Rangkaian Inverter Jembatan Penuh Sederhana

Di antara topologi inverter yang ada, full bridge atau topologi inverter H-bridge dianggap paling efisien dan efektif. Konfigurasi topologi jembatan penuh dapat melibatkan terlalu banyak kekritisan, namun dengan munculnya IC driver jembatan penuh ini sekarang telah menjadi salah satu inverter paling sederhana seseorang bisa membangun.

Apa itu Topologi Jembatan Penuh

Inverter jembatan penuh juga disebut inverter H-bridge, adalah topologi inverter paling efisien yang bekerja dengan dua transformator kawat untuk mengirimkan arus osilasi dorong-tarik yang diperlukan ke primer. Hal ini untuk menghindari penggunaan trafo 3-wire center tap yang tidak terlalu efisien karena jumlah lilitan primernya dua kali lipat dari trafo 2-wire.

Fitur ini memungkinkan penggunaan trafo yang lebih kecil dan mendapatkan lebih banyak output daya pada saat yang sama. Saat ini karena ketersediaan lengkap IC driver jembatan penuh, hal-hal menjadi sangat sederhana dan membuat rangkaian inverter jembatan penuh di rumah telah menjadi permainan anak-anak.

Disini kita membahas rangkaian inverter full bridge menggunakan IC driver full bridge IRS2453 (1) D dari International Rectifier.

Chip yang disebutkan adalah IC driver jembatan lengkap yang luar biasa karena ia sendirian menangani semua kekritisan utama yang terkait dengan topologi H-bridge melalui sirkuit built-in yang canggih.

Assembler hanya perlu menghubungkan beberapa komponen eksternal untuk mencapai inverter H-bridge yang bekerja penuh.

Kesederhanaan desain terlihat dari diagram di bawah ini:

Operasi Sirkuit

Pin14 dan pin10 adalah pinout tegangan suplai mengambang sisi tinggi dari IC. Kapasitor 1uF secara efektif menjaga pinout penting ini lebih tinggi daripada tegangan drain dari MOSFET yang sesuai untuk memastikan bahwa potensi sumber MOSFET tetap lebih rendah dari potensi gerbang untuk konduksi yang diperlukan dari MOSFET.

Resistor gerbang menekan kemungkinan drain / lonjakan sumber dengan mencegah konduksi tiba-tiba dari MOSFET.

Dioda melintasi resistor gerbang diperkenalkan untuk pemakaian cepat dari gerbang internal / kapasitor drain selama periode non-konduksi untuk memastikan respon yang optimal dari perangkat.

IC IRS2453 (1) D juga dilengkapi dengan osilator built-in, yang berarti tidak diperlukan tahap osilator eksternal dengan chip ini.

Hanya beberapa komponen pasif eksternal yang mengatur frekuensi untuk menggerakkan inverter.

Rt dan Ct dapat dihitung untuk mendapatkan output frekuensi 50Hz atau 60 Hz yang diinginkan melalui MOSFET.

Menghitung Komponen Penentu Frekuensi

Rumus berikut dapat digunakan untuk menghitung nilai Rt / Ct:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct

dengan Rt di Ohm dan Ct di Farads.

Fitur Tegangan Tinggi

Fitur menarik lainnya dari IC ini adalah kemampuannya untuk menangani tegangan yang sangat tinggi hingga 600V sehingga sangat cocok untuk inverter tanpa transformator atau rangkaian inverter ferit kompak.

Seperti yang dapat dilihat pada diagram yang diberikan, jika 330V DC yang dapat diakses secara eksternal diterapkan melintasi '+/- AC jalur yang diperbaiki', konfigurasi secara instan menjadi inverter tanpa transformator di mana beban yang diinginkan dapat dihubungkan langsung melintasi titik-titik yang ditandai sebagai 'beban '.

Atau jika biasa trafo penurun tegangan digunakan, belitan primer dapat dihubungkan melintasi titik-titik yang ditandai sebagai 'beban'. Dalam hal ini '+ AC rectified line' dapat digabungkan dengan pin # 1 dari IC dan biasanya diakhiri ke baterai (+) inverter.

Jika baterai yang lebih tinggi dari 15V digunakan, '+ garis AC diperbaiki' harus dihubungkan langsung dengan baterai positif sementara pin # 1 harus diterapkan dengan 12V diatur turun diatur dari sumber baterai menggunakan IC 7812.

Meskipun desain yang ditunjukkan di bawah ini terlihat terlalu mudah untuk dibuat, tata letaknya memerlukan beberapa pedoman ketat untuk diikuti, Anda dapat merujuk ke posting untuk memastikan tindakan perlindungan yang benar untuk rangkaian inverter jembatan penuh sederhana yang diusulkan.

CATATAN:Silakan gabungkan pin SD dari IC dengan garis ground, jika tidak digunakan untuk operasi pemadaman.

Diagram Sirkuit

Simple H-Bridge atau Full Bridge Inverter menggunakan dua IC Half-Bridge IR2110

Diagram di atas menunjukkan cara mengimplementasikan desain inverter gelombang persegi jembatan penuh yang efektif menggunakan sepasang IC setengah jembatan IR2110.

IC adalah driver setengah jembatan lengkap yang dilengkapi dengan jaringan kapasitor bootstrap yang diperlukan untuk menggerakkan mosfet sisi tinggi, dan fitur waktu mati untuk memastikan keamanan 100% untuk konduksi mosfet.

IC bekerja dengan mengganti mosfet Q1 / Q2 dan Q3 / Q4 secara bergantian, sedemikian rupa sehingga setiap saat ketika Q1 ON, Q2 dan Q3 benar-benar diaktifkan dan sebaliknya.

IC mampu membuat peralihan yang tepat di atas sebagai respons terhadap sinyal waktunya pada input HIN dan LIN mereka.

Keempat input ini perlu dipicu untuk memastikan bahwa setiap saat HIN1 dan LIN2 DIAKTIFKAN secara bersamaan sementara HIN2 dan LIN1 dimatikan, dan sebaliknya. Ini dilakukan dengan kecepatan dua kali lipat dari frekuensi keluaran inverter. Artinya jika output inverter harus 50Hz, input HIN / LIN harus diosilasi pada kecepatan 100Hz dan seterusnya.

Sirkuit Osilator

Ini adalah rangkaian osilator yang dioptimalkan untuk memicu input HIN / LIN dari rangkaian inverter jembatan penuh yang dijelaskan di atas.

Sebuah IC 4049 tunggal digunakan untuk menghasilkan frekuensi yang diperlukan dan juga untuk mengisolasi umpan masukan bolak-balik untuk IC inverter.

C1 dan R1 menentukan frekuensi yang diperlukan untuk mengosilasi perangkat setengah jembatan dan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

f = 1 /1.2RC

Sebagai alternatif, nilai dapat dicapai melalui beberapa percobaan dan kesalahan.

Discrete Full Bridge Inverter menggunakan Transistor

Sejauh ini kami telah mempelajari topologi inverter jembatan penuh menggunakan IC khusus, namun hal yang sama dapat dibangun menggunakan bagian diskrit seperti transistor dan kapasitor, dan tanpa bergantung pada IC.

Diagram sederhana dapat dilihat di bawah ini: