इनवर्टर और मोटर्स के लिए आसान एच-ब्रिज MOSFET चालक मॉड्यूल

यदि आप सोच रहे हैं कि क्या एच-ब्रिज ड्राइवर सर्किट को जटिल का उपयोग किए बिना लागू करने का एक आसान तरीका है बूटस्ट्रैपिंग चरण, निम्नलिखित विचार आपकी क्वेरी को ठीक से हल कर देगा।

इस लेख में हम पी-चैनल और एन-चैनल एमओएसएफईटी का उपयोग करके एक सार्वभौमिक पूर्ण-पुल या एच-ब्रिज एमओएसएफईटी चालक सर्किट का निर्माण करना सीखते हैं, जिसका उपयोग उच्च दक्षता वाले ड्राइवर सर्किट बनाने के लिए किया जा सकता है। मोटर्स , इन्वर्टर , और कई अलग-अलग बिजली कन्वर्टर्स।

विचार विशेष रूप से मानक 4 एन-चैनल एच-ब्रिज ड्राइवर टोपोलॉजी से छुटकारा दिलाता है, जो अनिवार्य रूप से जटिल बूटस्ट्रैपिंग नेटवर्क पर निर्भर करता है।

मानक एन-चैनल फुल ब्रिज डिजाइन के फायदे और नुकसान

हम जानते हैं कि सिस्टम में सभी 4 उपकरणों के लिए एन-चैनल MOSFETs को शामिल करके पूर्ण पुल MOSFET ड्राइवरों को सबसे अच्छा हासिल किया जाता है। बिजली हस्तांतरण, और गर्मी अपव्यय के संदर्भ में इन प्रणालियों द्वारा प्रदान की गई दक्षता का उच्च स्तर होने का मुख्य लाभ है।

यह इस तथ्य के कारण है कि एन-चैनल MOSFETs उनके ड्रेन सोर्स टर्मिनलों पर न्यूनतम आरडीएसओन प्रतिरोध के साथ निर्दिष्ट किया जाता है, जो वर्तमान में न्यूनतम प्रतिरोध सुनिश्चित करता है, जिससे उपकरणों पर छोटी गर्मी अपव्यय और छोटे हीटसेट को सक्षम किया जाता है।

हालाँकि, उपरोक्त को लागू करना आसान नहीं है, क्योंकि सभी 4 चैनल डिवाइस डिजाइन के साथ संलग्न डायोड / कैपेसिटर बूटस्ट्रैपिंग नेटवर्क के बिना केंद्रीय भार का संचालन और संचालन नहीं कर सकते हैं।

बूटस्ट्रैपिंग नेटवर्क को कुछ गणनाओं की आवश्यकता होती है, और यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिस्टम सही ढंग से काम करता है घटकों के मुश्किल प्लेसमेंट। यह एक 4 चैनल MOSFET आधारित एच-ब्रिज टोपोलॉजी का मुख्य नुकसान प्रतीत होता है, जो आम उपयोगकर्ताओं को कॉन्फ़िगर करने और कार्यान्वित करने में मुश्किल लगता है।

एक वैकल्पिक दृष्टिकोण

एक आसान और सार्वभौमिक एच-ब्रिज ड्राइवर मॉड्यूल बनाने का एक वैकल्पिक तरीका जो उच्च दक्षता का वादा करता है और फिर भी दो उच्च पक्ष एन-चैनल MOSFETs को समाप्त करके और उन्हें पी-चैनल समकक्षों को हटाकर जटिल बूटस्ट्रैपिंग से छुटकारा दिलाता है।

कोई आश्चर्यचकित हो सकता है, अगर यह इतना आसान और प्रभावी है तो यह एक मानक अनुशंसित डिज़ाइन क्यों नहीं है? जवाब है, हालांकि दृष्टिकोण सरल दिखता है, कुछ डाउनसाइड हैं जो पी और एन चैनल MOSFET कॉम्बो का उपयोग करके इस प्रकार के पूर्ण पुल कॉन्फ़िगरेशन में कम दक्षता का कारण हो सकते हैं।

सबसे पहले, पी चैनल MOSFETs आमतौर पर उच्च RDSon प्रतिरोध एन-चैनल MOSFETs की तुलना में रेटिंग, जिसके परिणामस्वरूप उपकरणों पर असमान गर्मी लंपटता और अप्रत्याशित उत्पादन परिणाम हो सकते हैं। दूसरा खतरा शूट-थ्रू घटना हो सकता है, जिससे उपकरणों को तत्काल नुकसान हो सकता है।

उस ने कहा, डाइस बूटस्ट्रैपिंग सर्किट को डिजाइन करने की तुलना में उपरोक्त दो बाधाओं की देखभाल करना बहुत आसान है।

उपरोक्त दो मुद्दों को समाप्त किया जा सकता है:

1. सबसे कम RDSon विशिष्टताओं के साथ P-चैनल MOSFETs का चयन करना, जो पूरक एन-चैनल उपकरणों के RDSon रेटिंग के लगभग बराबर हो सकता है। हमारे प्रस्तावित डिज़ाइन में उदाहरण के लिए, आप P-चैनल MOSFETs के लिए उपयोग किए जा रहे IRF4905 पा सकते हैं, जो 0.02 ओम के प्रभावशाली RDSon प्रतिरोध के साथ रेटेड हैं।
2. उपयुक्त बफर चरणों को जोड़कर और विश्वसनीय डिजिटल स्रोत से ऑसिलेटर सिग्नल का उपयोग करके शूट-थ्रू का मुकाबला करना।

एक आसान यूनिवर्सल एच-ब्रिज MOSFET चालक

निम्नलिखित छवि पी-चैनल / एन-चैनल आधारित सार्वभौमिक एच-ब्रिज एमओएसएफईटी चालक सर्किट को दर्शाती है, जिसे न्यूनतम जोखिमों के साथ अधिकतम दक्षता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया लगता है।

यह काम किस प्रकार करता है

उपरोक्त एच-ब्रिज डिज़ाइन का कार्य बहुत अधिक बुनियादी है। यह विचार इन्वर्टर अनुप्रयोगों के लिए कुशलता से कम बिजली डीसी को मुख्य स्तर एसी में परिवर्तित करने के लिए सबसे उपयुक्त है।

12V आपूर्ति किसी भी वांछित बिजली स्रोत से प्राप्त की जाती है, जैसे कि इन्वर्टर एप्लिकेशन के लिए बैटरी या सोलर पैनल से।

आपूर्ति 4700 यूएफ फिल्टर संधारित्र का उपयोग करके उचित रूप से वातानुकूलित है और 22 ओम वर्तमान सीमित अवरोधक और अतिरिक्त स्थिरीकरण के लिए 12 वी जेनर के माध्यम से किया जाता है।

स्थिर डीसी का उपयोग ऑसिलेटर सर्किट को पॉवर देने के लिए किया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि इसका काम इन्वर्टर से स्विचिंग ट्रांजिस्टर से प्रभावित न हो।

थरथरानवाला से वैकल्पिक घड़ी का उत्पादन Q1, Q2 BJTs के आधारों पर खिलाया जाता है जो कि मानक छोटे संकेत BC547 ट्रांजिस्टर हैं जो परिशुद्धता के साथ मुख्य MOSFET चरण को चलाने के लिए बफर / इन्वर्टर चरणों के रूप में तैनात हैं।

डिफ़ॉल्ट रूप से, BC547 ट्रांजिस्टर अपने संबंधित आधार प्रतिरोधक विभक्त क्षमता के माध्यम से चालू स्थिति में हैं।

इसका मतलब यह है कि निष्क्रिय स्थिति में, थरथरानवाला संकेतों के बिना, पी-चैनल MOSFETs को हमेशा चालू रखा जाता है, जबकि N- चैनल MOSFETs को हमेशा बंद रखा जाता है। इस स्थिति में, केंद्र में लोड, जो एक ट्रांसफार्मर प्राथमिक घुमावदार है, को कोई शक्ति नहीं मिलती है और स्विच ऑफ रहता है।

जब घड़ी संकेत संकेत बिंदुओं को खिलाया जाता है, तो घड़ी के दालों से नकारात्मक संकेत वास्तव में 100 यूएफ संधारित्र के माध्यम से बीसी 547 ट्रांजिस्टर के आधार वोल्टेज को आधार बनाते हैं।

यह वैकल्पिक रूप से होता है, जिससे H-Bridge की भुजाओं में से N- चैनल MOSFET चालू होता है। अब, क्योंकि पुल के दूसरी ओर पी-चैनल MOSFET पहले से ही चालू है, एक पी-चैनल MOSFET और एक एन-चैनल MOSFET को एक साथ स्विच करने के लिए विकर्ण पक्षों में सक्षम बनाता है, जिससे आपूर्ति वोल्टेज इन पर प्रवाहित होती है MOSFETs और एक दिशा में ट्रांसफार्मर के प्राथमिक।

दूसरे वैकल्पिक घड़ी संकेत के लिए, एक ही कार्रवाई दोहराती है, लेकिन पुल के अन्य विकर्ण भुजा के लिए आपूर्ति के कारण दूसरी दिशा में ट्रांसफार्मर प्राथमिक के माध्यम से प्रवाह होता है।

स्विचिंग पैटर्न किसी भी मानक एच-ब्रिज के समान है, जैसा कि निम्न आकृति में दर्शाया गया है:

पी / एन चैनल MOSFETs के बाएं / दाएं विकर्ण भुजाओं के इस फ्लिप-फ्लॉप स्विचिंग को थरथरानवाला चरण से वैकल्पिक घड़ी संकेत आदानों के जवाब में दोहराते रहते हैं।

नतीजतन, ट्रांसफार्मर प्राइमरी को भी उसी पैटर्न में स्विच किया जाता है, जिससे एक स्क्वायर वेव AC 12V अपने प्राइमरी में प्रवाहित होता है, जो ट्रांसफॉर्मर के सेकंडरी में 220 V या 120 V AC स्क्वायर वेव में तब्दील होता है।

आवृत्ति ऑसिलेटर सिग्नल इनपुट की आवृत्ति पर निर्भर है जो 220 V आउटपुट के लिए 50 हर्ट्ज और 120 हर्ट्ज आउटपुट के लिए 60 हर्ट्ज हो सकता है,

किस ऑसिलेटर सर्किट का इस्तेमाल किया जा सकता है

थरथरानवाला संकेत किसी भी डिजिटल आईसी आधारित डिजाइन से हो सकता है, जैसे कि आईसी 4047, SG3525, TL494, IC 4017/555, IC 4013 आदि।

यहाँ तक की ट्रांजिस्टर का उपयोग करने योग्य सर्किट को ऑसिलेटर सर्किट के लिए प्रभावी ढंग से इस्तेमाल किया जा सकता है।

निम्नलिखित थरथरानवाला सर्किट उदाहरण को आदर्श रूप से उपर्युक्त पूर्ण पुल मॉड्यूल के साथ उपयोग किया जा सकता है। क्रिस्टल ट्रांसड्यूसर के माध्यम से थरथरानवाला 50 हर्ट्ज आउटपुट पर तय होता है।

IC2 का ग्राउंड पिन गलती से चित्र में नहीं दिखाया गया है। कृपया IC2 के पिन # 8 को IC # के पिन # 8,12 लाइन से जोड़ दें, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि IC2 को जमीन की क्षमता प्राप्त हो। इस मैदान को एच-ब्रिज मॉड्यूल की ग्राउंड लाइन के साथ भी जोड़ा जाना चाहिए।