Kodlu Arduino 3 Fazlı İnvertör Devresi

Arduino üç fazlı bir invertör, programlanmış bir Arduino tabanlı osilatör aracılığıyla 3 fazlı bir AC çıkışı üreten bir devredir.

Bu yazıda, belirli bir 3 fazlı yükü çalıştırmak için kullanıcı tercihine göre yükseltilebilen basit bir mikroişlemci Arduino tabanlı 3 fazlı invertör devresinin nasıl yapılacağını öğreniyoruz.

Zaten etkili ama basit bir 3 fazlı invertör devresi 3 fazlı kare dalga sinyallerini üretmek için opamplara dayanan önceki yazılarımızdan birinde, mosfetleri sürmek için 3 fazlı itme çekme sinyalleri özel 3 fazlı sürücü IC'leri kullanılarak uygulandı.

Mevcut konseptte ayrıca bu özel sürücü IC'lerini kullanarak ana güç aşamasını yapılandırıyoruz, ancak 3 fazlı sinyal üreteci bir Arduino kullanılarak oluşturuldu.

Bunun nedeni, Arduino tabanlı 3 fazlı bir sürücü oluşturmanın son derece karmaşık olabilmesidir ve önerilmez. Dahası, bu amaç için kullanıma hazır dijital IC'leri çok daha ucuza almak çok daha kolaydır.

Tam invertör devresini oluşturmadan önce, öncelikle aşağıdaki Arduino kodunu bir Arduino UNO kartında programlamalı ve ardından diğer ayrıntılara devam etmeliyiz.

Arduino 3 Fazlı Sinyal Üretici Kodu

void setup() {
// initialize digital pin 13,12&8 as an output.
pinMode(13, OUTPUT)
pinMode(12,OUTPUT)
pinMode(8,OUTPUT)
}
void loop() {
int var=0
digitalWrite(13, HIGH)
digitalWrite(8,LOW)
digitalWrite(12,LOW)
delay(6.67)
digitalWrite(12,HIGH)
while(var==0){
delay(3.33)
digitalWrite(13,LOW)
delay(3.33)
digitalWrite(8,HIGH)
delay(3.34)
digitalWrite(12,LOW)
delay(3.33)
digitalWrite(13,HIGH)
delay(3.33)
digitalWrite(8,LOW)
delay(3.34)
digitalWrite(12,HIGH)
}
}

Orjinal kaynak : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

Yukarıdaki kodu kullanarak varsayılan dalga formu aşağıdaki diyagramda görselleştirilebilir:

Arduino'nuzda yukarıdaki kodu yazıp onayladıktan sonra, ileri gitme ve kalan devre aşamalarını yapılandırma zamanı.

Bunun için önceden tedarik etmiş olabileceğinizi umduğumuz aşağıdaki parçalara ihtiyacınız olacak:

Gerekli Parçalar

IC IR2112 - 3 adet (veya herhangi bir benzer 3 fazlı sürücü IC)
BC547 transistörler - 3 adet
kapasitör 10uF / 25V ve 1uF / 25V = her biri 3 numara
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3nos (1N4007 yerine 1N4148 önerilir)

Dirençler, tümü 1/4 watt% 5
100 ohm = 6nos
1K = 6nos

Yapısal Detaylar

Başlangıç ​​olarak, aşağıda verildiği gibi, amaçlanan 3 fazlı mosfet sürücü aşamasını oluşturmak için 3 IC'ye katılıyoruz:

Sürücü panosu monte edildikten sonra, BC547 transistörleri IC'nin HIN ve LIN girişlerine bağlanır ve aşağıdaki şekilde gösterilir:

Yukarıdaki tasarımlar oluşturulduktan sonra, amaçlanan sonuç, sistemi AÇIK duruma getirerek hızlı bir şekilde doğrulanabilir.

Unutmayın, Arduino'nun bir süre önyükleme yapması gerekir, bu nedenle önce Arduino'yu açmanız ve ardından birkaç saniye sonra sürücü devresine + 12V beslemesini açmanız önerilir.

Bootstrap Kapasitörleri Nasıl Hesaplanır

Yukarıdaki şekillerde görebileceğimiz gibi, bir devre, mosfetlerin yakınında diyotlar ve kapasitörler şeklinde birkaç harici bileşen gerektirir. Bu parçalar, yüksek taraftaki mosfetlerin hassas bir şekilde değiştirilmesinde çok önemli bir rol oynar ve aşamalara önyükleme ağı adı verilir.

Şemada zaten verilmiş olmasına rağmen , bu kapasitörlerin değerleri aşağıdaki formül kullanılarak özel olarak hesaplanabilir:

Bootstrap Diyotları Nasıl Hesaplanır

Yukarıdaki denklemler, önyükleme ağı için kapasitör değerini hesaplamak için kullanılabilir, ilgili diyot için aşağıdaki kriterleri dikkate almamız gerekir:

Diyotlar, yüksek yan mosfetler açıldığında ve etraflarındaki potansiyel, tam köprü mosfet voltaj hatlarındaki BUS voltajına neredeyse eşit olduğunda ileri önyargı modunda etkinleştirilir veya etkinleştirilir, bu nedenle önyükleme diyotu, mümkün olacak kadar derecelendirilmelidir. belirli diyagramlarda belirtildiği gibi uygulanan tam gerilimi engellemek için.

Bunun anlaşılması oldukça kolay görünüyor, ancak mevcut derecelendirmeyi hesaplamak için, kapı şarj büyüklüğünü anahtarlama frekansı ile çarparak biraz matematik yapmak zorunda kalabiliriz.

Örneğin, mosfet IRF450 100 kHz anahtarlama frekansı ile kullanılırsa, diyot için akım oranı yaklaşık 12mA olacaktır. Bu değer oldukça minimal göründüğünden ve çoğu diyotun normalde bundan çok daha yüksek bir akım derecelendirmesine sahip olacağından, özel dikkat gerekli olmayabilir.

Bunu söyledikten sonra, diyotun aşırı sıcaklık kaçağı karakteristiği, özellikle önyükleme kapasitörünün yükünü makul bir süre boyunca depolamasının beklendiği durumlarda, dikkate alınması çok önemli olabilir. Böyle bir durumda, yükün büyüklüğünü, önyükleme kapasitöründen IC'nin besleme raylarına doğru zorlanmadan en aza indirmek için, diyotun ultra hızlı bir kurtarma tipi olması gerekecektir.

Bazı Güvenlik İpuçları

Hepimizin bildiği gibi, 3 fazlı invertör devrelerindeki mosfetlerin, özellikle endüktif yükler kullanıldığında, bu tür konseptlerle ilgili birçok riskli parametre nedeniyle hasara karşı oldukça savunmasız olabileceğini biliyoruz. Bunu daha önce ayrıntılı olarak tartıştım. önceki makaleler , ve kesinlikle bu makaleye atıfta bulunmanız ve mosfetleri verilen yönergelere göre uygulamanız kesinlikle tavsiye edilir.

Kullanma IC IRS2330

Aşağıdaki diyagramlar, bir Arduino'dan 3 fazlı PWM kontrollü bir inverter olarak çalışmak üzere tasarlanmıştır.

İlk diyagram, IC 4049'dan altı NOT geçidi kullanılarak kablolanmıştır. Bu aşama, Arduino PWM darbelerini tamamlayıcı yüksek / düşük mantık çiftlerine ikiye ayırmak için kullanılır, böylece bir köprü 3 fazlı inverter sürücü IC IC IRS2330 beslenen PWM'ler ile uyumlu hale getirilebilir.

Yukarıdaki ikinci diyagram, 3 fazlı invertör tasarımı olan Arduino PWM için köprü sürücü aşamasını oluşturur. IC IRS2330 köprü sürücü çipi.

HIN ve LIN olarak gösterilen IC'nin girişleri, boyutlandırılmış Arduino PWM'leri NOT kapılarından kabul eder ve 6 IGBT'nin oluşturduğu çıkış köprüsü ağını çalıştırır ve bu da bağlı yükü üç çıkışına yönlendirir.

1K ön ayarı, sürücünün aşırı akım sınırını I'in kapatma pini boyunca uygun şekilde ayarlayarak kontrol etmek için kullanılır; sürücü için akım nispeten daha yüksek bir akım belirtilirse 1 ohm algılama direnci uygun şekilde azaltılabilir.

Sarma:

Bu, Arduino tabanlı bir 3 fazlı invertör devresinin nasıl oluşturulacağı konusundaki tartışmamızı sonlandırıyor. Bu konuda herhangi bir şüpheniz veya sorunuz varsa, lütfen yorum yapmaktan ve hızlı bir şekilde yanıt almaktan çekinmeyin.

PCB Gerber Dosyaları ve diğer ilgili dosyalar için aşağıdaki bağlantıya başvurabilirsiniz:

https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing

Yukarıdaki ayrıntılara ' Cybrax '