Domácí 100VA až 1000VA síťový invertorový obvod

Následující koncept popisuje jednoduchý, ale životaschopný invertorový obvod solární sítě, který lze vhodně upravit pro generování příkonu od 100 do 1000 VA a vyšších.

Co je to síťový invertor

Jedná se o invertorový systém navržený tak, aby fungoval stejně jako běžný invertor využívající stejnosměrný vstupní výkon s výjimkou, že výstup je přiváděn zpět do rozvodné sítě.

Tato přidaná síla do sítě může být určena k tomu, aby přispívala ke stále se zvyšujícím energetickým požadavkům a také k vytváření pasivního příjmu od společnosti poskytující veřejné služby v souladu s jejich podmínkami (platí pouze v omezených zemích).

Pro implementaci výše uvedeného procesu je zajištěno, že výstup ze střídače je dokonale synchronizován s výkonem sítě, pokud jde o RMS, tvar vlny, frekvenci a polaritu, aby se zabránilo nepřirozenému chování a problémům.

Navrhovaný koncept, který jsem navrhl, je ještě dalším obvodem invertoru sítě tie (bez ověření), který je ještě jednodušší a rozumnější než předchozí design .

Obvod lze pochopit pomocí následujících bodů:

Jak funguje obvod GTI

Na TR1, který je sestupným transformátorem, je připojena síť ze sítě.

TR1 vypne síťový vstup na 12V a usměrní jej pomocí můstkové sítě tvořené čtyřmi diodami 1N4148.

Usměrněné napětí se používá k napájení integrovaných obvodů prostřednictvím jednotlivých diod 1N4148 připojených přes příslušné vývody integrovaných obvodů, zatímco přidružené kondenzátory 100uF zajišťují, že je napětí vhodně filtrováno.

Usměrněné napětí získané hned po můstku se také používá jako vstupy pro zpracování pro dva integrované obvody.

Vzhledem k tomu, že výše uvedený signál (viz obrázek tvaru vlny # 1) je nefiltrovaný, sestává z frekvence 100 Hz a stává se vzorkem signálu pro zpracování a umožnění požadované synchronizace.

Nejprve se přivede na pin # 2 IC555, kde se jeho frekvence používá pro srovnání s vlnami pilovitých zubů (viz tvar vlny 2) přes pin # 6/7 získaný z kolektoru tranzistoru BC557.

Výše uvedené srovnání umožňuje IC vytvořit zamýšlený výstup PWM synchronizovaně s frekvencí sítě.

Signál z můstku je také přiváděn na pin # 5, který fixuje RMS hodnotu výstupního PWM přesně shodující se s mřížkovým průběhem (viz průběh č. 3).

V tomto okamžiku má však výstup z 555 nízkou spotřebu energie a je třeba jej posílit a také zpracovat tak, aby replikoval a generoval obě poloviny střídavého signálu.

Pro provedení výše uvedeného 4017 a je zapojen stupeň MOSFET .

100 Hz / 120 Hz z můstku je také přijímáno 4017 na jeho pin # 14, což znamená, že nyní bude jeho výstup sekvence a opakovat z pin # 3 zpět na pin # 3 tak, že mosfety jsou přepnuty v tandemu a přesně na frekvenci 50 Hz, což znamená, že každý mosfet bude střídavě provádět 50krát za sekundu.

Mechfety reagují na výše uvedené akce z IC4017 a generují odpovídající efekt push push přes připojený transformátor, který zase produkuje požadované střídavé síťové napětí na jeho sekundárním vinutí.

Toho lze dosáhnout dodáním stejnosměrného vstupu do mofet z obnovitelného zdroje nebo baterie.

Výše uvedené napětí by však bylo obyčejnou čtvercovou vlnou, neodpovídající křivce mřížky, dokud a pokud nezahrneme síť obsahující dvě diody 1N4148 připojené přes brány mosfetů a kolík # 3 IC555.

Výše uvedená síť kotlí čtvercové vlny u bran mosftes přesně s ohledem na PWM vzor, ​​nebo jinými slovy vyřezává čtvercové vlny přesně odpovídající mřížkovému AC křivce, i když ve formě PWM (viz křivka č. 4).

Výše uvedený výstup je nyní přiváděn zpět do mřížky, která přesně odpovídá specifikacím a vzorům mřížky.

Výstupní výkon lze změnit přímo ze 100 wattů na 1000 wattů nebo dokonce více vhodným dimenzováním vstupního stejnosměrného proudu, mosfetů a jmenovitých hodnot transformátoru.

Diskutovaný obvod invertoru solární sítě zůstává v provozu, pouze pokud je k dispozici síťová energie, v okamžiku výpadku sítě, TR1 vypne vstupní signály a celý obvod se zastaví, což je situace, která je bezpodmínečně nutná pro síťový invertor obvodové systémy.

Kruhový diagram

Předpokládané obrazy vln

Ve výše uvedeném designu něco není v pořádku

Podle pana Selima Yavuze měl výše uvedený design několik věcí, které vypadaly pochybně a vyžadovaly korekci, slyšíme, co řekl:

Ahoj lup,

Doufám, že se máš dobře.

zkusil jsem váš okruh na chlebové desce. Zdá se, že funguje kromě části PWM. Z nějakého důvodu mám dvojitý hrb, ale žádný skutečný pwm. Mohl byste mi prosím pomoci pochopit, jak 555 dělá pwm? Všiml jsem si, že 2,2k a 1u vytvářejí rampu 10ms. Věřím, že rampa by měla být mnohem rychlejší, protože poloviční vlna je 10 ms. Možná mi chybělo pár věcí.

4017 také dělá čistou práci a šťastně přepíná tam a zpět. Když zapnete napájení, hodiny 100 Hz způsobí, že počitadlo vždy začíná od 0. Jak můžeme zajistit, aby byl vždy ve fázi s mřížkou?

Oceníte vaši pomoc a nápady.
Pozdravy,
Selim

Řešení problému s okruhem

Ahoj Selime,

Děkuji za aktualizaci.
Máte naprostou pravdu, trojúhelníkové vlny by měly mít mnohem vyšší frekvenci ve srovnání s modulačním vstupem na pinu č. 5.
Za tímto účelem bychom mohli jít na samostatný 300Hz (přibližně) 555 IC, který je vhodný pro napájení pin2 pwm IC 555.
Tím se vyřeší všechny problémy podle mě.
4017 by měl být taktován na 100 Hz přijatém z můstkového usměrňovače a jeho pin3, pin2 by měl být použit pro pohon bran a pin4 připojený k pin15. To zajistí dokonalou synchronizaci s frekvencí sítě.
Pozdravy.

Dokončený design podle výše uvedené konverzace

Výše uvedený diagram byl překreslen níže s odlišnými čísly dílů a zápisy propojek

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

Hlavním problémem výše uvedeného designu, kterému čelí mnoho konstruktérů, bylo zahřátí jednoho z mosfetů během operací GTI. Možná příčina a náprava, jak navrhuje pan Hsen, je uvedena níže.

Navrhovaná korekce ve fázi MOSFETu, jak ji doporučil pan Hsen, je zde také uvedena, doufejme, že uvedené úpravy pomohou trvale kontrolovat problém:

Dobrý den, pane. Swagatam:

Znovu jsem sledoval váš diagram a jsem pevně přesvědčen, že brány MOSFETů dosáhnou modulačního signálu (HF PWM) a ne jednoduchého signálu 50 cs. Proto trvám na tom, že silnější ovladač CD4017 musí být zabudován a sériový odpor by měl mít mnohem nižší hodnotu.

Další věc, kterou je třeba vzít v úvahu, je, že na křižovatce rezistoru a brány by neměl být dalším přidaným prvkem, a v tomto případě vidím přechod na diody 555.

Protože to může být důvod, proč jeden z ohřívá MOFET, protože může sám oscilovat. Takže si myslím, že se mosfet zahřívá proto, že kmitá a ne kvůli výstupnímu transformátoru.

Promiňte, ale mám obavy, aby váš projekt uspěl, protože se cítím velmi dobře a nemám v úmyslu kritizovat.

S láskou, hsen

Vylepšený ovladač Mosfet

Podle návrhů pana Hsena lze použít následující vyrovnávací paměť BJT, která zajistí, že mosfety budou schopné pracovat s lepší bezpečností a kontrolou.