En Basit Tam Köprü Çevirici Devresi

Mevcut farklı invertör topolojileri arasında, tam köprü veya H köprüsü invertör topolojisi en verimli ve etkili olarak kabul edilir. Tam bir köprü topolojisinin yapılandırılması çok fazla kritiklik içerebilir, ancak tam köprü sürücü IC'lerinin ortaya çıkmasıyla bunlar artık en basit invertörler inşa edebilir.

Tam Köprü Topolojisi Nedir

H-köprü invertörü olarak da adlandırılan tam köprü invertörü, gerekli itme-çekme salınım akımını primere iletmek için iki telli transformatör üzerinde çalışan en verimli invertör topolojisidir. Bu, 2 telli bir transformatöre göre iki kat daha fazla primer sargı olması nedeniyle çok verimli olmayan 3 telli merkezden kılavuzlu bir transformatörün kullanılmasını önler.

Bu özellik, daha küçük transformatörlerin kullanılmasına ve aynı anda daha fazla güç çıkışı elde edilmesine izin verir. Tam köprü sürücü IC'lerin kolay kullanılabilirliği nedeniyle, işler son derece basit hale geldi ve evde tam bir köprü invertör devresi yapmak çocuk oyuncağı haline geldi.

Burada International Rectifiers'dan tam köprü sürücüsü IC IRS2453 (1) D kullanarak tam köprü invertör devresini tartışıyoruz.

Bahsedilen yonga, gelişmiş yerleşik devre sistemi aracılığıyla H-köprü topolojileriyle ilgili tüm önemli kritikliği tek başına hallettiği için olağanüstü bir tam köprü sürücü IC'sidir.

Montajcının, tam teşekküllü, çalışan bir H köprüsü invertörü elde etmek için birkaç avuç bileşeni harici olarak bağlaması yeterlidir.

Tasarımın basitliği, aşağıda gösterilen şemadan anlaşılmaktadır:

Devre Çalışması

Pin14 ve pin10, IC'nin yüksek taraf değişken besleme voltajı pin çıkışlarıdır. 1 uF kapasitörler, bu önemli pin çıkışlarını karşılık gelen mosfetlerin boşaltma voltajlarından daha yüksek bir gölgede tutuyor ve mosfet kaynak potansiyelinin, mosfetlerin gerekli iletimi için geçit potansiyelinden daha düşük kalmasını sağlıyor.

Kapı dirençleri, mosfetlerin aniden iletilmesini önleyerek drenaj / kaynak dalgalanması olasılığını bastırır.

Kapı dirençlerindeki diyotlar, cihazlardan en iyi yanıtı sağlamak için iletken olmama süreleri sırasında dahili kapı / boşaltma kapasitörlerinin hızlı deşarjı için yerleştirilmiştir.

IC IRS2453 (1) D ayrıca dahili bir osilatör ile donatılmıştır, yani bu çipte harici osilatör aşamasına gerek yoktur.

Sadece birkaç harici pasif bileşen, sürücünün çalıştırılması için frekansla ilgilenir.

Mosfetler üzerinden 50 Hz veya 60 Hz frekans çıkışları elde etmek için Rt ve Ct hesaplanabilir.

Frekans Belirleme Bileşenlerinin Hesaplanması

Rt / Ct değerlerini hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılabilir:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct

burada Rt Ohm'da ve Ct Faradlarda.

Yüksek Gerilim Özelliği

Bu IC'nin bir başka ilginç özelliği de, 600V'a kadar çok yüksek voltajları işleyebilme yeteneğidir ve bu da onu dönüştürümsüz invertörler veya kompakt ferrit invertör devreleri için mükemmel şekilde uygulanabilir kılar.

Verilen diyagramda görülebileceği gibi, harici olarak erişilebilir bir 330V DC '+/- AC doğrultulmuş hatlar' boyunca uygulanırsa, konfigürasyon anında transformatörsüz bir invertör haline gelir, burada istenen herhangi bir yük doğrudan 'yük' olarak işaretlenen noktalara bağlanabilir. '.

Alternatif olarak sıradan bir düşürücü trafo kullanıldığında, birincil sargı, 'yük' olarak işaretlenen noktalara bağlanabilir. Bu durumda '+ AC doğrultulmuş hat' IC'nin 1 numaralı pimi ile birleştirilebilir ve ortak olarak inverterin piline (+) sonlandırılabilir.

15V'den daha yüksek bir batarya kullanılıyorsa, '+ AC düzeltilmiş hat' doğrudan bataryaya bağlanmalı, 1 numaralı pin ise IC 7812 kullanılarak batarya kaynağından düşürülmüş 12V ile uygulanmalıdır.

Aşağıda gösterilen tasarımın yapımı çok kolay görünse de, düzen bazı katı kurallara uyulmasını gerektirmektedir, emin olmak için gönderiye bakabilirsiniz. doğru koruma önlemleri önerilen basit tam köprü invertör devresi için.

NOT:Kapatma işlemi için kullanılmıyorsa, lütfen IC'nin SD pinini toprak hattı ile birleştirin.

Devre şeması

İki Half-Bridge IC IR2110 kullanan Basit H-Bridge veya Full Bridge Inverter

Yukarıdaki şema, bir çift yarım köprü IC IR2110 kullanarak etkili bir tam köprü kare dalga invertör tasarımının nasıl uygulanacağını göstermektedir.

IC'ler, yüksek taraftaki mosfetleri sürmek için gerekli önyükleme kapasitör ağı ve mosfet iletimi için% 100 güvenlik sağlamak için bir ölü zaman özelliği ile donatılmış tam teşekküllü yarım köprü sürücüleridir.

IC'ler dönüşümlü olarak Q1 / Q2 ve Q3 / Q4 mosfetlerini birbiri ardına değiştirerek çalışır, öyle ki Q1 AÇIK olduğunda herhangi bir durumda Q2 ve Q3 tamamen KAPATILIR ve bunun tersi de geçerlidir.

IC, HIN ve LIN girişlerindeki zamanlı sinyallere yanıt olarak yukarıdaki hassas anahtarlamayı oluşturabilir.

Bu dört girişin, herhangi bir anda HIN1 ve LIN2'nin HIN2 ve LIN1 KAPALI iken eşzamanlı olarak AÇIK duruma getirilmesini sağlamak için tetiklenmesi gerekir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu, inverter çıkış frekansının iki katı oranında yapılır. Yani, inverter çıkışının 50Hz olması gerekiyorsa, HIN / LIN girişleri 100Hz hızında salınmalıdır vb.

Osilatör Devresi

Bu, yukarıda açıklanan tam köprü invertör devresinin HIN / LIN girişlerini tetiklemek için optimize edilmiş bir osilatör devresidir.

Tek bir 4049 IC, gerekli frekansı oluşturmak ve ayrıca inverter IC'leri için alternatif giriş beslemelerini izole etmek için kullanılır.

C1 ve R1, yarım köprü cihazlarının salınımı için gerekli frekansı belirler ve aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

f = 1 /1.2RC

Alternatif olarak, değerler bazı deneme yanılma yoluyla da elde edilebilir.

Transistör Kullanan Ayrık Tam Köprü İnvertörü

Şimdiye kadar, özel IC'ler kullanarak tam bir köprü invertör topolojileri inceledik, ancak aynısı, transistörler ve kapasitörler gibi ayrı parçalar kullanılarak ve IC'lere bağlı olmaksızın oluşturulabilir.

Aşağıda basit bir şema görülebilir: