İnvertörlerde Pili Şarj Etmek İçin MOSFET Gövde Diyotlarını Kullanma

Bu yazıda, invertör transformatörü olarak kullanılan aynı transformatör aracılığıyla pilin şarj edilmesini sağlamak için MOSFET'lerin iç gövde diyotlarından nasıl yararlanılabileceğini anlamaya çalışıyoruz.

Bu makalede, tam bir köprü invertör konseptini inceleyeceğiz ve 4 MOSFET'in yerleşik diyotlarının takılı bir pili şarj etmek için nasıl uygulanabileceğini öğreneceğiz.

Tam Köprü veya H-Köprü Çevirici nedir

Daha önceki yazılarımın birkaçında tartıştık tam köprü invertör devreleri ve çalışma prensipleriyle ilgili.

Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi, temel olarak, tam köprülü bir invertörde, çıkış yüküne bağlı bir dizi 4 MOSFET'e sahibiz. Çapraz olarak bağlı MOSFET çiftleri, dönüşümlü olarak harici bir osilatör , pilden gelen DC girişinin alternatif bir akıma veya yük için AC'ye dönüşmesine neden olur.

Yük normal olarak bir trafo , düşük voltajlı primer, amaçlanan DC'den AC'ye çevirme için MOSFET köprüsüne bağlanan.

Tipik olarak 4 N-kanallı MOSFET tabanlı H-köprü topolojisi tam köprü invertörlerinde uygulanır, çünkü bu topoloji kompaktlık / güç çıkışı oranı açısından en verimli çalışmayı sağlar.

4 N kanal invertör kullanmak, uzmanlık gerektiren sürücü IC'leri ile önyükleme , yine de verimlilik karmaşıklığa ağır basar, bu nedenle bu türler popüler olarak tüm modern tam köprü invertörleri .

MOSFET İç Gövde Diyotlarının Amacı

Neredeyse tüm günümüz MOSFET'lerinde bulunan iç vücut diyotları öncelikle cihazı koru bağlı bir bağlantıdan üretilen ters EMF artışlarından endüktif yük trafo, motor, solenoid vb.

MOSFET tahliyesi aracılığıyla endüktif bir yük AÇIK konuma getirildiğinde, elektrik enerjisi anında yükün içinde ve sonraki anda MOSFET KAPALI , bu depolanan EMF, MOSFET kaynağından drene olan ters polaritede geri atılır ve MOSFET'e kalıcı bir zarar verir.

Cihazın drenajı / kaynağı boyunca bir iç vücut diyotunun varlığı, bu geri emfin diyot boyunca doğrudan bir yol açmasına izin vererek tehlikeyi önler, böylece MOSFET'i olası bir arızadan korur.

İnvertör Pilini Şarj Etmek için MOSFET Gövde Diyotlarını Kullanma

Bir invertörün pil olmadan eksik olduğunu ve bir invertör pilinin invertör çıkışını doldurmak ve bekleme durumunda tutmak için kaçınılmaz olarak sık sık şarj edilmesi gerektiğini biliyoruz.

Bununla birlikte, bir bataryayı şarj etmek için bir transformatör gerekir, bu da en iyi seviyeyi sağlamak için yüksek watt tipi olması gerekir. pil için akım .

İnvertör transformatörü ile birlikte ek bir transformatör kullanmak da oldukça hantal ve maliyetli olabilir. Bu nedenle, Şarj için aynı inverter trafosu uygulanır pil kulağa son derece faydalı geliyor.

MOSFET'lerde dahili gövde diyotlarının varlığı, neyse ki, transformatörün invertör modunda ve ayrıca akü şarj cihazı modunda, bazı kolaylıklar aracılığıyla anahtarlanmasını mümkün kılar. röle geçişleri diziler.

Temel Çalışma Konsepti

Aşağıdaki şemada, her MOSFET'e, drenaj / kaynak pimlerine bağlı bir dahili gövde diyotu eşlik ettiğini görebiliriz.

Diyotun anotu kaynak pimine bağlanırken, katot pimi cihazın boşaltma pimi ile ilişkilidir. Ayrıca MOSFET'lerin köprülü bir ağda yapılandırıldığından, diyotların da temel bir ağda yapılandırıldığını görebiliriz. tam köprü doğrultucu ağ biçimi.

Birkaç tane uygulayan birkaç röle kullanılır. hızlı değişimler şebeke AC'nin pili MOSFET gövde diyotları aracılığıyla şarj etmesini sağlamak için.

Bu köprü doğrultucu MOSFET dahili diyotlarının ağ oluşumu aslında tek bir transformatörün bir invertör transformatörü ve şarj transformatörü olarak kullanılması sürecini çok basit hale getirir.

MOSFET Gövde Diyotlarından Akım Akış Yönü

Aşağıdaki resim, AC trafosunu bir DC şarj voltajına doğrultmak için gövde diyotlarından geçen akım akışının yönünü göstermektedir.

Bir AC beslemesiyle, transformatör kabloları dönüşümlü olarak kutuplarını değiştirir. Soldaki resimde gösterildiği gibi, BAŞLAT'ın pozitif tel olduğunu varsayarak, turuncu oklar akımın D1, pil, D3 üzerinden ve transformatörün FINISH veya negatif kablosuna geri akış modelini gösterir.

Bir sonraki AC çevrimi için, polarite tersine döner ve akım, gövde diyodu D4, pil, D2 yoluyla mavi oklarla gösterildiği gibi hareket eder ve BİTİRME'ye veya transformatör sargısının negatif ucuna geri döner. Bu, hem AC döngülerini DC'ye dönüştürerek hem de pili şarj ederek dönüşümlü olarak tekrar etmeye devam eder.

Bununla birlikte, MOSFET'ler de sisteme dahil olduğundan, bu cihazların işlem sırasında hasar görmemesi için son derece dikkatli olunmalıdır ve bu, mükemmel bir invertör / şarj cihazı değiştirme işlemlerini gerektirir.

Pratik Tasarım

Aşağıdaki şema, MOSFET gövde diyotlarını bir redresör olarak uygulamak için pratik bir tasarım kurulumunu göstermektedir. bir invertör pilinin şarj edilmesi , röle değiştirme anahtarları ile.

Şarj modunda ve AC transformatörüyle gövde diyotlarını kullanırken MOSFET'ler için% 100 güvenlik sağlamak için, MOSFET kapıları toprak potansiyelinde tutulmalı ve DC beslemesinden tamamen kesilmelidir.

Bunun için iki şey uyguluyoruz, tüm MOSFET'lerin kapı / kaynak pinlerine 1 k direnç bağlayıp, IC sürücüsünün Vcc besleme hattına seri olarak bir kesme rölesi koyuyoruz.

Kesme rölesi, sürücü IC besleme girişi ile seri bağlanmış N / C kontakları olan bir SPDT röle kontağıdır. AC şebekesinin yokluğunda, N / C kontakları aktif kalır ve pil beslemesinin MOSFET'lere güç sağlamak için sürücü IC'sine ulaşmasına izin verir.

Şebeke AC mevcut olduğunda, bu röle değişir N / O kontaklarına IC Vcc'yi güç kaynağından keserek, MOSFET'lerin pozitif sürücüden tamamen kesilmesini sağlar.

Başka bir set görebiliriz röle kontakları trafo 220 V şebeke tarafına bağlanır. Bu sargı, inverterin 220V çıkış tarafını oluşturur. Sargı uçları, N / O ve N / C kontakları sırasıyla şebeke şebeke girişi AC ve yük ile yapılandırılan bir DPDT rölesinin kutuplarına bağlanır.

Ana şebeke AC'nin yokluğunda, sistem inverter modunda çalışır ve güç çıkışı, DPDT'nin N / C kontakları aracılığıyla yüke iletilir.

Bir AC şebeke girişinin varlığında, röle, şebeke AC'nin transformatörün 220V tarafına güç sağlamasına izin vererek N / O kontaklarını etkinleştirir. Bu da transformatörün çevirici tarafına enerji verir ve takılı pili şarj etmek için akımın MOSFET'lerin gövde diyotlarından geçmesine izin verilir.

DPDT rölesi etkinleştirilmeden önce, SPDT rölesinin, sürücü IC'sinin Vcc'sini beslemeden kesmesi gerekir. SPDT rölesi ile DPDT rölesi arasındaki aktivasyondaki bu hafif gecikme, MOSFET'ler için% 100 güvenliği ve cihazın ses operasyonlarını garanti etmek için sağlanmalıdır. invertör / şarj modu vücut diyotları aracılığıyla.

Röle Değiştirme İşlemleri

Yukarıda önerildiği gibi, şebeke beslemesi mevcut olduğunda, Vcc tarafı SPDT röle kontağı, transformatör tarafında DPDT rölesinden birkaç milisaniye önce etkinleştirilmelidir. Bununla birlikte, ana şebeke girişi başarısız olduğunda, her iki rölenin de hemen hemen aynı anda KAPALI konuma gelmesi gerekir. Bu koşullar aşağıdaki devre kullanılarak uygulanabilir.

Burada, röle bobini için operasyonel DC beslemesi bir standarttan elde edilir. AC'den DC'ye adaptör , şebeke şebekesine takılı.

Bu, şebeke AC mevcut olduğunda, AC / DC adaptörünün röleleri AÇIK konuma getirdiği anlamına gelir. Doğrudan DC kaynağına bağlanan SPDT rölesi, DPDT rölesi yapmadan önce hızlı bir şekilde etkinleştirilir. DPDT rölesi, 10 ohm ve 470 uF kapasitörün varlığı nedeniyle birkaç milisaniye sonra etkinleştirir. Bu, transformatör 220 V tarafındaki şebeke AC girişine yanıt vermeden önce MOSFET sürücü IC'nin devre dışı bırakılmasını sağlar.

Şebeke AC arızalandığında, 470uF kapasitör serisi ters taraflı diyot nedeniyle artık DPDT üzerinde hiçbir etkiye sahip olmadığından, her iki röle de hemen hemen aynı anda kapanır.

Bu, bir invertör pilini tek bir ortak trafo üzerinden şarj etmek için MOSFET gövde diyotlarının kullanımına ilişkin açıklamamızı tamamlıyor. Umut ediyoruz ki, fikir birçok hobicinin tek bir ortak transformatör kullanarak yerleşik akü şarj cihazlarına sahip ucuz, kompakt otomatik invertörler üretmesine izin verecektir.