Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный полумостовой сварочный инвертор


схема самодельной инверторной сварки и как сделать аппарат?

На чтение 10 мин. Просмотров 9.3k. Опубликовано Обновлено

Для того чтобы собрать сварочный инвертор своими руками, не обязательно обладать глубокими познаниями в физике, разбираться профессионально в технике, электричестве и т.д.

Необходимо только выполнять все по схеме и знать, хотя бы на минимальном уровне механизм действия данного оборудования. Желающим создать инвертор в более экономном и простом варианте, следует знать, что технические особенности и КПД по сути одинаковые от аналогов конструкции.

Характеристики самодельного инвертора

Один из важных вопросов для специалистов по сварке – как сделать своими руками. Процесс можно выполнить при помощи схемотехники сварочных инверторов.

Прежде чем собирать эффективный сварочный инвертор необходимо выделить следующие технические характеристики оборудования:

  • на одном из транзисторов сила тока, который проходит через вход, должна составлять 32 ампера;
  • 250 ампер – показатель силы тока, который создается при выходе из аппарата;
  • напряжение должно быть до 220 вольт.

Для того чтобы создать самый простой сварочный инвертор необходимо соединить следующие элементы в один механизм:

  • силовой блок;
  • питательный блок на тиристорах;
  • драйвера для силовых ключей.

Материалы для его сборки

Чертеж инверторного сварочного аппарата.

Прежде чем начать собирать , мастер должен подготовить необходимые инструменты и материалы, которые могут понадобиться ему в работе.

В первую очередь:

  • различного типа отвертки;
  • паяльное устройство, чтобы соединять детали в электронной схеме;
  • нож;
  • инструмент для вырезки на металлической поверхности;
  • резьба, как крепежная деталь;
  • поверхность с небольшой толщиной из металла;
  • детали, благодаря которым формируется электросхема инверторного сварочного аппарата;
  • провод из меди и полосы, чтобы обмотать трансформатор потребуется;
  • стеклоткань;
  • слюда;
  • текстолиты;
  • обычная термобумага, использующаяся в кассовых аппаратах.
[box type=”fact”]Схема сварочного аппарата используется для сборки оборудования в домашних условиях с напряжением от электросети в 220 вольт.[/box]

Но если есть надобность, то используют схемы сварочных аппаратов, работающие на трехфазовой электросети с напряжением в 380 вольт. У таких оборудований есть достоинства, среди которых выделяют высокий показатель КПД, в отличие от однофазовых конструкций.

Блок питания агрегата

В блоке питания сварочного инвертора самой важной деталью является , мотающийся при феррите в Ш7*7 либо 8*8.

Блок питания инвертора.

При помощи данного механизма обеспечивается подача регулярного напряжения и создается за счет 4-х обмоток:

  1. Первичная.
    Сто кругов проводом ПЭВ в диаметре 0,3 миллиметра.
  2. Первая вторичная.
    15 кругов проводом ПЭВ в диаметре 1 миллиметр.
  3. Вторая вторичная.
    15 кругов ПЭВ в диаметре 0,2 миллиметра.
  4. Третья вторичная.
    20 кругов в диаметре 0,3 миллиметра.

После того как будет выполнена первичная обмотка и проведена изоляция её сторон за счет стеклоткани, её также обматывают в экранирующий провод. Каждый виток должен целиком покрывать защитный слой.

Обмотка экранирующим проводом должна быть в таком же направлении, как и первичная обмотка. Стоит обратить внимание на одинаковость диаметров двух видов обмоток.

Этим же правилом пользуются и для других видов: при наматывании на каркас трансформатора, изоляции друг от друга проводов за счет стеклоткани либо при использовании простого малярного скотча.

Для стабилизации напряжения в области 20-25 вольт, что поступает в блок питания через реле, подбирается резистор для электронных схем. Главной особенностью рассматриваемого механизма выступает изменение переменного тока в регулярный.

Добиться этого можно, используя диод, формирующийся при выполнении схемы «косой мост». Бывает так, что при эксплуатации аппарата диод перегревается, из-за чего приходится проводить монтаж на радиаторах и нередко ремонт блока питания. Альтернативным вариантом радиаторам является охлаждающая деталь от старой техники.

Монтаж диодного моста подразумевает под собой применение 2-х радиаторов: верх через прокладку из слюды присоединяют к одной батареи, а низ через поверхность термопасты ко второй батареи.

Мост из диодов должен выводиться в том направлении, куда направлен вывод транзистора. За счет этого постоянный ток превращается в переменный с высокими частотами.

Соединительный провод этих выводов максимум может достигать длины в 15 сантиметров. Металлический лист необходимо расположить между блоком питания и инверторной частью аппарата и приварить к «телу» оборудования.

Силовой блок

Изготовление сварочного инвертора.

Силовой блок – это основа трансформатора в сварочном инверторе. С его помощью уменьшается показатель напряжения тока с высокими частотами, а сила наоборот повышается. Для создания в трансформаторе силового блока требуется использование сердечников. Чтобы создать небольшой зазор рекомендуется воспользоваться обычной газетной бумагой.

С каждым наложенным слоем, чтобы обеспечить термоизоляцию необходимо наматывать ленту от кассового аппарата для достижения хорошей износоустойчивости. Вторичную обмотку создают на основе 3-х полосовых слоев из меди, изолирующиеся друг от друга за счет ленты фторопласта.

Большинство мастеров обматывают понижающий трансформатор толстым проводом из меди, однако, это ошибочное действие. С таким трансформатором простой сварочный инвертор будет работать с высокочастотным током, вытесняющим наружу проводник без нагревания деталей внутри.

Оптимальнее всего формировать обмотки, используя проводник с широкой поверхностью, иными словами применить широкую медную полосу.

Вместо термоизоляционного поверхностного слоя специалисты иногда заменяют на простую бумагу. Она не так устойчива, как термоизоляционная либо лента в кассовом аппарате. Повышенная температура влияет только на потемнение ленты, однако её износоустойчивость остается на первоначальном уровне.

Инверторный блок

Основная функция простого заключается в преобразовании постоянного тока, который формируется при помощи выпрямителя аппарата в переменный высокочастотный ток.

Чтобы решить данную ситуацию, специалисты используют силовой транзистор, и высокие частоты с открывающимся и закрывающимся каналом. Рассматриваемый механизм в оборудовании отвечает за изменение постоянного тока в переменный с высокими частотами.

[box type=”info”]Рекомендуется использовать не один мощный транзистор, а пару со средней мощностью. Благодаря конструктивному подходу к проблеме стабилизируется частота тока и уменьшится шум во время сварки.[/box]

Инверторный сварочный аппарат сделать своими руками можно по электросхеме, где указывается и как последовательно соединять конденсаторы.

Их используют в следующих случаях:

  1. Минимализация выброса в трансформаторе.
  2. Минимализация потерь в трансформаторном блоке, появляющиеся в момент отключения аппарата от сети.
    Это происходит за счет того, что транзистор открывается с большей скоростью, чем закрывается – ток теряет свою мощность, что влечет за собой перегрев ключей в блоке транзистора.

Система охлаждения агрегата

Электрическая схема инвертора для сварки.

Стоит отметить, что большинство силовых элементов в сварочном оборудовании имеют свойство сильно нагреваться во время эксплуатации, из-за чего оно может сломаться.

Дабы избежать таких ситуаций, то эффективнее всего во все блоки аппарата, помимо радиатора, установить вентилятор, охлаждающий механизм во время работы – своеобразную систему охлаждения.

Её можно самостоятельно сделать при наличии мощного вентилятора. Зачастую используют один с направлением воздушного потока в сторону понижающегося силового трансформатора.

С вентилятором, у которого небольшая мощность от компьютера, например, может понадобиться до 6 штук, из которых три устройства устанавливается возле силового трансформатора с направлением воздушного потока в обратную сторону.

Чтобы избежать перегрева, самодельный сварочный инвертор должен работать вместе с термодатчиком. Он устанавливается на греющий радиатор. Если радиатор достигает максимальное значение температуры, он автоматически отключает подачу тока.

Для более эффективного функционала системы охлаждения агрегата, корпус должен быть оснащен заборщиком воздуха с правильным его выполнением. Через его решетки проходит воздушный поток во внутренние системы аппарата.

Сборка инвертора своими руками

Важным вопросом остается, как сделать ? В первую очередь нужно выбрать корпус с надежной защитой либо сформировать его самому при помощи листового металла, где толщина должна достигать не меньше, чем 4 миллиметра.

За основу, где монтируется для инверторной сварки, используют листовой гетинакс с толщиной не меньше, чем 5 миллиметров. Сама конструкция будет располагаться на основании благодаря скобам, изготовленным самостоятельно из медных проволок в диаметре с 3 миллиметрами.

Чтобы создать электронные платы в электрических схемах сварочного аппарата, используют фольгированный текстолит, у которого толщина достигает 1 миллиметр. Монтируя магнитопроводы, которые в период эксплуатации имеют свойство греться, необходимо помнить о зазорах между ними. Они нужны, чтобы воздух мог свободно циркулировать.

С целью автоматического управления сварочным инвертором, сварщик должен купить и подсоединить к нему специальный контроллер, отвечающий за стабильность силы тока. От него также зависит, будет ли величина напряжения подачи мощной.

Для более удобной эксплуатации самодельного агрегата, во внешнюю часть монтируется орган управления. Он может выступать в виде тумблера для активации аппарата, ручкой в переменном резисторе, благодаря ей контролируется подача тока либо зажим для кабеля и сигнальный светодиод.

Собрать сварочный инвертор своими руками достаточно просто, если придерживаться всех правил, соблюдать инструкцию и строго идти по назначенной схеме.

Схема изготовления инвертора своими руками.

Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе

Собрать самодельный не весь процесс. Подготовительный этап также считается важной частью всей работы, где необходимо проверить, правильно ли работают все его системы, и как нужно настроить нужные параметры.

В первую очередь проводится диагностика оборудования, а именно подача напряжения 15 вольт на контроллер и охлаждающую систему сварочного аппарата, чтобы проверить их выдержку. Благодаря этому проверяется функционал механизмов и избежание перегревания во время эксплуатации агрегата.

[box type=”warning”]При полной зарядке конденсаторов в агрегате, подключается к электросети реле, отвечающее за замыкание резисторов. С прямой подачей, без реле, есть риск взрыва аппарата.[/box]

При функциональности реле, напряжение в аппарат подается до 10 секунд. Достаточно важно узнать, сколько инвертор может во время сварки функционировать. Для этого он тестируется на протяжении 10 секунд. Если радиатор остается с прежней температурой, то время можно установить до 20 секунд, и т.д. до целой минуты.

Обслуживание самодельного сварочного инвертора

Чертеж сварочного инвертора для сборки своими руками.

Для того, чтобы простой сварочный инвертор сделанный своими руками смог долго работать, за ним необходим грамотный уход. При поломке сварочного оборудования требуется снять корпус и аккуратно прочистить механизм при помощи пылесоса. В частях, куда он не достается можно воспользоваться кисточкой и сухой тряпкой.

В первую очередь, нужно провести диагностику всего сварочного оборудования – проверяется напряжение, его вход и течение. При отсутствии напряжения необходимо проследить за функциональностью блока питания.

Также проблема может заключаться в сгоревших предохранителях конструкции. Слабым место считается и датчик, измеряющий температуру, который не ремонтируется, а заменяется.

После проведения диагностики необходимо обратить внимание на качество соединения электронных систем оборудования. Затем выявить некачественное скрепление на глаз либо используя специальный тестер.

При выявлении данных неполадок, они устраняются тотчас за счет доступных деталей, чтобы не спровоцировать перегрев и поломку всего сварочного оборудования.

Итог

Ошибочно считать, что созданный самостоятельно аппарат не позволит вам эффективно выполнять необходимую работу. Самодельным устройством с легкой схемой сборки можно сваривать элементы при помощи электрода в диаметре до 5 миллиметров и длиной дуги до 10 миллиметров.

После того, как самодельное оборудование будет включено в цепь, необходимо выставить автоматический режим с конкретным значением силы тока. Напряжение в проводе может быть около 100 вольт, что свидетельствует о каких-либо неполадках.

Чтобы устранить проблему надо найти схему сварочного инвертора, разобрать его и проверить насколько правильно он был собран.

Благодаря такому самодельному аппарату сварщик не только может сваривать однородный, темный металл, но также цветной и различные сплавы. Собирая такое устройство, необходимо помимо основ электроники, также иметь свободный период времени, чтобы осуществить задуманное.

Сварочный процесс при помощи инвертора – это нужная вещь в доме каждого мужчины для любых бытовых и промышленных целей.

Простейшая схема инвертора с полным мостом

Среди различных существующих топологий инвертора топология инвертора с полным мостом или H-мостом считается наиболее эффективной и действенной. Настройка полной мостовой топологии может повлечь за собой слишком большую критичность, однако с появлением интегральных схем с полным мостом они стали одними из самых простых инверторов, которые можно построить.

Что такое полномостовая топология

Полномостовой инвертор, также называемый H-мостовым инвертором, является наиболее эффективной топологией инвертора, в которой используются двухпроводные трансформаторы для подачи необходимого двухтактного колебательного тока в первичную обмотку.Это позволяет избежать использования трехпроводного трансформатора с ответвлениями, который не очень эффективен из-за того, что у них вдвое больше первичной обмотки, чем у двухпроводного трансформатора.

Эта функция позволяет использовать трансформаторы меньшего размера и получать большую мощность при том же Сегодня из-за легкой доступности микросхем мостовых драйверов все стало предельно просто, и создание схемы полного мостового инвертора в домашних условиях стало детской забавой.

Здесь мы обсуждаем схему полного мостового инвертора с использованием микросхемы полного моста IRS2453 (1) D от International Rectifiers.

Упомянутая микросхема представляет собой выдающуюся интегральную схему драйвера полного моста, поскольку она в одиночку берет на себя все основные критические проблемы, связанные с топологиями H-мостов, благодаря своей усовершенствованной встроенной схеме.

Сборщику просто нужно подключить несколько компонентов извне, чтобы получить полноценный рабочий инвертор с H-мостом.

Простота конструкции очевидна из приведенной ниже схемы:

Работа схемы

Выводы 14 и 10 - это выводы плавающего напряжения питания высокой стороны ИС.Конденсаторы емкостью 1 мкФ эффективно поддерживают эти важные выводы в тени выше, чем напряжения стока соответствующих МОП-транзисторов, гарантируя, что потенциал истока МОП-транзисторов остается ниже, чем потенциал затвора для требуемой проводимости МОП-транзисторов.

Затворные резисторы подавляют возможность перенапряжения стока / истока, предотвращая внезапное срабатывание МОП-транзисторов.

Диоды на резисторах затвора вводятся для быстрой разрядки внутренних конденсаторов затвора / стока в периоды отсутствия проводимости для обеспечения оптимального отклика устройств.

Микросхема IRS2453 (1) D также имеет встроенный генератор, что означает, что для этой микросхемы не потребуется каскад внешнего генератора.

Всего пара внешних пассивных компонентов заботится о частоте для управления инвертором.

Rt и Ct могут быть рассчитаны для получения ожидаемых частотных выходов 50 Гц или 60 Гц через МОП-транзисторы.

Расчет компонентов, определяющих частоту

Для расчета значений Rt / Ct можно использовать следующую формулу:

f = 1/1.453 x Rt x Ct

, где Rt в Омах, а Ct в фарадах.

Функция высокого напряжения

Еще одной интересной особенностью этой ИС является ее способность работать с очень высокими напряжениями до 600 В, что делает ее идеально подходящей для бестрансформаторных инверторов или компактных ферритовых инверторных схем.

Как видно на данной диаграмме, если доступное извне 330 В постоянного тока подается через «выпрямленные линии +/- переменного тока», конфигурация мгновенно превращается в бестрансформаторный инвертор, в котором любая предполагаемая нагрузка может быть подключена непосредственно через точки, отмеченные как "нагрузка".

В качестве альтернативы, если используется обычный понижающий трансформатор, первичная обмотка может быть подключена через точки, отмеченные как «нагрузка». В этом случае «выпрямленная линия + AC» может быть соединена с контактом №1 ИС и подключена к аккумулятору (+) инвертора.

Если используется батарея с напряжением выше 15 В, «выпрямленная линия + переменного тока» должна быть подключена непосредственно к плюсу батареи, в то время как контакт № 1 должен быть подключен к пониженному регулируемому напряжению 12 В от источника батареи с использованием IC 7812.

Несмотря на то, что показанная ниже конструкция выглядит слишком простой для сборки, она требует соблюдения некоторых строгих правил. Вы можете обратиться к этой публикации для обеспечения правильных мер защиты для предлагаемой простой схемы полного мостового инвертора.

ПРИМЕЧАНИЕ. Соедините вывод SD IC с линией заземления, если она не используется для операции выключения.

Принципиальная схема

Простой H-мостовой или полный мостовой инвертор с использованием двух полумостовых ИС IR2110

На приведенной выше диаграмме показано, как реализовать эффективную конструкцию полномостового инвертора прямоугольной формы с использованием пары полумостовых ИС IR2110 .

Микросхемы представляют собой полноценные полумостовые драйверы, оснащенные необходимой сетью загрузочных конденсаторов для управления МОП-транзисторами высокого напряжения и функцией мертвого времени для обеспечения 100% безопасности проводимости МОП-транзисторов.

ИС работают путем попеременного переключения МОП-транзисторов Q1 / Q2 и Q3 / Q4 в тандеме, так что в любом случае, когда Q1 включен, Q2 и Q3 полностью переключаются как OF, и наоборот.

Микросхема способна производить вышеуказанное точное переключение в ответ на синхронизированные сигналы на их входах HIN и LIN.

Эти четыре входа должны быть активированы, чтобы гарантировать, что в любой момент HIN1 и LIN2 включаются одновременно, а HIN2 и LIN1 выключены, и наоборот. Это делается с удвоенной скоростью на выходе инвертора. Это означает, что если требуется, чтобы выход инвертора составлял 50 Гц, входы HIN / LIN должны генерироваться с частотой 100 Гц и так далее.

Схема генератора

Это схема генератора, оптимизированная для запуска входов HIN / LIN описанной выше схемы полного моста инвертора.

Одна ИС 4049 используется для генерации необходимой частоты, а также для изоляции переменных входных каналов для ИС инвертора.

C1 и R1 определяют частоту, необходимую для генерации полумостовых устройств, и могут быть рассчитаны по следующей формуле:

f = 1 / 1,2RC

В качестве альтернативы, значения могут быть получены методом проб и ошибок.

Дискретный полномостовой инвертор на транзисторе

До сих пор мы изучали топологии полномостового инвертора с использованием специализированных ИС, однако то же самое может быть построено с использованием дискретных частей, таких как транзисторы и конденсаторы, и независимо от ИС.

Простую схему можно увидеть ниже:

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.Схема инвертора с Н-мостом

с использованием 4-канальных МОП-транзисторов

В следующем сообщении описывается модифицированная схема синусоидального инвертора с Н-мостом, использующая четыре n-канальных МОП-транзистора. Давайте узнаем больше о работе схемы.

Концепция H-Bridge

Все мы знаем, что среди различных типов инверторов H-мост является наиболее эффективным, поскольку он не требует использования трансформаторов с центральным ответвлением и позволяет использовать трансформаторы с двумя проводами. . Результаты становятся еще лучше, когда задействованы четыре N-канальных МОП-транзистора.

С двухпроводным трансформатором, подключенным к H-мосту, соответствующая обмотка может проходить двухтактные колебания в обратном прямом направлении. Это обеспечивает лучшую эффективность, поскольку достижимый коэффициент усиления по току здесь становится выше, чем в обычных топологиях с центральным ответвлением.

Однако никогда не бывает легко получить или реализовать лучшие вещи. Когда в сети H-моста задействованы МОП-транзисторы идентичного типа, их эффективное управление становится большой проблемой. Это в первую очередь связано со следующими фактами:

Как мы знаем, топология H-bridge включает четыре МОП-транзистора для указанных операций.Поскольку все четыре из них относятся к N-канальному типу, управление верхними или боковыми МОП становится проблемой.

Это связано с тем, что во время проводимости верхние МОП-транзисторы испытывают почти такой же уровень потенциала на выводе источника, что и напряжение питания, из-за наличия сопротивления нагрузки на выводе источника.

Это означает, что верхние МОП-транзисторы сталкиваются с аналогичными уровнями напряжения на затворе и истоке во время работы.

Поскольку согласно спецификациям, напряжение источника должно быть близко к потенциалу земли для эффективной проводимости, ситуация мгновенно запрещает конкретному МОП-транзистору проводить ток, и вся схема останавливается.

Для эффективного переключения верхних МОП-транзисторов на них должно подаваться напряжение затвора как минимум на 6 В выше, чем имеющееся напряжение питания.

Это означает, что если напряжение питания составляет 12 В, нам потребуется не менее 18-20 В на затворе полевых МОП-транзисторов на стороне высокого напряжения.

Использование 4 N-канальных МОП-транзисторов для инвертора

Предлагаемая схема инвертора с H-мостом, имеющая 4-канальные МОП-транзисторы, пытается решить эту проблему, вводя сеть самонастройки с более высоким напряжением для работы МОП-транзисторов с высокой стороной.

Вентили N1, N2, N3, N4 НЕ от IC 4049 устроены как цепь удвоителя напряжения, которая генерирует около 20 вольт из имеющегося источника 12 В.

Это напряжение подается на полевые транзисторы верхнего плеча через пару NPN-транзисторов.

МОП-транзисторы нижнего уровня получают напряжение затвора непосредственно от соответствующих источников.

Частота колебаний (тотемный полюс) определяется стандартной интегральной схемой декадного счетчика, IC 4017.

Мы знаем, что микросхема IC 4017 генерирует последовательные высокие выходные сигналы на определенных 10 выходных контактах.Логика секвенирования затем отключается при переходе с одного вывода на другой.

Здесь используются все 10 выходов, так что у ИС никогда не будет шанса произвести неправильное переключение своих выходных контактов.

Группы из трех выходов, подключенных к МОП-транзисторам, обеспечивают разумную ширину импульса. Эта функция также предоставляет пользователю возможность настраивать ширину импульса, подаваемого на МОП-транзисторы.

Уменьшая количество выходов на соответствующие МОП-транзисторы, можно эффективно уменьшить ширину импульса и наоборот.

Это означает, что среднеквадратичное значение здесь в некоторой степени настраивается и придает схеме модифицированную способность синусоидальной схемы.

Тактовые сигналы IC 4017 берутся из самой сети самонастраивающегося генератора.

Частота колебаний схемы самонастройки намеренно зафиксирована на уровне 1 кГц, так что она становится применимой также для управления IC4017, который в конечном итоге обеспечивает выходной сигнал около 50 Гц на подключенную 4-канальную схему H-мостового инвертора.

Предлагаемую конструкцию можно значительно упростить, как указано здесь:

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

Следующий простой полномостовой или полумостовой модифицированный синусоидальный инвертор был также разработан мной. Идея не включает в себя 2-канальные МОП-транзисторы и 2-канальные МОП-транзисторы для конфигурации Н-моста и эффективно реализует все необходимые функции безупречно.

Распиновка IC 4049

Поэтапная конфигурация схемы инвертора

Схема может быть в основном разделена на три этапа, а именно.Каскад генератора, каскад драйвера и выходной каскад полного мостового МОП-транзистора.

Глядя на показанную принципиальную схему, идею можно пояснить следующими пунктами:

IC1, который является IC555, подключен в своем стандартном нестабильном режиме и отвечает за генерацию необходимых импульсов или колебаний.

Значения P1 и C1 определяют частоту и рабочий цикл генерируемых колебаний.

IC2, который представляет собой декадный счетчик / делитель IC4017, выполняет две функции: оптимизацию формы сигнала и обеспечение безопасного запуска для полного моста.

Обеспечение безопасного срабатывания МОП-транзисторов является наиболее важной функцией, которую выполняет IC2. Узнаем, как это реализовано.

Как устроена работа IC 4017

Как мы все знаем, выходные данные последовательностей IC4017 в ответ на каждый тактовый сигнал нарастающего фронта, приложенный к его входному выводу №14.

Импульсы от IC1 инициируют процесс упорядочения, так что импульсы переходят с одного вывода на другой в следующем порядке: 3-2-4-7-1. Это означает, что в ответ на поданный каждый входной импульс на выходе IC4017 будет высокий уровень от контакта №3 до контакта №1, и цикл будет повторяться, пока сохраняется вход на контакт №14.

Когда выход достигает контакта №1, он сбрасывается через контакт №15, так что цикл может повторяться с контакта №3.

В момент, когда на выводе №3 высокий уровень, на выходе ничего не проводит.

В момент, когда вышеуказанный импульс переходит на контакт № 2, он становится высоким, что включает T4 (N-канальный МОП-транзистор отвечает на положительный сигнал), одновременно транзистор T1 также проводит, его коллектор становится низким, который в тот же момент включает T5, который будучи P-канальным МОП-транзистором, он реагирует на низкий сигнал на коллекторе T1.

При включенных T4 и T5 ток проходит от положительной клеммы через задействованную обмотку TR1 трансформатора к клемме заземления. Это проталкивает ток через TR1 в одном направлении (справа налево).

В следующий момент импульс перескакивает с вывода №2 на вывод №4, так как эта распиновка пуста, снова ничего не проводит.

Однако, когда последовательность переходит от контакта №4 к контакту №7, T2 выполняет и повторяет функции T1, но в обратном направлении. То есть на этот раз T3 и T6 коммутируют ток через TR1 в противоположном направлении (слева направо).Цикл завершает успешную работу H-моста.

Наконец, импульс переходит с вышеуказанного вывода на вывод №1, где он сбрасывается обратно на вывод №3, и цикл повторяется.

Пустое пространство на выводе №4 является наиболее важным, поскольку оно полностью защищает МОП-транзисторы от любого возможного «прострела» и обеспечивает 100% безупречное функционирование всего моста, избегая необходимости использования сложных драйверов МОП-транзисторов.

Пустая распиновка также помогает реализовать требуемую типичную грубую модифицированную синусоидальную форму, как показано на диаграмме.

Передача импульса через IC4017 от его контакта №3 к контакту №1 составляет один цикл, который должен повторяться 50 или 60 раз для генерации требуемых циклов 50 Гц или 60 Гц на выходе TR1.

Следовательно, умножение количества выводов на 50 дает 4 x 50 = 200 Гц. Это частота, которая должна быть установлена ​​на входе IC2 или на выходе IC1.

Частоту можно легко установить с помощью P1.

Предлагаемая конструкция схемы синусоидального инвертора с полным мостом может быть модифицирована множеством различных способов в соответствии с индивидуальными предпочтениями.

Влияет ли какое-либо расстояние между метками IC1 на характеристики импульса? .... вещь, о которой стоит задуматься.

Принципиальная схема

Список деталей

R2, R3, R4, R5 = 1K

R1, P1, C2 = необходимо рассчитать при 50 Гц с помощью этого калькулятора 555 IC

C2 = 10nF

T1, T2 = BC547

T3, T5 = IRF9540
T4, T6 = IRF540

IC1 = IC 555

IC2 = 4017

Предполагаемая форма сигнала

О компании Swagatam IETE 9000, инженер по электронике любитель, изобретатель, схемотехник / конструктор печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Схема полного мостового инвертора SG3525

В этом посте мы попытаемся исследовать, как спроектировать схему полного мостового инвертора SG3525, применив в проекте внешнюю схему начальной загрузки. Идея была предложена г-ном Абдулом и многими другими заядлыми читателями этого сайта.

Почему схема полномостового инвертора не проста

Всякий раз, когда мы думаем о полной мостовой или H-мостовой схеме инвертора, мы можем идентифицировать схемы со специализированными микросхемами драйверов, что заставляет нас задаться вопросом, действительно ли это возможно спроектировать полный мостовой инвертор с использованием обычных компонентов?

Хотя это может показаться устрашающим, небольшое понимание концепции помогает нам понять, что в конце концов процесс может быть не таким сложным.

Решающим препятствием в конструкции полного моста или H-образного моста является включение 4 N-канальной топологии МОП-транзистора с полным мостом, что, в свою очередь, требует включения механизма начальной загрузки для МОП-транзисторов с высокой стороны.

Что такое самонастройка

Итак, что же такое сеть самонастройки и почему это становится настолько важным при разработке схемы полного моста инвертора?

Когда идентичные устройства или 4-канальные МОП-транзисторы используются в полной мостовой сети, самозагрузка становится обязательной.

Это связано с тем, что изначально нагрузка на источнике МОП-транзистора высокого напряжения имеет высокий импеданс, что приводит к увеличению напряжения на источнике МОП-транзистора. Этот растущий потенциал может достигать напряжения стока МОП-транзистора высокого напряжения.

Таким образом, в основном, если потенциал затвор / исток этого МОП-транзистора не может превышать максимальное значение этого растущего потенциала источника как минимум на 12 В, МОП-транзистор не будет работать эффективно. (Если у вас возникли трудности с пониманием, дайте мне знать в комментариях.)

В одном из своих предыдущих постов я всесторонне объяснил, как работает транзистор эмиттерного повторителя, что может быть точно применимо и для схемы повторителя истока mosfet.

В этой конфигурации мы узнали, что базовое напряжение для транзистора всегда должно быть на 0,6 В выше, чем напряжение эмиттера на стороне коллектора транзистора, чтобы транзистор мог проводить через коллектор к эмиттеру.

Если мы интерпретируем вышесказанное для МОП-транзистора, мы обнаружим, что напряжение затвора МОП-транзистора истокового повторителя должно быть как минимум на 5 В или в идеале на 10 В выше, чем напряжение питания, подключенное на стороне стока устройства.

Если вы проверите МОП-транзистор верхнего плеча в полной мостовой сети, вы обнаружите, что МОП-транзисторы верхнего плеча на самом деле устроены как последователи истока и, следовательно, требуют напряжения запуска затвора, которое должно быть не менее 10 В над напряжением питания стока.

Как только это будет выполнено, мы можем ожидать оптимальной проводимости МОП-транзисторов с высокой стороны через МОП-транзисторы с низкой стороны для завершения одностороннего цикла двухтактной частоты.

Обычно это реализуется с помощью диода быстрого восстановления в сочетании с высоковольтным конденсатором.

Этот критический параметр, в котором конденсатор используется для повышения напряжения затвора МОП-транзистора верхнего плеча до 10 В выше, чем напряжение питания стока, называется самонастройкой, а схема для этого называется сетью самонастройки.

МОП-транзистор нижнего плеча не требует этой критической конфигурации просто потому, что источник напряжений нижнего плеча напрямую заземлен. Следовательно, они могут работать от самого напряжения питания Vcc без каких-либо усовершенствований.

Как сделать схему полного моста инвертора SG3525

Теперь, когда мы знаем, как реализовать полную мостовую сеть с использованием самонастройки, давайте попробуем понять, как это можно применить для создания схемы полного моста инвертора SG3525, что, безусловно, одна из самых популярных и востребованных микросхем для создания инвертора.

Следующая конструкция показывает стандартный модуль, который может быть интегрирован в любой обычный инвертор SG3525 через выходные контакты ИС для создания высокоэффективной полной мостовой схемы SG3525 или H-мостовой схемы инвертора.

Принципиальная схема

Ссылаясь на приведенную выше схему, мы можем идентифицировать четыре МОП-транзистора, настроенные как Н-мост или полную мостовую сеть, однако дополнительный транзистор BC547 и связанный с ним диодный конденсатор выглядят немного незнакомыми.

Если быть точным, каскад BC547 позиционируется так, чтобы обеспечить выполнение условия начальной загрузки, и это можно понять с помощью следующего пояснения:

Мы знаем, что в любом H-мосте МОП-транзисторы сконфигурированы так, чтобы вести себя по диагонали для реализации предполагаемого двухтактная проводимость через трансформатор или подключенную нагрузку.

Поэтому предположим, что контакт № 14 SG3525 находится в низком положении, что позволяет проводить ток через верхний правый и нижний левый МОП.

Это означает, что в этом случае на контакте № 11 ИС высокий уровень, что удерживает левый переключатель BC547 в положении ВКЛ. В этой ситуации с левым каскадом BC547 происходят следующие вещи:

1) Конденсатор 10 мкФ заряжается через диод 1N4148 и МОП-транзистор нижнего уровня, подключенный к его отрицательной клемме.

2) Этот заряд временно сохраняется внутри конденсатора и может считаться равным напряжению питания.

3) Теперь, как только логика SG3525 возвращается в исходный цикл с последующим циклом генерации, на выводе № 11 устанавливается низкий уровень, что мгновенно выключает связанный BC547.

4) Когда BC547 выключен, напряжение питания на катоде 1N4148 теперь достигает затвора подключенного МОП-транзистора, однако теперь это напряжение усиливается накопленным напряжением внутри конденсатора, которое также почти равно уровню питания.

5) Это приводит к эффекту удвоения и позволяет увеличить в 2 раза напряжение на затворе соответствующего МОП-транзистора.

6) Это состояние мгновенно переводит МОП-транзистор в режим проводимости, что подталкивает напряжение к соответствующему МОП-транзистору с противоположной стороной низкого напряжения.

7) В этой ситуации конденсатор вынужден быстро разряжаться, и МОП-транзистор может проводить только столько времени, сколько накопленный заряд этого конденсатора способен поддерживать.

Следовательно, становится обязательным гарантировать, что значение конденсатора выбрано таким образом, чтобы конденсатор мог адекватно удерживать заряд в течение каждого периода включения / выключения двухтактных колебаний.

В противном случае МОП-транзистор преждевременно откажется от проводимости, что приведет к относительно низкому среднеквадратичному выходу.

Что ж, приведенное выше объяснение всесторонне объясняет, как функция начальной загрузки работает в полномостовых инверторах и как эта важная функция может быть реализована для создания эффективной схемы полномостового инвертора SG3525.

Теперь, если вы поняли, как обычный SG3525 может быть преобразован в полноценный инвертор с H-мостом, вам также может потребоваться изучить, как то же самое можно реализовать для других обычных опций, таких как IC 4047 или инвертор на базе IC 555. схемы,….. подумайте об этом и дайте нам знать!

Схема инвертора SG3525, которая может быть сконфигурирована с использованием описанной выше полной мостовой сети

На следующем изображении показан пример схемы инвертора с использованием IC SG3525, вы можете заметить, что выходной каскад МОП-транзистора отсутствует на схеме, и только Выходные открытые распиновки можно увидеть в виде выводов №11 и №14.

Концы этих выходных выводов просто должны быть подключены через указанные участки описанной выше полной мостовой сети для эффективного преобразования этой простой конструкции SG3525 в полноценную схему полного моста SG3525 или H-мост с 4 N канальным mosfet цепь.

Отзыв от мистера Робина (который является одним из заядлых читателей этого блога и страстным энтузиастом электроники):

Hi Swagatum
Хорошо, просто чтобы проверить, все ли работает, я разделил два высоких боковые ножки из двух нижних боковых ножек и использовали ту же схему, что и:
(https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html),
соединительный отрицательный колпачок к источнику МОП-транзистора, затем подключив этот переход к резистору 1 кОм, а светодиод к земле на каждой стороне высокого напряжения.Штифт 11 пульсировал на одном выводе на верхней стороне, а на вывод 14 - на другом выводе на высокой стороне.
Когда я включил SG3525, оба педали на мгновение загорелись, а затем начали нормально колебаться. Думаю, это могло бы стать проблемой, если бы я связал эту ситуацию с трафаретом и низкими полями?
Затем я протестировал два полевых транзистора на стороне низкого напряжения, подключив источник питания 12 В к (резистор 1 кОм и светодиод) к стоку каждого транзистора низкого уровня и подключив исток к земле. Выводы 11 и 14 были подключены к каждой стороне низкого напряжения. Фетские ворота.
Когда я переключил SG3525 на нижнюю сторону, гетеродин не будет колебаться, пока я не поставлю резистор 1 кОм между выводом (11, 14) и затвором (не знаю, почему это происходит).

Принципиальная схема прикреплена ниже.

Мой ответ:

Спасибо Робин,

Я ценю ваши усилия, однако, похоже, это не лучший способ проверить выходную реакцию ИС ...

в качестве альтернативы вы можете попробовать простой метод, подключив отдельные светодиоды от контактов №11 и №14 микросхемы к земле, причем каждый светодиод имеет собственный резистор 1K.

Это позволит вам быстро понять реакцию выхода ИС .... это можно сделать, удерживая полный мостовой каскад изолированным от двух выходов ИС, или без его изоляции.

Кроме того, вы можете попробовать подключить стабилитроны 3 В последовательно между выходными контактами IC и соответствующими входами полного моста ... это гарантирует, что ложное срабатывание через МОП-транзисторы, насколько это возможно, избегается ...

Надеюсь, это поможет

С уважением ...
Swag

От Робина:

Не могли бы вы объяснить, как {3V стабилитроны последовательно соединяются между выходными контактами IC и соответствующими входами полного моста...это будет гарантировать, что ложные срабатывания через МОП-транзисторы, насколько это возможно, избегнуты ...

Cheers Robin

Me:

Когда стабилитрон включен последовательно, он пропустит полное напряжение после его указанное значение превышено, поэтому стабилитрон 3 В не будет проводить только до тех пор, пока не будет пересечена отметка 3 В, при превышении этого значения будет обеспечен весь уровень напряжения, приложенного к нему.
Таким образом, в нашем случае также, поскольку можно предположить, что напряжение от SG 3525 находится на уровне питания и превышает 3 В, ничто не будет заблокировано или ограничено, и весь уровень питания сможет достичь стадии полного моста.

Дайте мне знать, как это работает с вашей схемой.

Добавление «мертвого времени» к МОП-транзистору нижнего уровня

На следующей диаграмме показано, как можно ввести мертвое время на МОП-транзистор нижнего уровня, чтобы всякий раз, когда транзистор BC547 переключается, вызывая включение верхнего МОП-транзистора, соответствующая нижняя сторона МОП-транзистор включается после небольшой задержки (несколько мсек), предотвращая, таким образом, любые возможные прострелы.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Полумостовой инвертор

Введение в полумостовой инвертор

Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный. Полумостовой инвертор включает только два переключающих устройства, но инвертору требуется четыре переключающих устройства. В полумостовом инверторе используются два переключающих устройства, а еще два устройства заменены конденсатором. Используемая здесь методика генерации импульсов - это метод SPWM. Опорный синусоидальный сигнал сравнивается с несущей треугольной волны и генерируется выходной сигнал.

Демонстрационное видео

Блок-схема Matlab Simulink для полумостового инвертора

Вышеупомянутый раздел Matlab объясняет силовую схему полумостового инвертора In. Входное напряжение - постоянное, а выходное - переменное. Эта операция может быть достигнута за счет использования двух переключающих устройств и двух конденсаторов

.

Генерация импульсов для полумостового инвертора

Форма выходного сигнала полумостового инвертора

Форма выходного сигнала полумостового инвертора

.

Смотрите также