Jednoduchý, ale užitečný mikroprocesorový obvod měniče Arduino s plným můstkem na bázi mikroprocesoru lze vytvořit naprogramováním desky Arduino s SPWM a integrací několika mosfetů s topologií H-můstku, pojďme se dozvědět podrobnosti níže:

“co dělá dolní propust ”

V jednom z našich dřívějších článků jsme se komplexně naučili, jak postavit jednoduchý sinusový měnič Arduino , zde uvidíme, jak by mohl být stejný projekt Arduino použit pro stavbu a jednoduchý plný most nebo obvod měniče H-můstku.

Používání M-kanálů P-kanálu a N-kanálu

Abychom to zjednodušili, použijeme P-kanálové MOSFETY pro MOSFETY na vysoké straně a N-kanálové MOSFETY pro MOSFETy na nízké straně, což nám umožní vyhnout se složité fázi bootstrapu a umožnit přímou integraci signálu Arduino s MOSFETY.

Při navrhování se obvykle používají N-kanálové mosfety měniče založené na plném můstku , který zajišťuje nejideálnější přepínání proudu přes mosfety a zátěž a zajišťuje mnohem bezpečnější pracovní podmínky pro mosfety.

Když však kombinace a Používají se mosfety s kanálem p a n , riziko proletění a dalších podobných faktorů napříč mosfety se stává vážným problémem.

Pokud je řečeno, že pokud jsou přechodové fáze vhodně zabezpečeny s malou mrtvou dobou, může být spínání možná provedeno co nejbezpečněji a mohlo by se zabránit foukání mosfetů.

V tomto návrhu jsem konkrétně použil brány Schmidtovy spouštěcí NAND brány pomocí IC 4093, která zajišťuje, že přepínání mezi dvěma kanály je ostré a není ovlivněno žádným rušivým přechodem nebo nízkým rušením signálu.

Logická operace brány N1-N4

Když Pin 9 je logika 1 a pin 8 je logika 0

Výstup N1 je 0, levý horní p-MOSFET je zapnutý, výstup N2 je 1, pravý dolní n-MOSFET je zapnutý.
Výstup N3 je 1, horní pravý p-MOSFET je VYPNUTÝ, výstup N4 0, dolní levý n-MOSFET je VYPNUTÝ.
Přesně stejná sekvence se děje u ostatních diagonálně připojených MOSFETů, když pin 9 je logická 0 a pin 8 je logická 1

Jak to funguje

Jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku, práci tohoto plně sinusového měniče založeného na Arduinu lze pochopit pomocí následujících bodů:

Arduino je naprogramováno tak, aby generovalo patřičně formátované výstupy SPWM z pinů č. 8 a 9.

Zatímco jeden z kolíků generuje SPWM, doplňkový kolík je držen nízko.

Příslušné výstupy z výše uvedených pinů jsou zpracovány prostřednictvím Schmidtových spouštěcích bran NAND (N1 --- N4) z IC 4093. Všechny brány jsou uspořádány jako střídače se Schmidtovou odezvou a přiváděny do příslušných mosfetů plného můstkového ovladače síť.

Zatímco pin # 9 generuje SPWMs, N1 invertuje SPWMs a zajišťuje, že příslušné vysokofrekvenční mosfety reagují a vedou k vysoké logice SPWM, a N2 zajišťuje, že nízkofrekvenční N-kanálový mosfet dělá totéž.

Během této doby je pin # 8 udržován na logické nule (neaktivní), což je vhodně interpretováno N3 N4, aby se zajistilo, že další dvojice doplňkových mosfetů H-můstku zůstane zcela vypnutá.

Výše uvedená kritéria se shodně opakují, když generování SPWM přechází na pin # 8 z pin # 9 a nastavené podmínky se nepřetržitě opakují napříč piny Arduino a plné páry mosfetů .

Specifikace baterie

Specifikace baterie vybraná pro daný obvod sinusového střídače Arduino s plným můstkem je 24 V / 100 Ah, lze však zvolit libovolnou další požadovanou specifikaci baterie podle preferencí uživatele.

Specifikace primárního napětí transformátoru by měla být o něco nižší než napětí baterie, aby bylo zajištěno, že SPWM RMS proporcionálně vytváří kolem 220V až 240V na sekundárním transformátoru.

Celý programový kód je uveden v následujícím článku:

Kód Sinewave SPWM

4093 IC pinouts

Detail pinout IRF540 (IRF9540 bude mít také stejnou konfiguraci pinout)

Jednodušší alternativa celého mostu

Obrázek níže ukazuje alternativní konstrukce H-můstku pomocí P a N kanálu MOSFET, který nezávisí na integrovaných obvodech, místo toho používá obyčejné BJT jako ovladače pro izolaci MOSFET.

Alternativní hodinové signály jsou dodávány z Deska Arduino , zatímco kladné a záporné výstupy z výše uvedeného obvodu jsou dodávány na vstup Arduino DC.