コード付きArduino3相インバータ回路

Arduino三相インバーターは、プログラムされたArduinoベースの発振器を介して3相AC出力を生成する回路です。

この投稿では、特定の3相負荷を操作するためのユーザーの好みに応じてアップグレードできる単純なマイクロプロセッサArduinoベースの3相インバータ回路を作成する方法を学習します。

私たちはすでに効果的でありながらシンプルなことを研究しました 三相インバータ回路 三相方形波信号を生成するためにオペアンプに依存していた以前の投稿の1つでは、MOSFETを駆動するための三相プッシュプル信号は、専用の三相ドライバーICを使用して実装されました。

現在のコンセプトでも、これらの専用ドライバーICを使用して主電源段を構成しますが、3相信号発生器はArduinoを使用して作成されます。

これは、Arduinoベースの3相ドライバーの作成が非常に複雑になる可能性があり、推奨されないためです。さらに、その目的のために、はるかに安い料金で既製の効率的なデジタルICを入手する方がはるかに簡単です。

完全なインバータ回路を構築する前に、まずArduino UNOボード内で次のArduinoコードをプログラムし、次に残りの詳細に進む必要があります。

Arduino3相信号発生器コード

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)
}
}

元のソース ：http：//forum.arduino.cc/index.php？topic = 423907.0

上記のコードを使用して想定される波形は、次の図で視覚化できます。

Arduinoで上記のコードを書き込んで確認したら、次に進んで残りの回路ステージを構成します。

このためには、おそらくすでに調達している可能性のある次の部品が必要になります。

必要な部品

IC IR2112-3つの番号（または同様の3相ドライバIC）
BC547トランジスタ-3個
コンデンサ10uF / 25Vおよび1uF / 25V =それぞれ3個
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3nos（1N4007よりも1N4148を推奨）

抵抗器、すべて1/4ワット5％
100オーム= 6nos
1K = 6nos

構造の詳細

まず、以下に示すように、3つのICを結合して、目的の3相MOSFETドライバーステージを形成します。

ドライバボードが組み立てられると、BC547トランジスタはICのHINおよびLIN入力に接続され、次の図に示されます。

上記の設計が構築されたら、システムの電源を入れることで、意図した結果をすばやく確認できます。

Arduinoは起動するのに時間がかかることを忘れないでください。したがって、最初にArduinoをオンにしてから、数秒後にドライバ回路への+ 12V電源をオンにすることをお勧めします。

ブートストラップコンデンサを計算する方法

上の図からわかるように、回路には、ダイオードとコンデンサの形でMOSFETの近くにいくつかの外部コンポーネントが必要です。これらの部品は、ハイサイドMOSFETの正確なスイッチングを実装する上で重要な役割を果たし、その段階はブートストラップネットワークと呼ばれます。

すでに図に示されていますが 、これらのコンデンサの値は、次の式を使用して具体的に計算できます。

ブートストラップダイオードの計算方法

上記の式は、ブートストラップネットワークのコンデンサ値の計算に使用できます。関連するダイオードについては、次の基準を考慮する必要があります。

ハイサイドMOSFETがオンになり、その周囲の電位がフルブリッジMOSFET電圧ラインのBUS電圧にほぼ等しい場合、ダイオードは順バイアスモードでアクティブになるか有効になります。したがって、ブートストラップダイオードは十分な定格が必要です。特定の図で指定されているように、完全な印加電圧をブロックします。

これはかなり理解しやすいように見えますが、電流定格を計算するには、ゲート電荷の大きさにスイッチング周波数を掛けて計算する必要がある場合があります。

たとえば、MOSFET IRF450が100kHzのスイッチング周波数で使用される場合、ダイオードの定格電流は約12mAになります。この値はごくわずかに見え、ほとんどのダイオードの定格電流は通常よりもはるかに高いため、特別な注意が必要ない場合があります。

そうは言っても、ダイオードの過熱リーク特性は、特にブートストラップコンデンサが適度に持続する時間の間その電荷を蓄積すると想定される状況では、考慮することが重要になる可能性があります。このような状況では、ダイオードは、電荷の大きさがブートストラップコンデンサからICの電源レールに向かって押し戻されるのを最小限に抑えるために、超高速回復タイプである必要があります。

いくつかの安全上のヒント

三相インバータ回路のMOSFETは、特に誘導性負荷が使用されている場合、そのような概念に関連する多くの危険なパラメータのために、損傷に対して非常に脆弱である可能性があることは誰もが知っています。私はすでにこれについて私の1つで詳しく議論しました 以前の記事 、およびこの記事を参照し、所定のガイドラインに従ってMOSFETを実装することを強くお勧めします。

使用する IC IRS2330

次の図は、Arduinoの3相PWM制御インバーターとして機能するように設計されています。

最初の図は、IC 4049の6つのNOTゲートを使用して配線されています。このステージは、Arduino PWMパルスを相補的な高/低論理ペアに分岐して、ブリッジ3相インバータードライバーICを使用するために使用されます。 IC IRS2330 供給されたPWMと互換性を持たせることができます。

上から2番目の図は、提案されたArduino PWM、3相インバーター設計のブリッジドライバーステージを形成します。 IC IRS2330 ブリッジドライバチップ。

HINおよびLINとして示されるICの入力は、NOTゲートからの寸法のArduino PWMを受け入れ、6つのIGBTによって形成される出力ブリッジネットワークを駆動します。IGBTは、3つの出力に接続された負荷を駆動します。

1Kプリセットは、Iのシャットダウンピンの両端で適切に調整することにより、インバータの過電流制限を制御するために使用されます。インバータに比較的高い電流が指定されている場合、1オームの検出抵抗を適切に減らすことができます。

まとめ：

これで、Arduinoベースの3相インバータ回路を構築する方法についての説明は終わりです。この件に関してさらに疑問や質問がある場合は、遠慮なくコメントして、すぐに返信を受け取ってください。

PCBガーバーファイルおよびその他の関連ファイルについては、次のリンクを参照できます。

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

上記の詳細は 'によって提供されました サイブラックス '