さまざまな既存のインバータトポロジの中で、フルブリッジまたはHブリッジインバータトポロジが最も効率的で効果的であると考えられています。フルブリッジトポロジの構成には、非常に多くの重要性が伴う可能性がありますが、フルブリッジドライバICの出現により、これらは現在、 最も単純なインバーター 構築することができます。
フルブリッジトポロジとは
Hブリッジインバーターとも呼ばれるフルブリッジインバーターは、必要なプッシュプル発振電流を一次側に供給するために2つのワイヤートランスを機能させる最も効率的なインバータートポロジーです。これにより、2線式変圧器の2倍の一次巻線量のためにあまり効率的ではない3線式センタータップ付き変圧器の使用が回避されます。
この機能により、より小さなトランスを使用し、同時により多くの電力出力を得ることができます。今日、フルブリッジドライバーICが簡単に入手できるため、物事は非常に簡単になり、自宅でフルブリッジインバーター回路を作ることは子供向けになっています。
ここでは、InternationalRectifiersのフルブリッジドライバICIRS2453(1)Dを使用したフルブリッジインバータ回路について説明します。
上記のチップは、高度な内蔵回路を介してHブリッジトポロジに関連するすべての主要な重要性を片手で処理するため、優れたフルブリッジドライバICです。
“三相誘導電動機の配線 ”
アセンブラは、本格的なHブリッジインバータを実現するために、いくつかのコンポーネントを外部に接続するだけで済みます。
設計の単純さは、以下に示す図から明らかです。
回路動作
ピン14とピン10は、ICのハイサイドフローティング電源電圧のピン配列です。 1uFコンデンサは、これらの重要なピン配列を対応するMOSFETのドレイン電圧よりも高いシェードに効果的に維持し、MOSFETのソース電位がMOSFETの必要な導通のためのゲート電位よりも低いままであることを保証します。
ゲート抵抗は、MOSFETの突然の導通を防ぐことにより、ドレイン/ソースサージの可能性を抑制します。
ゲート抵抗の両端のダイオードは、デバイスからの最適な応答を保証するために、非導通期間中に内部ゲート/ドレインコンデンサを迅速に放電するために導入されています。
IC IRS2453(1)Dには発振器も内蔵されているため、このチップでは外部発振器段は必要ありません。
ほんの数個の外部受動部品が、インバーターを駆動するための周波数を処理します。
RtとCtは、MOSFET上で意図した50Hzまたは60Hzの周波数出力を取得するために計算できます。
周波数決定コンポーネントの計算
Rt / Ctの値の計算には、次の式を使用できます。
f = 1 / 1.453 x Rt x Ct
ここで、Rtはオーム、Ctはファラッドです。
高電圧機能
このICのもう1つの興味深い機能は、600Vまでの非常に高い電圧を処理できることで、トランスフォームレスインバーターやコンパクトなフェライトインバーター回路に完全に適用できます。
“ACモーター速度制御方法 ”
与えられた図に見られるように、外部からアクセス可能な330V DCが「+/- AC整流線」に印加されると、構成は即座にトランスレスインバーターになり、意図した負荷を「負荷」とマークされたポイントに直接接続できます。 '。
あるいは、普通の場合 降圧トランス を使用すると、「負荷」とマークされたポイント間で一次巻線を接続できます。この場合、「+ AC整流ライン」はICのピン#1と結合し、インバーターのバッテリー(+)に共通に終端することができます。
15Vを超えるバッテリーを使用する場合は、「+ AC整流ライン」をバッテリーのプラスに直接接続し、ピン#1をIC7812を使用してバッテリーソースから12Vに降圧して調整する必要があります。
以下に示すデザインは構築が簡単すぎるように見えますが、レイアウトにはいくつかの厳格なガイドラインに従う必要があります。確認のために投稿を参照してください。 正しい保護対策 提案された単純なフルブリッジインバータ回路用。
注意:シャットダウン動作に使用しない場合は、ICのSDピンをアース線に接続してください。
回路図
2つのハーフブリッジICIR2110を使用したシンプルなHブリッジまたはフルブリッジインバーター
上の図は、2つのハーフブリッジIC IR2110を使用して、効果的なフルブリッジ方形波インバータ設計を実装する方法を示しています。
“クリー主導xml t6 ”
ICは、ハイサイドMOSFETを駆動するために必要なブートストラップコンデンサネットワークと、MOSFET伝導の100%の安全性を確保するためのデッドタイム機能を備えた、本格的なハーフブリッジドライバです。
ICは、Q1 / Q2とQ3 / Q4のMOSFETを交互に交互に切り替えて動作するため、Q1がオンのときはいつでもQ2とQ3が完全にオフになり、その逆も同様です。
ICは、HINおよびLIN入力のタイミング信号に応答して上記の正確なスイッチングを作成できます。
これらの4つの入力をトリガーして、HIN1とLIN2が同時にオンになり、HIN2とLIN1がオフになるようにする必要があります。これは、インバータの出力周波数の2倍の速度で行われます。つまり、インバータ出力を50Hzにする必要がある場合、HIN / LIN入力は100Hzのレートで発振する必要があります。
発振器回路
これは、上記で説明したフルブリッジインバータ回路のHIN / LIN入力をトリガーするために最適化された発振回路です。
単一の4049ICは、必要な周波数を生成するため、およびインバータICの交流入力フィードを分離するために使用されます。
C1とR1は、ハーフブリッジデバイスの発振に必要な周波数を決定し、次の式を使用して計算できます。
f = 1 /1.2RC
あるいは、試行錯誤を繰り返して値を達成することもできます。
トランジスタを使用したディスクリートフルブリッジインバータ
これまで、特殊なICを使用してフルブリッジインバータトポロジを研究してきましたが、トランジスタやコンデンサなどのディスクリート部品を使用して、ICに依存せずに同じものを構築することもできます。
簡単な図を以下に示します。
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