Likspänning till fyrkantsspänning

[adirf]

Hej!

Jag håller på med ett projekt där ett delmoment är att från likspänning skapa växelspänning, vi har fått lite vägledning av hur detta skall gå till och ett förslag var att bygga en krets liknande h brygga med 4 nmos transistorer. Transistor S1 och S4 ska va på samtidigt och S2 och S3, dvs vi ska få ut två utsignaler med motsatt fas. För att driva dessa transistorer krävs en växelspänning på gate och det är här min fråga kommer in. Jag har gjort lite research och har kommit fram till att jag kan skapa min gatespänning med hjälp av att göra en astable koppling med en 555timer för att skapa en växelspänning med önskad frekvens och för att sedan säkra att det verkligen är en 50% duty cycle kan jag koppla den till en divide by 2 flipflop, sedan eftersom transistorerna skall vara on/off varierande så kan jag helt enkelt invertera signalen till S1 o S4 tex. Min fråga är helt enkelt, låter detta rätt eller är jag helt ute och cyklar?

[E Kafeman]

För att inte krångla till det med någon extra delare så räcker det med en CD4047 eller IRS2453 istället för en 555.
CD4047 har inbyggd oscillator och extra utgång med invers logik. IRS2453 har förutom oscillator fyra utgångar.
Beroende på vilka spänningar och strömmar det handlar om men för att förenkla transistordrivningen hade jag nog lyxat till det med optokopplare mellan 4047 och trissorna.
Transienter kan bli fula med fyrkant istället för sinus till motorn så lite filtrering och snubber-kondingar kan behövas utöver dioder för back-emk.
En kondensator i serie med motorn garanterar 50% drivförhållande mellan halvperioderna och är ett motor-skydd om någon trissa skulle kortsluta.
Ett alternativ med inbyggda skydd kan vara en färdig H-brygga.

[Icecap]

Och att tänka på: det ska vara lite död-tid mellan att S1(S3) slås av och S2(S4) slås på och vice-versa.

Orsaken är att en transistor ofta är snabbare på att slå på än av och det ger några otrevliga kortslutningspulser.

Och ska det härma sinus är "modifierat fyrkant" väl det rätta att sikta på, det blir dock lite mer komplicerat än att bara växla.

Det består i att man slår på S1 & S4 ett tag, slår av dom ett kort tag, sedan slår på S2 & S3 i samma tid som de andra - för att sedan igen slå av allt och vänta lite igen.

Upprepa sedan i all oändlighet.

[adirf]

Tack så jättemycket! Jag ska inte driva en motor med hjälp av denna koppling så i mitt fall räcker det med en fyrkantsvåg iallafall enligt projektbeskrivning, ska bygga en trådlös energiöverförare med en sändar- och mottagarspole.

[adirf]

Hur skapar jag bäst en fördröjning för att få död-tid mellan de olika slås på o av?

[Mr Andersson]

Ingen aning om bästa sättet att skapa en fördröjning med diskret logik. Med en microkontroller skulle det vara lätt. Det borde gå med en 555:a men det finns säkert bättre sätt.
Tänk också på att för att driva N-FETs på "uppsidan" måste Vgs vara högre än din Vin. T.ex. med hjälp av bootstrap-kondensator eller dubbla spänningsmatningar.

[jesse]

Eller så har du P-fet på ovansidan.
Jag har gjort dödtid med enkla logik-kretsar. Man sätter bara ett motstånd och en kondensator efter den logik-utgång som ska fördröjas. Efter det en schmitt-trigger. Om signalen ändå ska inverteras så är ju en 74hc14 praktisk.


se schemat i mitten här:


Fördröjningstiden beräknas till ett ungefär med t = RC.

[E Kafeman]

Normalt väjer man komplementära trissor som är så förspända att de inte kan leda samtidigt och skulle det ändå bli lite överlapp så märks det sällan på någorlunda snabbt switchade trissor då seriella induktiva förluster i matningsledarna i sej skapar en strömfördröjning.
IRS2453 som är gjord för ändamålet lägger på ca 1uS dödtid vid växlingen.

Projektet i sej är vagt beskrivet och i efterhand tillkommen info säjer att det rör sej inte om drift av någon motor utan om resonant trådlös kraftöverföring och därmed matning till spole.
Mata sådan spole direkt med fyrkantvåg och stor del av signalen eldas upp internt och med all sannolikhet skapas massa högfrekvent skräp i luften.

En möjlighet är sk modifierad fyrkant samt filtrering som används för att skapa sinus-liknande signal i somliga effektomvandlare. Död-tiden är då ungefär lika stor som till-tiden.
PWM är annan möjlighet men då grundfrekvensen antagligen ligger på 300-500 kHz blir det lite krävande om man inte ska få stora värmeförluster i trissorna och fortfarande måste man se till att hantera så man inte skräpar ner med övertonerna.

Enklast är att gå via en avstämd HF-spole som kan bygga upp något sinus-liknande. Bland de enklaste transistor-sändarna är klass C, där drivsteget består av endast en enda transistor och en tank-spole. På utgången adderas helst lite extra lågpass-filtrering för att inte skräpa ned luften då sinusen inte blir helt perfekt.
Här är en bryggad klass C:

Wireless-Battery-Charger-Circuit-Diagram.jpg

Beskrivning här.

En variant på trådlös energiöverföring, är mer av typ riktigt närfält induktiv koppling.
Där kan man av olika skäl välja att låta sekundära sidan bli viktig del i resonans-kretsen även på primära sidan.
Det är så man gör i flera av de vanliga systemen för trådlös laddning av mobil-telefoner.
Där är sändaren så konstruerad och avstämd att den inte drar så mycket energi när det inte finns någon mottagare i närheten.