מעגל מהפך של Arduino Full-Bridge (H-Bridge)

נסה את הכלי שלנו לביטול בעיות





ניתן לבנות מעגל מהפך לגשר מלא ארדואינו מבוסס מעבד פשוט אך שימושי על ידי תכנות לוח ארדואינו עם SPWM ועל ידי שילוב כמה מוספטים בטופולוגיית גשר H, בואו ללמוד את הפרטים שלהלן:

באחד המאמרים הקודמים שלנו למדנו באופן מקיף כיצד לבנות מהפך גל סינוס פשוט של Arduino , כאן נראה כיצד ניתן ליישם את אותו פרויקט ארדואינו לבניית א גשר מלא פשוט או מעגל מהפך של גשר H.



שימוש במוספטים של ערוץ P ו- N

כדי לשמור על דברים פשוטים נשתמש במוספיות של ערוץ P עבור המוספיות בצד הגבוה ובמוספיות הערוץ N עבור המוספות הצדדיות הנמוכות, זה יאפשר לנו להימנע משלב האתחול המורכב ולאפשר שילוב ישיר של האות הארדואינו עם המוספים.

בדרך כלל משתמשים במוספות תעלות N בזמן התכנון ממירים מבוססי גשר מלא , שמבטיח את המעבר הנוכחי האידיאלי ביותר על פני המוספטים והעומס, ומבטיח תנאי עבודה הרבה יותר בטוחים עבור המוספטים.



אולם כאשר שילוב של ו משתמשים במוספיות של ערוץ p ו- n , הסיכון לירי וגורמים דומים אחרים ברחבי המוספטים הופך לסוגיה רצינית.

עם זאת, אם שלבי המעבר מוגנים כראוי עם זמן מת קטן, ניתן אולי להפוך את המעבר לבטוח ככל האפשר, ולהימנע מלהעיף את המוספטים.

בתכנון זה השתמשתי ספציפית בשערי NAND של שמידט באמצעות IC 4093 שמבטיח שהמעבר בין שני הערוצים יהיה חד, והוא לא מושפע מכל סוג של ארעיות מזויפות או הפרעת אות נמוכה.

שער לוגי N1-N4

כאשר סיכה 9 היא לוגיקה 1, וסיכה 8 היא לוגיקה 0

  • פלט N1 הוא 0, למעלה שמאל p-MOSFET פועל, פלט N2 הוא 1, הימני התחתון n-MOSFET פועל.
  • פלט N3 הוא 1, ימין למעלה p-MOSFET כבוי, פלט N4 0, שמאל תחתון n-MOSFET כבוי.
  • אותו רצף קורה בדיוק עבור שאר ה- MOSFET המחוברים באלכסון, כאשר סיכה 9 היא לוגיקה 0, וסיכה 8 היא לוגיקה 1

איך זה עובד

כפי שמוצג באיור לעיל, ניתן להבין את עבודתו של מהפך גלי סינוס מלא של ארדוינו בעזרת הנקודות הבאות:

ה- Arduino מתוכנת ליצור גאורטים של יציאות SPWM מעוצבות כראוי מסיכה מס '8 ומסיכה מס' 9.

בעוד שאחד הפינים מייצר את ה- SPWM, הפין המשלים מונח נמוך.

התפוקות המתאימות מהמשקעים המוזכרים לעיל מעובדות באמצעות שערי NAND (N1 --- N4) של שמידט. השערים מסודרים כולם כממירים עם תגובת שמידט ומועברים למוספים הרלוונטיים של נהג הגשר המלא. רֶשֶׁת.

בעוד שסיכה מס '9 מייצרת את ה- SPWMs, N1 הופך את ה- SPWMs ומבטיח שהמוספטים הרלוונטיים בצד הגבוה מגיבים ומנהלים את ההיגיון הגבוה של ה- SPWM, ו- N2 מבטיח שהמוספאות בצד הנמוך של ערוץ N עושים את אותו הדבר.

במהלך תקופה זו, סיכה 8 מוחזקת באפס לוגיקה (לא פעילה), מה שמתפרש כראוי על ידי N3 N4 על מנת להבטיח כי צמד המושלמים המשלים האחר של גשר H יישאר כבוי לחלוטין.

הקריטריונים הנ'ל חוזרים על עצמם זהה כאשר דור ה- SPWM עובר לסיכה מספר 8 מסיכה מס '9, והתנאים שנקבעו חוזרים על עצמם ברציפות על פני פינאוטס הארדואינו ו זוגות גשר מלאים .

מפרט סוללה

מפרט הסוללה שנבחר עבור מעגל המהפך הסינוסי-גלי Arduino מלא נתון הוא 24V / 100Ah, אולם ניתן לבחור כל מפרט רצוי אחר עבור הסוללה בהתאם להעדפת המשתמש.

מפרט המתח העיקרי של הטרנספורטר צריך להיות נמוך מעט ממתח הסוללה כדי להבטיח ש- SPWM RMS יוצר באופן יחסי סביב 220 וולט עד 240 וולט בשני של השנאי.

קוד התוכנית השלם ניתן במאמר הבא:

קוד SPWM של Sinewave

4093 פינאוטים IC

פרטי פינאוט IRF540 (גם IRF9540 יהיה בעל תצורת pinout זהה)

אלטרנטיבה קלה יותר לגשר מלא

האיור שלהלן מראה עיצוב גשר H חלופי שימוש ב- MOSFET של ערוץ P ו- N, שאינו תלוי ב- ICs, במקום זאת משתמש ב- BJT רגיל כנהגים לבידוד ה- MOSFETs.

אותות השעון החלופיים מסופקים מה- לוח ארדואינו , בעוד שהפלטים החיוביים והשליליים מהמעגל הנ'ל מסופקים לכניסת ה- Arduino DC.




קודם: LM324 גליון נתונים מהיר ומעגלי יישומים הבא: גליון נתונים של חיישן PIR, מפרט Pinout, עבודה