3-fazni pretvornik Arduino s kodo

Trifazni pretvornik Arduino je vezje, ki skozi programirani oscilator, ki temelji na Arduinu, proizvaja trifazni AC izhod.

V tem prispevku se naučimo, kako narediti preprost mikroprocesorski trifazni pretvornik na osnovi Arduina, ki ga je mogoče nadgraditi glede na uporabnikove želje za delovanje dane 3-fazne obremenitve.

Smo že preučili učinkovito, a preprosto 3-fazno vezje pretvornika v enem od naših prejšnjih prispevkov, ki se je opiral na opampe za generiranje 3-faznih kvadratnih valovnih signalov, medtem ko je bil 3-fazni potisni signal za pogon MOSFET-ov izveden s pomočjo specializiranih 3-faznih gonilnikov IC.

V tem konceptu tudi konfiguriramo glavno stopnjo moči s pomočjo teh specializiranih IC-jev gonilnikov, toda 3-fazni generator signala je ustvarjen z uporabo Arduina.

To je zato, ker je ustvarjanje trifaznega gonilnika, ki temelji na Arduinu, lahko zelo zapleteno in ni priporočljivo. Poleg tega je veliko lažje dobiti učinkovite digitalne integrirane vezje za ta namen po veliko nižjih cenah.

Preden sestavimo celotno vezje pretvornika, moramo najprej programirati naslednjo kodo Arduino znotraj plošče Arduino UNO in nato nadaljevati z ostalimi podrobnostmi.

3-fazna koda generatorja signala Arduino

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)
}
}

Prvotni vir : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

Predpostavljeno valovno obliko z uporabo zgornje kode lahko predstavimo v naslednjem diagramu:

Ko v Arduinu zažgete in potrdite zgornjo kodo, je čas, da nadaljujete in konfigurirate preostale stopnje vezja.

Za to boste potrebovali naslednje dele, ki ste jih morda že nabavili:

Potrebni deli

IC IR2112 - 3 nosilci (ali kateri koli podoben 3-fazni gonilnik IC)
Tranzistorji BC547 - 3 št
kondenzator 10uF / 25V in 1uF / 25V = po 3 nosilca
100uF / 25V = 1 št
1N4148 = 3nos (1N4148 je priporočljiv nad 1N4007)

Upori, vsi 1/4 vata 5%
100 ohmov = 6nos
1K = 6nos

Podrobnosti konstrukcije

Za začetek se pridružimo 3 IC, da oblikujemo predvideno 3-fazno stopnjo gonilnika MOSFET-a, kot je navedeno spodaj:

Ko je vozniška plošča sestavljena, so tranzistorji BC547 priključeni na vhoda HIN in LIN IC, kar je prikazano na naslednji sliki:

Po izdelavi zgornjih zasnov je mogoče z vklopom sistema hitro preveriti predvideni rezultat.

Ne pozabite, da se mora Arduino nekdaj zagnati, zato je priporočljivo najprej vklopiti Arduino in nato po nekaj sekundah vklopiti napajanje + 12V v gonilniško vezje.

Kako izračunati Bootstrap kondenzatorje

Kot lahko vidimo na zgornjih slikah, vezje zahteva nekaj zunanjih komponent v bližini MOSFET-ov v obliki diod in kondenzatorjev. Ti deli igrajo ključno vlogo pri natančnem preklopu visokofrekvenčnih mosfetov, stopnje pa se imenujejo bootstrapping network.

Čeprav je že navedeno v diagramu , bi lahko vrednosti teh kondenzatorjev posebej izračunali po naslednji formuli:

Kako izračunati diode Bootstrap

Zgornje enačbe lahko uporabimo za izračun vrednosti kondenzatorja za omrežje bootstrap, za pripadajočo diodo moramo upoštevati naslednja merila:

Diode se aktivirajo ali omogočijo v načinu prednaklona, ​​ko so vklopljeni visokofrekvenčni mosfet-ovi in ​​je potencial okoli njih skoraj enak napetosti BUS-a na celotnih napetostnih vodih mosfet-a celotnega mostu, zato mora biti dioda bootstrap dovolj ocenjena, da lahko za blokiranje polne uporabljene napetosti, kot je določeno v posebnih diagramih.

To je videti dokaj enostavno za razumevanje, vendar bomo za izračun trenutne ocene morda morali nekaj izračunati tako, da bomo pomnožili velikost polnjenja vrat s frekvenco preklopa.

Na primer, če se uporablja mosfet IRF450 s preklopno frekvenco 100 kHz, bi bila trenutna nazivna vrednost diode približno 12 mA. Ker je ta vrednost videti precej minimalno in bi imela večina diod veliko večjo tokovno vrednost kot običajno, posebna pozornost morda ni nujna.

Ob tem je lahko ključnega pomena značilnost uhajanja diode, ki jo je treba upoštevati, zlasti v primerih, ko naj bi zagonski kondenzator domnevno zadrževal svoj naboj. V takih okoliščinah bo dioda morala biti ultra hitro obnovitvena, da bo čim bolj zmanjšala velikost naboja, da se ne bo potisnila nazaj iz kondenzatorja zagonskega traku proti napajalnim tirnicam IC.

Nekaj ​​varnostnih nasvetov

Kot vsi vemo, da so mosfet-ovi v 3-faznih pretvorniških tokokrogih lahko zelo občutljivi na škodo zaradi številnih tveganih parametrov, povezanih s takimi koncepti, zlasti kadar se uporabljajo induktivne obremenitve. O tem sem že podrobno razpravljal v enem od svojih prejšnji članki , in strogo je priporočljivo, da se sklicujete na ta članek in izvajate MOSFET-ove v skladu z navedenimi smernicami.

Uporaba IC IRS2330

Naslednji diagrami so zasnovani tako, da delujejo kot trifazni PWM pretvornik Arduino.

Prvi diagram je ožičen s šestimi vhodi NOT iz IC 4049. Ta stopnja se uporablja za bifurkacijo impulzov Arduino PWM v komplementarne pare visoke / nizke logike, tako da gonilnik 3-faznega pretvornika mostu IC IC IRS2330 je mogoče združiti z napajanimi PWM.

Drugi diagram zgoraj tvori stopnjo gonilnika mostu za predlagano trifazno zasnovo pretvornika Arduino PWM z uporabo IC IRS2330 čip gonilnika mostu.

Vhodi IC, označeni kot HIN in LIN, sprejemajo dimenzionirane PWM-je Arduino od vrat NOT in poganjajo omrežje izhodnega mostu, ki ga tvori 6 IGBT-jev, ki nato povezujejo obremenitev preko svojih treh izhodov.

Prednastavitev 1K se uporablja za nadzor nadtokovne meje pretvornika z ustreznim nastavljanjem preko izklopljenega zatiča I, upor za zaznavanje 1 ohma se lahko ustrezno zmanjša, če je za pretvornik določen sorazmerno večji tok.

Zavijanje:

S tem smo zaključili našo razpravo o tem, kako zgraditi 3-fazno vezje na osnovi Arduina. Če imate kakršne koli nadaljnje dvome ali vprašanja na to temo, vas prosimo, da komentirate in hitro dobite odgovore.

Za datoteke PCB Gerber in druge sorodne datoteke se lahko obrnete na naslednjo povezavo:

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

Zgornje podrobnosti je prispeval kibraks '