Hjemmelavet 100VA til 1000VA Grid-tie inverter kredsløb

Følgende koncept beskriver et simpelt, men alligevel levedygtigt solcelleanlæg, der kan modificeres passende til generering af watt fra 100 til 1000 VA og derover.

Hvad er en netbinderinverter

Det er et inverter-system designet til at fungere ligesom en almindelig inverter, der bruger en DC-indgangseffekt med en undtagelse, at output føres tilbage til elnettet.

Denne ekstra strøm til nettet kan være beregnet til at bidrage til de stadigt stigende strømbehov og også til at generere en passiv indkomst fra forsyningsselskabet i overensstemmelse med deres vilkår (gælder kun i begrænsede lande).

Til implementering af ovenstående proces sikres det, at output fra inverteren er perfekt synkroniseret med netstrøm med hensyn til RMS, bølgeform, frekvens og polaritet for at forhindre unaturlig adfærd og problemer.

Det foreslåede koncept designet af mig er endnu et net-inverter-kredsløb (ikke verificeret), som er endnu enklere og rimeligere end tidligere design .

Kredsløbet kan forstås ved hjælp af følgende punkter:

Sådan fungerer GTI Circuit

AC-strøm fra netsystemet tilføres til TR1, som er en trappetransformator.

TR1 dropper lysindgangen til 12V og retter den ved hjælp af bronetværket dannet af de fire 1N4148-dioder.

Den udbedrede spænding bruges til at drive IC'erne via de individuelle 1N4148-dioder, der er forbundet over de relevante pinouts på IC'erne, mens de tilknyttede 100uF kondensatorer sørger for, at spændingen filtreres korrekt.

Den udbedrede spænding erhvervet lige efter broen bruges også som behandlingsindgange for de to IC'er.

Da ovennævnte signal (se bølgeformbillede nr. 1) er ufiltreret, består det af en frekvens på 100Hz og bliver prøvesignalet til behandling og muliggør den nødvendige synkronisering.

Først føres den til pin nr. 2 i IC555, hvor frekvensen bruges til at sammenligne med savtandsbølgerne (se bølgeform nr. 2) over pin nr. 6/7 opnået fra transistorens BC557-kollektor.

Ovenstående sammenligning gør det muligt for IC'et at oprette den tilsigtede PWM-udgang synkroniseret med frekvensen af ​​elnettet.

Signalet fra broen føres også til pin nr. 5, der fikserer RMS-værdien for output PWM, der passer nøjagtigt til gitterbølgeformen (se bølgeform nr. 3).

Men på dette tidspunkt har output fra 555 en lav effekt og skal boostes og også behandles således, at den replikerer og genererer begge halvdele af AC-signalet.

For udførelse af ovenstående er 4017 og mosfet-scenen er indarbejdet .

100Hz / 120Hz fra broen modtages også af 4017 ved sin pin nr. 14, hvilket betyder, at den nu vil output ville sekvensere og gentage fra pin nr. 3 tilbage til pin nr. 3, således at mosfeterne skiftes i tandem og nøjagtigt med frekvensen af 50Hz, hvilket betyder, at hver mosfet skifter 50 gange pr. Sekund skiftevis.

Mosfeterne reagerer på ovenstående handlinger fra IC4017 og genererer den tilsvarende push pull-effekt over den tilsluttede transformer, som igen producerer den krævede AC-netspænding ved sin sekundære vikling.

Dette kan implementeres ved at levere en jævnstrømsindgang til mosfterne fra en vedvarende kilde eller et batteri.

Imidlertid ville ovennævnte spænding være en almindelig firkantbølge, der ikke svarer til gitterbølgeformen, indtil og medmindre vi inkluderer netværket, der består af de to 1N4148-dioder, der er forbundet over mosfets porte og pin nr. 3 i IC555.

Ovenstående netværk hugger firkantbølgerne ved mosportens porte nøjagtigt i forhold til PWM-mønsteret eller med andre ord, det udskærer de firkantede bølger nøjagtigt med nettets AC-bølgeform, omend i PWM-form (se bølgeform # 4).

Ovenstående output føres nu tilbage til gitteret, der overholder netspecifikationer og mønstre nøjagtigt.

Effekten kan ændres lige fra 100 watt til 1000 watt eller endnu mere ved passende dimensionering af indgangsstrømmen, mosfeterne og transformatorvurderingerne.

Det diskuterede inverter-kredsløb til solcellebånd forbliver kun i drift, så længe netstrømmen er til stede, i det øjeblik strømforsyningen fejler, TR1 slukker for indgangssignalerne, og hele kredsløbet stopper, en situation, der er absolut nødvendigt for net-tie-inverter kredsløbssystemer.

Kredsløbsdiagram

Antagede bølgeformbilleder

Noget er ikke korrekt i ovenstående design

Ifølge Mr. Selim Yavuz havde ovenstående design et par ting, der så tvivlsomme ud og havde brug for korrektion, lad os høre, hvad han havde at sige:

Hej Swag,

Håber du har det godt.

jeg forsøgte dit kredsløb på et brødbræt. Det ser ud til at fungere undtagen pwm-del. Af en eller anden grund får jeg en dobbelt pukkel, men ingen rigtig pwm. Kan du venligst hjælpe mig med at forstå, hvordan 555 fungerer pwm? Jeg bemærkede, at 2.2k og 1u skaber en rampe på 10ms. Jeg mener, at rampen skal være meget hurtigere end det, da halvbølgen er 10 ms. Måske savnede jeg et par ting.

4017 udfører også et rent job, der skifter lykkeligt frem og tilbage. Når du tænder, får 100 Hz-uret tælleren altid til at starte fra 0. Hvordan kan vi forsikre os om, at det altid er i fase med nettet?

Værdsat din hjælp og ideer.
Hilsen,
Selim

Løsning af kredsløbsproblemet

Hej Selim,

Tak for opdateringen.
Du har helt korrekt, trekantsbølgerne skal være meget højere i frekvens sammenlignet med moduleringsindgangen på pin 5.
Til dette kunne vi gå til en separat 300Hz (ca.) 555 IC, der er stabil til at fodre pin2 på pwm IC 555.
Dette løser alle problemerne ifølge mig.
4017 skal være uret via 100Hz modtaget fra bridge-ensretter, og dens pin3, pin2 skal bruges til at køre portene og pin4 forbundet til pin15. Dette sikrer perfekt synkronisering med lysnettet.
Hilsen.

Færdiggjort design i henhold til ovenstående samtale

Ovenstående diagram er tegnet nedenfor med forskellige delnumre og jumpernotationer

ADVARSEL: IDÉEN ER UDELUGTIGT BASERET PÅ IMAGINATIV SIMULATION, VISNINGSDISKRETION RÅDGIVES STRENGT.

Et stort problem med ovennævnte design, som mange af konstruktørerne står over for, var opvarmningen af ​​en af ​​mosfeterne under GTI-operationerne. En mulig årsag og løsning som foreslået af Mr. Hsen er præsenteret nedenfor.

Den foreslåede korrektion i mosfetfasen som anbefalet af Mr. Hsen er også vedlagt her under, forhåbentlig vil de nævnte ændringer hjælpe med at kontrollere problemet permanent:

Goddag hr. Swagatam:

Jeg så igen dit diagram, og jeg er overbevist om, at portene til MOSFET'erne når et modulerende signal (HF PWM) og ikke et simpelt signal 50 cs. Derfor insisterer jeg, at en mere kraftfuld driver CD4017 skal indarbejdes, og seriemodstanden skal have en meget lavere værdi.

En anden ting at overveje er, at ved krydset mellem modstanden og porten ikke burde være et andet tilføjet element, og i dette tilfælde ser jeg gå til dioderne 555.

Fordi dette kan være grunden til, at en af ​​de varme MOFET'er, fordi den selv kan svinge. Så jeg tror, ​​at mosfet varmer, fordi det oscillerer og ikke på grund af outputtransformatoren.

Undskyld mig, men min bekymring er, at dit projekt lykkes, fordi jeg har det godt, og det er ikke min hensigt at kritisere.

Med venlig hilsen, hsen

Forbedret Mosfet Driver

I henhold til forslagene fra hr. Hsen kunne følgende BJT-buffer anvendes til at sikre, at mosfeterne er i stand til at arbejde med bedre sikkerhed og kontrol.