בפוסט זה אנו מנסים לחקור כיצד לתכנן מעגל מהפך גשר מלא SG3525 על ידי יישום מעגל bootstrap חיצוני בתכנון. הרעיון התבקש על ידי מר עבדול, וקוראים רבים ונלהבים אחרים של אתר זה.
מדוע מעגל מהפך גשר מלא אינו קל
בכל פעם שאנו חושבים על גשר מלא או על מעגל מהפך של גשר H, אנו מסוגלים לזהות מעגלים בעלי מכשירי נהג מיוחדים שגורמים לנו לתהות, האם זה לא באמת אפשרי לתכנן מהפך גשר מלא באמצעות רכיבים רגילים?
למרות שזה אולי נראה מרתיע, הבנה קטנה של המושג עוזרת לנו להבין שאחרי הכל התהליך לא יכול להיות כל כך מורכב.
המכשול המכריע בגשר מלא או בעיצוב גשר H הוא שילוב של 4 טופולוגיות גשר מלאות של ערוצי N, אשר מצידן דורש שילוב של מנגנון רצועת אתחול עבור המוספים בצד הגבוה.
מה Bootstrapping
כך מה בדיוק רשת Bootstrapping ואיך זה הופך להיות כה קריטי בעת פיתוח מעגל מהפך גשר מלא?
כאשר משתמשים בהתקנים זהים או בארבע מוספאות ערוציות ברשת ברידג 'מלאה, bootstrapping הופך להיות הכרחי.
זה בגלל שבתחילה העומס במקור המוספט בצד הגבוה מציג עכבה גבוהה, וכתוצאה מכך מתח גובר במקור המוספט. פוטנציאל עולה זה יכול להיות גבוה כמו מתח הניקוז של המוספט בצד הגבוה.
אז בעצם, אלא אם כן פוטנציאל השער / המקור של מוספט זה מסוגל לחרוג מהערך המקסימלי של פוטנציאל המקור העולה הזה לפחות 12 וולט, המוספט לא יתנהל ביעילות. (אם אתה מתקשה להבין אנא יידע אותי באמצעות הערות.)
באחד מהפוסטים הקודמים שלי הסברתי באופן מקיף איך עובד טרנזיסטור עוקב פולט - - , שיכולה להיות ישימה בדיוק גם עבור מעגל עוקבים אחר מקור Mosfet.
בתצורה זו למדנו כי מתח הבסיס של הטרנזיסטור חייב להיות תמיד גבוה ב -0.6 וולט ממתח הפולט בצד הקולט של הטרנזיסטור, על מנת לאפשר לטרנזיסטור להתנהל על פני קולט לפולט.
אם אנו מפרשים את האמור לעיל עבור mosfet, אנו מגלים שמתח השער של mosfet חסיד מקור חייב להיות לפחות 5V, או באופן אידיאלי 10V גבוה יותר מאשר מתח האספקה המחובר בצד הניקוז של המכשיר.
אם תבדוק את המוספט בצד הגבוה ברשת גשרים מלאה, תגלה שהמוספות בצד הגבוה מסודרות למעשה כחסידי מקור, ולכן דורשות שער המפעיל שער שצריך להיות מינימום 10 וולט מעל וולט אספקת הניקוז.
לאחר שהושג הדבר אנו יכולים לצפות להולכה אופטימלית מה mosfets בצד הגבוה דרך mosfets הצד הנמוך כדי להשלים את מחזור הצד האחד של תדירות משיכת הדחיפה.
בדרך כלל זה מיושם באמצעות דיודת התאוששות מהירה בשילוב עם קבל מתח גבוה.
פרמטר מכריע זה שבו נעשה שימוש בקבל להעלאת מתח השער של מוספט בצד גבוה ל -10 וולט גבוה ממתח אספקת הניקוז שלו נקרא bootstrapping, והמעגל לשם ביצוע זה נקרא רשת bootstrapping.
המסגד בצד התחתון אינו דורש תצורה קריטית זו פשוט משום שמקור המסגדים בצד התחתון מקורקע ישירות. לכן אלה מסוגלים לפעול באמצעות מתח האספקה Vcc עצמו וללא כל שיפורים.
כיצד ליצור מעגל מהפך גשר מלא SG3525
עכשיו מכיוון שאנחנו יודעים ליישם רשת גשר מלאה באמצעות bootstrapping, בואו ננסה להבין כיצד ניתן ליישם זאת השגת גשר מלא מעגל המהפך SG3525, שהוא ללא ספק אחד ממעגלי ה- IC הפופולאריים והמבוקשים ביותר לייצור מהפך.
התכנון הבא מציג את המודול הסטנדרטי אשר עשוי להיות משולב בכל מהפך רגיל SG3525 על פני סיכות הפלט של ה- IC לצורך השגת מעגל SG3525 מלא או מעגל מהפך מגשר H יעיל ביותר.
תרשים מעגלים
בהתייחס לדיאגרמה שלעיל, אנו יכולים לזהות את ארבעת המוספטים המותקנים כגשר H או רשת גשר מלאה, אולם הטרנזיסטור BC547 הנוסף וקבל הדיודות המשויך נראה מעט לא מוכר.
אם לדייק, שלב BC547 ממוקם לאכיפת מצב bootstrapping, וניתן להבין זאת בעזרת ההסבר הבא:
אנו יודעים שבכל גשר H מוגדרים המוספטים להתנהל באלכסון ליישום הולכת משיכת הדחיפה המיועדת על פני השנאי או העומס המחובר.
לכן בואו נניח מקרה שבו הסיכה מס '14 של SG3525 נמוכה, המאפשרת לימין העליון ולמוספטים השמאליים התחתונים להתנהל.
זה מרמז כי סיכה מס '11 של ה- IC גבוהה במהלך מקרה זה, אשר שומר על מתג BC547 בצד שמאל. במצב זה הדברים הבאים מתרחשים בשלב השמאלי BC547:
1) הקבל 10uF נטען דרך דיודת 1N4148 והמפלט הצדדי הנמוך המחובר למסוף השלילי שלו.
2) מטען זה מאוחסן באופן זמני בתוך הקבל וניתן להניח שהוא שווה למתח האספקה.
3) כעת ברגע שההיגיון על פני SG3525 חוזר עם מחזור התנודה שלאחר מכן, הסיכה מספר 11 הולכת ונמוגה, אשר מכבה באופן מיידי את ה- BC547 המשויך.
4) עם כיבוי BC547, מתח האספקה בקתודה של 1N4148 מגיע כעת לשער המוסף המחובר, אולם מתח זה מתחזק כעת במתח המאוחסן בתוך הקבל שגם הוא כמעט שווה לרמת האספקה.
5) זה גורם להשפעה הכפלה ומאפשר מתח 2X מוגבר בשער המוספט הרלוונטי.
6) מצב זה מפעיל באופן מיידי את המוספט להולכה, אשר דוחף את המתח על פני המוספט הצדדי הנמוך הנגדי.
7) במצב זה הקבל נאלץ להתפרק במהירות והמוספט מסוגל לנהל רק כל כך הרבה זמן שהמטען המאוחסן של הקבל מסוגל להחזיק מעמד.
לכן זה הופך להיות חובה להבטיח כי ערך הקבל נבחר כך שהקבל מסוגל להחזיק כראוי את המטען לכל תקופת הפעלה / כיבוי של תנודות המשיכה לדחיפה.
אחרת המוספט ינטוש את ההולכה בטרם עת ויגרום לתפוקת RMS נמוכה יחסית.
ובכן, ההסבר לעיל מסביר באופן מקיף כיצד פונקציית bootstrapping פועלת בממירי גשר מלאים וכיצד ניתן ליישם תכונה מכריעה זו ליצירת מעגל מהפך גשר מלא SG3525 יעיל.
כעת אם הבנתם כיצד ניתן להפוך SG3525 רגיל למהפך גשר H מן המניין, כדאי לכם גם לבדוק כיצד ניתן ליישם את אותו הדבר לאפשרויות רגילות אחרות כמו במעגלי מהפך מבוססי IC 4047 או IC 555, ... .. תחשוב על זה ויידע אותנו!
עדכון: אם אתה מוצא את העיצוב של גשר H לעיל מורכב מדי ליישום, אתה יכול לנסות אלטרנטיבה הרבה יותר קלה
מעגל מהפך SG3525 שניתן להגדיר באמצעות רשת הגשר המלאה שנדונה לעיל
התמונה הבאה מציגה דוגמה למעגל מהפך המשתמש ב- IC SG3525, ניתן לראות כי שלב ה- mosfet של הפלט חסר בתרשים, ורק סימוני הפתיחה הפלטים הפתוחים נראים בצורה של סיכות מס '11 וסיכה 14.
הקצוות של פינות הפלט האלה פשוט חייבים להיות מחוברים על פני החלקים המצוינים ברשת הגשר המלאה המוסברת לעיל כדי להמיר ביעילות עיצוב SG3525 פשוט זה למעגל מהפך גשר מלא SG3525 מלא או מעגל גשר H בגודל 4 N.
משוב מאת מר רובין, (שהוא אחד הקוראים הנלהבים של הבלוג הזה, וחובב אלקטרוניקה נלהב):
היי swagatum
בסדר, רק כדי לבדוק שהכל עובד, הפרדתי בין שתי עובדי הצד הגבוהים לשתי הרגלי הצד התחתונים והשתמשתי באותם מעגלים כמו:
( https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ),
חיבור המכסה השלילית למקור ה- mosfet ואז חיבור הצומת הזה לנגד 1k והוביל לקרקע על כל עובר בצד גבוה. עמוד 11 דופק לעובר צד אחד גבוה וסיכה 14 לעובר הצד הגבוה השני.
כאשר העברתי את SG3525 בשתי הרגליים נדלקו לרגע והתנודדו כרגיל לאחר מכן. אני חושב שזו יכולה להיות בעיה אם הייתי מחבר את המצב הזה לטרפו ולסובלים בצד התחתון?
לאחר מכן בדקתי את שתי ההטפות הצדדיות הנמוכות, חיברתי אספקת 12V לנגד (1k led והוביל) לנקז של כל עובר צד נמוך וחיבר את המקור לאדמה. פין 11 ו -14 היה מחובר לכל שער רגליים בצד נמוך.
כאשר העברתי את ה- SG3525 לעבר הצד התחתון העובר לא היה מתנודד עד שהנחתי נגד 1k בין הסיכה (11, 14) לשער. (לא בטוח למה זה קורה).
דיאגרמת מעגלים שתוארה למטה.
תשובתי:
תודה רובין,
אני מעריך את המאמצים שלך, אולם נראה שזה לא הדרך הטובה ביותר לבדוק את תגובת הפלט של ה- IC ...
לחלופין תוכלו לנסות שיטה פשוטה על ידי חיבור נוריות בודדות מסיכה מספר 11 וסיכה מס '14 של ה- IC לקרקע כאשר לכל נורית יש נגן 1K משלה.
זה יאפשר לך להבין במהירות את תגובת פלט ה- IC .... ניתן לעשות זאת על ידי שמירה על שלב הגשר המלא מבודד משני יציאות ה- IC או מבלי לבודד אותו.
יתרה מזאת, תוכלו לנסות לצרף זרני 3V בסדרה בין סיכות הפלט של ה- IC לבין כניסות הגשר המלאות בהתאמה ... זה יבטיח כי ככל האפשר יימנע מהפעלת שווא על פני המוספטים ...
מקווה שזה עוזר
כל טוב...
הִתנוֹעֲעוּת
מרובין:
האם אתה יכול בבקשה להסביר כיצד {3v-zeners בסדרה בין סיכות פלט IC לבין כניסות הגשר המלאות בהתאמה ... זה יבטיח שנמנע ככל האפשר מפעילה כוזבת על פני המוספטים ...
לחיים רובין
אני:
כאשר דיודת זנר נמצאת בסדרה היא תעבור את המתח המלא לאחר חריגה מהערך שצוין, ולכן דיודת זנר 3V לא תנהל רק כל עוד סימן 3V לא נחצה, ברגע שזה חורג, זה יאפשר את כל הרמה מתח שהופעל על פניו
כך גם במקרה שלנו, מכיוון שניתן להניח כי המתח מה- SG 3525 הוא ברמת האספקה וגבוה מ -3 V, שום דבר לא ייחסם או יוגבל וכל רמת האספקה תוכל להגיע לשלב הגשר המלא.
ספר לי איך זה הולך עם המעגל שלך.
הוספת 'זמן מת' למוספט הצד הנמוך
בתרשים הבא ניתן לראות כיצד ניתן להכניס זמן מת במוספט בצד התחתון, כך שבכל פעם שהטרנזיסטור BC547 יעבור וגורם למוספט העליון להידלק, מוסף הצד התחתון הרלוונטי מופעל לאחר עיכוב קל (כמה שניות), ובכך למנוע כל סוג של ירי אפשרי.
קודם: כיצד עובדים קבלים-על הבא: מעגל ייעול מומנט אוטומטי במנועים חשמליים
