シンプルでありながら便利なマイクロプロセッサベースのArduinoフルブリッジインバータ回路は、ArduinoボードをSPWMでプログラミングし、いくつかのMOSFETをHブリッジトポロジに統合することで構築できます。以下で詳細を学びましょう。

“電子部品はどこで購入できますか ”

以前の記事の1つで、シンプルなArduino正弦波インバーター、ここでは、同じArduinoプロジェクトを構築にどのように適用できるかを見ていきます。シンプルなフルブリッジまたはHブリッジインバータ回路。

PチャネルおよびNチャネルMOSFETの使用

簡単にするために、ハイサイドMOSFETにはPチャネルMOSFETを使用し、ローサイドMOSFETにはNチャネルMOSFETを使用します。これにより、複雑なブートストラップステージを回避し、Arduino信号をMOSFETと直接統合できるようになります。

通常、設計時にはNチャネルMOSFETが使用されますフルブリッジベースのインバーター、MOSFETと負荷間で最も理想的な電流スイッチングを保証し、MOSFETのはるかに安全な動作条件を保証します。

ただし、との組み合わせが pおよびnチャネルMOSFETが使用されます、MOSFET全体のシュートスルーおよび他の同様の要因のリスクが深刻な問題になります。

とはいえ、移行フェーズが短いデッドタイムで適切に保護されていれば、切り替えを可能な限り安全に行うことができ、MOSFETのブローを回避できます。

この設計では、IC 4093を使用したシュミットトリガーNANDゲートを特に使用しました。これにより、2つのチャネル間のスイッチングが鮮明になり、スプリアストランジェントや低信号障害の影響を受けなくなります。

ピン9がロジック1で、ピン8がロジック0の場合

使い方

上図に示すように、このArduinoベースのフルブリッジ正弦波インバーターの動作は、次の点の助けを借りて理解することができます。

Arduinoは、ピン＃8およびピン＃9から適切にフォーマットされたSPWM出力を生成するようにプログラムされています。

ピンの1つがSPWMを生成している間、相補ピンはローに保持されます。

上記のピン配置からのそれぞれの出力は、IC 4093からのシュミットトリガーNANDゲート（N1 --- N4）を介して処理されます。ゲートはすべて、シュミット応答を備えたインバーターとして配置され、フルブリッジドライバーの関連するMOSFETに供給されます。通信網。

“12vバッテリー充電器の回路図 ”

ピン＃9がSPWMを生成している間、N1はSPWMを反転し、関連するハイサイドMOSFETがSPWMのハイロジックに応答して導通することを保証し、N2はローサイドNチャネルMOSFETが同じことを行うことを保証します。

この間、ピン＃8はロジックゼロ（非アクティブ）に保持されます。これは、N3 N4によって適切に解釈され、Hブリッジの他の相補型MOSFETペアが完全にオフのままになるようにします。

上記の基準は、SPWM生成がピン＃9からピン＃8に移行するときに同じように繰り返され、設定された条件はArduinoのピン配置とフルブリッジMOSFETペア。

特定のArduinoフルブリッジ正弦波インバーター回路用に選択されたバッテリー仕様は24V / 100Ahですが、ユーザーの好みに応じて、他の任意の仕様をバッテリー用に選択できます。

SPWM RMSがトランスの2次側で約220V〜240Vを比例的に生成するように、トランスの1次電圧仕様はバッテリー電圧よりもわずかに低くする必要があります。

プログラムコード全体は、次の記事で提供されています。

SinewaveSPWMコード

下の図は代替Hブリッジ設計 ICに依存しないPおよびNチャネルMOSFETを使用する代わりに、MOSFETを分離するためのドライバとして通常のBJTを使用します。

代替クロック信号は、 Arduinoボード、上記の回路からの正と負の出力はArduinoDC入力に供給されます。