ఇన్వర్టర్లు మరియు మోటారుల కోసం సులభమైన హెచ్-బ్రిడ్జ్ మోస్ఫెట్ డ్రైవర్ మాడ్యూల్

కాంప్లెక్స్ ఉపయోగించకుండా హెచ్-బ్రిడ్జ్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను అమలు చేయడానికి సులభమైన మార్గం ఉందా అని మీరు ఆలోచిస్తున్నట్లయితే బూట్స్ట్రాపింగ్ దశ, కింది ఆలోచన మీ ప్రశ్నను ఖచ్చితంగా పరిష్కరిస్తుంది.

ఈ వ్యాసంలో పి-ఛానల్ మరియు ఎన్-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌లను ఉపయోగించి సార్వత్రిక పూర్తి-వంతెన లేదా హెచ్-బ్రిడ్జ్ మోస్‌ఫెట్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను ఎలా నిర్మించాలో నేర్చుకుంటాము, వీటిని అధిక సామర్థ్యం గల డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ల తయారీకి ఉపయోగించవచ్చు. మోటార్లు , ఇన్వర్టర్లు , మరియు అనేక విభిన్న శక్తి కన్వర్టర్లు.

ఈ ఆలోచన ప్రామాణిక 4 ఎన్-ఛానల్ హెచ్-బ్రిడ్జ్ డ్రైవర్ టోపోలాజీని వదిలించుకుంటుంది, ఇది సంక్లిష్టమైన బూట్స్ట్రాపింగ్ నెట్‌వర్క్‌పై తప్పనిసరిగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

ప్రామాణిక ఎన్-ఛానల్ పూర్తి వంతెన రూపకల్పన యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సిస్టమ్‌లోని మొత్తం 4 పరికరాల కోసం ఎన్-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌లను చేర్చడం ద్వారా పూర్తి వంతెన మోస్‌ఫెట్ డ్రైవర్లు ఉత్తమంగా సాధించవచ్చని మాకు తెలుసు. విద్యుత్ బదిలీ, మరియు వేడి వెదజల్లుల పరంగా ఈ వ్యవస్థలు అందించే అధిక స్థాయి సామర్థ్యం ప్రధాన ప్రయోజనం.

దీనికి కారణం N- ఛానల్ MOSFET లు వాటి కాలువ మూలం టెర్మినల్స్ అంతటా కనీస RDSon నిరోధకతతో పేర్కొనబడతాయి, ప్రస్తుతానికి కనీస ప్రతిఘటనను నిర్ధారిస్తుంది, పరికరాల్లో చిన్న ఉష్ణ వెదజల్లడం మరియు చిన్న హీట్‌సింక్‌లను అనుమతిస్తుంది.

ఏదేమైనా, పైన పేర్కొన్న వాటిని అమలు చేయడం అంత సులభం కాదు, ఎందుకంటే అన్ని 4 ఛానల్ పరికరాలు డయోడ్ / కెపాసిటర్ బూట్స్ట్రాపింగ్ నెట్‌వర్క్‌ను డిజైన్‌తో జతచేయకుండా సెంట్రల్ లోడ్‌ను నిర్వహించలేవు మరియు ఆపరేట్ చేయలేవు.

బూట్‌స్ట్రాపింగ్ నెట్‌వర్క్‌కు కొన్ని లెక్కలు అవసరం, మరియు వ్యవస్థలు సరిగ్గా పనిచేస్తాయని నిర్ధారించడానికి భాగాల గమ్మత్తైన ప్లేస్‌మెంట్. ఇది 4 ఛానల్ మోస్ఫెట్ ఆధారిత హెచ్-బ్రిడ్జ్ టోపోలాజీ యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలతగా కనిపిస్తుంది, సాధారణ వినియోగదారులు కాన్ఫిగర్ చేయడం మరియు అమలు చేయడం కష్టం.

ప్రత్యామ్నాయ విధానం

అధిక సామర్థ్యాన్ని వాగ్దానం చేసే మరియు సంక్లిష్టమైన బూట్‌స్ట్రాపింగ్‌ను వదిలించుకునే సులభమైన మరియు సార్వత్రిక H- బ్రిడ్జ్ డ్రైవర్ మాడ్యూల్‌ను తయారుచేసే ప్రత్యామ్నాయ విధానం ఏమిటంటే రెండు హై సైడ్ N- ఛానల్ MOSFET లను తొలగించి, వాటిని P- ఛానల్ ప్రతిరూపాలను మార్చడం.

ఒకరు ఆశ్చర్యపోవచ్చు, ఇది చాలా సులభం మరియు ప్రభావవంతంగా ఉంటే అది ప్రామాణిక సిఫార్సు చేసిన డిజైన్ ఎందుకు కాదు? సమాధానం ఏమిటంటే, విధానం సరళంగా అనిపించినప్పటికీ, P మరియు N ఛానల్ MOSFET కాంబో ఉపయోగించి ఈ రకమైన పూర్తి వంతెన ఆకృతీకరణలో తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగించే కొన్ని నష్టాలు ఉన్నాయి.

మొదట, ది P- ఛానల్ MOSFET లు సాధారణంగా RDSon నిరోధకతను ఎక్కువగా కలిగి ఉంటాయి N- ఛానల్ MOSFET లతో పోలిస్తే రేటింగ్, ఇది పరికరాల్లో అసమాన వేడి వెదజల్లడానికి మరియు అనూహ్య అవుట్పుట్ ఫలితాలకు దారితీయవచ్చు. రెండవ ప్రమాదం షూట్-త్రూ దృగ్విషయం కావచ్చు, ఇది పరికరాలకు తక్షణ నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది.

డైసీ బూట్స్ట్రాపింగ్ సర్క్యూట్ రూపకల్పన కంటే పై రెండు అడ్డంకులను జాగ్రత్తగా చూసుకోవడం చాలా సులభం.

పై రెండు సమస్యలను వీటి ద్వారా తొలగించవచ్చు:

1. అతి తక్కువ RDSon స్పెసిఫికేషన్లతో P- ఛానెల్స్ MOSFET లను ఎంచుకోవడం, ఇది పరిపూరకరమైన N- ఛానల్ పరికరాల RDSon రేటింగ్‌కు దాదాపు సమానంగా ఉండవచ్చు. ఉదాహరణకు, మా ప్రతిపాదిత రూపకల్పనలో, పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ల కోసం IRF4905 ఉపయోగించబడుతుందని మీరు కనుగొనవచ్చు, వీటిని 0.02 ఓంల తక్కువ RDSon నిరోధకతతో రేట్ చేస్తారు.
2. తగిన బఫర్ దశలను జోడించడం ద్వారా మరియు నమ్మదగిన డిజిటల్ మూలం నుండి ఓసిలేటర్ సిగ్నల్ ఉపయోగించడం ద్వారా షూట్-త్రూను ఎదుర్కోవడం.

సులభమైన యూనివర్సల్ హెచ్-బ్రిడ్జ్ మోస్ఫెట్ డ్రైవర్

కింది చిత్రం పి-ఛానల్ / ఎన్-ఛానల్ ఆధారిత యూనివర్సల్ హెచ్-బ్రిడ్జ్ మోస్ఫెట్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను చూపిస్తుంది, ఇది కనీస ప్రమాదాలతో గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని అందించే విధంగా రూపొందించబడింది.

అది ఎలా పని చేస్తుంది

పై హెచ్-బ్రిడ్జ్ డిజైన్ యొక్క పని చాలా ప్రాథమికమైనది. తక్కువ శక్తి DC ని మెయిన్స్ లెవల్ AC గా సమర్థవంతంగా మార్చడానికి ఇన్వర్టర్ అనువర్తనాలకు ఈ ఆలోచన బాగా సరిపోతుంది.

ఇన్వర్టర్ అప్లికేషన్ కోసం బ్యాటరీ లేదా సోలార్ ప్యానెల్ వంటి కావలసిన విద్యుత్ వనరుల నుండి 12 వి సరఫరా పొందబడుతుంది.

4700 యుఎఫ్ ఫిల్టర్ కెపాసిటర్ ఉపయోగించి మరియు 22 ఓం కరెంట్ లిమిటింగ్ రెసిస్టర్ మరియు అదనపు స్థిరీకరణ కోసం 12 వి జెనర్ ద్వారా సరఫరా సరైన విధంగా ఉంటుంది.

స్థిరీకరించిన DC ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్‌ను శక్తివంతం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇన్వర్టర్ నుండి మారే ట్రాన్సియెంట్‌ల ద్వారా దాని పని ప్రభావితం కాదని నిర్ధారిస్తుంది.

ఓసిలేటర్ నుండి ప్రత్యామ్నాయ గడియారపు ఉత్పత్తి Q1, Q2 BJT ల యొక్క స్థావరాలకు ఇవ్వబడుతుంది, ఇవి ప్రామాణిక చిన్న సిగ్నల్ BC547 ట్రాన్సిస్టర్, ప్రధాన MOSFET దశను ఖచ్చితత్వంతో నడపడానికి బఫర్ / ఇన్వర్టర్ దశలుగా ఉంచబడతాయి.

అప్రమేయంగా, BC547 ట్రాన్సిస్టర్లు వాటి బేస్ బేస్ రెసిస్టివ్ డివైడర్ పొటెన్షియల్స్ ద్వారా స్విచ్ ఆన్ స్థితిలో ఉన్నాయి.

అంటే నిష్క్రియ స్థితిలో, ఓసిలేటర్ సిగ్నల్స్ లేకుండా, పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్స్ ఎల్లప్పుడూ ఆన్ చేయబడతాయి, అయితే ఎన్-ఛానల్ మోస్ఫెట్స్ ఎల్లప్పుడూ ఆఫ్ చేయబడతాయి. ఈ పరిస్థితిలో, ట్రాన్స్ఫార్మర్ ప్రాధమిక వైండింగ్ అయిన కేంద్రంలోని లోడ్ శక్తి పొందదు మరియు స్విచ్ ఆఫ్ అవుతుంది.

సూచించిన బిందువులకు గడియార సంకేతాలను అందించినప్పుడు, గడియారపు పప్పుల నుండి వచ్చే ప్రతికూల సంకేతాలు వాస్తవానికి BC547 ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క బేస్ వోల్టేజ్‌ను 100 uF కెపాసిటర్ ద్వారా గ్రౌండ్ చేస్తాయి.

ఇది ప్రత్యామ్నాయంగా జరుగుతుంది, దీని వలన H- వంతెన యొక్క ఒక చేతిలో నుండి N- ఛానల్ MOSFET ఆన్ అవుతుంది. ఇప్పుడు, వంతెన యొక్క మరొక చేతిలో ఉన్న P- ఛానల్ MOSFET ఇప్పటికే ఆన్ చేయబడినందున, వికర్ణ వైపులా ఒక P- ఛానల్ MOSFET మరియు ఒక N- ఛానల్ MOSFET ను ఒకేసారి స్విచ్ ఆన్ చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, దీనివల్ల సరఫరా వోల్టేజ్ వీటిలో ప్రవహిస్తుంది MOSFET లు మరియు ఒక దిశలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక.

రెండవ ప్రత్యామ్నాయ గడియార సిగ్నల్ కోసం, అదే చర్య పునరావృతమవుతుంది, కాని వంతెన యొక్క ఇతర వికర్ణ చేయికి, ఇతర దిశలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ ప్రాధమిక ద్వారా సరఫరా ప్రవహిస్తుంది.

కింది చిత్రంలో చిత్రీకరించినట్లుగా, మారే నమూనా ఏదైనా ప్రామాణిక H- వంతెనతో సమానంగా ఉంటుంది:

ఎడమ / కుడి వికర్ణ చేతుల్లో P మరియు N ఛానల్ MOSFET ల యొక్క ఈ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ స్విచ్చింగ్ ఓసిలేటర్ దశ నుండి ప్రత్యామ్నాయ క్లాక్ సిగ్నల్ ఇన్‌పుట్‌లకు ప్రతిస్పందనగా పునరావృతమవుతుంది.

తత్ఫలితంగా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ ప్రైమరీ కూడా అదే నమూనాలో మార్చబడుతుంది, దీని వలన చదరపు వేవ్ ఎసి 12 వి దాని ప్రాధమికంలో ప్రవహిస్తుంది, ఇది తదనుగుణంగా ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ అంతటా 220 V లేదా 120 V AC చదరపు తరంగంగా మార్చబడుతుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ ఓసిలేటర్ సిగ్నల్ ఇన్పుట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది 220 V అవుట్పుట్కు 50 Hz మరియు 120 V AC అవుట్పుట్కు 60 Hz కావచ్చు,

ఏ ఆసిలేటర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించవచ్చు

ఓసిలేటర్ సిగ్నల్ IC 4047, SG3525, TL494, IC 4017/555, IC 4013 మొదలైన డిజిటల్ ఐసి ఆధారిత డిజైన్ నుండి కావచ్చు.

కూడా ట్రాన్సిస్టరైజ్డ్ అస్టబుల్ సర్క్యూట్ ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్ కోసం సమర్థవంతంగా ఉపయోగించవచ్చు.

కింది ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్ ఉదాహరణ పైన చర్చించిన పూర్తి వంతెన మాడ్యూల్‌తో ఆదర్శంగా ఉపయోగించవచ్చు. క్రిస్టల్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ ద్వారా ఓసిలేటర్ 50 Hz అవుట్పుట్ వద్ద స్థిరంగా ఉంటుంది.

IC2 యొక్క గ్రౌండ్ పిన్ పొరపాటున రేఖాచిత్రంలో చూపబడలేదు. దయచేసి IC2 యొక్క పిన్ # 8 ను IC1 యొక్క పిన్ # 8,12 పంక్తితో కనెక్ట్ చేయండి, IC2 భూమి సామర్థ్యాన్ని పొందుతుందని నిర్ధారించుకోండి. ఈ గ్రౌండ్ తప్పనిసరిగా హెచ్-బ్రిడ్జ్ మాడ్యూల్ యొక్క గ్రౌండ్ లైన్‌తో కూడా చేరాలి.