SG3525 Täyssiltataajuuspiiri

Tässä viestissä yritämme tutkia, kuinka suunnitella SG3525-täissillan invertteripiiri soveltamalla ulkoista käynnistyspiiriä piiriin. Idean pyysivät herra Abdul ja monet muut tämän sivuston innokkaat lukijat.

Miksi Full-Bridge-invertteripiiri ei ole helppoa

Aina kun ajattelemme täyssillan tai H-sillan vaihtosuuntaajapiiriä, pystymme tunnistamaan piirit, joissa on erikoistuneet ohjainpiirit, mikä saa meidät ihmettelemään, eikö ole todella mahdollista suunnitella täyssilta-invertteri käyttämällä tavallisia komponentteja?

Vaikka tämä saattaa näyttää pelottavalta, käsitteen pieni ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään, että loppujen lopuksi prosessi ei ehkä ole niin monimutkainen.

Ratkaiseva este täyssillan tai H-sillan suunnittelussa on 4 N-kanavan MOSFET-täyssillatopologian sisällyttäminen, mikä puolestaan ​​vaatii bootstrap-mekanismin sisällyttämistä korkean sivun mosfetteihin.

Mikä Bootstrapping

Niin mikä on tarkalleen Bootstrapping Network ja miten tästä tulee niin ratkaisevaa, kun kehitetään täyssilta-invertteripiiriä?

Kun identtisiä laitteita tai 4-kanavaisia ​​mosfettejä käytetään täyssiltaverkossa, käynnistysprosessointi on välttämätöntä.

Se johtuu siitä, että aluksi korkean sivun mosfetin lähteellä oleva kuormitus tarjoaa suuren impedanssin, mikä johtaa asennusjännitteeseen mosfetin lähteessä. Tämä nouseva potentiaali voi olla yhtä korkea kuin korkean sivun mosfetin tyhjennysjännite.

Joten periaatteessa, ellei tämän mosfetin portti- / lähdepotentiaali kykene ylittämään tämän nousevan lähdepotentiaalin maksimiarvon vähintään 12 V: lla, mosfet ei toimi tehokkaasti. (Jos sinulla on vaikeuksia ymmärtää, ilmoita siitä minulle kommenttien avulla.)

Yhdessä aikaisemmista viesteistä selitin kattavasti kuinka lähettimen seuraajatransistori toimii , joka voi olla tarkalleen sovellettavissa myös mosfet-lähteen seuraajapiiriin.

Tässä kokoonpanossa saimme tietää, että transistorin perusjännitteen on oltava aina 0,6 V korkeampi kuin emitterijännite transistorin kollektoripuolella, jotta transistori voi johtaa kollektorin läpi emitteriin.

Jos tulkitsemme yllä mainitun mosfetille, havaitsemme, että lähdeseuraajan mosfetin porttijännitteen on oltava vähintään 5 V tai mieluiten 10 V korkeampi kuin laitteen tyhjennyspuolelle kytketty syöttöjännite.

Jos tarkastat korkean puolen mosfetin täyssiltaverkossa, huomaat, että korkeat puoleiset mosfetit on tosiasiallisesti järjestetty lähteen seuraajaksi ja vaativat siksi porttia, joka laukaisee jännitteen, jonka on oltava vähintään 10 V viemärin syöttöjännitteiden yli.

Kun tämä on saavutettu, voimme odottaa optimaalista johtumista korkean puolen mosfeteistä matalien puolien mosfettien kautta työntövetotaajuuden yhden puolen jakson loppuun saattamiseksi.

Normaalisti tämä toteutetaan käyttämällä nopeaa palautusdiodia yhdessä suurjännitekondensaattorin kanssa.

Tätä ratkaisevaa parametria, jossa kondensaattoria käytetään nostamaan korkean puolen mosfetin hilajännite 10 V: iin korkeammaksi kuin sen tyhjennyssyöttöjännite, kutsutaan bootstrappingiksi, ja piiriä tämän toteuttamiseksi kutsutaan bootstrapping-verkoksi.

Matalan puolen mosfet eivät vaadi tätä kriittistä kokoonpanoa yksinkertaisesti siksi, että matalien sivujohteiden lähde on suoraan maadoitettu. Siksi nämä pystyvät toimimaan itse Vcc-syöttöjännitteellä ja ilman parannuksia.

Kuinka tehdä SG3525-täissiltataajuuspiiri

Nyt kun tiedämme, kuinka täysi silta-verkko otetaan käyttöön käynnistysvaiheen avulla, yritetään ymmärtää, miten tätä voitaisiin hakea saavuttaa täysi silta SG3525-invertteripiiri, joka on ylivoimaisesti yksi suosituimmista ja halutuimmista mikropiireistä invertterin valmistamiseksi.

Seuraava rakenne esittää vakiomoduulin, joka voidaan integroida mihin tahansa tavalliseen SG3525-taajuusmuuttajaan IC: n ulostulotappien yli erittäin tehokkaan SG3525-täissillan tai H-sillan invertteripiirin toteuttamiseksi.

Piirikaavio

Edellä olevaan kaavioon viitaten voimme tunnistaa neljä mosfettiä, jotka on kiinnitetty H-sillaksi tai täyssiltaverkoksi, mutta ylimääräinen BC547-transistori ja siihen liittyvä diodikondensaattori näyttävät hieman tuntemattomilta.

Tarkemmin sanottuna BC547-vaihe on sijoitettu käynnistysolosuhteiden täytäntöönpanoon, ja tämä voidaan ymmärtää seuraavan selityksen avulla:

Tiedämme, että missä tahansa H-sillassa mosfetit on konfiguroitu toimimaan diagonaalisesti suunnitellun työntövoiman johtamisen toteuttamiseksi muuntajan tai liitetyn kuorman poikki.

Oletetaan siis, että SG3525: n tappi # 14 on matala, mikä mahdollistaa oikean yläkulman ja vasemman alemman mosfetin johtamisen.

Tämä tarkoittaa, että IC: n nasta # 11 on korkea tässä tapauksessa, mikä pitää vasemman puolen BC547-kytkimen PÄÄLLÄ. Tässä tilanteessa seuraavia asioita tapahtuu vasemmalla puolella BC547:

1) 10uF-kondensaattori latautuu 1N4148-diodin ja sen negatiiviseen napaan liitetyn matalan sivun mosfetin kautta.

2) Tämä varaus varastoidaan väliaikaisesti kondensaattorin sisään ja sen voidaan olettaa olevan yhtä suuri kuin syöttöjännite.

3) Heti kun logiikka SG3525: n yli palaa seuraavan värähtelyjakson kanssa, tappi # 11 laskee matalalle, mikä kytkee välittömästi siihen liittyvän BC547: n pois päältä.

4) Kun BC547 on kytketty pois päältä, 1N4148: n katodin syöttöjännite saavuttaa nyt yhdistetyn mosfetin portin, mutta tätä jännitettä vahvistetaan nyt kondensaattorin sisällä olevalla tallennetulla jännitteellä, joka on myös melkein yhtä suuri kuin syöttötaso.

5) Tämä johtaa kaksinkertaiseen vaikutukseen ja mahdollistaa korotetun 2X-jännitteen asianomaisen mosfetin portissa.

6) Tämä tila laukaisee hetkeksi kovan mosfetin johtumiseen, mikä työntää jännitteen vastaavan vastakkaisen matalan sivun mosfetin yli.

7) Tässä tilanteessa kondensaattori pakotetaan purkautumaan nopeasti ja mosfet pystyy johtamaan vain niin kauan, että tämän kondensaattorin varastoitu varaus pystyy ylläpitämään.

Siksi on pakollista varmistaa, että kondensaattorin arvo valitaan siten, että kondensaattori kykenee pitämään riittävän varauksen kutakin push-pull-värähtelyjen ON / OFF-jaksoa kohti.

Muuten mosfet hylkää johtumisen ennenaikaisesti aiheuttaen suhteellisen pienen RMS-lähdön.

No, yllä olevassa selityksessä selitetään kattavasti, kuinka käynnistyslohko toimii täyssilta-inverttereissä ja kuinka tämä ratkaiseva ominaisuus voidaan toteuttaa tehokkaan SG3525-täyssilta-invertteripiirin tekemiseksi.

Nyt jos olet ymmärtänyt, kuinka tavallinen SG3525 voitaisiin muuntaa täysimittaiseksi H-sillan invertteriksi, kannattaa ehkä myös tutkia, miten sama voidaan toteuttaa muille tavallisille vaihtoehdoille, kuten IC 4047- tai IC 555 -pohjaisille invertteripiireille, … .. ajattele sitä ja kerro meille!

PÄIVITTÄÄ: Jos yllä oleva H-sillan suunnittelu on liian monimutkainen toteuttaa, voit kokeilla a paljon helpompi vaihtoehto

SG3525-invertteripiiri, joka voidaan määrittää yllä esitetyllä keskustellulla Full Bridge -verkolla

Seuraava kuva näyttää esimerkin invertteripiiristä IC SG3525: n avulla. Voit havaita, että lähtö mosfet-vaihe puuttuu kaaviosta, ja vain ulostulon avoimet pinoutit voidaan nähdä tapin # 11 ja tapin # 14 muodossa.

Näiden lähtöliittimien päät on yksinkertaisesti liitettävä yllä selitetyn täyssiltaverkon ilmoitettujen osien yli tämän yksinkertaisen SG3525-mallin muuntamiseksi tehokkaaksi täysimittaiseksi SG3525-täyssilta-invertteripiiriksi tai 4 N -kanavan MOSFET-H-siltapiiriksi.

Palaute herra Robinilta (joka on yksi tämän blogin innokkaista lukijoista ja intohimoinen sähköinen harrastaja):

Hei swagatum
Okei, vain tarkistaaksesi, että kaikki toimii, erotin kaksi korkeaa sivuverhoa kahdesta matalasta sivuverhosta ja käytin samaa piiriä kuin:
( https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ),
liittämällä negatiivinen korkki mosfet-lähteeseen ja kytkemällä sitten tämä liitos 1k-vastukseen ja johtamaan maahan kummallakin korkealla puolella olevalla fetillä. Tappi 11 sykkii yhden korkean puolen fetin ja tappi 14 toisen korkean puolen fet.
Kun kytkin SG3525: n päälle molemmat fetit palavat hetkellisesti ja heilahtelevat normaalisti sen jälkeen, luulen, että se voi olla ongelma, jos yhdistän tilanteen tilanteeseen ja mataliin sivuverhoiluihin?
Sitten testasin kaksi matalaa sivuhaaraa liittämällä 12 voltin virtalähteen (1k vastukseen ja lediin) jokaisen matalan sivuhaaran viemäriin ja liittämällä lähteen maahan. Nastat 11 ja 14 liitettiin kuhunkin matalan sivupään porttiin.
Kun vaihdoin SG3525: n matalalla puolella, fetit eivät värähtele ennen kuin laitoin 1k vastuksen tapin (11, 14) ja portin väliin. (En ole varma, miksi näin tapahtuu).

Piirikaavio alla.

Vastaukseni:

Kiitos Robin,

Arvostan ponnistelujasi, mutta se ei kuitenkaan tunnu olevan paras tapa tarkistaa IC: n lähtövastetta ...

Vaihtoehtoisesti voit kokeilla yksinkertaista menetelmää liittämällä yksittäiset LEDit piiristä nastasta 11 ja nastasta 14 maahan maadoittamalla jokaisella LEDillä oma 1K-vastus.

Tämän avulla voit nopeasti ymmärtää IC-lähtövasteen ... tämä voidaan tehdä joko pitämällä koko sillan vaihe eristettynä kahdesta IC-lähdöstä tai eristämättä sitä.

Voit myös yrittää liittää 3 V: n zenerit sarjaan IC-lähtöliittimien ja vastaavien täyssiltatulojen väliin ... tämä varmistaa, että väärä laukaisu mosfettien yli vältetään mahdollisimman pitkälle ...

Toivottavasti tämä auttaa

Parhain terveisin...
Nyytti

Robinilta:

Voisitteko selittää, kuinka {3V: n zenerit sarjassa IC-lähtöliittimien ja vastaavien täyssiltatulojen välillä ... tämä varmistaa, että väärä laukaisu mosfettien yli vältetään mahdollisuuksien mukaan ...

Kippis Robin

Minä:

Kun zener-diodi on sarjassa, se kulkee täyden jännitteen, kun määritetty arvo on ylitetty, joten 3 V: n zener-diodi ei toimi vain niin kauan kuin 3V-merkkiä ei ylitetä, kun tämä ylitetään, se sallii koko tason sen yli sovelletusta jännitteestä
Joten myös meidän tapauksessamme, koska SG 3525: n jännitteen voidaan olettaa olevan syöttötasolla ja korkeampi kuin 3 V, mikään ei olisi tukossa tai rajoitettu ja koko syöttötaso pystyisi saavuttamaan koko sillan.

Kerro minulle, miten se menee piirisi kanssa.

'Kuolleen ajan' lisääminen matalan sivun Mosfetiin

Seuraava kaavio osoittaa, kuinka kuollut aika voitaisiin asettaa alemman sivun mosfetiin siten, että aina kun BC547-transistori kytkeytyy, jolloin ylempi mosfet kytkeytyy päälle, kyseinen matalan sivun mosfet kytketään päälle pienen viiveen (muutaman ms) kuluttua, estäen siten kaikenlaisen mahdollisen ampumisen.