Circuit d’inversors de pont complet més senzill

Entre les diferents topologies d’inversors existents, el pont complet o la topologia d’inversors de pont H es considera la més eficaç i eficaç. Configurar una topologia de pont completa pot implicar massa criticitat, però, amb l’arribada de les CI de controlador de pont complet, aquestes s’han convertit en una de les inversors més senzills es pot construir.

Què és una topologia de pont complet

Un inversor de pont complet també anomenat inversor de pont H és la topologia d’inversors més eficient que funciona amb dos transformadors de filferro per subministrar el corrent oscil·lant push-pull requerit a la primària. D'aquesta manera s'evita l'ús d'un transformador central de 3 fils que no és molt eficient a causa del doble de bobinat primari que un transformador de 2 fils.

Aquesta característica permet l’ús de transformadors més petits i obtenir més potència al mateix temps. Avui, a causa de la fàcil disponibilitat dels circuits integrats de controlador de pont complet, les coses s’han tornat totalment senzilles i fer un circuit inverter de pont complet a casa s’ha convertit en un joc infantil.

Aquí comentem un circuit inversor de pont complet mitjançant el controlador de pont complet IC IRS2453 (1) D dels rectificadors internacionals.

El xip esmentat és un excel·lent IC de controlador de pont complet, ja que es fa càrrec de tots els aspectes crítics principals relacionats amb les topologies de ponts H mitjançant els seus avançats circuits integrats.

El muntador simplement ha de connectar uns quants grapats de components externament per aconseguir un inversor de pont H en ple funcionament.

La simplicitat del disseny es desprèn del diagrama que es mostra a continuació:

Funcionament del circuit

Pin14 i pin10 són els pinouts de tensió d'alimentació flotant del costat alt de l'IC. Els condensadors 1uF mantenen efectivament aquests pinouts crucials una ombra superior a les tensions de drenatge dels mosfets corresponents, garantint que el potencial de la font del mosfet es mantingui inferior al potencial de la porta per a la conducció necessària dels mosfets.

Les resistències de la porta suprimeixen la possibilitat de sobretensió de drenatge / font evitant la conducció sobtada dels mosfets.

Els díodes a través de les resistències de la porta s’introdueixen per a la descàrrega ràpida dels condensadors de porta / drenatge interns durant els seus períodes de no conducció per garantir una resposta òptima dels dispositius.

L'IC IRS2453 (1) D també es presenta amb un oscil·lador integrat, el que significa que no es necessitaria cap etapa d'oscil·lador extern amb aquest xip.

Només un parell de components passius externs s’encarreguen de la freqüència de conducció de l’inversor.

Es poden calcular Rt i Ct per obtenir les sortides de freqüència de 50Hz o 60Hz previstes a través dels mosfets.

Càlcul de components de determinació de freqüència

Es pot utilitzar la següent fórmula per calcular els valors de Rt / Ct:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct

on Rt és a Ohms i Ct a Farads.

Funció d'alta tensió

Una altra característica interessant d’aquest CI és la seva capacitat per manejar voltatges molt elevats fins a 600 V, cosa que el fa perfectament aplicable per a inversors sense transformació o circuits inverter de ferrita compactes.

Com es pot veure al diagrama donat, si s’aplica un 330V CC accessible externament a través de les “línies rectificades +/- AC”, la configuració es converteix instantàniament en un inversor sense transformador on qualsevol càrrega prevista es pot connectar directament a través dels punts marcats com a “càrrega” '.

Alternativament, si és normal transformador de baixada s'utilitza, el bobinatge primari es pot connectar a través dels punts marcats com a 'càrrega'. En aquest cas, la 'línia rectificada + CA' es pot unir amb el pin número 1 del CI i finalitzar-se habitualment a la bateria (+) de l'inversor.

Si s’utilitza una bateria superior a 15V, la línia rectificada + CA s’hauria de connectar directament amb la bateria positiva mentre que el pin 1 s’hauria d’aplicar amb un regulador reduït de 12V des de la font de la bateria mitjançant IC 7812.

Tot i que el disseny que es mostra a continuació sembla massa fàcil de construir, el disseny requereix algunes pautes estrictes, podeu consultar la publicació per assegurar-vos mesures de protecció correctes per al circuit inversor de pont complet senzill proposat.

NOTA:Si us plau, uniu el pin SD de l'IC amb la línia de terra, si no s'utilitza per a l'operació d'apagada.

Esquema de connexions

Inversor simple H-Bridge o Full Bridge que utilitza dos IC IR2110 de mig pont

El diagrama anterior mostra com implementar un eficaç disseny d’inversors d’ona quadrada de pont complet mitjançant un parell de circuits integrats IR2110 de mig pont.

Els circuits integrats són controladors de mig pont de ple dret equipats amb la xarxa de condensadors d’arrencada necessària per conduir els mosquetets laterals alts i una característica de temps mort per garantir una seguretat del 100% per a la conducció del mosfet.

Les CI funcionen canviant alternativament els mosfets Q1 / Q2 i Q3 / Q4 en tàndem, de manera que en qualsevol ocasió en què Q1 estigui ON, Q2 i Q3 estiguin completament canviats OF i viceversa.

El CI és capaç de crear el commutament precís anterior en resposta als senyals temporitzats de les seves entrades HIN i ​​LIN.

Cal activar aquestes quatre entrades per assegurar-se que en qualsevol moment HIN1 i LIN2 s’activen simultàniament mentre HIN2 i LIN1 estan apagats i viceversa. Això es fa al doble de la freqüència de sortida de l’inversor. És a dir, si la sortida de l’inversor ha de ser de 50Hz, les entrades HIN / LIN haurien d’oscil·lar a una velocitat de 100Hz, etc.

Circuit d’oscil·ladors

Es tracta d’un circuit oscil·lador que està optimitzat per activar les entrades HIN / LIN del circuit inversor de pont complet explicat anteriorment.

S’utilitza un únic IC 4049 per generar la freqüència necessària i també per aïllar les alimentacions d’entrada alternatives per als circuits integrats d’inversors.

C1 i R1 determinen la freqüència necessària per oscil·lar els dispositius de mig pont i es poden calcular mitjançant la fórmula següent:

f = 1 / 1,2 RC

Alternativament, els valors es podrien aconseguir mitjançant algun assaig i error.

Inversor de pont complet discret mitjançant transistor

Fins ara hem estudiat una topologia d’inversors de pont complet amb circuits especialitzats especialitzats, tot i que es podria construir amb components discrets, com ara transistors i condensadors, i sense dependre dels circuits integrats.

A continuació es pot veure un esquema senzill: