Hemmagjord 100VA till 1000VA Grid-tie Inverter Circuit

Följande koncept beskriver en enkel men ändå livskraftig krets för omvandlare av solnät som kan modifieras på lämpligt sätt för att generera watt från 100 till 1000 VA och högre.

Vad är en nätbandsinverterare

Det är ett växelriktarsystem som är utformat för att fungera precis som en vanlig växelriktare som använder en likströmsingång med undantag för att utgången matas tillbaka till elnätet.

Denna extra kraft till nätet kan vara avsedd att bidra till de ständigt ökande kraftbehoven och också för att generera en passiv inkomst från elföretaget i enlighet med deras villkor (endast tillämpligt i begränsade länder).

För att implementera ovanstående process säkerställs att utgången från växelriktaren är perfekt synkroniserad med nätkraft när det gäller RMS, vågform, frekvens och polaritet för att förhindra onaturligt beteende och problem.

Det föreslagna konceptet designat av mig är ännu en nätverksomvandlare (ej verifierad) som är ännu enklare och rimligare än tidigare design .

Kretsen kan förstås med hjälp av följande punkter:

Hur GTI Circuit fungerar

AC-nät från nätverket appliceras på TR1, som är en trappad transformator.

TR1 tappar huvudingången till 12V och korrigerar den med hjälp av bryggnätverket som bildats av de fyra 1N4148-dioderna.

Den likriktade spänningen används för att driva IC: erna via de enskilda 1N4148-dioderna som är anslutna över de relevanta uttagen på IC: erna, medan tillhörande 100uF-kondensatorer ser till att spänningen filtreras på lämpligt sätt.

Den rättade spänningen som erhållits strax efter bron används också som ingångar för bearbetning av de två IC: erna.

Eftersom ovanstående signal (se vågformsbilden # 1) är ofiltrerad består den av en frekvens på 100Hz och blir samplingssignalen för bearbetning och möjliggör den nödvändiga synkroniseringen.

Först matas den till stift nr 2 i IC555 där dess frekvens används för att jämföra med sågtandvågorna (se vågform nr 2) över stift nr 6/7 som erhållits från transistorns kollektor BC557.

Ovanstående jämförelse gör det möjligt för IC: n att skapa den avsedda PWM-utgången synkroniserad med nätnätets frekvens.

Signalen från bron matas också till stift nr 5 som fixerar RMS-värdet för utgången PWM exakt matchande med nätvågformen (se vågform # 3).

Men vid denna punkt har utgången från 555 en låg effekt och måste förstärkas och också bearbetas så att den replikerar och genererar båda halvorna av växelsignalen.

För att genomföra ovanstående, 4017 och mosfet scenen är införlivad .

100Hz / 120Hz från bron tas också emot av 4017 vid dess stift # 14 vilket innebär att nu kommer utgången att följa och upprepas från stift # 3 tillbaka till stift # 3 så att myggarna byts i tandem och exakt med frekvensen för 50Hz, vilket innebär att varje mosfet skulle leda 50 gånger per sekund, omväxlande.

Myggarna svarar på ovanstående åtgärder från IC4017 och genererar motsvarande push pull-effekt över den anslutna transformatorn som i sin tur producerar den nödvändiga växelströmsspänningen vid dess sekundärlindning.

Detta kan implementeras genom att mata en likströmsingång till mosftarna från en förnybar källa eller ett batteri.

Ovanstående spänning skulle emellertid vara en vanlig fyrkantvåg, som inte motsvarar nätvågformen, förrän om vi inte inkluderar nätverket som består av de två 1N4148-dioderna som är anslutna över mosfetsportarna och stift nr 3 i IC555.

Ovanstående nätverk hugger fyrkantvågorna vid mosftarnas portar exakt med avseende på PWM-mönstret eller med andra ord snider det fyrkantiga vågor exakt som matchar nätets AC-vågform, om än i PWM-form (se vågform # 4).

Ovanstående utmatning matas nu tillbaka till nätet som överensstämmer med nätets specifikationer och mönster noggrant.

Effekten kan ändras direkt från 100 watt till 1000 watt eller ännu mer genom att dimensionera ingångsströmmen, mosfetterna och transformatorn.

Den diskuterade växelriktarkretsen för solnät är fortfarande i drift så länge nätströmmen är närvarande, när nätströmmen misslyckas, stänger TR1 AV insignalerna och hela kretsen stannar, en situation som är absolut nödvändig för nätanslutningsomformaren kretssystem.

Kretsschema

Antagna vågformsbilder

Något stämmer inte i designen ovan

Enligt Herr Selim Yavuz hade ovanstående design några saker som såg tveksamma ut och behövde korrigeras, låt oss höra vad han hade att säga:

Hej Swag,

hoppas du mår bra.

jag försökte din krets på en brödbräda. Det verkar fungera utom pwm-delen. Av någon anledning får jag en dubbel puckel men ingen riktig pwm. Kan du snälla hjälpa mig att förstå hur 555 gör pwm? Jag märkte att 2.2k och 1u skapar en ramp på 10ms. Jag tror att rampen borde vara mycket snabbare än det eftersom halva vågen är 10 ms. Jag kanske saknade några saker.

4017 gör också ett rent jobb som glatt växlar fram och tillbaka. När du slår på gör 100 hz-klockan att räknaren alltid börjar från 0. Hur kan vi försäkra att den alltid är i fas med nätet?

Uppskatta din hjälp och idéer.
Hälsningar,
Selim

Lösa kretsfrågan

Hej Selim,

Tack för uppdateringen.
Du har helt rätt, triangelvågorna bör vara mycket högre i frekvens jämfört med moduleringsingången vid stift nr 5.
För detta kan vi gå för en separat 300Hz (ungefär) 555 IC som kan matas med pin2 på pwm IC 555.
Detta kommer att lösa alla frågor enligt mig.
4017 ska klockas via 100Hz mottagen från brygglikriktare och dess pin3, pin2 bör användas för att driva grindarna och pin4 ansluten till pin15. Detta säkerställer perfekt synkronisering med nätfrekvensen.
Hälsningar.

Slutförd design enligt ovanstående konversation

Ovanstående diagram har ritats om nedan med distinkta artikelnummer och bygelnoteringar

VARNING: IDÉEN BASERAR ENDAST PÅ FANTASTISK SIMULERING, VISNINGSBESKRIVNING RÅDDAS STRIKT.

En stor fråga med ovanstående design för många av konstruktörerna var uppvärmningen av en av myggarna under GTI-operationerna. En möjlig orsak och åtgärd som föreslagits av Mr. Hsen presenteras nedan.

Den föreslagna korrigeringen i mosfetstadiet som rekommenderas av Mr. Hsen bifogas också här under, förhoppningsvis kommer nämnda ändringar att hjälpa till att kontrollera frågan permanent:

Hej herr. Swagatam:

Jag tittade igen på ditt diagram och jag är fast övertygad om att portarna till MOSFETs kommer att nå en modulerande signal (HF PWM) och inte en enkel signal 50 cs. Därför insisterar jag, att CD4017 måste införlivas med en kraftfullare drivrutin, och seriemotståndet bör ha ett mycket lägre värde.

En annan sak att tänka på är att vid motståndets och grindens korsning inte borde vara ett annat tillagt element, och i det här fallet ser jag gå till dioderna 555.

Eftersom det här kan vara anledningen till att en av de värmer MOFET: erna för att den själv kan svänga. Så jag tror att mosfetten värms för att den är oscillerande och inte på grund av utgångstransformatorn.

Ursäkta mig, men min oro är att ditt projekt lyckas eftersom jag känner mig väldigt bra och det är inte min avsikt att kritisera.

Med vänlig hälsning, hsen

Förbättrad Mosfet Driver

Enligt förslagen från Hsen kunde följande BJT-buffert användas för att säkerställa att myggarna kan arbeta med bättre säkerhet och kontroll.