SG3525 teljes híd inverter áramkör

Ebben a bejegyzésben megpróbáljuk megvizsgálni, hogyan tervezhetünk egy SG3525 teljes híd inverter áramkört egy külső bootstrap áramkör alkalmazásával. Az ötletet Mr. Abdul és sok más lelkes olvasó kérte.

Miért nem könnyű a teljes híd inverteres áramkör?

Valahányszor egy teljes hídra vagy egy H-híd inverter áramkörre gondolunk, képesek vagyunk azonosítani az olyan áramköröket, amelyek speciális meghajtó IC-kkel rendelkeznek, ami elgondolkodtat bennünket, nem lehet-e valóban teljes híd inverter közönséges alkatrészeket használva?

Bár ez ijesztőnek tűnhet, a koncepció egy kis megértése segít abban, hogy rájöjjünk, hogy végül is a folyamat nem lehet annyira összetett.

A teljes híd vagy a H-híd kialakításának döntő akadálya 4 N-csatornás mosfet teljes híd topológia beépítése, ami viszont egy bootstrap mechanizmus beépítését követeli meg a magas oldalsó mosfeteknél.

Mi a Bootstrapping

Így mi pontosan a Bootstrapping Network és hogyan válik ez annyira döntő fontosságúvá a teljes híd inverter áramkörének fejlesztése közben?

Ha a teljes hídhálózaton azonos eszközöket vagy 4 ncsatornás mosfetet használnak, a rendszerindítás elengedhetetlenné válik.

Ez azért van, mert kezdetben a magas oldali mosfet forrásánál jelentkező terhelés nagy impedanciát mutat, ami szerelési feszültséget eredményez a mosfet forrásánál. Ez az emelkedő potenciál olyan magas lehet, mint a magas oldali mosfet lefolyó feszültsége.

Tehát alapvetően, hacsak ennek a mosfetnek a kapu / forráspotenciálja nem képes legalább 12V-mal meghaladni ennek a növekvő forráspotenciálnak a maximális értékét, a mosfet nem fog hatékonyan vezetni. (Ha nehézségei vannak a megértéssel, kérjük, tudassa velem kommentekkel.)

Az egyik korábbi bejegyzésemben átfogóan elmagyaráztam hogyan működik az emitterkövető tranzisztor , amely pontosan alkalmazható egy mosfet forráskövető áramkör esetében is.

Ebben a konfigurációban megtudtuk, hogy a tranzisztor alapfeszültségének mindig 0,6 V-mal magasabbnak kell lennie, mint a tranzisztor kollektor oldalán lévő emitter feszültség, annak érdekében, hogy a tranzisztor a kollektoron át az emitter felé vezessen.

Ha a fentieket egy mosfet-re értelmezzük, akkor azt találjuk, hogy a forráskövető mosfet kapufeszültségének legalább 5V-nak, ideális esetben 10V-mal magasabbnak kell lennie, mint a készülék lefolyó oldalán csatlakoztatott tápfeszültség.

Ha egy teljes hídhálózaton vizsgálja meg a magas oldali mosfetet, akkor azt tapasztalja, hogy a magas oldali mosfeteket valójában forráskövetőként rendezik el, és ezért olyan kaput igényelnek, amely kiváltja a feszültséget, amelynek minimum 10 V-nak kell lennie a lefolyó tápfeszültsége felett.

Amint ez megvalósult, optimális vezetésre számíthatunk a magas oldali mosfettől az alacsony oldali mosfeten keresztül a push pull frekvencia egyoldali ciklusának teljesítéséhez.

Általában ezt gyors helyreállítási diódával, nagyfeszültségű kondenzátorral együtt hajtják végre.

Ezt a kulcsfontosságú paramétert, ahol egy kondenzátort használnak a magas oldali mosfet kapufeszültségének 10 V-ra való emeléséhez, mint a lefolyó tápfeszültsége, bootstrappingnek nevezzük, és ennek megvalósítására szolgáló áramkört bootstrapping hálózatnak nevezzük.

Az alsó oldali mosfet nem igényli ezt a kritikus konfigurációt, egyszerűen azért, mert az alacsony oldali moshetek forrása közvetlenül földelt. Ezért ezek képesek a Vcc tápfeszültség használatával és mindenféle fejlesztés nélkül működni.

Hogyan készítsünk egy SG3525 teljes híd inverter áramkört

Most, hogy tudjuk, hogyan lehet egy teljes hídhálózatot végrehajtani a bootstrapping segítségével, próbáljuk megérteni, hogyan lehet ezt alkalmazni teljes híd elérése SG3525 inverter áramkör, amely messze az egyik legnépszerűbb és legkeresettebb IC az inverter gyártásához.

A következő ábra bemutatja azt a szabványos modult, amely bármelyik normál SG3525 inverterbe integrálható az IC kimeneti csapjain keresztül egy rendkívül hatékony SG3525 teljes híd vagy H-híd inverter áramkör megvalósításához.

Kördiagramm

A fenti diagramra hivatkozva azonosíthatjuk a négy H-hídként vagy teljes híd hálózatként összekötött mosfetet, azonban a további BC547 tranzisztor és a hozzá tartozó dióda-kondenzátor kissé ismeretlennek tűnik.

Pontosabban, a BC547 szakasz a bootstrapping feltétel érvényesítésére szolgál, és ez a következő magyarázat segítségével érthető:

Tudjuk, hogy bármely H-hídon a mosfetek átlósan vannak kialakítva, hogy a transzformátoron vagy a csatlakoztatott terhelésen keresztül megvalósítsák a tervezett tolóhúzás-vezetést.

Tegyük fel tehát, hogy az SG3525 14. számú csapszáma alacsony, ami lehetővé teszi a jobb felső és a bal alsó mosfetek vezetését.

Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben az IC 11-es tűje magas, ami a bal oldali BC547 kapcsolót BE állapotban tartja. Ebben a helyzetben a bal oldali BC547 szakasznál a következő dolgok történnek:

1) A 10uF kondenzátor az 1N4148 diódán és a negatív termináljához kapcsolt alsó oldali mosfeten keresztül töltődik fel.

2) Ez a töltés ideiglenesen a kondenzátor belsejében van tárolva, és feltételezhető, hogy megegyezik a tápfeszültséggel.

3) Amint az SG3525 logikája helyreáll a későbbi oszcillációs ciklussal, a # 11 tű alacsonyra süllyed, ami azonnal kikapcsolja a hozzá tartozó BC547-et.

4) Kikapcsolt BC547 esetén az 1N4148 katódján a tápfeszültség most eléri a csatlakoztatott mosfet kapuját, azonban ezt a feszültséget most megerősíti a kondenzátor belsejében tárolt feszültség, amely szintén majdnem megegyezik a tápfeszültséggel.

5) Ez megduplázó hatást eredményez, és megemelt 2X feszültséget tesz lehetővé a megfelelő mosfet kapujában.

6) Ez az állapot azonnal keményen kiváltja a mosfet vezetést, ami a feszültséget a megfelelő, szemben lévő alacsony oldali mosfeten keresztül tolja.

7) Ebben a helyzetben a kondenzátor kénytelen gyorsan lemerülni, és a mosfet csak addig képes vezetni, amíg a kondenzátor tárolt töltése képes fenntartani.

Ezért kötelezővé válik annak biztosítása, hogy a kondenzátor értéke úgy legyen megválasztva, hogy a kondenzátor képes legyen a töltés megfelelő megtartására a nyomó-húzó oszcillációk minden egyes ON / OFF periódusára.

Ellenkező esetben a mosfet idő előtt elhagyja a vezetést, ami viszonylag alacsonyabb RMS kimenetet eredményez.

Nos, a fenti magyarázat átfogóan elmagyarázza, hogyan működik a rendszerindítás a teljes híd inverterekben, és hogyan lehet ezt a döntő funkciót megvalósítani egy hatékony SG3525 teljes híd inverter áramkör előállításához.

Most, ha megértette, hogyan lehet egy közönséges SG3525 átalakítani teljes értékű H-híd inverterré, érdemes megvizsgálni, hogy ugyanez miként valósítható meg más szokásos opcióknál is, például az IC 4047 vagy az IC 555 alapú inverter áramköröknél, ... ..gondolja át, és tudassa velünk!

FRISSÍTÉS: Ha a fenti H-híd kialakítását túl komplexnek találja a megvalósításhoz, akkor kipróbálhatja a sokkal könnyebb alternatíva

SG3525 inverter áramkör, amely a fent tárgyalt teljes hídhálózattal konfigurálható

Az alábbi kép egy példát mutat be az inverter áramkörére az IC SG3525 használatával. Megfigyelheti, hogy a kimeneti mosfet fokozat hiányzik a diagramból, és csak a kimeneti nyitott tűk láthatók # 11-es és 14-es érintkezőként.

Ezeknek a kimeneti csatlakozóknak a végeit egyszerűen össze kell kötni a fent ismertetett teljes hídhálózat jelzett szakaszain, hogy ezt az egyszerű SG3525 kivitelt hatékonyan átalakítsák teljes értékű SG3525 teljes híd inverter áramkörré vagy 4 N csatornás mosfet H-híd áramkörré.

Visszajelzés Mr. Robintól (aki e blog egyik lelkes olvasója és szenvedélyes elektronikus rajongó):

Szia swagatum
Ok, csak azért, hogy ellenőrizzem, hogy minden működik, elválasztottam a két magas oldalsó fet a két alacsony oldalsó fetől és ugyanazt az áramkört használtam:
( https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ),
a kupak negatív összekapcsolása a mosfet forrással, majd az összekötés összekapcsolása 1k ellenállással és egy vezetéssel a földhöz minden magas oldali fetnél. A 11. tű pulzálta az egyik magas oldali fet, a 14. tű pedig a másik magas oldali fet.
Amikor az SG3525-et bekapcsoltam, mindkét magzat pillanatnyilag kigyulladt, és azután rendesen oszcillált. Azt hiszem, ez problémát jelenthet, ha ezt a helyzetet összekötöm a trafóval és az alacsony oldalsó magassal?
Ezután teszteltem a két alacsony oldalsó fet, csatlakoztatva egy 12 V-os tápfeszültséget egy (1k ellenálláshoz és egy ledhez) az egyes alacsony oldalsó fet elvezetéseihez, és csatlakoztatva a forrás földjét. A 11-es és a 14-es csapot minden alacsony oldalsó fet kapuhoz csatlakoztattuk.
Amikor az SG3525-et bekapcsoltam az alacsony oldalsó oldalon, a fet nem rezgett, amíg nem tettem 1k ellenállást a csap (11, 14) és a kapu közé. (Nem tudom, miért történik ez).

Az alábbi kapcsolási rajz.

Válaszom:

Köszönöm Robin,

Nagyra értékelem erőfeszítéseit, de ez nem tűnik a legjobb módnak az IC kimeneti válaszának ellenőrzésére ...

alternatív megoldásként kipróbálhat egy egyszerű módszert úgy, hogy egyes LED-eket csatlakoztat az IC 11. és 14. érintkezőjétől a földeléshez, és mindegyik LED-nek saját 1K ellenállása van.

Ez gyorsan lehetővé teszi az IC kimeneti válaszának megértését .... ezt megtehetjük úgy, hogy a teljes híd fokozatot elkülönítjük a két IC kimenettől, vagy anélkül, hogy elkülönítenénk.

Megpróbálhatja továbbá egy 3 V-os zenerek soros csatlakoztatását az IC kimeneti csapok és a megfelelő teljes híd bemenetek közé ... ez biztosítja, hogy a lehető legnagyobb mértékben elkerüljék a hamis indítást a mosfeteken ...

Remélem ez segít

Üdvözlettel...
Menő

Robintól:

Meg tudná magyarázni, hogyan {3V zenerek sorozatosan az IC kimeneti csapok és a megfelelő teljes híd bemenetek között ... ez biztosítja, hogy a lehető legnagyobb mértékben elkerüljék a hamis kiváltást a mosfeteken ...

Egészségedre Robin

ÉN:

Ha egy zener dióda sorba kerül, akkor a megadott érték túllépése esetén átmegy a teljes feszültségen, ezért egy 3 V-os zener dióda csak addig vezet, amíg a 3V jelet nem lépik át, ha ezt túllépik, akkor az egész szintet lehetővé teszi feszültséget, amelyet alkalmaznak rajta
Tehát a mi esetünkben is, mivel feltételezhető, hogy az SG 3525 feszültsége tápellátási szinten van, és magasabb, mint 3 V, semmi sem lenne blokkolva vagy korlátozva, és az egész tápszint elérheti a teljes híd fokozatot.

Mondja meg, hogy megy ez az áramkörével.

A „Dead Time” hozzáadása az alacsony oldali Mosfethez

A következő ábra bemutatja, hogyan lehet holtidőt bevezetni az alsó oldali mosfetnél úgy, hogy valahányszor a BC547 tranzisztor bekapcsol, ami a felső mosfet bekapcsolását okozza, a megfelelő alacsony oldali mosfet kis késéssel (pár ms) bekapcsol, így megakadályozva az esetleges átütéseket.