad peaksid olema veidi madalamad kui aku pinge, tagamaks, et SPWM RMS tekitab trafo sekundaarses osas proportsionaalselt umbes 220–240 V.

Kogu programmi kood on esitatud järgmises artiklis:

Sinewave SPWM kood

4093 mikroskeem

IRF540 kinnitusdetail (IRF9540-l on ka sama kinnituskonfiguratsioon)

Lihtsam täissilla alternatiiv

Alloleval joonisel on kujutatud vahelduv H-silla disain kasutades P- ja N-kanaliga MOSFET-e, mis ei sõltu IC-dest, kasutab MOSFET-ide eraldamiseks selle asemel draivereid tavalisi BJT-sid.

Alternatiivsed kellasignaalid edastatakse Arduino tahvel , samal ajal kui ülaltoodud vooluahela positiivsed ja negatiivsed väljundid tarnitakse Arduino DC sisendisse.