この投稿では、設計に外部ブートストラップ回路を適用して、SG3525フルブリッジインバータ回路を設計する方法を調査します。このアイデアは、アブドゥル氏やこのウェブサイトの他の多くの熱心な読者から要求されました。

フルブリッジインバータ回路が簡単でない理由

フルブリッジやHブリッジインバータ回路を考えると、専用のドライバICを搭載した回路を特定できるので、実際に設計することはできません。フルブリッジインバーター通常のコンポーネントを使用していますか？

これは気が遠くなるように見えるかもしれませんが、概念を少し理解することで、結局のところ、プロセスはそれほど複雑ではない可能性があることを理解するのに役立ちます。

フルブリッジまたはHブリッジ設計の重要なハードルは、4つのNチャネルMOSFETフルブリッジトポロジを組み込むことです。これには、ハイサイドMOSFETのブートストラップメカニズムを組み込む必要があります。

ブートストラップとは

そうブートストラップネットワークとは正確には何ですかフルブリッジインバータ回路を開発する際に、これはどのように重要になりますか？

フルブリッジネットワークで同一のデバイスまたは4つのnchannelMOSFETを使用する場合、ブートストラップが不可欠になります。

これは、最初にハイサイドMOSFETのソースの負荷が高インピーダンスを示し、その結果、MOSFETのソースに取り付け電圧が発生するためです。この上昇電位は、ハイサイドMOSFETのドレイン電圧と同じくらい高くなる可能性があります。

したがって、基本的に、このMOSFETのゲート/ソース電位がこの上昇するソース電位の最大値を少なくとも12V超えることができない限り、MOSFETは効率的に導通しません。（ご不明な点がございましたら、コメントでお知らせください。）

“リモコンライトスイッチ回路図 ”

以前の投稿の1つで、包括的に説明しましたエミッタフォロワトランジスタのしくみ、これはMOSFETソースフォロワ回路にも正確に適用できます。

この構成では、トランジスタがコレクタからエミッタに導通できるようにするために、トランジスタのベース電圧は、トランジスタのコレクタ側のエミッタ電圧よりも常に0.6V高くなければならないことを学びました。

上記をMOSFETについて解釈すると、ソースフォロワーMOSFETのゲート電圧は、デバイスのドレイン側に接続されている電源電圧より少なくとも5V、理想的には10V高くなければならないことがわかります。

フルブリッジネットワークでハイサイドMOSFETを検査すると、ハイサイドMOSFETが実際にはソースフォロワとして配置されているため、ドレイン供給電圧に対して最低10Vである必要があるゲートトリガー電圧が必要であることがわかります。

これが達成されると、ハイサイドMOSFETからローサイドMOSFETを介した最適な導通が期待でき、プッシュプル周波数の片側サイクルが完了します。

通常、これは高電圧コンデンサと組み合わせて高速回復ダイオードを使用して実装されます。

ハイサイドMOSFETのゲート電圧をドレイン電源電圧よりも10V高くするためにコンデンサが使用されるこの重要なパラメータはブートストラップと呼ばれ、これを実現するための回路はブートストラップネットワークと呼ばれます。

ローサイドMOSFETのソースが直接接地されているという理由だけで、ローサイドMOSFETはこの重要な構成を必要としません。したがって、これらはVcc電源電圧自体を使用して、拡張なしで動作できます。

SG3525フルブリッジインバータ回路の作り方

ブートストラップを使用してフルブリッジネットワークを実装する方法がわかったので、これをどのように適用できるかを理解してみましょう。フルブリッジの実現 SG3525インバーター回路。これは、インバーターを製造するための最も人気があり、最も人気のあるICの1つです。

次の設計は、高効率のSG3525フルブリッジまたはHブリッジインバータ回路を実現するために、ICの出力ピンを介して通常のSG3525インバータに統合できる標準モジュールを示しています。

回路図

上の図を参照すると、Hブリッジまたはフルブリッジネットワークとして装備された4つのMOSFETを識別できますが、追加のBC547トランジスタと関連するダイオードコンデンサは少し見慣れないように見えます。

正確には、BC547ステージは、ブートストラップ条件を適用するために配置されています。これは、次の説明の助けを借りて理解できます。

どのHブリッジでも、MOSFETは、変圧器または接続された負荷全体で意図されたプッシュプル伝導を実装するために斜めに伝導するように構成されていることがわかっています。

“反転アンプと非反転アンプ ”

したがって、SG3525のピン＃14が低く、右上と左下のMOSFETが導通できる場合を想定してみましょう。

これは、このインスタンスの間、ICのピン＃11がハイであり、左側のBC547スイッチがオンのままであることを意味します。この状況では、左側のBC547ステージで次のことが起こります。

1）10uFコンデンサは、1N4148ダイオードとその負端子に接続されたローサイドMOSFETを介して充電されます。

2）この電荷はコンデンサ内に一時的に蓄積され、電源電圧と等しいと見なすことができます。

3）SG3525全体のロジックが次の発振サイクルで戻るとすぐに、ピン＃11がローになり、関連するBC547が即座にオフになります。

4）BC547をオフにすると、1N4148のカソードの供給電圧は、接続されたMOSFETのゲートに到達しますが、この電圧は、コンデンサ内部に蓄積された電圧で補強されます。これも供給レベルとほぼ同じです。

5）これにより、2倍の効果が得られ、関連するMOSFETのゲートで2倍の電圧を上げることができます。

6）この状態は、MOSFETを瞬時にハードトリガーして導通させ、対応する反対側のローサイドMOSFETの両端に電圧を押し出します。

7）この状況の間、コンデンサは急速に放電することを余儀なくされ、MOSFETはこのコンデンサの蓄積された電荷が持続できる限り長く伝導することができます。

したがって、コンデンサがプッシュプル発振の各オン/オフ期間の電荷を適切に保持できるように、コンデンサの値を選択することが必須になります。

そうしないと、MOSFETは伝導を途中で放棄し、比較的低いRMS出力を引き起こします。

さて、上記の説明は、フルブリッジインバーターでブートストラップがどのように機能するか、そして効率的なSG3525フルブリッジインバーター回路を作るためにこの重要な機能をどのように実装できるかを包括的に説明しています。

通常のSG3525を本格的なHブリッジインバーターに変換する方法を理解している場合は、IC4047やIC555ベースのインバーター回路などの他の通常のオプションにも同じことがどのように実装できるかを調査することをお勧めします。 …..それについて考えて、私たちに知らせてください！

更新： 上記のHブリッジの設計が複雑すぎて実装できない場合は、はるかに簡単な代替

上記のフルブリッジネットワークで構成できるSG3525インバータ回路

次の画像は、IC SG3525を使用したインバータ回路の例を示しています。図には出力MOSFETステージがなく、ピン＃11とピン＃14の終端の形で出力オープンピン配列のみが表示されていることがわかります。

これらの出力ピン配列の端は、この単純なSG3525設計を本格的なSG3525フルブリッジインバータ回路または4NチャネルMOSFETHブリッジ回路に効果的に変換するために、上記で説明したフルブリッジネットワークの指定されたセクションに接続する必要があります。

ロビン氏（このブログの熱心な読者の1人であり、熱心な電子愛好家）からのフィードバック：

こんにちはswagatum
さて、すべてが機能していることを確認するために、2つのハイサイドFETを2つのローサイドFETから分離し、次と同じ回路を使用しました。
（（ https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ）、
キャップをMOSFETソースに負に接続し、その接合部を1k抵抗に接続し、各ハイサイドFETのグランドに接続します。ピン11は一方のハイサイドFETをパルスし、ピン14はもう一方のハイサイドFETをパルスしました。
両方のFETのSG3525を切り替えると、瞬間的に点灯し、その後は正常に振動しました。この状況をトラフォとローサイドFETに接続すると、問題になる可能性があると思います。
次に、2つのローサイドFETをテストし、12V電源を（1k抵抗とLED）に接続して、各ローサイドFETのドレインに接続し、ソースをグランドに接続しました。ピン11と14を各ローサイドFETゲートに接続しました。
ローサイドのSG3525を切り替えたとき、ピン（11、14）とゲートの間に1kの抵抗を配置するまで、FETは発振しませんでした（なぜそうなるのかわかりません）。

以下に添付されている回路図。

私の返信：

“cdi点火とはどういう意味ですか ”

ありがとうロビン、

あなたの努力に感謝します、しかしそれはICの出力応答をチェックする最良の方法ではないようです...

あるいは、ICのピン＃11とピン＃14の個々のLEDをグランドに接続し、各LEDに独自の1K抵抗を持たせることで、簡単な方法を試すことができます。

これにより、IC出力応答をすばやく理解できます。これは、ブリッジステージ全体を2つのIC出力から分離しておくか、分離せずに行うことができます。

さらに、IC出力ピンとそれぞれのフルブリッジ入力の間に3Vツェナーを直列に接続してみることができます...これにより、MOSFET全体での誤ったトリガーが可能な限り回避されます...

お役に立てれば

宜しくお願いします...
みやげ品

ロビンから：

IC出力ピンとそれぞれのフルブリッジ入力の間に直列の3Vツェナーがどのように配置されているかを説明してください...これにより、MOSFET全体での誤ったトリガーが可能な限り回避されます...

乾杯ロビン

私：

ツェナーダイオードが直列の場合、指定値を超えると全電圧を通過するため、3Vのマークを超えない限り、3Vのツェナーダイオードは導通しません。これを超えると、レベル全体が許容されます。両端に印加された電圧の
したがって、この場合も、SG 3525からの電圧は供給レベルで3Vを超えると想定できるため、ブロックまたは制限されるものはなく、供給レベル全体が完全なブリッジステージに到達できます。

それがあなたの回路とどうなるか教えてください。