Mạch biến tần toàn cầu đơn giản nhất

Trong số các cấu trúc liên kết biến tần hiện có khác nhau, cấu trúc liên kết biến tần cầu đầy đủ hoặc cấu trúc liên kết biến tần cầu H được coi là hiệu quả và hiệu quả nhất. Việc định cấu hình cấu trúc liên kết cầu đầy đủ có thể liên quan đến quá nhiều vấn đề nghiêm trọng, tuy nhiên với sự ra đời của các IC điều khiển cầu đầy đủ, giờ đây chúng đã trở thành một trong những biến tần đơn giản nhất người ta có thể xây dựng.

Cấu trúc liên kết toàn cầu là gì

Biến tần cầu đầy đủ còn được gọi là biến tần cầu H, là cấu trúc liên kết biến tần hiệu quả nhất hoạt động với hai máy biến áp dây để cung cấp dòng dao động đẩy kéo cần thiết vào sơ cấp. Điều này tránh việc sử dụng máy biến áp 3 dây có nấc điều chỉnh tâm không hiệu quả do số lượng cuộn sơ cấp của chúng gấp đôi so với máy biến áp 2 dây

Tính năng này cho phép sử dụng các máy biến áp nhỏ hơn và nhận được nhiều công suất đầu ra hơn cùng lúc. Ngày nay do sự sẵn có dễ dàng của IC điều khiển cầu đầy đủ, mọi thứ đã trở nên hoàn toàn đơn giản và việc làm một mạch biến tần cầu đầy đủ ở nhà đã trở thành trò chơi trẻ em.

Ở đây chúng ta thảo luận về một mạch biến tần cầu đầy đủ sử dụng IC điều khiển cầu đầy đủ IRS2453 (1) D của Hãng chỉnh lưu quốc tế.

Con chip được đề cập là một vi mạch điều khiển cầu đầy đủ xuất sắc vì nó tự mình xử lý tất cả các vấn đề quan trọng liên quan đến cấu trúc liên kết cầu H thông qua mạch tích hợp tiên tiến của nó.

Nhà lắp ráp chỉ cần kết nối một vài linh kiện bên ngoài để đạt được một biến tần cầu H hoạt động chính thức.

Sự đơn giản của thiết kế được thể hiện rõ qua sơ đồ dưới đây:

Hoạt động mạch

Pin14 và pin10 là chân cắm điện áp cấp nổi phía cao của IC. Các tụ điện 1uF có hiệu quả giữ cho các sơ đồ chân quan trọng này có bóng cao hơn điện áp thoát của các mosfet tương ứng, đảm bảo rằng điện thế nguồn mosfet vẫn thấp hơn điện thế cổng cho sự dẫn truyền cần thiết của các mosfet.

Các điện trở cổng ngăn chặn khả năng thoát / tăng nguồn bằng cách ngăn chặn sự dẫn điện đột ngột của các mosfet.

Các điốt trên các điện trở cổng được đưa vào để phóng điện nhanh chóng cho các tụ điện cổng / cống bên trong trong thời gian không dẫn điện của chúng để đảm bảo đáp ứng tối ưu từ các thiết bị.

IC IRS2453 (1) D cũng được trang bị bộ dao động tích hợp, có nghĩa là không cần giai đoạn dao động bên ngoài với chip này.

Chỉ cần một vài thành phần thụ động bên ngoài đảm nhận tần số điều khiển biến tần.

Rt và Ct có thể được tính toán để nhận được các đầu ra tần số 50Hz hoặc 60 Hz dự định qua các mosfet.

Tính toán các thành phần xác định tần số

Công thức sau có thể được sử dụng để tính các giá trị của Rt / Ct:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct

trong đó Rt ở Ohms và Ct ở Farads.

Tính năng điện áp cao

Một tính năng thú vị khác của vi mạch này là khả năng xử lý điện áp rất cao lên đến 600V, nên nó có thể áp dụng hoàn hảo cho các bộ biến tần không biến đổi hoặc các mạch biến tần ferit nhỏ gọn.

Như có thể thấy trong sơ đồ đã cho, nếu áp dụng một điện áp 330V DC có thể truy cập bên ngoài qua 'đường dây chỉnh lưu +/- AC', cấu hình ngay lập tức trở thành một biến tần không biến áp trong đó bất kỳ tải dự định nào có thể được kết nối trực tiếp qua các điểm được đánh dấu là 'tải '.

Hoặc nếu một người bình thường biến áp bước xuống được sử dụng, cuộn sơ cấp có thể được kết nối qua các điểm được đánh dấu là 'tải'. Trong trường hợp này, '+ Dòng chỉnh lưu AC' có thể được nối với chân số 1 của IC và thường được kết nối với pin (+) của biến tần.

Nếu pin cao hơn 15V được sử dụng, thì '+ Dòng chỉnh lưu AC' phải được kết nối trực tiếp với cực dương của pin trong khi chân số 1 phải được áp dụng với nguồn 12V được điều chỉnh giảm từ nguồn pin sử dụng IC 7812.

Mặc dù thiết kế được hiển thị bên dưới trông quá dễ dàng để xây dựng, bố cục yêu cầu một số nguyên tắc nghiêm ngặt phải tuân theo, bạn có thể tham khảo bài đăng để đảm bảo các biện pháp bảo vệ đúng cho mạch biến tần toàn cầu đơn giản được đề xuất.

GHI CHÚ:Vui lòng nối chân SD của IC với đường nối đất, nếu nó không được sử dụng cho hoạt động tắt.

Sơ đồ mạch

Biến tần H-Bridge hoặc Full Bridge đơn giản sử dụng hai IC bán cầu IR2110

Sơ đồ trên cho thấy cách thực hiện một thiết kế biến tần sóng vuông toàn cầu hiệu quả bằng cách sử dụng một vài IC nửa cầu IR2110.

Các IC là trình điều khiển nửa cầu chính thức được trang bị mạng lưới tụ điện khởi động cần thiết để điều khiển các mosfet bên cao và tính năng thời gian chết để đảm bảo an toàn 100% cho việc dẫn mosfet.

Các IC hoạt động bằng cách luân phiên chuyển đổi song song các mosfet Q1 / Q2 và Q3 / Q4, sao cho bất kỳ lúc nào khi Q1 là ON, Q2 và Q3 hoàn toàn được chuyển sang OF và ngược lại.

IC có thể tạo ra chuyển mạch chính xác ở trên để đáp ứng với các tín hiệu định thời tại đầu vào HIN và LIN của chúng.

Bốn đầu vào này cần được kích hoạt để đảm bảo rằng tại bất kỳ thời điểm nào, HIN1 và LIN2 được BẬT đồng thời trong khi HIN2 và LIN1 được TẮT và ngược lại. Điều này được thực hiện với tốc độ gấp đôi tần số đầu ra của biến tần. Có nghĩa là nếu đầu ra biến tần được yêu cầu là 50Hz, đầu vào HIN / LIN phải được dao động ở tốc độ 100Hz, v.v.

Mạch dao động

Đây là một mạch dao động được tối ưu hóa để kích hoạt các đầu vào HIN / LIN của mạch biến tần toàn cầu được giải thích ở trên.

Một IC 4049 duy nhất được sử dụng để tạo ra tần số cần thiết và cũng để cách ly các nguồn cấp đầu vào xoay chiều cho các IC biến tần.

C1 và R1 xác định tần số cần thiết để dao động các thiết bị nửa cầu và có thể được tính bằng công thức sau:

f = 1 /1,2RC

Ngoài ra, các giá trị có thể đạt được thông qua một số thử nghiệm và sai sót.

Biến tần toàn cầu rời rạc sử dụng bóng bán dẫn

Cho đến nay chúng tôi đã nghiên cứu cấu trúc liên kết biến tần cầu đầy đủ sử dụng các IC chuyên dụng, tuy nhiên cấu trúc tương tự có thể được chế tạo bằng cách sử dụng các bộ phận rời rạc như bóng bán dẫn và tụ điện, và không phụ thuộc vào IC.

Một sơ đồ đơn giản có thể được nhìn thấy dưới đây: