A különböző létező inverter topológiák közül a teljes híd vagy a H-híd inverter topológiát tartják a leghatékonyabbnak és legeredményesebbnek. A teljes híd topológia konfigurálása túl sok kritikával járhat, azonban a teljes híd meghajtó IC-k megjelenésével ezek mára az egyik a legegyszerűbb inverterek lehet építeni.
Mi a teljes híd topológia
A teljes híd inverter, amelyet H-híd inverternek is neveznek, a leghatékonyabb inverter topológia, amely két vezetékes transzformátort működtet a szükséges push-pull oszcilláló áram leadására az elsődlegesbe. Ezzel elkerülhető a háromvezetékes középcsapolt transzformátor használata, amely a kétszer akkora primer tekercselés miatt nem túl hatékony, mint a kétvezetékes transzformátor
Ez a funkció lehetővé teszi a kisebb transzformátorok használatát és több teljesítmény kimenetet nyújt egyszerre. Ma a teljes híd meghajtó IC-k könnyű elérhetősége miatt a dolgok teljesen egyszerűvé váltak, és a teljes híd inverter áramkörének otthoni gyártása gyerekjátékká vált.
Itt egy teljes híd inverter áramkört tárgyalunk a teljes egyenirányító IC IRS2453 (1) D International Rectifiers-től.
Az említett chip egy kiemelkedő teljes híd meghajtó IC, mivel fejlett beépített áramkörei révén egyedül gondoskodik a H-híd topológiák összes főbb kritikájáról.
Az összeszerelőnek csupán néhány maroknyi alkatrészt kell külsőleg csatlakoztatnia a teljes értékű, működő H-híd inverter eléréséhez.
A tervezés egyszerűsége az alábbi ábrán látszik:
Áramkör működtetése
A Pin14 és a pin10 az IC magas oldali úszó tápfeszültségű tűi. Az 1uF kondenzátorok hatékonyan tartják ezeket a döntő érintkezőket egy árnyalattal, amely magasabb, mint a megfelelő mosfetek lefolyási feszültsége, biztosítva, hogy a mosfet forráspotenciálja alacsonyabb maradjon, mint a kapu potenciálja a mosfetek szükséges vezetéséhez.
A kapuellenállások elnyomják a lefolyás / forrás túlfeszültség lehetőségét azáltal, hogy megakadályozzák a mosfetek hirtelen vezetését.
A kapuellenállásokon átívelő diódákat a belső kapu / leeresztő kondenzátorok gyors kisütése érdekében vezetés nélküli időszakukban vezetik be, hogy biztosítsák az eszközök optimális válaszát.
Az IC IRS2453 (1) D beépített oszcillátorral is rendelkezik, vagyis ehhez a chiphez nincs szükség külső oszcillátor fokozatra.
Csak néhány külső passzív alkatrész gondoskodik az inverter hajtásának frekvenciájáról.
Az Rt és a Ct kiszámolható a kívánt 50Hz vagy 60Hz frekvenciakimenetek mosfet-eken keresztüli megszerzéséhez.
A frekvencia-meghatározó alkatrészek kiszámítása
A következő képlet használható az Rt / Ct értékeinek kiszámításához:
f = 1 / 1,453 x Rt x Ct
ahol Rt Ohmban és Ct Faradsban van.
Nagyfeszültségű szolgáltatás
Ennek az IC-nek egy másik érdekes tulajdonsága, hogy nagyon magas feszültségig képes kezelni 600 V-ot, így tökéletesen alkalmazható transzformáció nélküli inverterek vagy kompakt ferrit inverter áramkörök számára.
Amint az az ábrán látható, ha külsőleg hozzáférhető 330 V DC-t alkalmazunk a „+/- AC egyenirányított vonalakon”, a konfiguráció azonnal transzformátor nélküli inverterré válik, ahol bármilyen tervezett terhelés közvetlenül összekapcsolható a „terhelésként” megjelölt pontokon '.
Alternatív megoldásként, ha közönséges lelépő transzformátor A primer tekercs a „terhelésként” megjelölt pontokon keresztül csatlakoztatható. Ebben az esetben a '+ AC egyenirányított vonal' összekapcsolható az IC 1. érintkezőjével, és az inverter akkumulátorához (+) szokásos módon felszakítható.
Ha 15 V-nál magasabb akkumulátort használnak, akkor a '+ AC egyenirányított vonalat' közvetlenül az akkumulátor pozitív felé kell csatlakoztatni, míg az 1. tűt az IC 7812 segítségével az akkumulátorforrásról egy leengedett, 12 V-os szabályozással kell alkalmazni.
Bár az alább látható ábra túl könnyen elkészíthetőnek tűnik, az elrendezésnek szigorú irányelveket kell követnie, a posztra hivatkozva biztosíthatja helyes védelmi intézkedések a javasolt egyszerű teljes híd inverter áramkörhöz.
JEGYZET:Kérjük, csatlakoztassa az IC SD-csatlakozóját a földvezetékhez, ha azt nem a leállításhoz használják.
Kördiagramm
Egyszerű H-Bridge vagy Full Bridge inverter két Half Bridge IC IR2110 használatával
A fenti ábra bemutatja, hogyan lehet hatékony teljes híd négyzethullámú invertert megvalósítani pár IR2110 félhíd IC-vel.
Az IC-k teljes értékű félhíd-meghajtók, amelyek a magas oldalsó mosfetek meghajtásához szükséges bootstrapping kondenzátorhálózattal vannak felszerelve, és egy holtidő funkcióval biztosítják a mosfet vezetésének 100% -os biztonságát.
Az IC-k úgy működnek, hogy váltakozva kapcsolják a Q1 / Q2 és Q3 / Q4 mosfeteket párhuzamosan, oly módon, hogy a Q1 és Q3 bekapcsolt állapotában a Q2 és Q3 bármikor teljesen be legyen kapcsolva és fordítva.
Az IC képes a fenti pontos kapcsolást létrehozni, válaszul az időzített jelekre a HIN és LIN bemenetükön.
Ezt a négy bemenetet kell aktiválni annak biztosítása érdekében, hogy a HIN1 és a LIN2 bármely pillanatban egyszerre kapcsoljon be, míg a HIN2 és a LIN1 ki legyen kapcsolva, és fordítva. Ez az inverter kimeneti frekvenciájának kétszerese. Ha az inverter kimenetének 50 Hz-nek kell lennie, akkor a HIN / LIN bemeneteket 100 Hz-es frekvencián kell oszcillálni stb.
Oszcillátor áramkör
Ez egy oszcillátor áramkör, amely a fent ismertetett teljes híd inverter áramkör HIN / LIN bemeneteinek kiváltására optimalizált.
Egyetlen 4049 IC-t használnak a szükséges frekvencia előállítására, valamint az inverter IC-k váltakozó bemeneti táplálásainak leválasztására.
C1 és R1 meghatározzák a félhídeszközök oszcillálásához szükséges frekvenciát, és a következő képlettel számíthatók:
f = 1 / 1,2 RC
Alternatív megoldásként az értékeket valamilyen próbával és hibával el lehet érni.
Diszkrét teljes híd inverter tranzisztor segítségével
Eddig egy teljes híd inverter topológiát tanulmányoztunk speciális IC-k segítségével, de ugyanezeket különálló részek, például tranzisztorok és kondenzátorok segítségével, és az IC-ktől függetlenül is meg lehet építeni.
Az alábbiakban egy egyszerű diagram látható:
Előző: Biztonsági bójakapcsoló áramkör emberi hajtású tengeralattjáróhoz Következő: A kerék forgásérzékelő áramköre
