Jednoduchý trojfázový invertorový obvod

Príspevok popisuje, ako vyrobiť trojfázový invertorový obvod, ktorý je možné použiť v spojení s akýmkoľvek bežným jednofázovým obvodom invertora s obdĺžnikovými vlnami. O účasť požiadal jeden zo zainteresovaných čitateľov tohto blogu.

AKTUALIZÁCIA : Hľadáte dizajn založený na Arduine? Môže sa vám hodiť tento užitočný:

Arduino 3 fázový menič

Koncept okruhu

3fázové zaťaženie je možné prevádzkovať z jednofázového invertora pomocou nasledujúcich vysvetlených stupňov obvodu.

Zúčastnené etapy možno v zásade rozdeliť do troch skupín:

• The Obvod generátora PWM
• The Trojfázový generátor signálu obvod
• Obvod vodiča MOSFET

Prvý diagram uvedený nižšie zobrazuje fázu generátora PWM, ktorú je možné pochopiť v nasledujúcich bodoch:

Oscilátor a PWM fáza

IC 4047 je štandardne zapojený žabky výstupný generátor rýchlosťou požadovanej sieťovej frekvencie nastavenej pomocou VR1 a C1.

Dimenzovaný push-pull PWM je teraz k dispozícii na E / C križovatke dvoch tranzistorov BC547.
Tento PWM sa aplikuje na vstup trojfázového generátora vysvetleného v nasledujúcej časti.

Nasledujúci obvod zobrazuje jednoduchý trojfázový generátorový obvod, ktorý prevádza vyššie uvedený vstupný push-pull signál na 3 diskrétne výstupy, fázovo posunuté o 120 stupňov.

Tieto výstupy sú ďalej rozdvojené jednotlivými stupňami push-pull, ktoré sú vyrobené z stupňov NOT gates. Tieto 3 diskrétne 120 stupňové fázovo posunuté PWM push push sa teraz stávajú vstupnými vstupnými signálmi (HIN, LIN) pre poslednú fázu 3fázového budiča vysvetlenú nižšie.

Tento generátor signálu používa jedno napájanie 12V a nie dvojité napájanie.

Kompletné vysvetlenie nájdete v tomto Článok s generátorom trojfázového signálu

Nižšie uvedený obvod zobrazuje fázový obvod invertora s trojfázovým invertorom využívajúci konfiguráciu H-mostových mosfetov, ktorá prijíma fázovo posunuté PWM z vyššie uvedeného stupňa a prevádza ich na príslušné vysokonapäťové výstupy striedavého prúdu na prevádzku pripojenej trojfázovej záťaže, zvyčajne by to bol 3 fázový motor.

Vysoké napätie 330 v jednotlivých sekciách budičov MOSFET sa získava z ľubovoľného štandardného jednofázového invertora integrovaného do zobrazených vývodov MOSFETOV na napájanie požadovanej 3fázovej záťaže.

Fáza trojfázového ovládacieho mostíka

Vo vyššie uvedenom Obvod trojfázového generátora (druhý posledný diagram) použitie sínusovej vlny nemá zmysel, pretože 4049 by ju nakoniec previedla na štvorcové vlny a navyše integrované obvody vodiča v poslednom návrhu používajú digitálne integrované obvody, ktoré nebudú reagovať na sínusové vlny.

Preto je lepším nápadom použiť trojfázový generátor signálu s obdĺžnikovými vlnami na napájanie posledného stupňa budiča.

Môžete si prečítať článok, ktorý vysvetľuje ako urobiť 3 fázový solárny invertorový obvod pre pochopenie podrobností fungovania a fázy implementácie generátora 3fázového signálu.

Pomocou IC IR2103

Nižšie je možné študovať relatívne jednoduchšiu verziu vyššie uvedeného trojfázového invertorového obvodu pomocou ICS IC IR2103 s polovičným mostíkovým ovládačom. Táto verzia nemá funkciu vypínania, takže ak nechcete funkciu vypínania začleniť, môžete vyskúšať nasledujúci jednoduchší dizajn.

Zjednodušenie vyššie uvedených návrhov

Vo vyššie vysvetlenom trojfázovom obvode invertora vyzerá fáza trojfázového generátora zbytočne zložito, a preto som sa rozhodol hľadať alternatívnu ľahšiu možnosť výmeny tejto konkrétnej časti.

Po nejakom hľadaní som našiel nasledujúci zaujímavý trojfázový generátorový obvod, ktorý vyzerá pekne ľahko a priamo so svojím nastavením.

Preto teraz môžete jednoducho nahradiť skôr vysvetlený IC 4047 a operačnú časť a integrovať tento dizajn so vstupmi HIN, LIN pre trojfázový budiaci obvod.

Pamätajte však, že budete musieť naďalej používať brány N1 ---- N6 medzi týmto novým obvodom a úplným mostíkovým obvodom vodiča.

Vytvorenie solárneho trojfázového invertorového obvodu

Doteraz sme sa naučili, ako vytvoriť základný trojfázový invertorový obvod, teraz uvidíme, ako je možné pomocou veľmi bežných integrovaných obvodov a pasívnych súčiastok postaviť solárny invertor s trojfázovým výstupom.

Koncept je v zásade rovnaký, práve som zmenil stupeň 3fázového generátora pre aplikáciu.

Základná požiadavka na invertor

Na získanie trojfázového striedavého výstupu z ktorejkoľvek jednofázového alebo jednosmerného zdroja by sme potrebovali tri základné stupne zapojenia:

1. Trojfázový obvod generátora alebo procesora
2. 3-fázový obvod výkonového stupňa budiča.
3. Obvod zosilňovača
4. Solárny panel (s príslušným hodnotením)

Ak sa chcete dozvedieť, ako zladiť solárny panel s batériou a invertorom, môžete si prečítať nasledujúci návod:

Vypočítajte solárne panely pre invertory

Jeden dobrý príklad možno študovať v tomto článku, ktorý vysvetľuje jednoduchý trojfázový invertorový obvod

V súčasnom dizajne tiež začleňujeme tieto tri základné etapy, poďme sa najskôr dozvedieť o obvode procesora trojfázového generátora z nasledujúcej diskusie:

Ako to funguje

Vyššie uvedený diagram zobrazuje základný procesorový obvod, ktorý vyzerá zložito, ale v skutočnosti to tak nie je. Obvod je tvorený tromi sekciami, IC 555 určujúcim trojfázovú frekvenciu (50 Hz alebo 60 Hz), IC 4035 rozdeľujúcu frekvenciu na požadované 3 fázy oddelené fázovým uhlom 120 stupňov.

R1, R2 a C musia byť vhodne vybrané na získanie frekvencie 50 Hz alebo 60 Hz pri 50% pracovnom cykle.

8 čísel, NIE brány od N3 po N8, je možné vidieť začlenených jednoducho pre rozdelenie vygenerovaných troch fáz na páry vysokých a nízkych logických výstupov.

Tieto brány NIE je možné získať z dvoch 4049 integrovaných obvodov.

Tieto páry vysokých a nízkych výstupov cez zobrazené brány NOT sú nevyhnutné pre napájanie nášho nasledujúceho 3fázového výkonového stupňa budiča.

Nasledujúce vysvetlenie podrobne popisuje solárny 3fázový napájací obvod mosfetu

Poznámka: Ak sa vypínací kolík nepoužíva, musí byť pripojený k uzemňovaciemu vedeniu, inak obvod nebude fungovať

Ako je možné vidieť na vyššie uvedenom obrázku, táto časť je postavená na 3 samostatných integrovaných obvodoch polovičného mostíka s ovládačom IRS2608, ktoré sa špecializujú na riadenie dvojíc mosfetov na vysokej a nízkej strane.

Konfigurácia vyzerá celkom jednoducho, a to vďaka tomuto vysoko sofistikovanému ovládaču IC od spoločnosti International rectifier.

Každý stupeň IC má svoje vlastné vstupné piny HIN (vysoký In) a LIN (nízky In) a tiež ich príslušné napájacie kolíky Vcc / zem.

Všetky Vcc musia byť spojené a spojené s napájacím vedením 12V prvého obvodu (pin4 / 8 IC555), aby boli všetky stupne obvodu prístupné pre napájanie 12V odvodené zo solárneho panelu.

Podobne musia byť zo všetkých zemniacich kolíkov a vedení urobené spoločné koľajnice.

HIN a LIN by mali byť spojené s výstupmi generovanými z brán NOT, ako je uvedené v druhom diagrame.

Vyššie uvedené usporiadanie sa stará o trojfázové spracovanie a zosilnenie, pretože však trojfázový výstup by mal byť na úrovni siete a solárny panel by mohol byť dimenzovaný na maximálne 60 V, musíme mať také usporiadanie, ktoré by umožnilo zvýšenie tejto nízkej 60 voltov solárneho panelu na požadovanú úroveň 220V alebo 120V.

Pomocou prevodníka Flyback Buck / Boost na báze IC 555

To je možné ľahko implementovať pomocou jednoduchého obvodu zosilňovača zosilňovača založeného na 555 IC, ktorý je možné študovať nižšie:

Opäť platí, že znázornená konfigurácia zosilňovača 60 V na 220 V vyzerá nie tak zložito a je možné ju skonštruovať pomocou veľmi bežných komponentov.

IC 555 je konfigurovaný ako astabilný s frekvenciou približne 20 až 50 kHz. Táto frekvencia sa privádza do brány spínacieho mosfetu prostredníctvom fázy push-pull BJT.

Srdce zosilňovacieho obvodu je tvorené pomocou kompaktného transformátora s feritovým jadrom, ktorý prijíma budiacu frekvenciu z mosfetu a prevádzača 60 V vstup na požadovaný výstup 220 V.

Tento 220V DC je nakoniec pripojený k predtým vysvetlenému stupňu budiča mosfetu cez odtoky 3fázových mosfetov, aby sa dosiahol trojfázový výstup 220V.

Transformátor zosilňovacieho konvertora je možné postaviť na ľubovoľnom vhodnom súbore jadra a cievky EE s primárnym použitím 1 mm 50 závitov (dva paralelne zapojené dva drôty s bifilárnym magnetom 0,5 mm) a sekundárne pomocou magnetického drôtu s priemerom 0,5 mm s 200 závitmi