Circuit invertor de 100VA până la 1000VA de rețea de casă

Următorul concept descrie un circuit invertor simplu, dar viabil, care poate fi modificat corespunzător pentru a genera puterea de la 100 la 1000 VA și mai mult.

Ce este un invertor de rețea

Este un sistem invertor proiectat să funcționeze la fel ca un invertor obișnuit care utilizează o putere de intrare DC, cu excepția faptului că ieșirea este readusă în rețeaua de utilități.

Această putere adăugată la rețea poate fi destinată pentru a contribui la cererea de energie din ce în ce mai mare și, de asemenea, pentru a genera un venit pasiv de la compania de utilități în conformitate cu termenii acestora (aplicabil numai în țările limitate).

Pentru implementarea procesului de mai sus, s-a asigurat că ieșirea de la invertor este perfect sincronizată cu puterea rețelei în termeni de RMS, formă de undă, frecvență și polaritate, pentru a preveni comportamentul și problemele nenaturale.

Conceptul propus conceput de mine este încă un alt circuit invertor de rețea (nu este verificat), care este chiar mai simplu și rezonabil decât designul anterior .

Circuitul poate fi înțeles cu ajutorul următoarelor puncte:

Cum funcționează circuitul GTI

Rețeaua de curent alternativ din sistemul de rețea se aplică TR1, care este un transformator cu trepte.

TR1 scade intrarea de rețea la 12V și o rectifică cu ajutorul rețelei de pod formate din cele patru diode 1N4148.

Tensiunea rectificată este utilizată pentru alimentarea circuitelor IC prin intermediul diodelor individuale 1N4148 conectate la pin-urile relevante ale circuitelor IC, în timp ce condensatoarele asociate 100uF se asigură că tensiunea este filtrată corespunzător.

Tensiunea rectificată dobândită imediat după punte este de asemenea utilizată ca intrări de procesare pentru cele două circuite integrate.

Deoarece semnalul de mai sus (vezi imaginea formei de undă # 1) este nefiltrat, acesta constă dintr-o frecvență de 100Hz și devine eșantionul de semnal pentru procesare și activarea sincronizării necesare.

Mai întâi este alimentat la pinul 2 al IC555, unde frecvența este utilizată pentru compararea cu undele din dinte de fierăstrău (a se vedea forma de undă # 2) de la pinul 6/7 obținut de la colectorul tranzistorului BC557.

Comparația de mai sus permite IC-ului să creeze ieșirea PWM intenționată sincronizată cu frecvența rețelei de rețea.

Semnalul de pe punte este, de asemenea, alimentat la pinul # 5, care fixează valoarea RMS a ieșirii PWM potrivindu-se exact cu forma de undă a rețelei (a se vedea forma de undă # 3).

Cu toate acestea, în acest moment, ieșirea de la 555 are o putere redusă și trebuie să fie mărită și, de asemenea, procesată astfel încât să reproducă și să genereze ambele jumătăți ale semnalului de curent alternativ.

Pentru executarea celor de mai sus, 4017 și etapa de mosfet este încorporată .

100Hz / 120Hz de pe pod este, de asemenea, recepționat de 4017 la pinul său # 14, ceea ce înseamnă că acum ieșirea ar secvența și se va repeta de la pinul 3 înapoi la pinul 3 astfel încât mosfetele să fie comutate în tandem și exact la frecvența de 50Hz, adică fiecare mosfet ar conduce de 50 de ori pe secundă, alternativ.

Mosfeturile răspund la acțiunile de mai sus de la IC4017 și generează efectul de împingere corespunzător peste transformatorul conectat, care la rândul său produce tensiunea de rețea alternativă necesară la înfășurarea secundară.

Acest lucru poate fi implementat prin furnizarea unei intrări de curent continuu la mufturi dintr-o sursă regenerabilă sau o baterie.

Cu toate acestea, tensiunea de mai sus ar fi o undă pătrată obișnuită, care nu corespunde formei de undă a rețelei, până și cu excepția cazului în care includem rețeaua care cuprinde cele două diode 1N4148 conectate la porțile mosfetelor și pinul 3 al IC555.

Rețeaua de mai sus toacă undele pătrate la porțile mosftelor cu precizie în raport cu modelul PWM sau cu alte cuvinte, ciopleste undele pătrate care se potrivesc exact cu forma de undă AC a rețelei, deși în formă PWM (a se vedea forma de undă # 4).

Ieșirea de mai sus este acum readusă în rețea, conform specificațiilor și modelelor rețelei cu precizie.

Puterea de ieșire poate fi modificată chiar de la 100 wați la 1000 wați sau chiar mai mult prin dimensionarea corespunzătoare a curentului continuu de intrare, a mosfetelor și a valorilor nominale ale transformatorului.

Circuitul invertorului legat de rețea solară discutat rămâne funcțional numai atât timp cât este prezentă puterea rețelei, în momentul în care rețeaua electrică eșuează, TR1 oprește semnalele de intrare și întregul circuit se oprește, o situație care este strict imperativă pentru invertorul de rețea sisteme de circuite.

Diagrama circuitului

Imagini de formă de undă presupuse

Ceva nu este corect în designul de mai sus

Potrivit dlui Selim Yavuz, designul de mai sus avea câteva lucruri care păreau îndoielnice și aveau nevoie de corectare, să auzim ce avea de spus:

Salut Swag,

sper că ești bine.

am incercat circuitul tău pe o tablă de pâine. Se pare că funcționează, cu excepția părții pwm. Din anumite motive, primesc o cocoașă dublă, dar nu există nici un pwm real. Ai putea, te rog, să mă ajuți să înțeleg cum este 555 pwm? Am observat că 2.2k și 1u creează o rampă de 10ms. Cred că rampa ar trebui să fie mult mai rapidă, deoarece jumătatea de undă este de 10 ms. Poate că am ratat câteva lucruri.

De asemenea, 4017 face o treabă curată trecând fericit înainte și înapoi. Când porniți, ceasul de 100 hz face ca contorul să înceapă întotdeauna de la 0. Cum putem asigura că este întotdeauna în fază cu rețeaua?

Apreciază ajutorul și ideile tale.
Salutari,
Selim

Rezolvarea problemei circuitului

Salut Selim,

Vă mulțumim pentru actualizare.
Ești absolut corect, undele triunghiului ar trebui să fie mult mai mari în frecvență în comparație cu intrarea de modulație la pinul # 5.
Pentru aceasta am putea opta pentru un IC de 300Hz separat (aproximativ) 555 IC pentru alimentarea pinului 2 al pwm IC 555.
Acest lucru va rezolva toate problemele după mine.
4017 ar trebui să fie tactat prin 100Hz recepționat de la redresorul de punte și pinul său 3, pinul 2 trebuie utilizat pentru acționarea porților și pinul 4 conectat la pinul 15. Acest lucru va asigura sincronizarea perfectă cu frecvența de rețea.
Salutari.

Design finalizat conform conversației de mai sus

Diagrama de mai sus a fost redesenată mai jos cu numere de piese distincte și notații jumper

AVERTISMENT: IDEA SE BAZĂ UNIC PE SIMULARE IMAGINATIVĂ, DISCREȚIA VIZIONARILOR ESTE RECOMANDATĂ STRICT.

O problemă majoră cu designul de mai sus cu care s-au confruntat mulți dintre constructori a fost încălzirea unuia dintre mosfete în timpul operațiunilor GTI. O posibilă cauză și remediu, așa cum sugerează domnul Hsen, este prezentată mai jos.

Corecția propusă în etapa mosfet recomandată de domnul Hsen este de asemenea inclusă aici, sperăm că modificările menționate vor ajuta la controlul permanent al problemei:

Buna domnule. Swagatam:

Am urmărit din nou diagrama dvs. și sunt ferm convins că porțile MOSFET-urilor vor ajunge la un semnal de modulare (HF PWM) și nu la un semnal simplu de 50 cs. Prin urmare, insist, un driver mai puternic trebuie să fie încorporat CD4017, iar rezistența seriei ar trebui să aibă o valoare mult mai mică.

Un alt lucru de luat în considerare este că la joncțiunea rezistorului și a porții nu ar trebui să fie un alt element adăugat și, în acest caz, văd că merg la diodele 555.

Pentru că acesta ar putea fi motivul pentru care unul dintre încălzirea MOFET-urilor, deoarece poate auto-oscila. Deci, cred că MOSFET se încălzește pentru că este oscilant și nu din cauza transformatorului de ieșire.

Scuză-mă, dar îngrijorarea mea este că proiectul tău reușește pentru că mă simt foarte bine și nu intenționez să critic.

Cu drag, hsen

Driver Mosfet îmbunătățit

Conform sugestiilor dlui Hsen, următorul tampon BJT ar putea fi utilizat pentru a se asigura că mosfetele sunt capabile să funcționeze cu o mai bună siguranță și control.