:جديد المواضيع
صفحة 3 من 3 الأولىالأولى 123
النتائج 21 إلى 26 من 26

ألقنطرة H-Bridge نظرة تفصيلية

  1. #21
    مشرف متميز

    User Info Menu

    المجموعة IR2110 وحتى IR2113 :
    أنتجت شركة International Rectifier و اختصارا IR مجموعة من المتكاملات لهذا الغرض منها المجوعة IR2110 وحتى IR2113 ذات المخرجين لجانب كامل من القنطرة أو أحد الأفرع الثلاثه لإنفيرتر 3 فاز.
    تركيبها كما بالرسم مشابه للسابقة إلا أن بها عدة اختلافات وقد أضفت اللون الأحمر و البرتقالى للجزء الخاص بالجهد العالى و الأخضر و الفستقى للجهد المنخفض.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2112-bd-png 2112-bd-png
    أعلىيسار الصورة نجد تغذية الجزء الخاص بالدخول VDD وهوهنا يعمل من 3.3 فولتو حتى 20 فولتمستمر ثم Hin وهودخول نبضات جانب الجهد العالى ثمSDوهواختصار ShutDown أىالغلق للتحكم فى تشغيل أو إيقاف الخرج(تغذيةالحمل)ثم Lin وهودخول نبضات الجانب ذو الجهد المنخفض وأخيرا أرضى التغذية Vss.
    تدخلالإشارات من اليسار عبر مكبر/عازلشميت كما سبق ثم مذبذب متعدد لحجب الدخولمن العبور فى حال تفعيل الإغلاق ثم مرحلةلرفع الفولت لقيمة الخرج المناسبة و مولدنبضات تماما كالسابقة ووحدة كشف انخفاضالفولت UnderVoltage Detect لضمانالخرج و منه إلى طاقم موسفيت لتكوين نبضةالخرج التى تتحكم فى الموسفيت/IGBT.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2112-cct-png 2112-cct-png


    الجانبالعلوى الأيمن به VBوهوالأعلى قد يصل إلى 600 فولتحسب رقم المتكاملة ثم HOاختصارHighOut وهوخرج لبوابة الموسفيت العالى الجهد ثم Vsوهومتصل بمصدر/باعثالترانزيستور للجانب العالى و أيضا خرجللحمل ثم Vccوهوتغذية خرج جانب الجهد المنخفض ثم LOوهوخرج لبوابة الموسفيت المنخفض الجهد وأخيرا طرف COM وهوطرف سالب الخرج .
    جديربالذكر هنا أن نرجع للداتاشيت لمعرفة قيمهذه الجهود فمثلا بالنسبةللمتكاملة المذكورة نجد:
    Vccوهوتغذية الجانب المنخفض من -0.3فولتوحتى 25فولت،من الطبيعى أن يجب أن يكون موجبا لكن لولأى خطأ ما انقلب الجهد سالبا فلن تتحملأكثر من 0.3فولتثم يبدأ التلف.
    Vssهورجوع (سالب)تغذية الدخول
    VDDهوموجب تغذية الدخول وهو حتى 25فولتأعلى من Vssأىأن المتكاملة تعمل على TTLذات5فولتأو CMOSحتى15فولتأو بالتحكم بدوائر الكترونية صناعية 24فولتمثلا.
    وهذايوحى إمكانية جمع المصادر معا كما سيلىلاحقا.

    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2112-pin-png 2112-pin-png
    تراعى نفس النقاط كالسابقة الدايود سريع القطع و المكثفات تتحمل الجهود التى تتعرض لها ،أيضا نفس التحذيرات السابقة فرائع أن نجد المتكاملة تتحكم حتى 600 فولت أى يمكنك استخدامها بسهولة مع موتورات 48 فولت أو 200 فولت أو 400 مثل انفيرتر موجة جيبية حيث يرفع جهد البطارية إلى 350 فولت ثم يشكل من هذا الموجة الجيبية، لكن هل يناسب ذلك 220 فولت مع تقويم موجة كاملة؟ أو ثلاثة منها لتكون 3 قاز؟
    حسنا نظربا نعم و موقع الشركة به شرح و دوائر لهذا التطبيق و عمليا هذه المتكاملات مستخدمة فى هذه التطبيقات لكن بحذر حيث لا توفر العزل الكافى الآمن لذلك كثيرا ما توجد فى وحدات تغيير سرعة موتورات التيار المتردد حيث يكون الغلاف بكامله و أزرار التحكم من البلاستيك ولا إمكانية للمس المكونات الداخلية بواسطة البشر.
    الفرق بين جهد Com فى الخرج و جهد Vss فى الدخول لا يزيد عن 5 فولت٫
    تطبيقات على المتكاملات السابقة موضوعنا القادم إن شاء الله.

    الصور المرفقة الصور المرفقة

    0 Not allowed!
    التعديل الأخير تم بواسطة ماجد عباس محمد ; 2017-10-06 الساعة 08:05 PM

  2. #22
    مشرف متميز

    User Info Menu

    نقاط يجب أن نراعيها فى عائلة المتكاملات 211x:
    أهم شيء للتعامل مع هذه النوعيه هى حساب مكثف التهيئة Bootstrap Capacitor و قد جمعت الشركة المنتجة كافة المعلومات الهامة و السابق ذكرها فى ملف ملاحظات تطبيقية Application Note رقم AN-978 وهذا رابطها
    https://www.infineon.com/dgdl/an-978...53559f7cf21200
    طبعا إضافة للداتاشيت الخاص بكل متكاملة.
    المكثف مسؤول (مع باقى دائرته ) عن توفير التغذية للجزء العالى من المتكاملة لكن لحسن الحظ فالجهد عليه لا يزيد عن قيمة تغذية جهد البوابة Vcc , و للسهولة ، هذه هى الدائرة مرة أخرى مع بعض الإيضاحات، فالمكثف الخاص بدائرة التهيئة بالللون الأحمر – الدايود باللون الأخضر.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-cct-png 2110-cct-png


    قيمة هذا المكثف تعتمد على خمسة عناصر وهى:
    1- الفولت المطلوب لبوابة القطعة 5 فولت أو 10 أو 15 حسب ما تريد (سواء كانت موسفيت أو IGBT ).
    2- قيمة التيار الساكن (الثابت) لتغذية دائرة الجانب العالى . ورمزه IQBS
    3- التيارات فى منطقة رفع الجهد من المتكاملة.
    4- تيار التسريب بين البوابة و الباعث للقطعة.
    5- تيار تسريب المكثف ذاته ( فقط لو كان مكثف كيماوى ، ولا يحتسب لو من أنواع أفضل)


    لهذا فالقيمة الصغرى لهذا المكثف تحسب من المعادلة
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-cap-png 2110-cap-png
    حيث:
    Qg = شحنه بوابة القطعة فى الجانب العالى
    التردد المستخدم = f
    تيار التسريب للمكثف- لو كيمائى = Icbs(leak)
    التيار الأقصى للجهد العالى = Iqbs(max)
    مصدر التغذية لدوائر التحكم – المنطق – فى الدخول = Vcc
    الهبوط فى الجهد عند التوصيل الأمامى لدايود التهيئة =Vf
    الهبوط فى الفولت على موسفيت الجانب المنخفض او الحمل =Vls
    أدنى فرق جهد بين تغذية الجهد العالى و الحمل =Vmin
    اللشحنة المطلوبة لمرحلة رفع الجهد لكل دورة = Qls
    وهى تقريبا 5 نانو كولوم للوحدات 500ف / 600 فولت و 20 نانو كولوم للوحدات 1200 فولت


    الدايود باللون الأخضر يجب أن يتحمل الجهد الواقع عليه و غالبا الجهد العالى و تياره يساوى حاصل ضرب شحنة البوابة فى التردد المستخدم وهو لوحدات مثل IRF450 على تردد 100 ك هرتز يكون التيار حوالى 12 مللى أمبير.


    الملف فى الرابط السابق أيضا يتحدث عن الفقد فى الطاقة نتيجة التقطيع وهى تقرب من نصف وات ولكن تزداد بزيادة عدد الوحدات فكل وحدة لها سعة دخول بين البوابة و المصدر Gate/Source و سعة ميللر بين الخرج و الدخل يجب التغلب عليهم..
    لتجنب اهتزاز الدائرة و تعرضها لنبضات سالبة أعادت الشركة رسم الدائرة مع وضع الحث الناتج من الاسلاك و التوصيلات و الحمل ذاته أيضا وهى المشار إليها بالأسهم الزرقاء. - تذكر أنها ليست ملفات تمت إضافتها فيمكن بالتالى حذفها.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app01-png 2110-app01-png
    و لمعالجة هذا الأثر يفضل رفع قيمة مكثف التهيئة CB باللون الأحمر أكثر من 0.47 ميكرو و ذلك سيفرض استخدام مكثفات كيماوية لذا يجب أن يكون أحدها على الأقل له معامل جودة عالية و المسمى بذو مقاومة توالى صغيرة Low ESR و نضع مكثف آخر C1 (باللون الأخضر) على التغذية المنخفضة على الأقل 10 أمثال مكثف التهيئة السابق و أيضا أحدها على الأقل له معامل جودة عالية و المسمى بذو مقاومة توالى صغيرة Low ESR و يجب مراعاة توصيل هذه المكثفات أقرب ما يكون لأطراف المتكاملة (تذكر ما سبق شرحة فى القنطرة).

    جدير بالذكر أن زيادة عدد الوحدات (موسفيت أو IGBT على التوازى لزيادة الحمل) يتطلب زيادة قدرة الخرج لدرجة أنك قد تضطر لإستخدام مرحلة موسفيت لقيادة وحدات الخرج.
    أعلم أنك ستحتج لأن دخل الوحدة موسفيت أو IGBT هو مقاومة عالية جدا لكن ليس المهم إمداد البوابة بالتيار لكن المهم هو شحن السعات بين البوابة و المصدر/باعث بالسرعة الكافية للفتح السريع و الغلق السريع و إلا فلن تستجيب الوحدات بالسرعة المطلوبة.
    إرجع للوثيقة السابق الإشارة إليها.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-caps-png caps-png
    لو تريد تشغيل أكثر من وحدة معا لمزيد من التيار مثلا ثلاث أو أربع موسفيت / IGBT على التوازى فإن سعات البوابة/باعث (باللون الأخضر) للوحدات ستتراكم و تسبب بطء فى الإستجابة كما أن سعة ميللر miller capacitor و التى تربط بين خرج أى مكون و دخله (هنا بين المصب و البوابة باللون الأحمر لكونها الأخطر) ستنقل نبضة من الخرج للبوابة عند غلق الوحدة مسببة إعادة فتحها عنوة أو ببساطة يدخل فى الإهتزاز.
    الحل هنا أن نزيد من قدرة خرج المتكاملة للتغلب على محدودية قدرة الخرج و عدم صغر معاوقة الخرج لها بالقدر الكافى.
    هنا نضيف عازل Buffer من زوجين موسفيت أو أكثر كما فى المرة القادمة بإذن الله

    الصور المرفقة الصور المرفقة

    0 Not allowed!
    التعديل الأخير تم بواسطة ماجد عباس محمد ; 2017-08-19 الساعة 10:15 AM

  3. #23
    مشرف متميز

    User Info Menu

    إضافة مرحلة عازلة Buffer لزيادة قدرة المتكاملة:
    هناك عدة حالات نحتاج فيها لهذا التعزيز فى قدرة الخرج، سبق شرح استخدام أكثر من وحدة و نضيف هنا المسافة الفعلية بين خرج المتكاملة و الوحدات (موسفيت/IGBT ) ففى القدرات الكبيرة قد تضطر لوضع الترانزيستورات على المبرد و توصل إشارة التحكم بوصلات سلك وهذا مع التردد العالى يضيف مزيد من الحث و السعات عبر هذا الكابل، لذا صنعت كثير من الشركات وحدات مجمعة modules تجمع 4 ترانزستورات لقنطرة أو سته لعاكس 3 فاز
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-modules-jpg modules-jpg
    هذا طبعا يسهل التصميم حيث الجانب السفلى معزول كهربيا عن الترانزيستورات و متصل بهم حراريا لكى توضع فوق المبرد مع دهان السيليكون لجودة توصيل الحرارة.
    رغم أنه يقلل من طول أسلاك التوصيل إلا انه ما زال لا يحل مشكلة السعات الداخلية


    يمكن استخدام دائرة العازل المبينة فى الدائرة وهى من مرحلتين
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app02-png 2110-app02-png
    الأولى موسفيت سالب و آخر موجب Q1,Q2 من خرج المتكاملة بينهما مقاومة R1 بقيمة صغيرة 100 أوم للحد من التيار خلال بضع نانوثانية أثناء الإنتقال من صفر إلى 1 أو العكس حيث يكون كلاهما موصل فلا يسبب ذلك قصر على التغذية أو إتلاف أيهما.
    المرحلة الثانية من زوج آخر مماثل لقيادة وحدات الخرج كما بالرسم و يوضع مكثف كيماوى على طرفيهما كما بالرسم للحد من أثر النبضات على مصدر التغذية.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app03-png 2110-app03-png
    هذه دائرة كاملة للجانبين العلوى و السفلى معا بمتكاملة مزدوجة.
    لاحظ هنا نقاط هامة و سبق التنويه لها:
    المكثف CF مشار إليه بالسهم الأحمر يوضع على طرفى تغذية الوحدات (ألترانزستورات) و ليس طرفى التغذية (البطاريات الخ) رغم كونهما متصلين معا لكن كما سبق الشرح المكان هو الأهم.
    الخرج مجدول بمعنى حرفيا لمعادلة أثر المجال المحيط
    ثالثا نقطة السالب العام و المشار إليها بالسهم البرتقالى/أحمر توصل كما هى بمعنى أنها لليسار تتصل بأطراف ترانزستورات العازل ثم بطرف 2 من المتكاملة، لا يجوز تبديل أى وصلة بأخرى فلو بدلنا المسار بالأزرق الغامق ستؤثر النبضات المارة فى غير المسار الصحيح فى ارباك الدائرة.


    ما سبق كان يناسب الإنفيرتر حيث يكون دوما هناك تقطيع للموجة و هذا التردد يغذى الجزء العالى
    لكن موتورات التيار المستمر و بعض الأحمال الأخرى تحتاج توصيل مستديم، هل يمكن تحقيق ذلك؟
    المرة القادمة بإذن الله

    الصور المرفقة الصور المرفقة

    0 Not allowed!

  4. #24
    مشرف متميز

    User Info Menu

    توفير التحكم المستمر:
    يمكن باستخدام 555 الشهيرة كمولد ذبذبات بدوام 50% بأبسط الدوائر – فقط مقاومة و مكثف وشرحها تفصيلا فى سلسلة الدوائر المتكاملة الجزء الخاص بالمتكاملة 555
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app04-png 2110-app04-png
    مقاومة التردد هى R1 و المكثف هو C1
    المكثف C2 مع الدايودان D1,D2 يحولان خرج المتكامكلة من نبضات لمستمر يغذى متكاملة القيادة IR2125
    الزينر D3 لضبط جهد التغذية مع المكثف C3 لتغذية 555 وهو بحد أقصى 18 فولت


    المقاومة 100ك أوم 1 وات لرفع جهود تغذية 555 لتناسب الخرج لذا فهى تناسب 500 فولت طبقا للوثيقة و تحتاج تعديل لفولت أعلى.
    اختيرت IR2125 لأن بها خواص إضافية مثل طرف 6 حساس للتيار و يمكن به الحماية ضد زيادة تيار الحمل من خلال RS بين الترانزستور و الحمل
    أما الطرف 3 فهو دخول للتوقف عند حدوث خطأ وهو صالح للتأثير نبضة بنبضة
    الرسم التالى يبين معدل شحن مكثف تغذية المتكاملة
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app05-png 2110-app05-png
    وهو بطئ نوعا ما لذا يجب عدم البدء بالتشغيل مع بدء التوصيل و إتاحة فرصة شحن هذا المكثف


    فى هذا الشرح كنا نتجنب "التجاوز السالب" Negative Spike لكن ماذا لو تطلب الأمر أن تكون النبضة أصلا ذات قطع سالب؟ أى أن جهد القطع سالب.
    هذا موضوعنا القادم إن شاء الله

    الصور المرفقة الصور المرفقة

    0 Not allowed!

  5. #25
    مشرف متميز

    User Info Menu

    جهد القطع السالب

    جهدالقطع السالب:
    عادةيقفل الموسفيت عند بضع فولتات موجبة لكنفى الأوساط الضوضائية قد يتطلب الأمرتأكيد القطع بقيادة البوابة بجهد سالب،هذا فضلا عن أن هذه الطريقة توفر امكانيةرفع التردد لأعلى قيمة، إذن كيف نحقق جهدبوابة سالب عند القطع؟؟
    سنعودلدوائر الثنائيات فى دروس تصميم الدوائرالإلكترونية لنجد كيف نولد جهدا سالبامن جهد موجب.
    سنجدأن النبضات أقرب ما تكون لدوام 50%والمسماة مربعة كالموجة الخضراء
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-pulse-png pulse-png
    يجبأن لا يكون مثل تلك النبضات التى ليس لهاقيمة ثابتة يختلف أولها عن آخرها أو تختلففى تكرارها كالموجة الحمراء
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app06-png 2110-app06-png
    الدائرةببساطة اسمها مضخة الشحنات DiodeCharge Pump حيثباستخدام دايودين و مكثفين نشحن أحدهماو ننقل الشحنة للثانى الذى يضعها علىالخرج سالبة وهى مشروحة تفصيلا فى سلسلةتصميم الدوائر الإلكترونية.
    الثنائيانD3,D4معالمكثفان C3,C4يشكلوامضخة النبضات و التى توفر جهد سالب مستقربعد بضعة نبضات بأى نسبة دوام من 1%حتى99%والزينر D2معالمكثف C2والمقاومة R2لتوفيرإزاحة فولت المناسبة للترانزيستور Q2والزينر D1 لتخفيضالجهد على بوابة Q4و المقاومة R1 للحدمن التيار كما سبق و المار بين Q1,Q2لحظاتالإنتقال من التوصيل للقطع.


    الدائرةالتالية تبين استخدام متكاملة لتوفيرالتغذية لكلا الجانبين العلوى و السفلى.
    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app07-png 2110-app07-png
    يلاحظخطوط التغذية لكلا الجانبين.


    منالجدير بالذكر ان التغذية السالبة محدودةالإستخدام و عادة لا تطبق مع الوحداتالمتكاملة modulesلإستخداماتالقنطرة و الإنفيرتر و غيره.


    الصورةتبين استخدام IGBTولكنلا فرق لو استخدام موسفيت..


    هلتناسب هذه المتكاملات وحدات التغذية وشواحن البطاريات؟


    موضوعناالقادم إن شاء الله

    الصور المرفقة الصور المرفقة

    0 Not allowed!

  6. #26
    مشرف متميز

    User Info Menu

    دائرة مثبت خافض للجهد buck converter

    دائرةمثبت خافض للجهد BUCKCONVERTER :

    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app08-png 2110-app08-png
    هذه الدائرة ذات استخدامات عديدة و سبق الحديث عنها تفصيلا فى سلسلة وحدات التغذية وهنا نقدم تطبيقا لهذه الدائرة لخرج يزيدعن 300فولت و تيارات عالية و تصلح أيضا للتحكم فى سرعة موتورات التيار المستمر دون تغييرالإتجاه.
    الدائرة مشروحة بالمتكاملة IR2117 إلا أنه يمكن استخدام IR2125 لأطرافها الأخرى السابق ذكرها.

    الدائرة بسيطة و كالسابق شرحها فقط أضفنا هنا الملف و المكثف كمرشح للخرج و الدايود السريع و هذا الثلاثى هو المميز لدائرة التخفيض هذه المسماه BUCK
    نلاحظ هنا أن عند بدء التشغيل يكون مكثف التهيئه Bootstrap برمز C فارغ و خاصة عندما لا يكون هناك حمل و سيشحن عبر الدايود D1 والملف ثم مكثف الفلتر بالخرج، لذا يفضل أن لا يقل مكثف الخرج عن 10 أمثال مكثف التهيئة C..
    هذه دائرة شحن بطارية من مصدر عالى باستخدام ذات الدائرة

    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app09-png 2110-app09-png
    هنا وأيضا فى الدائرة السابقة يجب أن نحتاط لكون المكثفين مع الملف يشكلوا دائرة رنين قد تسبب ارتفاع الفولت على مكثف التهيئة عن 20فولت المسموحة لبوابة الموسفيت، لذا يجب أن يكون معامل الجودة Q للدائرة منخفضا (ويمكن ذلك بإضافة مقاومة صغيرة إن لزم الأمر) أو يجب وضع زينر مناسب على التوازى مع C. وهذاأيضا هام عندما تستخدم الدائرة لتغذية موتور مستمر لتغيير سرعته حيث تغيير السرعة يسبب تغيير تردد الضوضاء الناتجة من موزع الموتور و عند سرعة ما سيحقق الرنين و تسبب هذا تلف الموسفيت و يجب إضافة الزينر للحماية.

    عند فصل الحمل فجأة قد يرتفع الجهد على مكثف الخرج لحظيا نتيجة للطاقة المخزونة فى الملف L1 مع محدودية سرعة إستجابة دائرة التحكم.

    ÃáÞäØÑÉ H-Bridge äÙÑÉ ÊÝÕíáíÉ-2110-app10-png 2110-app10-png

    ونلاحظ هنا أننا أضفنا المقاومة R1وهىتساهم فى شحن مكثف التهيئة CBلأندوما جهد الدخل أعلى من الخرج .
    لضماناستمرارية الشحن يجب أن يكون التيار المارفى R1أعلىمن أعلى تيار تسريب فى المكونات (المتكاملة+المكثفCB+ الزينر D3)لذافالمقترح للزينر هو الأرقام lN4107 لجهد12فولتو lN4110لجهد15فولت.
    المرةالقادمة إن شاء الله دائرة قنطرة كاملة

    الصور المرفقة الصور المرفقة

    0 Not allowed!

صفحة 3 من 3 الأولىالأولى 123

الكلمات الدلالية لهذا الموضوع

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •