ในบรรดาโทโพโลยีอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่ต่างกันโทโพโลยีอินเวอร์เตอร์แบบเต็มบริดจ์หรือแบบสะพาน H ถือได้ว่ามีประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูงสุด การกำหนดค่าโทโพโลยีแบบบริดจ์แบบเต็มอาจเกี่ยวข้องกับความสำคัญมากเกินไปอย่างไรก็ตามด้วยการถือกำเนิดของไอซีไดรเวอร์บริดจ์แบบเต็มสิ่งเหล่านี้ได้กลายเป็นหนึ่งใน อินเวอร์เตอร์ที่ง่ายที่สุด หนึ่งสามารถสร้าง
โทโพโลยีแบบเต็มสะพานคืออะไร
อินเวอร์เตอร์แบบสะพานเต็มหรือที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์ H-bridge เป็นโทโพโลยีของอินเวอร์เตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดซึ่งทำงานกับหม้อแปลงสองสายเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าแบบผลักดึงที่ต้องการไปยังกระแสหลัก วิธีนี้หลีกเลี่ยงการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแกนกลาง 3 สายซึ่งไม่มีประสิทธิภาพมากนักเนื่องจากขดลวดปฐมภูมิมากกว่าหม้อแปลง 2 สายถึงสองเท่า
คุณลักษณะนี้ช่วยให้สามารถใช้หม้อแปลงขนาดเล็กและรับกำลังขับได้มากขึ้นในเวลาเดียวกันวันนี้เนื่องจากความพร้อมใช้งานของ IC ไดร์เวอร์บริดจ์แบบเต็มรูปแบบจึงกลายเป็นเรื่องง่ายอย่างที่สุดและการทำวงจรอินเวอร์เตอร์แบบบริดจ์เต็มรูปแบบที่บ้านจึงกลายเป็นเรื่องเล่น ๆ ของเด็ก ๆ
ในที่นี้เราจะพูดถึงวงจรอินเวอร์เตอร์แบบบริดจ์เต็มรูปแบบโดยใช้ IC IRS2453 (1) D จาก International Rectifiers
ชิปที่กล่าวถึงนี้เป็น IC ไดรเวอร์บริดจ์แบบเต็มที่โดดเด่นเนื่องจากตัวเดียวดูแลความสำคัญทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับโทโพโลยีของสะพาน H ผ่านวงจรขั้นสูงในตัว
ผู้ประกอบเพียงแค่ต้องเชื่อมต่อส่วนประกอบภายนอกไม่กี่ชิ้นเพื่อให้ได้อินเวอร์เตอร์ H-bridge ที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบ
ความเรียบง่ายของการออกแบบเห็นได้จากแผนภาพที่แสดงด้านล่าง:
การทำงานของวงจร
Pin14 และ pin10 คือพินแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟด้านสูงของ IC ตัวเก็บประจุ 1uF รักษาพินที่สำคัญเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในร่มที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของท่อระบายน้ำของมอสเฟ็ตที่สอดคล้องกันเพื่อให้แน่ใจว่าศักยภาพของแหล่งมอสเฟตยังคงต่ำกว่าศักยภาพของเกตสำหรับการนำมอสเฟตที่ต้องการ
ตัวต้านทานเกตยับยั้งความเป็นไปได้ที่ท่อระบายน้ำ / แหล่งจ่ายไฟกระชากโดยการป้องกันการนำมอสเฟตอย่างกะทันหัน
ไดโอดข้ามตัวต้านทานเกตถูกนำมาใช้เพื่อการระบายออกอย่างรวดเร็วของตัวเก็บประจุประตู / ท่อระบายน้ำภายในในช่วงที่ไม่มีการนำไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการตอบสนองที่เหมาะสมจากอุปกรณ์
IC IRS2453 (1) D ยังมาพร้อมกับออสซิลเลเตอร์ในตัวซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องใช้สเตจออสซิลเลเตอร์ภายนอกกับชิปนี้
ส่วนประกอบแบบพาสซีฟภายนอกเพียงไม่กี่ชิ้นจะดูแลความถี่ในการขับเคลื่อนอินเวอร์เตอร์
สามารถคำนวณ Rt และ Ct เพื่อรับเอาท์พุทความถี่ 50Hz หรือ 60 Hz ที่ตั้งใจไว้บน mosfets
การคำนวณส่วนประกอบการกำหนดความถี่
สามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อคำนวณค่าของ Rt / Ct:
f = 1 / 1.453 x Rt x Ct
โดยที่ Rt อยู่ในหน่วยโอห์มและ Ct ใน Farads
คุณลักษณะไฟฟ้าแรงสูง
คุณสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของ IC นี้คือความสามารถในการจัดการกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากถึง 600V ทำให้สามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับอินเวอร์เตอร์ที่ไม่มีหม้อแปลงหรือวงจรอินเวอร์เตอร์เฟอร์ไรต์ขนาดกะทัดรัด
ดังที่เห็นในแผนภาพที่ระบุหากใช้ 330V DC ที่สามารถเข้าถึงได้จากภายนอกใน '+/- AC rectified lines' การกำหนดค่าจะกลายเป็นอินเวอร์เตอร์แบบไม่ใช้หม้อแปลงทันทีซึ่งโหลดที่ต้องการใด ๆ สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับจุดที่ระบุว่า 'โหลด '.
หรือถ้าเป็นแบบธรรมดา หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down ใช้ขดลวดปฐมภูมิสามารถเชื่อมต่อผ่านจุดที่ระบุว่า 'โหลด' ในกรณีนี้ '+ AC rectified line' สามารถต่อเข้ากับพิน # 1 ของ IC และสิ้นสุดโดยทั่วไปกับแบตเตอรี่ (+) ของอินเวอร์เตอร์
หากใช้แบตเตอรี่ที่สูงกว่า 15V ควรเชื่อมต่อ '+ AC rectified line' โดยตรงกับขั้วบวกของแบตเตอรี่ในขณะที่ขา # 1 ควรใช้กับ 12V ที่มีการควบคุมแบบก้าวลงจากแหล่งแบตเตอรี่โดยใช้ IC 7812
แม้ว่าการออกแบบที่แสดงด้านล่างจะดูง่ายเกินไปในการสร้าง แต่การจัดวางนั้นจำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักเกณฑ์ที่เข้มงวดบางประการคุณอาจอ้างถึงโพสต์เพื่อให้แน่ใจว่า มาตรการป้องกันที่ถูกต้อง สำหรับวงจรอินเวอร์เตอร์แบบเต็มสะพานที่เสนออย่างง่าย
บันทึก:กรุณาต่อขา SD ของ IC เข้ากับสายกราวด์หากไม่ได้ใช้สำหรับการปิดเครื่อง
แผนภูมิวงจรรวม
Simple H-Bridge หรือ Full Bridge Inverter โดยใช้ Half-Bridge IC IR2110 สองตัว
แผนภาพด้านบนแสดงวิธีการใช้งานการออกแบบอินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยมสะพานเต็มรูปแบบที่มีประสิทธิภาพโดยใช้ IC ครึ่งบริดจ์ IR2110 สองสามตัว
ICs เป็นตัวขับฮาล์ฟบริดจ์เต็มรูปแบบที่ติดตั้งเครือข่ายตัวเก็บประจุแบบบูตที่จำเป็นสำหรับการขับมอสเฟตด้านสูงและคุณสมบัติเวลาตายเพื่อความปลอดภัย 100% สำหรับการนำมอสเฟต
ICs ทำงานโดยการสลับมอสเฟ็ตของ Q1 / Q2 และ Q3 / Q4 ควบคู่กันไปเช่นว่าเมื่อใดก็ตามที่ Q1 เปิดอยู่ Q2 และ Q3 จะถูกสลับอย่างสมบูรณ์และในทางกลับกัน
IC สามารถสร้างการสลับที่แม่นยำข้างต้นเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณตามกำหนดเวลาที่อินพุต HIN และ LIN
จำเป็นต้องเปิดใช้อินพุตทั้งสี่นี้เพื่อให้แน่ใจว่าในทันที HIN1 และ LIN2 ใด ๆ จะเปิดพร้อมกันในขณะที่ HIN2 และ LIN1 ปิดอยู่และในทางกลับกัน ซึ่งทำได้ในอัตราสองเท่าของความถี่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ หมายถึงถ้าต้องการเอาท์พุทอินเวอร์เตอร์เป็น 50Hz อินพุต HIN / LIN ควรจะสั่นที่อัตรา 100Hz เป็นต้น
วงจรออสซิลเลเตอร์
นี่คือวงจรออสซิลเลเตอร์ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการทริกเกอร์อินพุต HIN / LIN ของวงจรอินเวอร์เตอร์แบบฟูลบริดจ์ที่อธิบายไว้ข้างต้น
IC 4049 ตัวเดียวใช้สำหรับสร้างความถี่ที่ต้องการและสำหรับการแยกฟีดอินพุตแบบสลับสำหรับ IC ของอินเวอร์เตอร์
C1 และ R1 กำหนดความถี่ที่ต้องการสำหรับการสั่นของอุปกรณ์ฮาล์ฟบริดจ์และสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
f = 1 /1.2RC
อีกวิธีหนึ่งคือสามารถบรรลุค่าได้จากการลองผิดลองถูก
อินเวอร์เตอร์แบบแยกสะพานเต็มรูปแบบโดยใช้ทรานซิสเตอร์
จนถึงตอนนี้เราได้ศึกษาโทโพโลยีอินเวอร์เตอร์แบบบริดจ์แบบเต็มรูปแบบโดยใช้ไอซีเฉพาะทางอย่างไรก็ตามสิ่งเดียวกันนี้สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ชิ้นส่วนที่แยกจากกันทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุดังกล่าวและไม่ต้องขึ้นอยู่กับ IC
แผนภาพง่ายๆสามารถดูได้ด้านล่าง:
คู่ของ: วงจรสวิตช์ทุ่นนิรภัยสำหรับเรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์ ถัดไป: วงจรตรวจจับการหมุนของล้อ
