Jednoduchý 3fázový invertorový obvod

Příspěvek popisuje, jak vytvořit 3fázový invertorový obvod, který lze použít ve spojení s jakýmkoli běžným jednofázovým obvodem invertoru s obdélníkovými vlnami. Obvod si vyžádal jeden ze zainteresovaných čtenářů tohoto blogu.

AKTUALIZACE : Hledáte design založený na Arduinu? Může se vám hodit tento užitečný:

Arduino 3 fázový střídač

Koncept okruhu

3fázovou zátěž lze provozovat z jednofázového měniče pomocí následujících vysvětlených stupňů obvodu.

Zapojené fáze lze v zásadě rozdělit do tří skupin:

• The Obvod generátoru PWM
• The 3fázový generátor signálu obvod
• Obvod ovladače MOSFET

První diagram níže ukazuje fázi generátoru PWM, kterou lze pochopit pomocí následujících bodů:

Oscilátor a PWM fáze

IC 4047 je standardně zapojen žabky výstupní generátor rychlostí požadované síťové frekvence nastavenou VR1 a C1.

Dimenzovaný push-pull PWM je nyní k dispozici na E / C křižovatce dvou tranzistorů BC547.
Tento PWM se aplikuje na vstup třífázového generátoru vysvětleného v následující části.

Následující obvod ukazuje jednoduchý obvod třífázového generátoru, který převádí výše uvedený vstupní push-pull signál na 3 diskrétní výstupy, fázově posunuté o 120 stupňů.

Tyto výstupy jsou dále rozdvojeny jednotlivými fázemi push-pull vytvořenými z fází NOT gates. Tyto 3 diskrétní 120stupňové fázově posunuté PWM se nyní stávají vstupními vstupními signály (HIN, LIN) pro finální třífázovou fázi ovladače vysvětlenou níže.

Tento generátor signálu používá jedno 12V napájení, nikoli duální napájení.

Kompletní vysvětlení najdete v tomto Článek generátoru třífázového signálu

Níže uvedený obvod ukazuje třífázový invertorový obvodový obvod měniče využívající konfiguraci H-můstkových mosfetů, který přijímá fázově posunuté PWM z výše uvedeného stupně a převádí je na odpovídající vysokonapěťové střídavé výstupy pro provoz připojené třífázové zátěže, obvykle by to byl 3 fázový motor.

330 vysokého napětí napříč jednotlivými sekcemi budičů MOSFET je získáváno z libovolného standardního jednofázového měniče integrovaného přes zobrazené odtoky MOSFETů pro napájení požadované 3fázové zátěže.

Třífázová fáze s plným mostem

Ve výše uvedeném 3fázový generátorový obvod (druhý poslední diagram) pomocí sinusové vlny nedává smysl, protože 4049 by ji nakonec převedl na čtvercové vlny a integrované obvody ovladače v posledním provedení používají digitální integrované obvody, které nebudou reagovat na sinusové vlny.

Lepším nápadem je proto použít 3fázový generátor signálu s obdélníkovými vlnami pro napájení posledního stupně ovladače.

Můžete si přečíst článek, který vysvětluje jak vytvořit 3fázový solární invertorový obvod pro pochopení podrobností o fungování a implementaci fáze generátoru 3fázového signálu.

Pomocí IC IR2103

Relativně jednodušší verzi výše uvedeného 3fázového invertorového obvodu lze studovat níže pomocí ICS IC IR2103 s polovičním můstkem. Tato verze postrádá funkci vypnutí, proto pokud si nepřejete začlenit funkci vypnutí, můžete zkusit následující jednodušší design.

Zjednodušení výše uvedených návrhů

Ve výše vysvětleném 3fázovém invertorovém obvodu vypadá fáze 3fázového generátoru zbytečně složitě, a proto jsem se rozhodl hledat alternativní jednodušší alternativu pro nahrazení této konkrétní sekce.

Po nějakém hledání jsem našel následující zajímavý 3fázový generátorový obvod, který vypadá docela snadno a přímočaře s jeho nastavením.

Proto nyní můžete jednoduše nahradit dříve vysvětlenou část IC 4047 a operační zesilovač a integrovat tento design se vstupy HIN, LIN ve 3fázovém budicím obvodu.

Pamatujte však, že budete muset stále používat brány N1 ---- N6 mezi tímto novým okruhem a plným obvodem můstkového ovladače.

Vytvoření solárního 3fázového invertorového obvodu

Doposud jsme se naučili, jak vytvořit základní obvod třífázového invertoru, nyní uvidíme, jak lze pomocí velmi běžných integrovaných obvodů a pasivních komponent postavit solární invertor s třífázovým výstupem.

Koncept je v podstatě stejný, právě jsem pro aplikaci změnil třífázový generátor.

Základní požadavek střídače

Pro získání 3fázového střídavého výstupu z jakékoli jednofázové nebo stejnosměrné zdroje bychom potřebovali tři základní fáze obvodu:

1. 3fázový obvod generátoru nebo procesoru
2. 3fázový obvod výkonového stupně budiče.
3. Obvod zesilovače převodu
4. Solární panel (odpovídající hodnocení)

Pokud se chcete dozvědět, jak sladit solární panel s baterií a střídačem, můžete si přečíst následující výukový program:

Vypočítejte solární panely pro střídače

Jeden dobrý příklad lze studovat v tomto článku, který vysvětluje jednoduchý 3fázový invertorový obvod

V současném designu také začleňujeme tyto tři základní fáze, pojďme se nejprve dozvědět o obvodu procesoru třífázového generátoru z následující diskuse:

Jak to funguje

Výše uvedený diagram ukazuje základní obvod procesoru, který vypadá složitě, ale ve skutečnosti to tak není. Obvod se skládá ze tří sekcí, IC 555, který určuje třífázovou frekvenci (50 Hz nebo 60 Hz), IC 4035, která rozděluje frekvenci na požadované 3 fáze oddělené fázovým úhlem 120 stupňů.

R1, R2 a C musí být vhodně vybrány pro získání frekvence 50 Hz nebo 60 Hz při 50% pracovním cyklu.

8 čísel NENÍ brány od N3 do N8 lze vidět začleněno jednoduše pro rozdělení vygenerovaných tří fází na páry vysokých a nízkých logických výstupů.

Tyto brány NOT nelze získat ze dvou 4049 integrovaných obvodů.

Tyto páry vysokých a nízkých výstupů přes zobrazené brány NOT jsou nezbytné pro napájení našeho dalšího třífázového výkonového stupně budiče.

Následující vysvětlení podrobně popisuje solární třífázový napájecí obvod mosfetu

Poznámka: Vypínací kolík musí být připojen k zemnící lince, pokud není použit, jinak obvod nebude fungovat

Jak je vidět na výše uvedeném obrázku, tato část je postavena na 3 samostatných integrovaných obvodech polovičního můstkového ovladače pomocí IRS2608, které se specializují na řízení dvojic mosfetů na vysoké a nízké straně.

Konfigurace vypadá celkem přímočaře díky tomuto vysoce sofistikovanému ovladači IC od International rectifier.

Každý stupeň IC má své vlastní vstupní piny HIN (vysoký In) a LIN (nízký In) a také jejich příslušné napájecí piny Vcc / zem.

Všechny Vcc musí být spojeny dohromady a připojeny k 12V napájecímu vedení prvního obvodu (pin4 / 8 IC555), aby byly všechny stupně obvodu přístupné pro 12V napájecí zdroj odvozený od solárního panelu.

Podobně musí být všechny uzemňovací kolíky a vedení vyrobeny do společné kolejnice.

HIN a LIN by měly být spojeny s výstupy generovanými z bran NOT, jak je uvedeno ve druhém diagramu.

Výše uvedené uspořádání se stará o třífázové zpracování a zesílení, ale protože třífázový výstup by měl být na úrovni sítě a solární panel by mohl být dimenzován na maximálně 60V, musíme mít uspořádání, které by umožnilo posílení této nízké 60 voltů solárního panelu na požadovanou úroveň 220V nebo 120V.

Pomocí převaděče Flyback Buck / Boost založeného na IC 555

To lze snadno implementovat pomocí jednoduchého obvodu zesilovače 555 založeného na IC, jak je možné studovat níže:

Znovu, ukázaná konfigurace zesilovače 60V na 220V nevypadá tak obtížně a lze ji zkonstruovat pomocí velmi běžných komponent.

IC 555 je konfigurován jako astabilní s frekvencí přibližně 20 až 50 kHz. Tato frekvence je přiváděna k bráně spínacího mosfetu přes push-pull BJT fázi.

Srdce zesilovacího obvodu je tvořeno pomocí kompaktního feritového jádrového transformátoru, který přijímá hnací frekvenci z MOSFETu a převádí vstup 60V na požadovaný výstup 220V.

Tento 220V DC je nakonec připojen k dříve vysvětlenému stupni budiče mosfetu přes odtoky 3fázových mosfetů pro dosažení 3fázového výstupu 220V.

Transformátor zesilovacího převodníku lze postavit na libovolné vhodné sestavě jádra / cívky EE s použitím 1 mm 50 závitů primárního (dva vodiče bifilárního magnetu o průměru 0,5 mm paralelně) a sekundárního pomocí magnetického drátu o průměru 5 mm s 200 závitů