Коришћење МОСФЕТ-ових диода за пуњење батерије у претварачима

У овом посту покушавамо да схватимо како се унутрашње тело диоде МОСФЕТ-ова могу искористити за омогућавање пуњења батерије кроз исти трансформатор који се користи као инвертерски трансформатор.

У овом чланку ћемо истражити концепт пуног мостовског претварача и научити како се уграђене диоде његова 4 МОСФЕТ-а могу применити за пуњење прикључене батерије.

Шта је пун мост или Х-мост претварач

У неколико мојих ранијих постова о којима смо разговарали кругови инвертора пуног моста а у погледу њиховог принципа рада.

Као што је приказано на горњој слици, у основи, у претварачу пуног моста имамо сет од 4 МОСФЕТ-а повезаних са излазним оптерећењем. Дијагонално повезани МОСФЕТ парови се наизменично пребацују кроз спољни осцилатор , узрокујући да се улазни једносмерни ток из батерије трансформише у наизменичну струју или наизменичну струју за оптерећење.

Оптерећење је обично у облику а трансформатор , чији је нисконапонски примар примарно повезан са МОСФЕТ мостом за предвиђену инверзију једносмерне и наизменичне струје.

Типично, 4 Н-канални МОСФЕТ Топологија заснована на Х-мосту примењује се у претварачима са пуним мостом, јер ова топологија пружа најефикаснији рад у погледу односа компактности и излазне снаге.

Иако употреба претварача са 4 Н канала зависи од специјализованих управљачке програме са боотстраппинг , али ефикасност надмашује сложеност, стога се ове врсте популарно користе у свим модерним претварачи са пуним мостом .

Сврха МОСФЕТ диода за унутрашње тело

Диоде унутрашњег тела присутне у скоро свим савременим МОСФЕТ-овима су првенствено представљене заштитите уређај од обрнутих ЕМФ шиљака генерисаних од повезаног индуктивно оптерећење , као што су трансформатор, мотор, соленоид итд.

Када се индуктивно оптерећење укључи кроз МОСФЕТ одвод, електрична енергија се тренутно складишти унутар оптерећења, а током следећег тренутка као МОСФЕТ се ИСКЉУЧУЈЕ , овај сачувани ЕМФ се враћа у обрнутом поларитету од МОСФЕТ извора у одвод, што узрокује трајну штету МОСФЕТ-у.

Присуство унутрашње тело диоде преко одвода / извора уређаја спречава опасност допуштајући овом задњем ЕМФ шиљаку директан пут кроз диоду, чиме се МОСФЕТ штити од могућег квара.

Коришћење МОСФЕТ-ових диода за пуњење инвертерске батерије

Знамо да је претварач непотпун без батерије, а батерија претварача неизоставно захтева често пуњење како би излаз претварача био допуњен и у стању приправности.

Међутим, за пуњење батерије потребан је трансформатор, који мора бити високе снаге, како би се осигурао оптималан струја за батерију .

Коришћење додатног трансформатора заједно са претварачем претварача може бити прилично гломазно и скупо. Стога проналажење технике у којој исти претварач претварача се примењује за пуњење батерија звучи изузетно корисно.

Присуство унутрашњих диода тела у МОСФЕТ-овима на срећу омогућава да се трансформатор пребаци у режим претварача, а такође и у режим пуњача батерија, кроз неке једноставне пребацивање релеја секвенце.

Основни концепт рада

На доњем дијаграму можемо видети да је сваки МОСФЕТ праћен унутрашњом телесном диодом, повезаном преко њихових одводних / изворних пинова.

Анода диоде је повезана са изворним затичем, док је катодни затик повезан са одводним затичем уређаја. Такође можемо видети да, пошто су МОСФЕТ-ови конфигурисани у премошћеној мрежи, диоде се такође конфигуришу у основном исправљач са пуним мостом мрежни формат.

Запослено је неколико релеја који имплементирају неколико брзе промене за омогућавање мрежном наизменичном пуњењу да пуни батерију преко МОСФЕТ-ових телесних диода.

Ово мостни исправљач Мрежно формирање МОСФЕТ унутрашњих диода заправо чини поступак употребе једног трансформатора као инвертерског трансформатора и трансформатора пуњача врло једноставним.

Смер тренутног тока кроз МОСФЕТ-диоде тела

Следећа слика приказује смер протока струје кроз диоде тела за исправљање трансформатора наизменичне струје на једносмерни напон пуњења

Са напајањем наизменичном струјом, жице трансформатора наизменично мењају поларитет. Као што је приказано на левој слици, претпостављајући СТАРТ као позитивну жицу, наранџасте стрелице означавају ток протока струје кроз Д1, батерију, Д3 и назад до ФИНИСХ-а или негативне жице трансформатора.

За следећи циклус наизменичне струје, поларитет се преокреће, а струја се помера како је назначено плавим стрелицама преко тело диоде Д4, батерије, Д2, и назад до ФИНИСХ или негативног краја намотаја трансформатора. Ово се понавља наизменично, трансформишући оба циклуса наизменичне струје у једносмерну и пунећи батерију.

Међутим, будући да су МОСФЕТ-ови такође укључени у систем, мора бити изузетно пажљиво како би се осигурало да се ови уређаји у процесу не оштете, а то захтева савршене операције замене претварача / пуњача.

Практични дизајн

Следећи дијаграм приказује практични дизајн постављен за примену МОСФЕТ телесних диода као исправљача пуњење инвертерске батерије , са преклопним прекидачима релеја.

Да би се осигурала 100% сигурност МОСФЕТ-ова у режиму пуњења и док се користе телесне диоде са трансформатором наизменичне струје, МОСФЕТ-капије морају бити држане на потенцијалу земље и потпуно одсечене од напајања једносмерном струјом.

У ту сврху примењујемо две ствари, повезујемо 1 к отпорнике преко каблова капија / извор свих МОСФЕТ-ова и стављамо прекидачки релеј у серији са Вцц напајањем ИЦ управљачког програма.

Релеј за искључивање је контакт СПДТ релеја са својим Н / Ц контактима повезаним у серију са улазом напајања ИЦ управљачког програма. У недостатку мрежне наизменичне струје, Н / Ц контакти остају активни што омогућава напајање батеријом да досегне ИЦ управљачког програма за напајање МОСФЕТ-ова.

Када је наизменична струја доступна, ово релеј се мења до Н / О контаката који прекидају ИЦ Вцц са извора напајања, чиме се осигурава потпуно одсецање МОСФЕТ-ова од позитивног погона.

Можемо видети још један скуп релејни контакти повезан са мрежом на трансформатор 220 В. Овај намотај чини излазну страну претварача од 220 В. Крајеви намотаја повезани су са половима ДПДТ релеја, чији су Н / О и Н / Ц контакти конфигурисани са улазом мрежне мреже АЦ, односно оптерећењем.

У недостатку мрежне мреже наизменичне струје, систем ради у режиму претварача, а излазна снага се испоручује у терет преко Н / Ц контаката ДПДТ.

У присуству мрежног улаза наизменичне струје, релеј се активира на Н / О контакте, омогућавајући мрежном наизменичном напајању 220В страну трансформатора. То заузврат даје енергију инвертерској страни трансформатора и струја се пропушта кроз диоде тела МОСФЕТ-ова за пуњење прикључене батерије.

Пре него што ДПДТ релеј буде у стању да се активира, СПДТ релеј треба да прекине Вцц управљачког кола са напајања. Ово незнатно кашњење у активирању између СПДТ релеја и ДПДТ релеја мора бити осигурано како би се загарантовала 100% сигурност МОСФЕТ-ова и исправних операција режим претварача / пуњења преко телесних диода.

Операције пребацивања релеја

Као што је горе предложено, када је доступно главно напајање, контакт релеја СПДТ на страни Вцц треба да се активира неколико милисекунди пре ДПДТ релеја, на страни трансформатора. Међутим, када мрежни улаз закаже, оба релеја морају се готово истовремено ИСКЉУЧИТИ. Ови услови се могу применити помоћу следећег кола.

Овде се оперативно једносмерно напајање завојнице релеја преузима од стандарда Наизменични на једносмерни адаптер , прикључен на мрежу.

То значи, када је мрежни наизменични адаптер доступан, АЦ / ДЦ адаптер укључује релеје. СПДТ релеј који је повезан директно на напајање једносмерном струјом активира се брзо пре него што ДПДТ релеј може. ДПДТ релеј се активира неколико милисекунди касније због присуства 10 охма и кондензатора 470 уФ. Ово осигурава да је ИЦ управљачког склопа МОСФЕТ-а онемогућен пре него што трансформатор буде у стању да одговори на мрежни улаз на својој страни од 220 В.

Када мрежни напон откаже, оба релеја се ИСКЉУЧУЈУ готово истовремено, пошто кондензатор 470уФ сада нема ефекта на ДПДТ због серијске обрнуто пристрасне диоде.

Овим је завршено наше објашњење у вези са употребом МОСФЕТ-ових диода за пуњење инвертерске батерије кроз један заједнички трансформатор. Надамо се да ће идеја многим хобистима омогућити да направе јефтине, компактне аутоматске претвараче са уграђеним пуњачима за батерије, користећи један заједнички трансформатор.