Litar Penukar Jambatan Penuh SG3525

Dalam siaran ini, kami cuba menyiasat bagaimana merancang litar penyongsang jambatan penuh SG3525 dengan menggunakan litar bootstrap luaran dalam reka bentuk. Idea itu diminta oleh Encik Abdul, dan banyak pembaca lain dari laman web ini.

Mengapa Litar Penukar Jambatan Penuh tidak Mudah

Setiap kali kita memikirkan jambatan penuh atau litar penyongsang jambatan H, kita dapat mengenal pasti litar yang mempunyai IC pemacu khusus yang membuat kita tertanya-tanya, bukankah mungkin untuk merancang penyongsang jambatan penuh menggunakan komponen biasa?

Walaupun ini kelihatan menakutkan, sedikit pemahaman konsep membantu kita menyedari bahawa setelah semua proses mungkin tidak begitu rumit.

Rintangan penting dalam reka bentuk jambatan penuh atau jambatan H adalah penggabungan 4 topologi jambatan penuh mosfet N-channel, yang seterusnya menuntut penggabungan mekanisme bootstrap untuk mosfet sisi tinggi.

Apa itu Bootstrapping

Jadi apa sebenarnya Rangkaian Bootstrap dan bagaimana ini menjadi sangat penting semasa membangunkan litar penyongsang jambatan penuh?

Apabila peranti yang serupa atau mosfet 4 saluran digunakan dalam rangkaian jambatan penuh, bootstrap menjadi sangat mustahak.

Ini kerana pada awalnya beban pada sumber mosfet sisi tinggi memberikan impedans yang tinggi, mengakibatkan voltan pemasangan pada sumber mosfet. Potensi kenaikan ini setinggi voltan saliran mosfet sisi tinggi.

Jadi pada dasarnya, melainkan jika potensi pintu / sumber mosfet ini dapat melebihi nilai maksimum potensi sumber yang meningkat ini sekurang-kurangnya 12V, mosfet tidak akan berfungsi dengan cekap. (Sekiranya anda sukar memahami, beritahu saya melalui komen.)

Dalam salah satu catatan saya yang terdahulu, saya menerangkan secara komprehensif bagaimana transistor pengikut pemancar berfungsi , yang dapat berlaku tepat untuk rangkaian pengikut sumber mosfet juga.

Dalam konfigurasi ini, kami mengetahui bahawa voltan asas untuk transistor mestilah selalu 0.6V lebih tinggi daripada voltan pemancar di sisi pemungut transistor, untuk membolehkan transistor bergerak merentasi pemungut ke pemancar.

Sekiranya kita mentafsirkan perkara di atas untuk mosfet, kita dapati bahawa voltan gerbang pengikut sumber mosfet mestilah sekurang-kurangnya 5V, atau lebih baik 10V lebih tinggi daripada voltan bekalan yang disambungkan di bahagian longkang peranti.

Sekiranya anda memeriksa mosfet sisi tinggi dalam rangkaian jambatan penuh, anda akan mendapati bahawa mosfet sisi tinggi sebenarnya disusun sebagai pengikut sumber, dan oleh itu menuntut voltan pencetus pintu yang perlu minimum 10V berbanding voltan bekalan longkang.

Setelah ini dapat dicapai, kita dapat mengharapkan pengaliran yang optimum dari mosfet sisi tinggi melalui mosfet sisi rendah untuk menyelesaikan satu pusingan frekuensi push push.

Biasanya ini dilaksanakan menggunakan diod pemulihan cepat bersamaan dengan kapasitor voltan tinggi.

Parameter penting ini di mana kapasitor digunakan untuk menaikkan voltan gerbang mosfet sisi tinggi menjadi 10V lebih tinggi daripada voltan bekalan longkang yang disebut bootstrapping, dan litar untuk menyelesaikannya disebut sebagai rangkaian bootstrap.

Mosfet sisi rendah tidak memerlukan konfigurasi kritikal ini hanya kerana sumber masjid sisi rendah dibumikan secara langsung. Oleh itu, ini dapat beroperasi dengan menggunakan voltan bekalan Vcc itu sendiri dan tanpa tambahan.

Cara Membuat Litar Penukar Jambatan Penuh SG3525

Sekarang kerana kita tahu bagaimana menerapkan rangkaian jambatan penuh menggunakan bootstrapping, mari kita cuba memahami bagaimana ini dapat diterapkan mencapai jambatan penuh Litar penyongsang SG3525, yang merupakan salah satu IC paling popular dan paling dicari untuk membuat penyongsang.

Reka bentuk berikut menunjukkan modul standard yang mungkin disatukan ke mana-mana penyongsang SG3525 biasa di seluruh pin output IC untuk mencapai litar penyongsang jambatan penuh atau jambatan-H SG3525 yang sangat berkesan.

Rajah Litar

Dengan merujuk kepada gambarajah di atas, kita dapat mengenal pasti empat mosfet yang dipasang sebagai jambatan H atau rangkaian jambatan penuh, namun tambahan transistor BC547 dan kapasitor dioda yang berkaitan kelihatan agak asing.

Tepatnya tahap BC547 diposisikan untuk menegakkan syarat bootstrapping, dan ini dapat difahami dengan bantuan penjelasan berikut:

Kita tahu bahawa di jambatan H mana-mana mosfet dikonfigurasi untuk melakukan menyerong untuk melaksanakan konduksi push pull yang dimaksudkan melintasi pengubah atau beban yang disambungkan.

Oleh itu, mari kita anggap contoh di mana pin # 14 dari SG3525 rendah, yang membolehkan mosfet kanan atas dan kiri kiri untuk melakukan.

Ini menunjukkan bahawa pin # 11 IC tinggi semasa kejadian ini, yang menjadikan BC547 sebelah kiri tetap AKTIF. Dalam keadaan ini, perkara-perkara berikut berlaku pada tahap kiri BC547:

1) Kapasitor 10uF dicas melalui dioda 1N4148 dan mosfet sisi rendah yang dihubungkan dengan terminal negatifnya.

2) Cas ini disimpan sementara di dalam kapasitor dan boleh dianggap sama dengan voltan bekalan.

3) Sekarang sebaik sahaja logik melintasi SG3525 beralih dengan kitaran berayun berikutnya, pin # 11 menjadi rendah, yang dengan segera mematikan BC547 yang berkaitan.

4) Dengan BC547 dimatikan, voltan bekalan pada katod 1N4148 kini sampai ke pintu masuk mosfet yang disambungkan, namun voltan ini kini diperkuat dengan voltan tersimpan di dalam kapasitor yang juga hampir sama dengan tahap bekalan.

5) Ini menghasilkan kesan berlipat ganda dan membolehkan voltan 2X dinaikkan di pintu masuk mosfet yang berkenaan.

6) Keadaan ini seketika memicu mosfet menjadi konduksi, yang mendorong voltan melintasi mosfet sisi rendah yang bertentangan.

7) Dalam keadaan ini, kapasitor dipaksa melepaskan diri dengan cepat dan mosfet dapat melakukan hanya sekian lama cas kapasitor yang disimpan dapat bertahan.

Oleh itu, menjadi wajib untuk memastikan bahawa nilai kapasitor dipilih sedemikian rupa sehingga kapasitor dapat menahan cas dengan secukupnya untuk setiap tempoh ON / OFF dari ayunan tarik tolak.

Jika tidak, mosfet akan meninggalkan pengaliran sebelum waktunya menyebabkan output RMS yang agak rendah.

Baiklah, penjelasan di atas menerangkan secara komprehensif bagaimana bootstrapping berfungsi dalam penyongsang jambatan penuh dan bagaimana ciri penting ini dapat dilaksanakan untuk membuat litar penyongsang jambatan penuh SG3525 yang cekap.

Sekiranya anda telah memahami bagaimana SG3525 biasa dapat diubah menjadi penyongsang H-bridge penuh, anda mungkin juga ingin menyiasat bagaimana perkara yang sama dapat dilaksanakan untuk pilihan biasa lain seperti di IC 4047, atau litar penyongsang berasaskan IC 555, … .. fikirkanlah dan beritahu kami!

KEMASKINI: Sekiranya anda mendapati reka bentuk jambatan H di atas terlalu rumit untuk dilaksanakan, anda boleh mencuba a alternatif yang lebih mudah

Litar Inverter SG3525 yang dapat Dikonfigurasi dengan Rangkaian Jambatan Penuh yang dibincangkan di atas

Gambar berikut menunjukkan contoh litar penyongsang menggunakan IC SG3525, anda dapat melihat bahawa tahap mosfet keluaran tidak ada dalam rajah, dan hanya pinout output yang dapat dilihat dalam bentuk penamatan pin # 11 dan pin # 14.

Hujung pin output ini hanya perlu dihubungkan di bahagian yang ditunjukkan pada rangkaian jambatan penuh yang dijelaskan di atas untuk menukar reka bentuk SG3525 mudah ini menjadi litar penyongsang jambatan penuh SG3525 penuh atau litar H-jambatan mosfet saluran 4 N.

Maklum balas daripada Mr. Robin, (yang merupakan salah satu pembaca blog ini yang gemar, dan peminat elektronik yang gemar):

Hai swagatum
Ok, untuk memeriksa semuanya berfungsi, saya memisahkan dua fet sisi tinggi dari dua fet sisi rendah dan menggunakan litar yang sama seperti:
( https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ),
menyambungkan tutup negatif ke sumber mosfet kemudian menyambungkan simpang itu ke perintang 1k dan membawa ke tanah pada setiap sisi sisi tinggi. Pin 11 memusingkan satu sisi sisi tinggi dan pin 14 fet sisi tinggi yang lain.
Apabila saya menghidupkan SG3525 pada kedua-dua fets yang menyala sesaat dan berayun secara normal selepas itu. Saya fikir itu boleh menjadi masalah jika saya menghubungkan keadaan ini ke trafo dan fet sisi rendah?
Kemudian saya menguji dua fet sisi rendah, menyambungkan bekalan 12v ke (perintang 1k dan led) ke longkang setiap fet sisi rendah dan menghubungkan sumber ke tanah. Pin 11 dan 14 disambungkan ke setiap gerbang fets sisi rendah.
Semasa saya menukar SG3525 pada sisi rendah fet tidak akan berayun sehingga saya meletakkan perintang 1k antara pin (11, 14) dan pintu gerbang. (Tidak pasti mengapa itu berlaku).

Gambarajah litar ditunjukkan di bawah.

Balas Saya:

Terima kasih Robin,

Saya menghargai usaha anda, namun itu nampaknya bukan cara terbaik untuk memeriksa tindak balas output IC ...

sebagai alternatif anda boleh mencuba kaedah mudah dengan menyambungkan LED individu dari pin # 11 dan pin # 14 IC ke tanah dengan setiap LED mempunyai perintang 1K sendiri.

Ini dengan cepat membolehkan anda memahami tindak balas output IC .... ini dapat dilakukan sama ada dengan membiarkan tahap jambatan penuh terisolasi dari dua output IC atau tanpa mengasingkannya.

Selanjutnya anda boleh mencuba memasang zener 3V secara bersiri antara pin output IC dan input jambatan penuh masing-masing ... ini akan memastikan bahawa pencetus palsu di seluruh mosfet dapat dielakkan sejauh mungkin ...

Semoga ini dapat membantu

Selamat sejahtera...
Pusing

Dari Robin:

Bolehkah anda jelaskan bagaimana {3V zeners secara bersiri antara pin output IC dan input jambatan penuh masing-masing ... ini akan memastikan bahawa pemicu palsu di seluruh mosfet dapat dielakkan sejauh mungkin ...

Sorak Robin

Saya:

Apabila diod zener bersiri, ia akan melepasi voltan penuh setelah nilai yang ditentukan dilebihi, oleh itu dioda zener 3V tidak akan berlaku hanya selagi tanda 3V tidak dilintasi, setelah ini dilampaui, ia akan membenarkan keseluruhan tahap voltan yang digunakan di seberang
Oleh itu, dalam kes kita juga, kerana voltan dari SG 3525 boleh dianggap berada pada tahap bekalan dan lebih tinggi daripada 3V, tidak ada yang akan disekat atau dibatasi dan tahap bekalan keseluruhan dapat mencapai tahap jambatan penuh.

Beritahu saya bagaimana keadaannya dengan litar anda.

Menambah 'Dead Time' ke Low Side Mosfet

Gambar rajah berikut menunjukkan bagaimana masa mati dapat diperkenalkan di mosfet sisi rendah sehingga setiap kali transistor BC547 bertukar menyebabkan mosfet atas dihidupkan, mosfet sisi rendah yang berkaitan dihidupkan setelah sedikit kelewatan (beberapa ms), sekali gus mencegah sebarang kemungkinan tembakan.