이 게시물에서는 설계에 외부 부트 스트랩 회로를 적용하여 SG3525 풀 브리지 인버터 회로를 설계하는 방법을 조사하려고합니다. 이 아이디어는 Mr. Abdul과이 웹 사이트의 열렬한 독자들에 의해 요청되었습니다.

풀 브리지 인버터 회로가 쉽지 않은 이유

풀 브리지 또는 H 브리지 인버터 회로를 생각할 때마다 특수 드라이버 IC가있는 회로를 식별 할 수 있습니다. 풀 브리지 인버터 일반 구성 요소를 사용합니까?

어렵게 보일 수 있지만 개념에 대한 약간의 이해는 결국 모든 프로세스가 그렇게 복잡하지 않을 수 있음을 깨닫는 데 도움이됩니다.

풀 브리지 또는 H 브리지 설계에서 중요한 장애물은 4 N 채널 MOSFET 풀 브리지 토폴로지를 통합하는 것입니다.이 토폴로지는 하이 사이드 MOSFET을위한 부트 스트랩 메커니즘을 통합해야합니다.

부트 스트랩 핑이란?

그래서 정확히 부트 스트랩 핑 네트워크 란 풀 브리지 인버터 회로를 개발하는 동안 이것이 어떻게 그토록 중요해 질까요?

풀 브리지 네트워크에서 동일한 장치 또는 4 개의 nchannel MOSFET을 사용하는 경우 부트 스트랩이 필수적입니다.

이는 초기에 하이 사이드 MOSFET 소스의 부하가 높은 임피던스를 제공하여 MOSFET 소스에 장착 전압을 발생시키기 때문입니다. 이 상승 전위는 하이 사이드 MOSFET의 드레인 전압만큼 높을 수 있습니다.

따라서 기본적으로이 MOSFET의 게이트 / 소스 전위가이 상승하는 소스 전위의 최대 값을 최소 12V 이상 초과 할 수 없으면 MOSFET이 효율적으로 작동하지 않습니다. (이해가 어려운 분은 댓글로 알려주세요.)

이전 게시물 중 하나에서 포괄적으로 설명했습니다. 이미 터 팔로워 트랜지스터의 작동 원리 이는 MOSFET 소스 팔로워 회로에도 정확하게 적용 할 수 있습니다.

이 구성에서 우리는 트랜지스터의 기본 전압이 트랜지스터의 컬렉터 측 에미 터 전압보다 항상 0.6V 높아야 트랜지스터가 컬렉터에서 에미 터로 전도 할 수 있음을 배웠습니다.

MOSFET에 대해 위의 내용을 해석하면 소스 팔로워 MOSFET의 게이트 전압이 장치의 드레인 측에 연결된 공급 전압보다 최소 5V 이상, 이상적으로는 10V 더 높아야합니다.

“가변 저항은 무엇을합니까 ”

풀 브리지 네트워크에서 하이 사이드 MOSFET을 검사하면 하이 사이드 MOSFET이 실제로 소스 팔로워로 배열되어 있으므로 드레인 공급 전압에 대해 최소 10V 여야하는 게이트 트리거링 전압이 필요하다는 것을 알 수 있습니다.

이것이 완료되면 우리는 푸시 풀 주파수의 한쪽 사이클을 완료하기 위해 로우 사이드 MOSFET을 통해 하이 사이드 MOSFET에서 최적의 전도를 기대할 수 있습니다.

일반적으로 이것은 고전압 커패시터와 함께 고속 복구 다이오드를 사용하여 구현됩니다.

하이 사이드 MOSFET의 게이트 전압을 드레인 공급 전압보다 10V 높게 높이기 위해 커패시터를 사용하는이 중요한 매개 변수를 부트 스트래핑이라고하며이를 달성하기위한 회로를 부트 스트랩 핑 네트워크라고합니다.

로우 사이드 MOSFET은 단순히 로우 사이드 moset의 소스가 직접 접지되어 있기 때문에이 중요한 구성이 필요하지 않습니다. 따라서 이들은 Vcc 공급 전압 자체를 사용하여 개선없이 작동 할 수 있습니다.

SG3525 풀 브리지 인버터 회로를 만드는 방법

이제 부트 스트랩을 사용하여 풀 브리지 네트워크를 구현하는 방법을 알았으므로 이것이 어떻게 적용될 수 있는지 이해해 보겠습니다. 풀 브리지 달성 SG3525 인버터 회로는 인버터를 만들기 위해 가장 인기 있고 가장 많이 찾는 IC 중 하나입니다.

다음 설계는 고효율 SG3525 풀 브리지 또는 H- 브리지 인버터 회로를 달성하기 위해 IC의 출력 핀을 통해 일반 SG3525 인버터에 통합 될 수있는 표준 모듈을 보여줍니다.

회로도

위의 다이어그램을 참조하면 H- 브리지 또는 풀 브리지 네트워크로 리깅 된 4 개의 MOSFET을 식별 할 수 있지만 추가 BC547 트랜지스터와 관련 다이오드 커패시터는 다소 생소 해 보입니다.

정확하게 BC547 단계는 부트 스트래핑 조건을 적용하기위한 위치에 있으며 다음 설명을 통해 이해할 수 있습니다.

우리는 모든 H- 브리지에서 MOSFET이 변압기 또는 연결된 부하에서 의도 된 푸시 풀 전도를 구현하기 위해 대각선으로 전도하도록 구성되어 있음을 알고 있습니다.

따라서 SG3525의 14 번 핀이 낮아 오른쪽 상단과 하단 왼쪽 MOSFET이 전도 될 수있는 경우를 가정 해 보겠습니다.

이는이 경우 IC의 11 번 핀이 높기 때문에 왼쪽 BC547 스위치를 ON으로 유지합니다. 이 상황에서 왼쪽 BC547 단계에서 다음과 같은 일이 발생합니다.

1) 10uF 커패시터는 1N4148 다이오드와 음극 단자에 연결된 로우 사이드 MOSFET을 통해 충전됩니다.

2)이 전하는 커패시터 내부에 일시적으로 저장되며 공급 전압과 동일하다고 가정 할 수 있습니다.

3) 이제 SG3525의 로직이 후속 발진 주기로 복귀하자마자 핀 # 11이 낮아져 관련 BC547이 즉시 꺼집니다.

4) BC547이 꺼지면 1N4148의 음극에서 공급 전압이 이제 연결된 MOSFET의 게이트에 도달하지만이 전압은 이제 공급 레벨과 거의 동일한 커패시터 내부에 저장된 전압으로 강화됩니다.

5) 이로 인해 두 배의 효과가 발생하고 관련 MOSFET의 게이트에서 2 배 전압이 상승합니다.

6)이 조건은 즉시 MOSFET을 전도로 트리거하여 해당 반대쪽 로우 사이드 MOSFET에 전압을 밀어 넣습니다.

7)이 상황에서 커패시터는 빠르게 방전되고 MOSFET은이 커패시터의 저장된 전하를 유지할 수있는 동안 만 전도 할 수 있습니다.

따라서 커패시터가 푸시 풀 발진의 각 ON / OFF 기간 동안 전하를 적절하게 유지할 수 있도록 커패시터의 값을 선택해야합니다.

그렇지 않으면 MOSFET이 전도를 조기에 포기하여 상대적으로 낮은 RMS 출력을 발생시킵니다.

“온도 센서는 어떻게 작동합니까 ”

위의 설명은 풀 브리지 인버터에서 부트 스트랩이 작동하는 방식과 효율적인 SG3525 풀 브리지 인버터 회로를 만들기 위해이 중요한 기능을 구현하는 방법을 포괄적으로 설명합니다.

이제 일반 SG3525를 본격적인 H- 브리지 인버터로 변환하는 방법을 이해했다면 IC 4047 또는 IC 555 기반 인버터 회로와 같은 다른 일반 옵션에 대해서도 동일한 방법을 구현할 수 있는지 조사 할 수 있습니다. … .. 생각하고 알려주세요!

최신 정보: 위의 H- 브리지 설계가 구현하기에 너무 복잡하다고 생각되면 훨씬 더 쉬운 대안

위에서 논의한 풀 브리지 네트워크로 구성 할 수있는 SG3525 인버터 회로

다음 이미지는 IC SG3525를 사용하는 인버터 회로의 예를 보여줍니다. 다이어그램에서 출력 MOSFET 단계가 누락되고 출력 개방 핀아웃 만 핀 # 11 및 핀 # 14 종단의 형태로 볼 수 있습니다.

이러한 출력 핀아웃의 끝은이 간단한 SG3525 설계를 완전한 SG3525 풀 브리지 인버터 회로 또는 4N 채널 MOSFET H 브리지 회로로 효과적으로 변환하기 위해 위에서 설명한 풀 브리지 네트워크의 표시된 섹션에 연결하기 만하면됩니다.

이 블로그의 열렬한 독자이자 열정적 인 전자 애호가 인 Mr. Robin의 피드백 :

안녕하세요 swagatum
좋아, 모든 것이 작동하는지 확인하기 위해 두 개의 하이 사이드 펫을 두 개의 로우 사이드 펫에서 분리하고 다음과 같은 회로를 사용했습니다.
( https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html ),
캡 네거티브를 MOSFET 소스에 연결 한 다음 해당 접합을 1k 저항에 연결하고 각 하이 사이드 FET의 접지에 LED를 연결합니다. 핀 11은 하나의 하이 사이드 펫과 핀 14를 다른 하이 사이드 펫에 펄스했습니다.
SG3525를 켤 때 두 깃이 잠시 켜졌다가 그 후 정상적으로 진동했는데,이 상황을 trafo와 낮은 깃에 연결하면 문제가 될 수 있다고 생각합니다.
그런 다음 두 개의 로우 사이드 펫을 테스트하여 12v 전원을 각 로우 사이드 펫의 드레인에 (1k 저항과 LED) 연결하고 소스를 접지에 연결하고 핀 11과 14는 각 로우 사이드 펫 게이트에 연결되었습니다.
내가 스위치를 켰을 때 낮은 쪽 fet의 SG3525는 핀 (11, 14)과 게이트 사이에 1k 저항을 놓을 때까지 진동하지 않을 것입니다. (왜 그런지 모르겠습니다).

아래 첨부 된 회로도.

내 답장 :

고마워 로빈,

귀하의 노력에 감사 드리지만 IC의 출력 응답을 확인하는 가장 좋은 방법은 아닌 것 같습니다 ...

또는 IC의 핀 # 11 및 핀 # 14의 개별 LED를 자체 1K 저항을 가진 각 LED와 접지에 연결하여 간단한 방법을 시도 할 수 있습니다.

이렇게하면 IC 출력 응답을 빠르게 이해할 수 있습니다.이 작업은 풀 브리지 단계를 두 IC 출력에서 분리하거나 분리하지 않고 수행 할 수 있습니다.

또한 IC 출력 핀과 각각의 풀 브리지 입력 사이에 3V 제너를 직렬로 연결해 볼 수 있습니다. 이렇게하면 MOSFET에서 잘못된 트리거링을 최대한 방지 할 수 있습니다.

도움이 되었기를 바랍니다

친애하는...
꽃잎 장식

로빈에서 :

IC 출력 핀과 각각의 풀 브리지 입력 사이에 직렬로 연결된 3V 제너 방법을 설명해 주시겠습니까? 이렇게하면 MOSFET에서 잘못된 트리거링을 최대한 방지 할 수 있습니다.

건배 로빈

나는:

제너 다이오드가 직렬로 연결된 경우 지정된 값이 초과되면 전체 전압을 통과하므로 3V 표시를 초과하지 않는 한 3V 제너 다이오드는 전도되지 않으며, 초과되면 전체 레벨을 허용합니다. 그 전체에 적용된 전압의
따라서 우리의 경우에도 SG 3525의 전압이 공급 수준에 있고 3V보다 높은 것으로 가정 할 수 있으므로 아무것도 차단되거나 제한되지 않으며 전체 공급 수준이 전체 브리지 단계에 도달 할 수 있습니다.

그것이 당신의 회로와 어떻게 돌아가는지 알려주십시오.

Low Side Mosfet에 'Dead Time'추가

다음 다이어그램은 BC547 트랜지스터가 스위칭되어 상부 MOSFET이 켜지도록 할 때마다 약간의 지연 (2ms) 후에 관련 로우 사이드 MOSFET이 켜지도록 로우 사이드 MOSFET에 데드 타임이 도입되는 방법을 보여줍니다. 따라서 가능한 모든 종류의 촬영을 방지합니다.