El següent article descriu un circuit inversor d’ona sinusoïdal modificat per pont H que utilitza quatre mosfets de canal n. Aprenem més sobre el funcionament del circuit.

El concepte de pont H

Tots sabem que, entre les diferents tipologies d’inversors, el pont en H és el més eficient, ja que no necessita l’ús de transformadors d’aixetes centrals i permet l’ús de transformadors amb dos cables. Els resultats són encara millors quan s’impliquen quatre mosquetes del canal N.

Amb un transformador de dos cables connectat a un pont en H, es permet que el bobinatge associat passi a través de les oscil·lacions de tracció empenta de manera inversa cap endavant. Això proporciona una millor eficiència a mesura que el guany de corrent assolible aquí és superior a les topologies normals de tipus aixeta central.

Tot i que les coses millors mai són fàcils d’obtenir o implementar. Quan els mosquetets de tipus idèntic estan involucrats en una xarxa de ponts H, conduir-los de manera eficient esdevé un gran problema. Es deu principalment als fets següents:

Com sabem, una topologia de pont H incorpora quatre mosquetes per a les operacions especificades. Amb els quatre tipus de canal N, la conducció dels mosquetets superiors o dels laterals alts es converteix en un problema.

Això es deu al fet que durant la conducció els mosquetes superiors experimenten gairebé el mateix nivell de potencial en el seu terminal font que la tensió d'alimentació, a causa de la presència de la resistència de càrrega al terminal font.

Això significa que els mosfets superiors es troben amb nivells de voltatge similars a la porta i la font mentre funcionen.

Com que segons les especificacions, la tensió de la font ha de ser propera al potencial de terra per a una conducció eficient, la situació inhibeix instantàniament la conducció del mosfet en particular i el circuit sencer.

Per canviar els mosquetets superiors de manera eficient, s’han d’aplicar amb una tensió de la porta com a mínim 6 V superior a la tensió d’alimentació disponible.

És a dir, si la tensió d’alimentació és de 12V, requeriríem com a mínim 18-20V a la porta dels mosfets laterals alts.

Utilització de 4 Mosfets de canal N per al inversor

El circuit inversor de pont H proposat amb mosfets de canal de 4 n intenta superar aquest problema mitjançant la introducció d’una xarxa d’arrencada d’arrencada de més tensió per al funcionament dels mosquetets laterals alts.

Les portes N1, N2, N3, N4 NOT de l'IC 4049 es disposen com un circuit de duplicador de tensió, que genera uns 20 volts a partir de l'alimentació de 12V disponible.

Aquest voltatge s'aplica als mosquetes laterals elevats mitjançant un parell de transistors NPN.

Els mosquetets laterals baixos reben els voltatges de la porta directament de les fonts respectives.

La freqüència oscil·lant (tòtem) es deriva d’un IC de comptador de dècades estàndard, l’IC 4017.

Sabem que l'IC 4017 genera seqüències de sortides elevades a través dels seus 10 pins de sortida especificats. La lògica de seqüenciació es tanca de manera subsegüent a mesura que salta d’un pin a l’altre.

Aquí s’utilitzen totes les 10 sortides perquè l’IC mai tingui la possibilitat de produir una commutació incorrecta dels seus pins de sortida.

Els grups de tres sortides alimentades als mosfets mantenen l’amplada del pols a unes dimensions raonables. La funció també proporciona a l'usuari la possibilitat de modificar l'amplada del pols que s'està alimentant als mosfets.

En reduir el nombre de sortides als respectius mosfets, l’amplada del pols es pot reduir eficaçment i viceversa.

Això significa que el RMS és ajustable aquí fins a cert punt, i fa que el circuit tingui una capacitat de circuit d'ona sinusoïdal modificada.

Els rellotges de l'IC 4017 provenen de la pròpia xarxa d'oscil·ladors d'arrencada.

La freqüència oscil·lant del circuit d’arrencada s’estableix intencionadament a 1 kHz, de manera que es fa aplicable també per conduir l’IC4017, que en última instància proporciona una sortida d’uns 50 Hz al circuit inverter pont pont de 4 canals N.

El disseny proposat es pot simplificar molt, tal com es mostra aquí:

https://homemade-circuits.com/2013/05/full-bridge-1-kva-inverter-circuit.html

“què és un semiconductor intrínsec ”

Jo també vaig desenvolupar el següent inversor d’ona sinusoïdal modificat de pont complet o mig pont. La idea no incorpora mosquetes de canal 2 P i canal de 2 n per a la configuració del pont H i implementa de manera efectiva totes les funcions necessàries de manera impecable.

Pinouts IC 4049

Com es configura el circuit del convertidor per etapes

El circuit es pot dividir bàsicament en tres etapes, a saber. L’etapa de l’oscil·lador, l’etapa del conductor i l’etapa de sortida del mosfet de pont complet.

Veient el diagrama de circuits mostrat, la idea es pot explicar amb els punts següents:

L'IC1, que és l'IC555, està connectat al seu mode astable estàndard i és responsable de generar els impulsos necessaris o les oscil·lacions.

Els valors de P1 i C1 determinen la freqüència i el cicle de treball de les oscil·lacions generades.

IC2, que és un comptador / divisor IC4017, compleix dues funcions: optimitzar la forma d'ona i proporcionar un activador segur per a l'etapa de pont completa.

Proporcionar un activador segur dels mosfets és la funció més important que realitza IC2. Aprenem com s’implementa.

Com està dissenyat l'IC 4017 per funcionar

Com tots sabem, la sortida de les seqüències IC4017 en resposta a cada rellotge de vora ascendent aplicat al seu pin d’entrada # 14.

Els polsos d'IC1 inicien el procés de seqüenciació de manera que els impulsos salten d'un pin cap a l'altre en l'ordre següent: 3-2-4-7-1. És a dir, en resposta a l'alimentació de cada pols d'entrada, la sortida de l'IC4017 passarà a ser alta des del pin # 3 fins al pin # 1 i el cicle es repetirà sempre que l'entrada del pin # 14 persisteixi.

Un cop la sortida arriba al pin # 1, es restableix mitjançant el pin # 15, de manera que el cicle es pugui repetir des del pin # 3.

En el moment en què el pin # 3 és alt, res no es condueix a la sortida.

En el moment en què el pols anterior salta al pin # 2 es fa alt que activa ON T4 (el mosfet de canal N respon al senyal positiu), simultàniament el transistor T1 també condueix, el seu col·lector baixa, al mateix instant encén T5, que és un El mosfet de canal P respon al senyal baix del col·lector de T1.

Amb T4 i T5 ON, el corrent passa des del terminal positiu pel bobinatge del transformador implicat TR1 fins al terminal de terra. Això empeny el corrent a través de TR1 en una direcció (de dreta a esquerra).

Al següent instant, el pols salta del pin número 2 al pin número 4, ja que aquest pinout està en blanc, una vegada més res no condueix.

Tanmateix, quan la seqüència salta del pin # 4 al pin # 7, T2 condueix i repeteix les funcions de T1 però en el sentit invers. És a dir, aquesta vegada les conductes T3 i T6 canvien el corrent a través de TR1 en la direcció oposada (d’esquerra a dreta). El cicle completa el funcionament del pont H amb èxit.

Finalment, el pols salta del pin anterior al pin 1, on es torna a posar al pin 3 i el cicle es repeteix.

L’espai en blanc del pin número 4 és el més crucial, ja que manté els mosquetets completament segurs de qualsevol possible “disparament” i garanteix un funcionament 100% impecable del pont complet evitant la necessitat i la implicació de conductors de mosfet complicats.

El pinout en blanc també ajuda a implementar la forma d’ona sinusoïdal modificada típica necessària, tal com es mostra al diagrama.

La transferència del pols a través de l’IC4017 des del pin número 3 al pin número 1 constitueix un cicle, que ha de repetir-se 50 o 60 vegades per tal de generar els cicles de 50 Hz o 60 Hz necessaris a la sortida de TR1.

Per tant, multiplicant el nombre de pinouts per 50 es dóna 4 x 50 = 200 Hz. Aquesta és la freqüència que s’ha d’establir a l’entrada d’IC2 o a la sortida d’IC1.

La freqüència es pot configurar fàcilment amb l'ajuda de P1.

El disseny del circuit inversor d’ona sinusoïdal modificat per pont complet proposat es pot modificar de moltes maneres diferents segons les preferències individuals.

La relació d'espai de marca d'IC1 té algun efecte sobre les funcions del pols? .... cosa que cal reflexionar.