Basit ama kullanışlı bir Mikroişlemci tabanlı Arduino tam köprü invertör devresi, bir Arduino kartını SPWM ile programlayarak ve H-köprü topolojisinde birkaç mosfeti entegre ederek inşa edilebilir, hadi aşağıdaki ayrıntıları öğrenelim:

“lise için bilgisayar bilimi proje fikirleri. ”

Daha önceki makalelerimizden birinde kapsamlı bir şekilde bir basit Arduino sinüs dalgası invertörü , burada aynı Arduino projesinin bir bina oluşturmak için nasıl uygulanabileceğini göreceğiz. basit tam köprü veya bir H köprüsü inverter devresi.

P-Channel ve N-Channel Mosfet'leri Kullanma

İşleri basitleştirmek için, yüksek taraf mosfetler için P-kanallı mosfetleri ve alçak taraftaki mosfetler için N-kanallı mosfetleri kullanacağız, bu, karmaşık önyükleme aşamasından kaçınmamıza ve Arduino sinyalinin mosfetlerle doğrudan entegrasyonunu sağlamamıza izin verecektir.

Tasarım yapılırken genellikle N-kanallı mosfetler kullanılır tam köprü tabanlı invertörler Mosfetler ve yük arasında en ideal akım geçişini sağlayan ve mosfetler için çok daha güvenli çalışma koşulları sağlayan.

Ancak, ve kombinasyonunun p ve n kanallı mosfetler kullanılır mosfetlerden ateş etme riski ve diğer benzer faktörler ciddi bir sorun haline gelir.

Bununla birlikte, geçiş aşamaları küçük bir ölü zaman ile uygun şekilde korunursa, geçiş mümkün olduğu kadar güvenli hale getirilebilir ve mosfetlerin üflenmesi önlenebilir.

Bu tasarımda, iki kanal arasındaki geçişin net olmasını ve herhangi bir tür sahte geçişlerden veya düşük sinyal bozukluğundan etkilenmemesini sağlayan IC 4093 kullanan Schmidt tetikleyici NAND geçitlerini özellikle kullandım.

Gates N1-N4 Mantık İşlemi

Pin 9 mantık 1 olduğunda ve pin 8 mantık 0 olduğunda

N1 çıkışı 0, Sol Üst p-MOSFET AÇIK, N2 çıkışı 1, Alt Sağ n-MOSFET AÇIK.
N3 çıkışı 1, Sağ Üst p-MOSFET KAPALI, N4 çıkışı 0, Alt Sol n-MOSFET KAPALI.
Pim 9 mantık 0 ve pim 8 mantık 1 olduğunda, diğer çapraz bağlı MOSFET'ler için tam olarak aynı sıra gerçekleşir

Nasıl çalışır

Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, bu Arduino tabanlı tam köprü sinüs dalgası invertörünün çalışması aşağıdaki noktaların yardımı ile anlaşılabilir:

Arduino, pin # 8 ve pin # 9'dan uygun şekilde biçimlendirilmiş SPWM çıkışlarını oluşturmak için programlanmıştır.

Pimlerden biri SPWM'leri oluştururken, tamamlayıcı pim düşük tutulur.

Yukarıda belirtilen pin çıkışlarından ilgili çıkışlar, IC 4093'ten Schmidt tetikleyici NAND geçitleri (N1 --- N4) aracılığıyla işlenir. Kapıların tümü, Schmidt yanıtlı eviriciler olarak düzenlenir ve tam köprü sürücüsünün ilgili mosfetlerine beslenir. ağ.

Pin # 9, SPWM'leri oluştururken, N1, SPWM'leri tersine çevirir ve ilgili yüksek taraftaki mosfetlerin, SPWM'nin yüksek mantığına yanıt vermesini ve yürütmesini sağlar ve N2, düşük taraf N-kanallı mosfet'in aynı şeyi yapmasını sağlar.

Bu süre boyunca, pim # 8, H-köprüsünün diğer tamamlayıcı mosfet çiftinin tamamen KAPALI kalmasını sağlamak için N3 N4 tarafından uygun şekilde yorumlanan mantıksal sıfırda (pasif) tutulur.

SPWM jenerasyonu pin # 9'dan pin # 8'e geçiş yaptığında yukarıdaki kriter aynı şekilde tekrarlanır ve ayarlanan koşullar Arduino pin çıkışları ve tam köprü mosfet çiftleri .

Pil Özellikleri

Verilen Arduino tam köprü sinüs dalgası invertör devresi için seçilen pil özelliği 24V / 100Ah'dir, ancak pil için kullanıcı tercihine göre istenen diğer özellikler seçilebilir.

SPWM RMS'nin orantılı olarak transformatörün sekonderinde 220V ila 240V oluşturmasını sağlamak için, transformatör birincil voltaj spesifikasyonları akü voltajından biraz daha düşük olmalıdır.

Tüm Program Kodu aşağıdaki makalede verilmiştir:

Sinüs dalgası SPWM Kodu

4093 IC pin çıkışı

IRF540 pin çıkışı Ayrıntısı (IRF9540 da aynı pinout yapılandırmasına sahip olacaktır)

Daha Kolay Tam Köprü Alternatifi

Aşağıdaki şekil bir alternatif H köprüsü tasarımı IC'lere bağlı olmayan P ve N kanal MOSFET'leri kullanmak yerine, MOSFET'leri izole etmek için sürücüler olarak sıradan BJT'leri kullanır.