Umschalten der Polarität von gleichgerichtetem Wechselstrom mit einem Mikrocontroller

Ich versuche, eine Schaltung zu erstellen, mit der ich die Polarität des durch eine Spule fließenden Stroms steuern kann, um einen Magneten anzuziehen oder abzustoßen. Ich möchte zwei MOSFETs in Reihe verwenden, da durch Aktivieren eines einzelnen MOSFET der Strom halbwellengleichgerichtet wird, indem er durch die Körperdiode des anderen MOSFET fließt.

Ich habe eine vereinfachte Version meiner Vorstellung beigefügt. Ein Mikrocontroller (nicht gezeigt) würde durch den Optokoppler steuern. Die Schaltung funktioniert gut, bis der untere MOSFET aktiviert wird. Wenn dies geschieht, fließt der Strom beim negativen Wechselstromzyklus durch den unteren MOSFET, nimmt am Problempunkt den kürzesten Widerstandspfad zum Brückengleichrichter und zurück zu seinem Zuhause in 110 VAC. Puh.

Theoretisch könnte eine Batterie diese Schaltung gut betreiben, aber ich möchte diese Schaltung so entwerfen, dass sie vollständig mit Wechselstrom funktioniert. Wie kann ich diese MOSFETs steuern, ohne den Stromkreis kurzzuschließen?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Hmm ... okay, ich glaube, ich weiß, was du hier tust. Sie richten das Netz selektiv halbwellengleich in Ihre Spule ein, um die gewünschte Polarität zu erzeugen, richtig? Da Sie möglicherweise eine traditionellere "Lichtdimmer" -Schaltung dafür anpassen können, wie in meiner Antwort hier: electronic.stackexchange.com/questions/148078/… Sie müssen jedoch einen Dämpfer (Widerstand + Kondensator in Reihe) über den Leistungs-Triac, um zu versuchen, die falschen Trigger zu verhindern, wie in meinen Notizen dort beschrieben. Habe ich dich richtig gelesen?
FYI: Als ich meine Version für die Beleuchtung entwarf, ging ich durch eine Version, die Ihrer sehr ähnlich war, und fand das gleiche Problem ... und einen schwarzen Streifen auf meiner Bank! :-)
Kann man für die Umpolung ein Relais verwenden oder müssen das alles Halbleiter sein?

Antworten (3)

Wenn Sie vier statt zwei MOSFETs verwenden möchten, können Sie ein Paar Gegentaktschaltungen verwenden. Das Hinzufügen einer Diode im AC-Pfad verhindert eine Rückwärtsleitung durch die Body-Dioden. Wenn Sie während beider Halbwellen Strom ziehen möchten, verwenden Sie einen Brückengleichrichter. Oder Sie könnten einen Kondensator hinzufügen, wenn Sie etwas näher an DC wollen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Adam, danke für deinen Schaltungsvorschlag. Ich habe tatsächlich eine Schaltung wie diese in Betracht gezogen. Es scheint jedoch ein Problem in der Vgs zu geben. Irgendwie muss der MOSFET eine Referenz mit dem Treiber teilen, um den VGS anzusteuern, aber ich bin mir nicht sicher, wie dies erreicht werden kann.
Der Treiber würde über D3 auf das negative Ende der Wechselstromleitung verwiesen, aber ich nahm an, dass dies nicht die beste Erdung ist. Abhängig davon, wie viel Strom das Relais aufnimmt, können Sie es möglicherweise von der Kathode von D1 / 2 aus ansteuern. Sie werden jedoch wahrscheinlich etwas Größeres als einen 1N4148 benötigen. Die FETs können dann die Anode von D3/4 als Masse verwenden, genau wie der Optokoppler und der Treiber.

Ermitteln Sie zunächst den gewünschten Stromfluss. Zeichnen Sie die Schaltung in einer H-Brückenkonfiguration, wobei eine Seite der H-Brücke D1 und D3 ist, die andere Seite M1 und M2. Sie werden sehen, dass L1 nicht an der richtigen Stelle ist, die Last sollte die Last über der H-Brücke sein.

Als nächstes finden Sie ein paar Möglichkeiten, es zu kontrollieren. Normalerweise benötigt diese Art von Lösung eine isolierte Stromversorgung oder isolierte Treiber, möglicherweise mit Optokopplern nach Ihrem MOSFET-Treiber, nicht nur davor.

Hast du stattdessen einen TRIAC in Betracht gezogen? Sie können nur die + oder - Halbwelle haben, um Ihre Last anzutreiben, und Sie haben nur eine Leistungskomponente verwendet.

Ich habe mir ähnliche TRIAC-Lösungen angesehen, aber ich war von der MOSFET-Lösung angezogen, da ich unidirektionalen Strom wollte und der TRIAC bidirektional ist. Ich nehme an, ich könnte einen TRIAC in Reihe mit einer Diode schalten, um ihn unidirektional zu machen. Wenn ich zwei dieser TRIAC + Dioden-Kombinationen in einem parallelen Pfad verwenden würde, wobei die Dioden auf jedem Pfad umgekehrt sind, könnte ich die Richtung des Stroms steuern, richtig? Jetzt, wo ich darüber nachdenke, sollte ich mich vielleicht stattdessen mit SCRs befassen ...

Hier ist eine einfache Möglichkeit, dies mit Halbleiterrelais zu tun, und hier ist eine OPTO 22-Auswahlhilfe , die repräsentativ für das ist, was allgemein mit DC-Steuerung von allen SSR-Typen verfügbar ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Umschalten der Polarität von gleichgerichtetem Wechselstrom mit einem Mikrocontroller
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v