อินเวอร์เตอร์สามเฟส Arduino เป็นวงจรที่สร้างเอาต์พุต AC 3 เฟสผ่านออสซิลเลเตอร์ที่ใช้โปรแกรม Arduino

ในโพสต์นี้เราเรียนรู้วิธีการสร้างวงจรอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสแบบไมโครโปรเซสเซอร์ Arduino แบบง่ายๆซึ่งสามารถอัพเกรดได้ตามความต้องการของผู้ใช้สำหรับการใช้งานโหลด 3 เฟสที่กำหนด

เราได้ศึกษาประสิทธิภาพที่เรียบง่ายแล้ว วงจรอินเวอร์เตอร์ 3 เฟส ในโพสต์ก่อนหน้านี้ของเราซึ่งอาศัย opamps ในการสร้างสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม 3 เฟสในขณะที่สัญญาณพุชดึง 3 เฟสสำหรับการขับมอสเฟตนั้นใช้งานโดยใช้ไอซีไดรเวอร์ 3 เฟสแบบพิเศษ

ในแนวคิดปัจจุบันเรากำหนดค่าสเตจพลังงานหลักโดยใช้ไอซีไดรเวอร์เฉพาะเหล่านี้ แต่เครื่องกำเนิดสัญญาณ 3 เฟสถูกสร้างขึ้นโดยใช้ Arduino

เนื่องจากการสร้างไดรเวอร์ 3 เฟสที่ใช้ Arduino อาจมีความซับซ้อนมากและไม่แนะนำ ยิ่งไปกว่านั้นมันง่ายกว่ามากที่จะได้รับ IC ดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพนอกชั้นวางเพื่อวัตถุประสงค์ในราคาที่ถูกกว่ามาก

ก่อนที่จะสร้างวงจรอินเวอร์เตอร์ที่สมบูรณ์ก่อนอื่นเราต้องตั้งโปรแกรมรหัส Arduino ต่อไปนี้ภายในบอร์ด Arduino UNO จากนั้นดำเนินการตามรายละเอียดที่เหลือ

รหัสเครื่องกำเนิดสัญญาณ Arduino 3 เฟส

void setup() { // initialize digital pin 13,12&8 as an output. pinMode(13, OUTPUT) pinMode(12,OUTPUT) pinMode(8,OUTPUT) } void loop() { int var=0 digitalWrite(13, HIGH) digitalWrite(8,LOW) digitalWrite(12,LOW) delay(6.67) digitalWrite(12,HIGH) while(var==0){ delay(3.33) digitalWrite(13,LOW) delay(3.33) digitalWrite(8,HIGH) delay(3.34) digitalWrite(12,LOW) delay(3.33) digitalWrite(13,HIGH) delay(3.33) digitalWrite(8,LOW) delay(3.34) digitalWrite(12,HIGH) } }

แหล่งที่มาเดิม : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

รูปคลื่นที่สันนิษฐานโดยใช้รหัสด้านบนสามารถมองเห็นได้ในแผนภาพต่อไปนี้:

เมื่อคุณเบิร์นและยืนยันรหัสข้างต้นใน Arduino ของคุณแล้วก็ถึงเวลาดำเนินการต่อและกำหนดค่าขั้นตอนวงจรที่เหลือ

สำหรับสิ่งนี้คุณจะต้องมีชิ้นส่วนต่อไปนี้ซึ่งหวังว่าคุณอาจจัดหามาแล้ว:

อะไหล่ที่จำเป็น

IC IR2112 - 3 nos (หรือ IC ไดรเวอร์ 3 เฟสที่คล้ายกัน)
BC547 ทรานซิสเตอร์ - 3 nos
ตัวเก็บประจุ 10uF / 25V และ 1uF / 25V = 3 nos แต่ละตัว
100uF / 25V = 1 ไม่
1N4148 = 3nos (แนะนำ 1N4148 มากกว่า 1N4007)

ตัวต้านทานทั้งหมด 1/4 วัตต์ 5%
100 โอห์ม = 6nos
1K = 6nos

รายละเอียดการก่อสร้าง

ในการเริ่มต้นเราจะรวม 3 ICs เพื่อสร้างสเตจไดรเวอร์ mosfet 3 เฟสตามที่กำหนดไว้ด้านล่าง:

เมื่อประกอบบอร์ดไดรเวอร์แล้วทรานซิสเตอร์ BC547 จะต่อเข้ากับอินพุต HIN และ LIN ของ IC และแสดงในรูปต่อไปนี้:

“วิธีทำอาหารพลังงานแสงอาทิตย์ ”

เมื่อสร้างการออกแบบข้างต้นแล้วผลลัพธ์ที่ต้องการสามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วโดยการเปิดระบบ

โปรดจำไว้ว่า Arduino จำเป็นต้องมีบางครั้งในการบูตดังนั้นจึงขอแนะนำให้เปิด Arduino ก่อนจากนั้นจึงเปิดแหล่งจ่าย + 12V ไปยังวงจรไดรเวอร์หลังจากนั้นไม่กี่วินาที

วิธีการคำนวณ Bootstrap Capacitors

ดังที่เราเห็นในรูปด้านบนวงจรต้องการส่วนประกอบภายนอกสองสามอย่างใกล้กับมอสเฟตในรูปแบบของไดโอดและตัวเก็บประจุ ชิ้นส่วนเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการใช้งานการสลับมอสเฟตด้านสูงอย่างแม่นยำและขั้นตอนนี้เรียกว่าเครือข่าย bootstrapping

แม้ว่าจะระบุไว้แล้วในแผนภาพ ค่าของตัวเก็บประจุเหล่านี้สามารถคำนวณได้โดยเฉพาะโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

วิธีการคำนวณ Bootstrap Diodes

สมการข้างต้นสามารถใช้ในการคำนวณค่าตัวเก็บประจุสำหรับเครือข่าย bootstrap สำหรับไดโอดที่เกี่ยวข้องเราต้องพิจารณาเกณฑ์ต่อไปนี้:

ไดโอดเปิดใช้งานหรือเปิดใช้งานในโหมดอคติไปข้างหน้าเมื่อมอสเฟ็ทด้านสูงเปิดอยู่และศักย์ไฟฟ้ารอบตัวเกือบจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้า BUS ข้ามเส้นแรงดันมอสเฟ็ตแบบเต็มบริดจ์ดังนั้นไดโอด bootstrap ต้องได้รับการจัดอันดับเพียงพอ เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เต็มตามที่ระบุไว้ในไดอะแกรมเฉพาะ

สิ่งนี้ดูเข้าใจง่าย แต่สำหรับการคำนวณคะแนนปัจจุบันเราอาจต้องคำนวณทางคณิตศาสตร์บางอย่างโดยการคูณค่าขนาดเกตกับความถี่ในการเปลี่ยน

ตัวอย่างเช่นหากใช้ mosfet IRF450 กับความถี่สวิตชิ่ง 100kHz พิกัดกระแสสำหรับไดโอดจะอยู่ที่ประมาณ 12mA เนื่องจากค่านี้ดูค่อนข้างน้อยและไดโอดส่วนใหญ่จะมีพิกัดกระแสไฟฟ้าสูงกว่าค่านี้มากความสนใจเฉพาะอาจไม่จำเป็น

ต้องบอกว่าลักษณะการรั่วไหลของอุณหภูมิเกินของไดโอดเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ตัวเก็บประจุบูตสแตรปควรเก็บประจุไว้เป็นระยะเวลาที่เหมาะสม ในกรณีเช่นนี้ไดโอดจะต้องเป็นประเภทการกู้คืนที่รวดเร็วเป็นพิเศษเพื่อลดขนาดของประจุจากการถูกบังคับกลับจากตัวเก็บประจุบูตสแตรปไปยังรางจ่ายของ IC

เคล็ดลับความปลอดภัยบางประการ

อย่างที่เราทราบกันดีว่ามอสเฟ็ตในวงจรอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสอาจมีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายได้เนื่องจากมีพารามิเตอร์ที่มีความเสี่ยงมากมายที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดดังกล่าวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้โหลดอุปนัย ฉันได้พูดถึงเรื่องนี้อย่างละเอียดแล้วในหนึ่งในไฟล์ บทความก่อนหน้านี้ และขอแนะนำอย่างเคร่งครัดให้อ้างถึงบทความนี้และใช้ mosfets ตามแนวทางที่กำหนด

การใช้ IC IRS2330

แผนภาพต่อไปนี้ออกแบบมาเพื่อทำงานเป็นอินเวอร์เตอร์ควบคุม PWM 3 เฟสจาก Arduino

แผนภาพแรกต่อสายโดยใช้ NOT หกประตูจาก IC 4049 ขั้นตอนนี้ใช้สำหรับการแยกพัลส์ Arduino PWM เป็นคู่ลอจิกสูง / ต่ำเสริมเพื่อให้ IC ไดร์เวอร์อินเวอร์เตอร์ 3 เฟสของบริดจ์ IC IRS2330 สามารถทำให้เข้ากันได้กับ PWM ที่ป้อน

แผนภาพที่สองจากด้านบนเป็นขั้นตอนการขับบริดจ์สำหรับ Arduino PWM ที่เสนอการออกแบบอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสโดยใช้ IC IRS2330 ชิปไดรเวอร์สะพาน

อินพุตของ IC ที่ระบุเป็น HIN และ LIN ยอมรับ Arduino PWM ที่มีขนาดจากประตู NOT และขับเคลื่อนเครือข่ายบริดจ์เอาต์พุตที่สร้างขึ้นโดย IGBT 6 ตัวซึ่งจะขับเคลื่อนโหลดที่เชื่อมต่อผ่านเอาต์พุตทั้งสาม

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1K ใช้สำหรับควบคุมขีด จำกัด กระแสเกินของอินเวอร์เตอร์โดยปรับให้เหมาะสมกับพินปิดของ I ตัวต้านทานการตรวจจับ 1 โอห์มอาจลดลงอย่างเหมาะสมหากระบุกระแสที่ค่อนข้างสูงกว่าสำหรับอินเวอร์เตอร์

ห่อ:

สรุปการอภิปรายของเราเกี่ยวกับวิธีสร้างวงจรอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสที่ใช้ Arduino หากคุณมีข้อสงสัยหรือคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้โปรดแสดงความคิดเห็นและรับคำตอบอย่างรวดเร็ว

สำหรับไฟล์ PCB Gerber และไฟล์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องคุณสามารถอ้างถึงลิงค์ต่อไปนี้:

https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing