Bài đăng sau đây mô tả một mạch biến tần sóng sin sửa đổi cầu H sử dụng bốn mosfet kênh n. Chúng ta hãy tìm hiểu thêm về hoạt động của mạch.

Khái niệm cầu H

Chúng ta đều biết rằng trong số các loại biến tần khác nhau, cầu H là loại hiệu quả nhất, vì nó không cần sử dụng máy biến áp trung tâm và cho phép sử dụng máy biến áp có hai dây. Kết quả thậm chí còn trở nên tốt hơn khi có sự tham gia của bốn mosfet kênh N.

Với một máy biến áp hai dây được kết nối với cầu H có nghĩa là cuộn dây liên kết được phép thực hiện dao động kéo đẩy theo cách thuận nghịch. Điều này mang lại hiệu quả tốt hơn vì mức tăng dòng có thể đạt được ở đây trở nên cao hơn so với cấu trúc liên kết loại vòi trung tâm thông thường.

Tuy nhiên những điều tốt hơn không bao giờ dễ dàng có được hoặc thực hiện Khi các mosfet cùng loại tham gia vào mạng cầu H, việc điều khiển chúng một cách hiệu quả sẽ trở thành một vấn đề lớn. Nó chủ yếu là do các sự kiện sau:

Như chúng ta biết cấu trúc liên kết cầu H kết hợp bốn mosfet cho các hoạt động được chỉ định. Với tất cả bốn trong số chúng là loại kênh N, việc điều khiển các mosfet phía trên hoặc các mosfet bên cao trở thành một vấn đề.

Điều này là do trong quá trình dẫn, các mosfet trên trải nghiệm gần như cùng một mức điện thế tại đầu cuối nguồn của chúng như điện áp nguồn, do sự hiện diện của điện trở tải ở đầu cuối nguồn.

Điều đó có nghĩa là các mosfet trên gặp các mức điện áp tương tự ở cổng và nguồn của chúng trong khi hoạt động.

Vì theo thông số kỹ thuật, điện áp nguồn phải gần với điện thế mặt đất để dẫn điện hiệu quả, tình huống này ngay lập tức ức chế mosfet cụ thể dẫn và toàn bộ mạch ngừng hoạt động.

Để chuyển đổi các mosfet trên một cách hiệu quả, chúng phải được áp dụng điện áp cổng cao hơn ít nhất 6V so với điện áp cung cấp sẵn có.

Có nghĩa là nếu điện áp cung cấp là 12V, chúng tôi sẽ yêu cầu ít nhất 18-20V ở cổng của các mosfet phía cao.

Sử dụng 4 Mosfet kênh N cho Biến tần

Mạch biến tần cầu H được đề xuất có 4 mosfet kênh n sẽ cố gắng khắc phục vấn đề này bằng cách giới thiệu mạng khởi động điện áp cao hơn để vận hành các mosfet phía cao.

Các cổng N1, N2, N3, N4 NOT từ IC 4049 được bố trí như một mạch bộ nghi ngờ điện áp, tạo ra khoảng 20 volt từ nguồn 12V có sẵn.

Điện áp này được áp dụng cho các mosfet phía cao thông qua một vài bóng bán dẫn NPN.

Các mosfet bên thấp nhận điện áp cổng trực tiếp từ các nguồn tương ứng.

Tần số dao động (cực totem) được lấy từ một vi mạch đếm thập kỷ tiêu chuẩn, IC 4017.

Chúng ta biết rằng IC 4017 tạo ra các đầu ra cao theo trình tự trên 10 chân đầu ra được chỉ định của nó. Logic giải trình tự sẽ tắt dần khi nó nhảy từ chốt này sang chốt khác.

Ở đây, tất cả 10 đầu ra được sử dụng để vi mạch không bao giờ có cơ hội tạo ra chuyển mạch sai các chân đầu ra của nó.

Nhóm ba đầu ra được cấp cho các mosfet giữ độ rộng xung ở các kích thước hợp lý. Tính năng này cũng cung cấp cho người dùng cơ sở điều chỉnh độ rộng xung được cấp cho các mosfet.

Bằng cách giảm số lượng đầu ra cho các mosfet tương ứng, độ rộng xung có thể được giảm một cách hiệu quả và ngược lại.

Điều này có nghĩa là RMS có thể điều chỉnh ở đây ở một số mức độ và làm cho mạch một khả năng mạch sóng sin đã được sửa đổi.

Các đồng hồ đến IC 4017 được lấy từ chính mạng bộ dao động khởi động.

Tần số dao động của mạch khởi động cố định ở mức 1kHz, do đó nó cũng có thể áp dụng cho việc điều khiển IC4017, cuối cùng cung cấp đầu ra khoảng 50 Hz cho mạch nghịch lưu cầu 4 kênh N kênh H được kết nối.

Thiết kế được đề xuất có thể được đơn giản hóa nhiều như được đưa ra ở đây:

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

“bộ khuếch đại hoạt động như một bộ so sánh ”

Bộ biến tần sóng sin sửa đổi toàn cầu hoặc nửa cầu đơn giản tiếp theo cũng được tôi phát triển. Ý tưởng không kết hợp 2 mosfet kênh P và 2 kênh n cho cấu hình cầu H và thực hiện hiệu quả tất cả các chức năng cần thiết một cách hoàn hảo.

Sơ đồ chân IC 4049

Cách cấu hình mạch biến tần theo từng giai đoạn

Về cơ bản, mạch có thể được chia thành ba giai đoạn, viz. Giai đoạn dao động, giai đoạn trình điều khiển và giai đoạn đầu ra mosfet cầu đầy đủ.

Nhìn vào sơ đồ mạch điện, có thể giải thích ý tưởng này bằng những điểm sau:

IC1 là IC555 được nối dây ở chế độ ổn định tiêu chuẩn của nó và chịu trách nhiệm tạo ra các xung hoặc dao động cần thiết.

Giá trị của P1 và C1 xác định tần số và chu kỳ làm việc của các dao động được tạo ra.

IC2 là bộ đếm / bộ chia thập kỷ IC4017, thực hiện hai chức năng: tối ưu hóa dạng sóng và cung cấp kích hoạt an toàn cho giai đoạn cầu nối đầy đủ.

Cung cấp một kích hoạt an toàn cho các mosfet là chức năng quan trọng nhất được thực hiện bởi IC2. Hãy tìm hiểu cách nó được triển khai.

Cách IC 4017 được thiết kế để hoạt động

Như chúng ta đã biết đầu ra của chuỗi IC4017 để đáp ứng với mỗi xung nhịp cạnh tăng được áp dụng tại chân đầu vào # 14 của nó.

Các xung từ IC1 bắt đầu quá trình giải trình tự sao cho các xung nhảy từ chốt này sang chốt kia theo thứ tự sau: 3-2-4-7-1. Có nghĩa là, để đáp ứng với mỗi xung đầu vào được cung cấp, đầu ra của IC4017 sẽ trở nên cao từ chân số 3 đến chân số 1 và chu kỳ sẽ lặp lại miễn là đầu vào tại Chân số 14 vẫn còn.

Khi đầu ra đạt đến chân số 1, nó sẽ được đặt lại qua chân số 15, để chu kỳ có thể lặp lại từ chân số 3.

Ngay lập tức khi chân số 3 ở mức cao, không có gì dẫn đến ở đầu ra.

Thời điểm xung trên nhảy đến chân số 2, nó trở nên cao và chuyển sang BẬT T4 (MOSF kênh N đáp ứng với tín hiệu tích cực), đồng thời bóng bán dẫn T1 cũng dẫn, bộ thu của nó đi xuống mức thấp, đồng thời chuyển sang BẬT T5, tức là MOSFET kênh P đáp ứng tín hiệu thấp tại bộ thu của T1.

Khi T4 và T5 BẬT, dòng điện đi từ cực dương qua cuộn dây biến áp liên quan TR1 qua đầu nối đất. Điều này đẩy dòng điện qua TR1 theo một hướng (từ phải sang trái).

Vào khoảnh khắc tiếp theo, xung nhảy từ chân số 2 sang chân số 4, vì sơ đồ chân này trống, một lần nữa không có gì dẫn.

Tuy nhiên khi chuỗi nhảy từ chân số 4 sang chân số 7, T2 tiến hành và lặp lại các chức năng của T1 nhưng theo chiều ngược lại. Tức là lúc này T3 và T6 tiến hành chuyển dòng qua TR1 theo chiều ngược lại (từ trái sang phải). Chu trình hoàn thành cầu H hoạt động thành công.

Cuối cùng, xung nhảy từ chân trên sang chân số 1 nơi nó được đặt lại về chân số 3 và chu kỳ tiếp tục lặp lại.

Khoảng trống ở chốt số 4 là quan trọng nhất, vì nó giữ cho các mosfet hoàn toàn an toàn trước mọi khả năng 'bắn xuyên qua' và đảm bảo hoạt động hoàn hảo 100% của toàn cầu tránh sự cần thiết và sự tham gia của các trình điều khiển mosfet phức tạp.

Sơ đồ chân trống cũng giúp thực hiện dạng sóng sin điển hình, được sửa đổi thô được yêu cầu, như thể hiện trong sơ đồ.

Việc chuyển xung qua IC4017 từ chân số 3 sang chân số 1 tạo thành một chu kỳ, chu kỳ này phải lặp lại 50 hoặc 60 lần để tạo ra các chu kỳ 50 Hz hoặc 60 Hz cần thiết ở đầu ra của TR1.

Do đó nhân số sơ đồ chân với 50 sẽ cho 4 x 50 = 200 Hz. Đây là tần số phải được đặt ở đầu vào của IC2 hoặc ở đầu ra của IC1.

Tần số có thể được thiết lập dễ dàng với sự trợ giúp của P1.

Thiết kế mạch biến tần sóng sin sửa đổi toàn cầu được đề xuất có thể được sửa đổi theo nhiều cách khác nhau tùy theo sở thích cá nhân.

Tỷ lệ không gian đánh dấu của IC1 có bất kỳ ảnh hưởng nào đến các tính năng xung không? .... điều cần suy ngẫm.