SG3525 Tam Köprü İnvertör Devresi

Bu yazıda, tasarımda harici bir önyükleme devresi uygulayarak bir SG3525 tam köprü inverter devresinin nasıl tasarlanacağını araştırmaya çalışıyoruz. Bu fikir, Bay Abdul ve bu web sitesinin pek çok hevesli okuyucusu tarafından talep edildi.

Tam Köprü Çevirici Devresi Neden Kolay Değil

Ne zaman bir tam köprü veya bir H köprüsü invertör devresi düşünsek, bizi meraklandıran özel sürücü IC'lerine sahip devreleri belirleyebiliyoruz, gerçekten bir tasarım yapmak mümkün değil mi? tam köprü invertör sıradan bileşenler mi kullanıyorsunuz?

Bu ürkütücü görünse de, kavramın biraz anlaşılması, sürecin o kadar karmaşık olmayabileceğini anlamamıza yardımcı olur.

Tam bir köprü veya bir H-köprü tasarımındaki en önemli engel, 4 N-kanallı mosfet tam köprü topolojisinin bir araya getirilmesidir ve bu da, yüksek yan mosfetler için bir önyükleme mekanizmasının dahil edilmesini gerektirir.

Bootstrapping nedir

Yani Bootstrapping Ağı tam olarak nedir ve bir Tam köprü invertör devresi geliştirirken bu nasıl bu kadar önemli hale gelir?

Tam bir köprü ağında aynı cihazlar veya 4 kanallı mosfet kullanıldığında, önyükleme zorunlu hale gelir.

Bunun nedeni, başlangıçta yüksek taraf mosfet'in kaynağındaki yükün yüksek bir empedans sunması ve bunun da mosfet kaynağında bir montaj voltajına neden olmasıdır. Bu yükselme potansiyeli, yüksek taraftaki mosfet'in boşaltma voltajı kadar yüksek olabilir.

Dolayısıyla, temelde, bu mosfet'in geçit / kaynak potansiyeli, bu yükselen kaynak potansiyelinin maksimum değerini en az 12V kadar aşamadığı sürece, mosfet verimli bir şekilde çalışmayacaktır. (Anlamakta güçlük çekiyorsanız lütfen yorumlarla bana bildirin.)

Önceki gönderilerimden birinde kapsamlı bir şekilde açıkladım verici takipçi transistörü nasıl çalışır bir mosfet kaynak takipçisi devresi için de tam olarak uygulanabilir.

Bu konfigürasyonda, transistörün kollektörden vericiye iletmesini sağlamak için transistörün temel voltajının transistörün kollektör tarafındaki verici voltajından her zaman 0.6V daha yüksek olması gerektiğini öğrendik.

Yukarıdakileri bir mosfet için yorumlarsak, bir kaynak takipçisi mosfet'in kapı voltajının, cihazın drenaj tarafına bağlanan besleme voltajından en az 5V veya ideal olarak 10V daha yüksek olması gerektiğini görürüz.

Yüksek taraf mosfet'i tam bir köprü ağında incelerseniz, yüksek taraftaki mosfetlerin aslında kaynak takipçileri olarak düzenlendiğini ve bu nedenle drenaj besleme voltajı üzerinde minimum 10V olması gereken bir kapı tetikleme voltajı talep edeceksiniz.

Bu gerçekleştirildikten sonra, itme çekme frekansının tek taraflı döngüsünü tamamlamak için yüksek taraftaki mosfetlerden alçak taraftaki mosfetler yoluyla optimal bir iletim bekleyebiliriz.

Normalde bu, yüksek voltajlı bir kondansatör ile bağlantılı olarak hızlı bir kurtarma diyotu kullanılarak gerçekleştirilir.

Yüksek taraftaki bir mosfet'in kapı voltajını boşaltma besleme voltajından 10V daha yükseğe çıkarmak için bir kapasitörün kullanıldığı bu önemli parametre, önyükleme olarak adlandırılır ve bunu gerçekleştirme devresi, önyükleme ağı olarak adlandırılır.

Alçak taraf mosfet, bu kritik konfigürasyonu gerektirmez, çünkü alçak taraftaki mosetlerin kaynağı doğrudan topraklanmıştır. Bu nedenle bunlar, Vcc besleme voltajının kendisini kullanarak ve herhangi bir geliştirme olmadan çalışabilir.

SG3525 Tam Köprü İnvertör Devresi Nasıl Yapılır

Önyüklemeyi kullanarak tam bir köprü ağının nasıl uygulanacağını bildiğimize göre, şimdi bunun nasıl uygulanabileceğini anlamaya çalışalım. tam bir köprüye ulaşmak Bir invertör yapmak için en popüler ve en çok aranan IC'lerden biri olan SG3525 invertör devresi.

Aşağıdaki tasarım, yüksek verimli bir SG3525 tam köprü veya H-köprü inverter devresi gerçekleştirmek için IC'nin çıkış pinleri boyunca herhangi bir sıradan SG3525 dönüştürücüye entegre edilebilecek standart modülü göstermektedir.

Devre şeması

Yukarıdaki diyagrama atıfta bulunarak, bir H-köprüsü veya tam bir köprü ağı olarak donatılmış dört mosofu tanımlayabiliriz, ancak ek BC547 transistörü ve ilgili diyot kapasitör biraz yabancı görünüyor.

Kesin olarak, BC547 aşaması, önyükleme koşulunu uygulamak için konumlandırılmıştır ve bu, aşağıdaki açıklama yardımıyla anlaşılabilir:

Herhangi bir H köprüsünde, mosfetlerin, transformatör veya bağlı yük boyunca amaçlanan itme çekme iletimini uygulamak için çapraz olarak yapılandırıldığını biliyoruz.

Bu nedenle, SG3525'in 14 numaralı piminin düşük olduğu, bu da sağ üst ve alt sol mosfetlerin işlemesini sağlayan bir örneği varsayalım.

Bu, bu durumda IC'nin pinin # 11'inin yüksek olduğunu ve bu da BC547'nin sol tarafını AÇIK tuttuğunu gösterir. Bu durumda sol BC547 aşamasında aşağıdaki şeyler olur:

1) 10uF kapasitör, 1N4148 diyot ve negatif terminaline bağlı düşük taraf mosfet üzerinden şarj olur.

2) Bu yük geçici olarak kapasitörün içinde depolanır ve besleme voltajına eşit olduğu varsayılabilir.

3) SG3525 üzerindeki mantık sonraki salınım döngüsü ile geri döner dönmez, pim # 11 alçalır ve ilgili BC547'yi anında KAPATIR.

4) BC547 KAPALI konumdayken, 1N4148'in katotundaki besleme voltajı artık bağlı mosfet'in kapısına ulaşır, ancak bu voltaj şimdi aynı zamanda neredeyse besleme seviyesine eşit olan kapasitör içinde depolanan voltaj ile takviye edilir.

5) Bu, ikiye katlama etkisine neden olur ve ilgili mosfet kapısında 2X voltajın yükselmesini sağlar.

6) Bu durum, mosfet'i anında iletime zorlar, bu da voltajı karşılık gelen zıt düşük taraf mosfet boyunca iter.

7) Bu durumda kondansatör hızlı bir şekilde deşarj olmaya zorlanır ve mosfet ancak bu kondansatörün depolanan şarjını sürdürebildiği kadar uzun süre iletebilir.

Bu nedenle, kapasitörün, itme çekme salınımlarının her AÇMA / KAPAMA periyodu için yükü yeterince tutabilecek şekilde seçilmesini sağlamak zorunlu hale gelir.

Aksi takdirde mosfet, iletimi vaktinden önce terk ederek nispeten daha düşük bir RMS çıkışına neden olacaktır.

Yukarıdaki açıklama, tam köprü invertörlerinde bir önyüklemenin nasıl çalıştığını ve bu önemli özelliğin verimli bir SG3525 tam köprü invertör devresi yapmak için nasıl uygulanabileceğini kapsamlı bir şekilde açıklamaktadır.

Şimdi, sıradan bir SG3525'in tam teşekküllü bir H köprüsü invertörüne nasıl dönüştürülebileceğini anladıysanız, IC 4047 veya IC 555 tabanlı invertör devreleri gibi diğer sıradan seçenekler için de aynısının nasıl uygulanabileceğini araştırmak isteyebilirsiniz. … .. bir düşünün ve bize bildirin!

GÜNCELLEME: Yukarıdaki H köprüsü tasarımını uygulamak için çok karmaşık bulursanız, bir çok daha kolay alternatif

Yukarıda Tartışılan Tam Köprü Ağı ile Yapılandırılabilen SG3525 Çevirici Devresi

Aşağıdaki görüntü, IC SG3525'i kullanan örnek bir invertör devresini göstermektedir, diyagramda çıkış mosfet aşamasının eksik olduğunu ve sadece çıkış açık pin çıkışlarının pin # 11 ve pin # 14 sonlandırmaları şeklinde görülebildiğini görebilirsiniz.

Bu çıkış pin çıkışlarının uçlarının, bu basit SG3525 tasarımını tam teşekküllü bir SG3525 tam köprü invertör devresine veya 4 N kanallı bir mosfet H-köprü devresine etkili bir şekilde dönüştürmek için yukarıda açıklanan tam köprü ağının belirtilen bölümlerine bağlanması gerekir.

(Bu blogun hevesli okuyucularından biri ve tutkulu bir elektronik meraklısı olan) Mr. Robin'den geri bildirim:

Merhaba swagatum
Tamam, her şeyin çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için iki yüksek taraf feti iki alçak taraf fetiğinden ayırdım ve aynı devreyi şu şekilde kullandım:
( https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ),
kap negatifi mosfet kaynağına bağladıktan sonra bu bağlantıyı bir 1k dirence ve her bir yüksek taraf fetüsünde bir toprağa bağladı. Pin 11, bir yüksek taraf fetüsünü ve diğer yüksek taraf fetüsünü pim 14'e attı.
SG3525'i her iki feti de değiştirdiğimde anlık olarak yanar ve daha sonra normal olarak salınım yapar.Bu durumu trafiğe ve alçak taraf fets'e bağlarsam sorun olabilir mi?
Sonra iki alçak yan feti test ettim, bir 12v beslemesini bir (1k direnç ve bir led) her bir düşük taraf fetüsünün drenajına bağladım ve kaynağı toprağa bağladım. 11 ve 14 numaralı pinler her bir düşük taraf fets kapısına bağlandı.
Alt taraftaki SG3525'i değiştirdiğimde, pim (11, 14) ile geçit arasına 1k'lık bir direnç koyana kadar salınım yapmayacaktı. (Neden olduğundan emin değilim).

Devre şeması aşağıda verilmiştir.

Cevabım:

Teşekkürler Robin,

Çabalarınızı takdir ediyorum, ancak bu, IC'nin çıktı yanıtını kontrol etmenin en iyi yolu gibi görünmüyor ...

alternatif olarak, IC'nin 11 ve 14 numaralı pinlerinden ayrı ayrı LED'leri her bir LED'in kendi 1K direncine sahip olduğu toprağa bağlayarak basit bir yöntemi deneyebilirsiniz.

Bu, IC çıkış yanıtını hızlı bir şekilde anlamanıza izin verecektir .... bu, tam köprü aşamasını iki IC çıkışından izole tutarak veya onu izole etmeden yapılabilir.

Ayrıca, IC çıkış pinleri ile ilgili tam köprü girişleri arasına seri olarak 3V zener takmayı deneyebilirsiniz ... bu, mosfetler arasında yanlış tetiklemenin mümkün olduğunca önlenmesini sağlayacaktır ...

Bu yardımcı olur umarım

Saygılarımla...
Yağma

Robin'den:

IC çıkış pinleri ve ilgili tam köprü girişleri arasında seri halde {3V zenerlerin ... bu, mosfetlerde yanlış tetiklemenin mümkün olduğunca önlenmesini sağlayacağını açıklar mısınız ...

Şerefe Robin

BEN:

Bir zener diyot seri bağlandığında, belirtilen değer aşıldığında tam voltajı geçecektir, bu nedenle 3V zener diyot yalnızca 3V işareti geçilmediği sürece iletmeyecektir, bu aşıldığında tüm seviyeye izin verecektir. uygulanan voltajın
Dolayısıyla bizim durumumuzda da, SG 3525'ten gelen voltajın besleme seviyesinde ve 3V'den yüksek olduğu varsayılabildiğinden, hiçbir şey engellenmez veya sınırlandırılmaz ve tüm besleme seviyesi tam köprü aşamasına ulaşabilir.

Devrenizin nasıl gittiğini bana bildirin.

Düşük Taraflı Mosfet'e bir 'Ölü Zaman' Ekleme

Aşağıdaki şema, düşük taraf mosfetinde bir ölü zamanın nasıl eklenebileceğini göstermektedir, öyle ki BC547 transistörü üstteki mosfet'in AÇIK duruma gelmesine neden olduğunda, ilgili düşük taraf mosfet hafif bir gecikmeden sonra (birkaç ms) AÇIK konuma getirilir, böylece her türlü olası atış engellenir.