دائرة عاكس اردوينو كاملة الجسر (جسر H)

يمكن بناء دائرة عاكس كامل الجسر من Arduino بسيطة ولكنها مفيدة من خلال برمجة لوحة Arduino مع SPWM ومن خلال دمج عدد قليل من mosfets في طوبولوجيا H-bridge ، دعنا نتعلم التفاصيل أدناه:

في إحدى مقالاتنا السابقة ، تعلمنا بشكل شامل كيفية إنشاء ملف بسيط اردوينو موجة جيبية العاكس ، هنا سنرى كيف يمكن تطبيق نفس مشروع Arduino لبناء ملف جسر كامل بسيط أو دائرة العاكس H- جسر.

باستخدام P-Channel و N-Channel Mosfets

للحفاظ على بساطة الأمور ، سنستخدم mosfets P لقناة mosfets عالية الجانب و mosfets N-channel للموزفت منخفضة الجانب ، وهذا سيسمح لنا بتجنب مرحلة التمهيد المعقدة وتمكين التكامل المباشر لإشارة Arduino مع mosfets.

عادة ما يتم استخدام mosfets N-channel أثناء التصميم محولات الجسر الكامل ، والذي يضمن التحويل الحالي الأكثر مثالية عبر mosfets والحمل ، ويضمن ظروف عمل أكثر أمانًا لل mosfets.

ولكن عند الجمع بين و يتم استخدام mosfets p و n القناة ، خطر إطلاق النار من خلال وعوامل أخرى مماثلة عبر mosfets يصبح مشكلة خطيرة.

بعد قولي هذا ، إذا تمت حماية مراحل الانتقال بشكل مناسب مع وقت قصير ، يمكن جعل التبديل آمنًا قدر الإمكان ويمكن تجنب نفخ mosfets.

في هذا التصميم ، استخدمت بوابات NAND المشغلة من Schmidt على وجه التحديد باستخدام IC 4093 والتي تضمن أن التبديل عبر القناتين واضح ، ولا يتأثر بأي نوع من العابرين الزائفة أو اضطراب الإشارة المنخفض.

التشغيل المنطقي للبوابات N1-N4

عندما يكون Pin 9 هو المنطق 1 ، ويكون الطرف 8 هو المنطق 0

• خرج N1 هو 0 ، أعلى اليسار p-MOSFET قيد التشغيل ، خرج N2 هو 1 ، الجزء السفلي الأيمن n-MOSFET قيد التشغيل.
• خرج N3 هو 1 ، أعلى اليمين p-MOSFET متوقف ، خرج N4 0 ، Left Left n-MOSFET مغلق.
• يحدث نفس التسلسل تمامًا بالنسبة للوحدات MOSFET الأخرى المتصلة قطريًا ، عندما يكون الدبوس 9 هو المنطق 0 ، والدبوس 8 هو المنطق 1

كيف تعمل

كما هو مبين في الشكل أعلاه ، يمكن فهم عمل عاكس الموجة الجيبية للجسر القائم على Arduino بمساعدة النقاط التالية:

تمت برمجة Arduino لنسخ مخرجات SPWM منسقة بشكل مناسب من الدبوس رقم 8 والدبوس رقم 9.

أثناء قيام أحد المسامير بتوليد SPWMs ، يكون الدبوس التكميلي منخفضًا.

تتم معالجة النواتج ذات الصلة من المسامير المذكورة أعلاه من خلال بوابات NAND المشغلة من Schmidt (N1 --- N4) من IC 4093. جميع البوابات مرتبة كمحولات مع استجابة شميت ، ويتم تغذيتها إلى mosfets ذات الصلة لبرنامج تشغيل الجسر الكامل شبكة الاتصال.

بينما يولد الدبوس رقم 9 SPWMs ، يقوم N1 بعكس SPWM ويضمن استجابة mosfets ذات الجانب العالي ذات الصلة وتجري المنطق العالي لـ SPWM ، ويضمن N2 أن يقوم mosfet ذو القناة المنخفضة N بنفس الشيء.

خلال هذا الوقت ، يتم تثبيت الدبوس رقم 8 عند المنطق صفر (غير نشط) ، والذي يتم تفسيره بشكل مناسب بواسطة N3 N4 لضمان بقاء زوج mosfet التكميلي الآخر للجسر H مغلقًا تمامًا.

تتكرر المعايير المذكورة أعلاه بشكل مماثل عندما ينتقل جيل SPWM إلى الدبوس رقم 8 من الدبوس رقم 9 ، وتتكرر الشروط المحددة باستمرار عبر منافذ Arduino و أزواج mosfet الجسر الكامل .

مواصفات البطارية

مواصفات البطارية المحددة لدائرة العاكس ذات الموجة الجيبية الكاملة من Arduino هي 24V / 100Ah ، ومع ذلك يمكن تحديد أي مواصفات أخرى مطلوبة للبطارية حسب تفضيل المستخدم.

يجب أن تكون مواصفات الجهد الأساسي للمحول أقل قليلاً من جهد البطارية للتأكد من أن SPWM RMS تخلق بشكل متناسب حوالي 220 فولت إلى 240 فولت في المرحلة الثانوية للمحول.

يتم توفير رمز البرنامج بالكامل في المقالة التالية:

كود Sinewave SPWM

4093 pinouts IC

تفاصيل pinout IRF540 (سيكون لـ IRF9540 أيضًا نفس تكوين pinout)

بديل أسهل للجسر الكامل

يوضح الشكل أدناه ملف تصميم جسر H بديل باستخدام P و N قناة MOSFETs ، والتي لا تعتمد على الدوائر المتكاملة ، تستخدم بدلاً من ذلك BJTs العادية كسائقين لعزل MOSFETs.

يتم توفير إشارات الساعة البديلة من لوحة اردوينو ، بينما يتم توفير المخرجات الإيجابية والسلبية من الدائرة أعلاه لمدخل Arduino DC.