Střídač s vazbou na rozvodnou síť funguje docela podobně jako běžný střídač, avšak výkon z tohoto střídače je napájen a vázán na střídavý proud ze zdroje veřejné sítě.

Pokud je k dispozici síťové střídavé napájení, střídač přispívá svou energií k existujícímu síťovému napájení ze sítě a zastaví proces při výpadku síťového napájení.

Koncept

Koncept je opravdu velmi zajímavý, protože umožňuje každému z nás stát se přispěvatelem užitkové energie. Představte si, že se každý dům zapojuje do tohoto projektu, aby generoval ohromné množství energie do sítě, což zase poskytuje pasivní zdroj příjmu pro přispívající rezidence. Vzhledem k tomu, že vstup je odvozen z obnovitelných zdrojů, příjem se stává absolutně bez nákladů.

“schéma zapojení obousměrného elektrického spínače ”

Výroba domácího síťového střídače je považována za velmi obtížnou, protože tento koncept zahrnuje některá přísná kritéria, která je třeba dodržovat, jejichž nedodržení může vést k nebezpečným situacím.

Je třeba dodržovat několik hlavních věcí:

Výstup ze střídače musí být dokonale synchronizován se sítí AC.

Amplituda a frekvence výstupního napětí, jak je uvedeno výše, musí všechny odpovídat síťovým parametrům sítě.

Střídač by se měl okamžitě vypnout v případě výpadku síťového napětí.

V tomto příspěvku jsem se pokusil představit jednoduchý grid-tie invertorový obvod, který se podle mě postará o všechny výše uvedené požadavky a bezpečně dodává generovaný střídavý proud do sítě bez vytváření nebezpečných situací.

Obvodový provoz

Pokusme se pochopit navrhovaný design (vyvinutý výhradně mnou) pomocí následujících bodů:

Znovu, jako obvykle náš nejlepší přítel, je IC555 středem celé aplikace. Ve skutečnosti jen díky tomuto IC mohla být konfigurace zjevně tak velmi jednoduchá.

S odkazem na schéma zapojení jsou IC1 a IC2 v zásadě zapojeny jako napěťový syntetizátor nebo ve známějších pojmech jako pulzní modulátory polohy.

Transformátor TR1 sestupně se zde používá k napájení požadovaného provozního napětí do obvodu IC a také k napájení synchronizačních dat do IC, aby mohl zpracovávat výstup v souladu s parametry sítě.

Pin č. 2 a pin č. 5 obou integrovaných obvodů jsou připojeny k bodu za D1, respektive přes T3, který poskytuje integrovaným obvodům údaje o počtu frekvencí a amplitudě síťového střídavého proudu.

Výše uvedené dvě informace poskytované IC vyzývají IC, aby upravily své výstupy na příslušných pinech v souladu s těmito informacemi.

Výsledek výstupu převádí tato data na dobře optimalizované napětí PWM, které je velmi synchronizované s napětím sítě.

IC1 se používá pro generování pozitivních PWM, zatímco IC2 produkují negativní PWM, oba pracují v tandemu a vytvářejí požadovaný efekt push-pull přes mosfety.

Výše uvedená napětí jsou napájena do příslušných mosfetů, které účinně převádějí výše uvedený vzor na vysoký proud kolísající stejnosměrný proud přes zapojené vstupní vinutí transformátoru.

Výstup transformátoru převádí vstup na dokonale synchronizovaný střídavý proud, kompatibilní s existujícím síťovým střídavým proudem.

Při připojování výstupu TR2 k síti připojte 100 wattovou žárovku do série s jedním z vodičů. Pokud žárovka svítí, znamená to, že střídavé zdroje jsou mimo fázi, okamžitě obraťte připojení a nyní by měla žárovka přestat svítit, aby byla zajištěna správná synchronizace střídavých střídavých.

Také byste to chtěli vidět zjednodušený design obvodu Grid tie

Předpokládaný průběh PWM (dolní stopa) na výstupech integrovaných obvodů

Seznam dílů

Všechny rezistory = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0,47 uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10amp,
IC1,2 = 555
MOSFETY = JAKO NA SPECIFIKACI APLIKACE.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = JAKO NA SPECIFIKACI APLIKACE
T3 = BC547
VSTUP DC = JAKO NA SPECIFIKACI APLIKACE.

UPOZORNĚNÍ: NÁPAD JE ZALOŽEN VÝHRADNĚ NA IMAGINATIVNÍ SIMULACI, DISKRÉTIE VIEWER je PŘÍSNĚ PORADENÁ.

Po obdržení opravného návrhu od jednoho ze čtenářů tohoto blogu pana Darrena a nějaké rozjímání vyšlo najevo, že výše uvedený okruh měl mnoho nedostatků a ve skutečnosti by to prakticky nefungovalo.

Revidovaný design

Níže je uveden revidovaný design, který vypadá mnohem lépe a je proveditelný.

Zde byl začleněn jeden IC 556 pro vytváření PWM pulzů.
Jedna polovina integrovaného obvodu byla nakonfigurována jako vysokofrekvenční generátor pro napájení druhé poloviny integrovaného obvodu, který je vybaven jako modulátor šířky pulzu.

Vzorkovací modulační kmitočet je odvozen od TR1, který poskytuje přesná frekvenční data IC, takže PWM jsou dokonale dimenzovány v souladu se síťovým kmitočtem.

Vysoká frekvence zajišťuje, že výstup je schopen sekat výše uvedené informace o modulaci s přesností a poskytnout mosfetům přesný ekvivalent RMS sítě.

Nakonec se dva tranzistory ujistí, že mosfety nikdy nevedou společně spíše jeden po druhém, podle oscilací sítě 50 nebo 60 Hz.

Seznam dílů

R1, R2, C1 = vyberte pro vytvoření frekvence kolem 1 kHz
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1 nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = 10 amp dioda
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = podle požadavku
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = jak je navrženo v předchozím návrhu sekce

Výše uvedený obvod byl analyzován panem Selimem a on v obvodu našel několik zajímavých nedostatků. Hlavní chybou jsou chybějící záporné PWM pulsy polovičních cyklů střídavého proudu. Druhá chyba byla zjištěna u tranzistorů, u nichž se nezdálo, že by izolovaly přepínání dvou mosfetů podle rychlosti 50 Hz.

Výše uvedený nápad byl upraven panem Selimem, zde jsou podrobnosti o průběhu po úpravách. modifikace:

Obrázek křivky:

CTRL je signál 100 Hz za usměrňovačem, OUT je z PWM z obou vln na polovinu, Vgs jsou hradlová napětí FET, Vd je snímač na sekundárním vinutí, který je synchronizován s CTRL / 2.

Nezohledněte frekvence, protože jsou nesprávné kvůli nízké vzorkovací rychlosti (jinak se na iPadu příliš zpomalí). Při vyšších vzorkovacích frekvencích (20 MHz) vypadá PWM docela působivě.

Abych nastavil pracovní cyklus na 50% kolem 9kHz, musel jsem vložit diodu.

“diagram stavu stroje konečného stavu ”

Pozdravy,

Selime

Modifikace

Pro umožnění detekce záporných polovičních cyklů musí být řídicí vstup IC napájen oběma polovičními cykly střídavého proudu, čehož lze dosáhnout použitím konfigurace můstkového usměrňovače.
Zde by měl podle mě vypadat finálně zkonstruovaný obvod.

Základna tranzistoru je nyní spojena se zenerovou diodou, což by snad umožnilo tranzistorům izolovat vedení MOSFETu tak, aby vedly střídavě v reakci na 50 Hz pulsy na základně T4.

Nedávné aktualizace od pana Selima

Ahoj lup,

Stále čtu vaše blogy a pokračuji v experimentování na prkénku.
Vyzkoušel jsem přístup zener-dioda (bez štěstí), brány CMOS a mnohem lépe operační zesilovače fungovaly nejlépe. Mám 90VAC z 5VDC a 170VAC z 9VDC na 50Hz, věřím, že je to synchronizované s mřížkou (nelze potvrdit jako žádný osciloskop). Btw hluk jde, pokud jej upnete víčkem 0,15u. na sekundární cívce.

Jakmile zatěžím sekundární cívku, její napětí poklesne na 0VAC pouze s mírným zvýšením vstupních stejnosměrných zesilovačů. Mosfety se ani nepokoušejí čerpat více zesilovačů. Možná by mohly pomoci některé ovladače MOSFET jako IR2113 (viz níže)?

I když v dobré náladě, mám pocit, že PWM nemusí být tak přímočarý, jak doufal. Rozhodně je dobré řídit točivý moment na stejnosměrných motorech při nízkých kmitočtech. Když se však signál 50 Hz rozseká na vyšších kmitočtech, z nějakého důvodu ztrácí energii nebo PWMd MOSFET nemůže dodávat potřebné vysoké zesilovače na primární cívce, aby udržel napětí 220 VAC pod zátěží.

Našel jsem další schéma, které velmi úzce souvisí s vaším, kromě PWM. Možná jste tohle už viděli.
Odkaz je na https: // www (tečka) electro-tech-online (tečka) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

Napájecí obvod je H disk s IGBT (místo toho bychom mohli použít mosfety). Vypadá to, že dokáže dodat sílu napříč.
Vypadá to komplikovaně, ale ve skutečnosti to není tak špatné, co si o tom myslíš? Pokusím se simulovat řídicí obvod a nechám vás, jak to vypadá.
Pozdravy,

Selime

posláno z mého ipadu

Další úpravy

Některé velmi zajímavé úpravy a informace poskytla slečna Nuvem, jedna z oddaných čtenářek tohoto blogu, naučme se je níže:

Dobrý den, pane. Swagatam,

Jsem slečna Nuvem a pracuji ve skupině, která buduje některé z vašich okruhů během akce o nezapomenutelném životě v Brazílii a Katalánsku. Jednoho dne musíte navštívit.

Simuloval jsem váš Grid-Tie Inverter Circuit a rád bych navrhl několik úprav posledního designu, který jste na svém příspěvku měli.

Nejprve jsem měl problémy, kde by signál PWM out (IC1 pin 9) jen vyprázdnil a přestal oscilovat. To se dělo, kdykoli řídicí napětí na pinu 11 pokleslo přes napětí Vcc kvůli poklesu na D4. Mým řešením bylo přidat dvě diody 1n4007 do série mezi usměrňovačem a ovládacím napětím. Možná se vám podaří uniknout jen s jednou diodou, ale já používám dvě, abych byl v bezpečí.

Dalším problémem, který jsem měl, bylo to, že Vgs pro T1 a T2 nebyly příliš symetrické. T1 byl v pořádku, ale T2 nebyl oscilační až na hodnoty Vcc, protože kdykoli byl T3 zapnutý, dával přes T4 0,7V místo toho, aby nechal R6 vytáhnout napětí. Opravil jsem to vložením 4,7kohm rezistoru mezi T3 a T4. Myslím, že jakákoli hodnota vyšší než to funguje, ale použil jsem 4,7kohm.

Doufám, že to dává smysl. Připojuji obrázek obvodu s těmito úpravami a výsledky simulace, které dostávám s LTspice.
Na tomto a dalších okruzích budeme pracovat příští týden. Budeme Vás informovat.

Vřelé pozdravy.
Slečno Cloudová