シンプルな三相インバータ回路

投稿では、通常の単相方形波インバータ回路と組み合わせて使用​​できる3相インバータ回路の作成方法について説明しています。この回路は、このブログの関心のある読者の1人からリクエストされました。

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Arduino三相インバーター

回路コンセプト

以下に説明する回路段を採用することにより、単相インバータから三相負荷を運転することができます。

基本的に、関連する段階は3つのグループに分けることができます。

• ザ・ PWMジェネレータ回路
• ザ・ 三相信号発生器 回路
• MOSFETドライバー回路

以下の最初の図は、PWMジェネレータステージを示しています。次の点で理解できます。

発振器とPWMステージ

IC4047は標準で配線されています フリップ・フロップ VR1とC1によって設定された目的の主電源周波数のレートでの出力ジェネレータ。

寸法が決められたプッシュプルPWMは、2つのBC547トランジスタのE / C接合で使用できるようになります。
このPWMは、次のセクションで説明する3相発電機の入力に適用されます。

次の回路は、上記の入力プッシュプル信号を120度位相シフトされた3つの個別の出力に変換する単純な3相ジェネレータ回路を示しています。

これらの出力は、NOTゲートステージから作成された個々のプッシュプルステージによってさらに分岐されます。これらの3つの個別の120度位相シフト、プッシュプルPWMは、以下で説明する最後の3相ドライバーステージの給電入力信号（HIN、LIN）になります。

この信号発生器は、デュアル電源ではなく、シングル12V電源を使用します。

完全な説明はこれで見つけることができます 三相信号発生器の記事

以下の回路は、Hブリッジモスフェット構成を使用した3相インバーターインバーター回路ステージを示しています。このステージは、上記のステージから位相シフトされたPWMを受け取り、接続された3相負荷を操作するための対応する高電圧AC出力に変換します。通常これは3です。フェーズモーター。

個々のMOSFETドライバーセクション全体の330の高電圧は、目的の3相負荷に電力を供給するために示されているMOSFETドレイン全体に統合された標準の単相インバーターから取得されます。

三相フルブリッジドライバーステージ

上記で 三相発電機回路 （最後から2番目の図）正弦波を使用しても意味がありません。4049は最終的に方形波に変換するためです。さらに、最後の設計のドライバーICは、正弦波に応答しないデジタルICを採用しています。

したがって、最後のドライバステージに給電するために3相方形波信号発生器を使用することをお勧めします。

あなたは説明する記事を参照することができます 三相ソーラーインバータ回路の作り方 三相信号発生器ステージの機能と実装の詳細を理解するため。

ICIR2103の使用

IC IR2103ハーフブリッジドライバICSを使用して、上記の3相インバータ回路の比較的単純なバージョンを以下で検討できます。このバージョンにはシャットダウン機能がないため、シャットダウン機能を組み込みたくない場合は、次のより単純な設計を試すことができます。

上記の設計を簡素化する

上で説明した三相インバータ回路では、三相発電機段が不必要に複雑に見えるので、この特定のセクションを置き換えるための代替のより簡単なオプションを探すことにしました。

いくつか検索した後、私はその設定で非常に簡単で簡単に見える次の興味深い三相発電機回路を見つけました。

したがって、これで、前に説明したIC 4047とオペアンプセクションを完全に交換して、この設計を3相ドライバ回路のHIN、LIN入力と統合することができます。

ただし、この新しい回路とフルブリッジドライバ回路の間では、N1 ---- N6ゲートを使用する必要があることに注意してください。

ソーラー三相インバータ回路の作成

これまで、基本的な3相インバータ回路の作り方を学びましたが、今度は、ごく普通のICと受動部品を使って3相出力のソーラーインバータを作る方法を見ていきます。

コンセプトは基本的に同じですが、アプリケーションの3相ジェネレーターステージを変更しました。

インバーターの基本要件

単相またはDC電源から3相AC出力を取得するには、3つの基本的な回路ステージが必要です。

1. 三相発電機またはプロセッサ回路
2. 三相ドライバーパワーステージ回路。
3. ブーストコンバータ回路
4. ソーラーパネル（適切な定格）

ソーラーパネルをバッテリーとインバーターに合わせる方法を学ぶために、あなたは次のチュートリアルを読むことができます：

インバーターのソーラーパネルを計算する

この記事では、簡単な3相インバータ回路を説明する1つの良い例を検討できます。

現在の設計では、これらの3つの基本ステージも組み込んでいます。まず、次の説明から3相発電機プロセッサ回路について学習しましょう。

使い方

上の図は、複雑に見えるが実際にはそうではない基本的なプロセッサ回路を示しています。この回路は、3相周波数（50Hzまたは60Hz）を決定するIC 555、120度の位相角で分離された必要な3相に周波数を分割するIC4035の3つのセクションで構成されています。

R1、R2、およびCは、50％のデューティサイクルで50Hzまたは60Hzの周波数を取得するために適切に選択する必要があります。

生成された3つのフェーズをハイロジック出力とローロジック出力のペアに分割するためだけに、N3からN8までの8つの数字のNOTゲートが組み込まれていることがわかります。

これらのNOTゲートは、2つの4049ICから取得できます。

示されているNOTゲートの両端にあるこれらの高出力と低出力のペアは、次の3相ドライバーの電力段に給電するために不可欠になります。

以下の説明では、ソーラー三相パワーMOSFETドライバ回路について詳しく説明します。

注：使用しない場合は、シャットダウンピンをアース線に接続する必要があります。そうしないと、回路が機能しません。

上の図に見られるように、このセクションは、ハイサイドとローサイドのMOSFETペアの駆動に特化したIRS2608を使用して、3つの別々のハーフブリッジドライバICにまたがって構築されています。

インターナショナルレクティファイアーのこの非常に洗練されたドライバーICのおかげで、構成は非常に簡単に見えます。

各ICステージには、独自のHIN（ハイイン）およびLIN（ローイン）入力ピンと、それぞれの電源Vcc /グランドピンがあります。

すべてのVccを結合し、最初の回路の12V電源ライン（IC555のピン4/8）に接続して、すべての回路ステージがソーラーパネルから派生した12V電源にアクセスできるようにする必要があります。

同様に、すべてのアースピンとラインをコモンレールにする必要があります。

HINとLINは、2番目の図で指定されているようにNOTゲートから生成された出力と結合する必要があります。

上記の配置は三相処理と増幅を処理しますが、三相出力は主電源レベルである必要があり、ソーラーパネルは最大60Vの定格である可能性があるため、この低い60をブーストできる配置が必要です。必要な220Vまたは120Vレベルのボルトソーラーパネル。

IC555ベースのフライバックバック/ブーストコンバーターの使用

これは、以下で検討するように、単純な555ICベースのブーストコンバータ回路を介して簡単に実装できます。

繰り返しになりますが、60Vから220Vへのブーストコンバータの示されている構成はそれほど難しくはなく、ごく普通のコンポーネントを使用して構築できます。

IC 555は、約20〜50kHzの周波数で非安定として構成されています。この周波数は、プッシュプルBJTステージを介してスイッチングMOSFETのゲートに供給されます。

ブースト回路の心臓部は、MOSFETから駆動周波数を受け取り、60V入力を必要な220V出力に変換するコンパクトなフェライトコアトランスの助けを借りて形成されています。

この220VDCは、220V 3相出力を実現するために、3相MOSFETのドレイン全体に前述のMOSFETドライバーステージが最終的に取り付けられます。

ブーストコンバータトランスは、1mm 50ターンのプライマリ（2本の0.5mmバイファイラーマグネットワイヤを並列）を使用して、適切なEEコア/ボビンアセンブリ上に構築でき、セカンダリは、200ターンの0.5mmマグネットワイヤを使用して構築できます。