Σπιτικό κύκλωμα μετατροπέα 100VA έως 1000VA

Η ακόλουθη ιδέα περιγράφει ένα απλό αλλά βιώσιμο κύκλωμα μετατροπέα ηλιακού πλέγματος, το οποίο μπορεί να τροποποιηθεί κατάλληλα για παραγωγή ισχύος από 100 έως 1000 VA και άνω.

Τι είναι ένας μετατροπέας ισοπαλίας δικτύου

Είναι ένα σύστημα αντιστροφέα που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί ακριβώς όπως ένας συνηθισμένος μετατροπέας που χρησιμοποιεί ισχύ εισόδου DC, με την εξαίρεση ότι η έξοδος τροφοδοτείται πίσω στο βοηθητικό δίκτυο.

Αυτή η πρόσθετη ισχύς στο δίκτυο μπορεί να προορίζεται για τη συμβολή στις συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις ενέργειας και επίσης για τη δημιουργία παθητικού εισοδήματος από την εταιρεία κοινής ωφέλειας σύμφωνα με τους όρους τους (ισχύει μόνο σε περιορισμένες χώρες).

Για την εφαρμογή της παραπάνω διαδικασίας, διασφαλίζεται ότι η έξοδος από τον αντιστροφέα συγχρονίζεται τέλεια με ισχύ δικτύου σε όρους RMS, κυματομορφής, συχνότητας και πολικότητας, για την αποτροπή αφύσικης συμπεριφοράς και ζητημάτων.

Η προτεινόμενη ιδέα που σχεδιάστηκε από εμένα, είναι ένα ακόμη κύκλωμα αντιστροφέα πλέγματος (δεν έχει επαληθευτεί) το οποίο είναι ακόμη πιο απλό και λογικό από το προηγούμενο σχέδιο .

Το κύκλωμα μπορεί να γίνει κατανοητό με τη βοήθεια των ακόλουθων σημείων:

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα GTI

Το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος από το σύστημα δικτύου εφαρμόζεται στο TR1, ο οποίος είναι ένας μετασχηματιστής που κατεβαίνει.

Το TR1 μειώνει την είσοδο δικτύου στα 12V και το διορθώνει με τη βοήθεια του δικτύου γέφυρας που σχηματίζεται από τις τέσσερις διόδους 1N4148.

Η διορθωμένη τάση χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των IC μέσω των μεμονωμένων διόδων 1N4148 που συνδέονται μεταξύ των σχετικών pinouts των ICs, ενώ οι σχετικοί πυκνωτές 100uF διασφαλίζουν ότι η τάση φιλτράρεται κατάλληλα.

Η διορθωμένη τάση που αποκτήθηκε αμέσως μετά τη γέφυρα χρησιμοποιείται επίσης ως είσοδος επεξεργασίας για τα δύο IC.

Δεδομένου ότι το παραπάνω σήμα (δείτε την εικόνα κυματομορφής # 1) είναι μη φιλτραρισμένο, αποτελείται από συχνότητα 100Hz και γίνεται το δείγμα σήματος για επεξεργασία και ενεργοποίηση του απαιτούμενου συγχρονισμού.

Αρχικά τροφοδοτείται στον ακροδέκτη # 2 του IC555 όπου χρησιμοποιείται η συχνότητά του για σύγκριση με τα κύματα πριονιδιού (βλέπε κυματομορφή # 2) απέναντι από τον πείρο # 6/7 που λαμβάνεται από τον συλλέκτη του τρανζίστορ BC557.

Η παραπάνω σύγκριση επιτρέπει στο IC να δημιουργήσει την προβλεπόμενη έξοδο PWM σε συγχρονισμό με τη συχνότητα του δικτύου.

Το σήμα από τη γέφυρα τροφοδοτείται επίσης στον ακροδέκτη # 5 που καθορίζει την τιμή RMS της εξόδου PWM που ταιριάζει ακριβώς με τη κυματομορφή του πλέγματος (βλέπε κυματομορφή # 3).

Ωστόσο, σε αυτό το σημείο η έξοδος από το 555 είναι χαμηλής ισχύος και πρέπει να ενισχυθεί και να υποβληθεί σε επεξεργασία έτσι ώστε να αναπαράγεται και να παράγει και τα δύο μισά του σήματος AC.

Για την εκτέλεση των παραπάνω, το 4017 και ενσωματώνεται το στάδιο mosfet .

Τα 100Hz / 120Hz από τη γέφυρα λαμβάνονται επίσης από το 4017 στον ακροδέκτη # 14 που σημαίνει ότι η έξοδος της θα ακολουθούσε και θα επαναλαμβανόταν από τον ακροδέκτη # 3 πίσω στον ακροδέκτη # 3 έτσι ώστε τα mosfets να εναλλάσσονται παράλληλα και ακριβώς στη συχνότητα 50Hz, που σημαίνει ότι κάθε mosfet θα έκανε 50 φορές το δευτερόλεπτο, εναλλάξ.

Τα mosfets ανταποκρίνονται στις παραπάνω ενέργειες από το IC4017 και δημιουργούν το αντίστοιχο εφέ ώθησης πάνω από τον συνδεδεμένο μετασχηματιστή ο οποίος με τη σειρά του παράγει την απαιτούμενη τάση δικτύου AC στη δευτερεύουσα περιέλιξή του.

Αυτό μπορεί να εφαρμοστεί παρέχοντας είσοδο DC στα mosftes από ανανεώσιμη πηγή ή μπαταρία.

Ωστόσο, η παραπάνω τάση θα ήταν ένα συνηθισμένο τετράγωνο κύμα, που δεν αντιστοιχεί στην κυματομορφή του πλέγματος, έως και εκτός εάν συμπεριλάβουμε το δίκτυο που περιλαμβάνει τις δύο διόδους 1N4148 που συνδέονται στις πύλες των mosfets και τον πείρο # 3 του IC555.

Το παραπάνω δίκτυο κόβει τα τετραγωνικά κύματα στις πύλες των mosftes με ακρίβεια σε σχέση με το μοτίβο PWM ή με άλλα λόγια οδηγεί τα τετραγωνικά κύματα που ταιριάζουν ακριβώς με την κυματομορφή εναλλασσόμενου ρεύματος, αν και σε μορφή PWM (βλέπε κυματομορφή # 4).

Η παραπάνω έξοδος τώρα τροφοδοτείται πίσω στο πλέγμα σύμφωνα με τις προδιαγραφές και τα μοτίβα του πλέγματος με ακρίβεια.

Η ισχύς εξόδου μπορεί να αλλάξει από 100 watt σε 1000 watt ή ακόμα περισσότερο με τη σωστή διαστασιολόγηση της εισόδου DC, των mosfets και των μετασχηματιστών.

Το συζητούμενο κύκλωμα μετατροπέα ηλιακού πλέγματος παραμένει σε λειτουργία μόνο εφόσον υπάρχει ισχύς δικτύου, όταν το δίκτυο τροφοδοσίας αποτυγχάνει, το TR1 απενεργοποιεί τα σήματα εισόδου και ολόκληρο το κύκλωμα σταματά, μια κατάσταση που είναι απολύτως επιτακτική ανάγκη για αντιστροφέα σύνδεσης δικτύου συστήματα κυκλωμάτων.

Διάγραμμα κυκλώματος

Υποτιθέμενες εικόνες κυματομορφής

Κάτι δεν είναι σωστό στον παραπάνω σχεδιασμό

Σύμφωνα με τον κ. Selim Yavuz, ο παραπάνω σχεδιασμός είχε μερικά πράγματα που φαινόταν αμφίβολο και χρειάστηκε διόρθωση, ας ακούσουμε τι είχε να πει:

Γεια σουγκ,

Ελπίζω να είσαι καλά.

προσπάθησα το κύκλωμα σας σε μια σανίδα ψωμιού. Φαίνεται να λειτουργεί εκτός από μέρος pwm. Για κάποιο λόγο, παίρνω ένα διπλό χτύπημα, αλλά δεν υπάρχει πραγματικό pwm. Μπορείτε να με βοηθήσετε να καταλάβω πώς το 555 κάνει το pwm; Παρατήρησα ότι τα 2.2k και 1u δημιουργούν μια ράμπα 10ms. Πιστεύω ότι η ράμπα θα πρέπει να είναι πολύ πιο γρήγορη από αυτήν καθώς το μισό κύμα είναι 10ms. Μπορεί να μου έλειπε μερικά πράγματα.

Επίσης, το 4017 κάνει μια καθαρή δουλειά αλλάζοντας ευτυχώς μπρος-πίσω. Όταν ενεργοποιείτε, το ρολόι 100 hz κάνει τον μετρητή να ξεκινά πάντα από το 0. Πώς μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι είναι πάντα σε φάση με το πλέγμα;

Εκτιμήστε τη βοήθεια και τις ιδέες σας.
Χαιρετισμοί,
Σελίμ

Επίλυση του ζητήματος κυκλώματος

Γεια Selim,

Ευχαριστώ για την ενημέρωση.
Έχετε απόλυτο δίκιο, τα κύματα του τριγώνου θα πρέπει να είναι πολύ υψηλότερα σε συχνότητα σε σύγκριση με την είσοδο διαμόρφωσης στον ακροδέκτη # 5.
Γι 'αυτό θα μπορούσαμε να πάρουμε ένα χωριστό 300Hz (περίπου) 555 IC astable για τροφοδοσία pin2 του pwm IC 555.
Αυτό θα λύσει όλα τα ζητήματα σύμφωνα με εμένα.
Το 4017 θα πρέπει να χρονομετρηθεί μέσω 100Hz που λαμβάνονται από τον ανορθωτή γέφυρας και το pin3, pin2 θα πρέπει να χρησιμοποιείται για την οδήγηση των πυλών και του pin4 που συνδέονται με το pin15. Αυτό θα εξασφαλίσει τέλειο συγχρονισμό με τη συχνότητα δικτύου.
Χαιρετισμοί.

Οριστικοποιημένο σχέδιο σύμφωνα με την παραπάνω συνομιλία

Το παραπάνω διάγραμμα έχει επανασχεδιαστεί παρακάτω με διακριτούς αριθμούς εξαρτημάτων και σημειώσεις άλτης

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: Η ΙΔΕΑ ΒΑΣΕΙ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΑ ΣΤΗΝ ΕΙΚΟΝΟΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΨΗ, ΣΥΜΒΑΣΕΤΑΙ ΑΚΡΙΒΩΣ ΤΗ ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΟΛΗ

Ένα σημαντικό ζήτημα με τον παραπάνω σχεδιασμό που αντιμετωπίζουν πολλοί κατασκευαστές ήταν η θέρμανση ενός από τα mosfets κατά τη διάρκεια των εργασιών GTI. Μια πιθανή αιτία και θεραπεία όπως προτείνεται από τον κ. Hsen παρουσιάζεται παρακάτω.

Η προτεινόμενη διόρθωση στο στάδιο του mosfet, όπως συνέστησε ο κ. Hsen, περιλαμβάνεται επίσης εδώ, ελπίζουμε ότι οι εν λόγω τροποποιήσεις θα βοηθήσουν στον έλεγχο του ζητήματος μόνιμα:

Γεια σας κύριε. Σουαγκάταμ:

Παρακολούθησα ξανά το διάγραμμα σας και είμαι απόλυτα πεπεισμένος ότι οι πύλες των MOSFET θα φτάσουν σε ένα σήμα διαμόρφωσης (HF PWM) και όχι σε ένα απλό σήμα 50 cs. Επομένως, επιμένω ότι πρέπει να ενσωματωθεί ένα πιο ισχυρό πρόγραμμα οδήγησης στο CD4017 και η αντίσταση της σειράς θα πρέπει να έχει πολύ χαμηλότερη τιμή.

Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι στη διασταύρωση της αντίστασης και της πύλης δεν πρέπει να είναι ένα άλλο πρόσθετο στοιχείο, και στην περίπτωση αυτή βλέπω να πηγαίνω στις διόδους 555.

Επειδή αυτός μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο ένα από τα θερμαίνει MOFET επειδή μπορεί να ταλαντευτεί μόνος του. Πιστεύω λοιπόν ότι το mosfet θερμαίνεται επειδή ταλαντεύεται και όχι λόγω του μετασχηματιστή εξόδου.

Με συγχωρείτε, αλλά η ανησυχία μου είναι ότι το πρόγραμμά σας πέτυχε γιατί νιώθω πολύ καλά και δεν σκοπεύω να επικρίνω.

Με ευχαρίστηση, Έσεν

Βελτιωμένο πρόγραμμα οδήγησης Mosfet

Σύμφωνα με τις προτάσεις του κ. Hsen, το ακόλουθο buffer BJT θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να διασφαλιστεί ότι τα mosfets είναι σε θέση να λειτουργούν με καλύτερη ασφάλεια και έλεγχο.