Enkel 3-fas växelriktarkrets

Inlägget diskuterar hur man skapar en 3-fas växelriktarkrets som kan användas tillsammans med alla vanliga enfas fyrkantsomvandlare-kretsar. Kretsen begärdes av en av de intresserade läsarna på den här bloggen.

UPPDATERING : Letar du efter en Arduino-baserad design? Du kanske tycker att den här är användbar:

Arduino 3-fas växelriktare

Circuit-konceptet

En 3-fasbelastning kan manövreras från enfasinverterare genom att använda följande förklarade kretssteg.

I grund och botten kan de involverade stadierna delas in i tre grupper:

• De PWM-generatorkrets
• De 3-fas signalgenerator krets
• Mosfet-förarkretsen

Det första diagrammet nedan visar PWM-generatorsteget, det kan förstås med följande punkter:

Oscillatorn och PWM-scenen

IC 4047 är kabelansluten som standard flip flop utgångsgeneratorn med frekvensen för den önskade nätfrekvensen inställd av VR1 och C1.

Den dimensionerade push-pull PWM blir nu tillgänglig vid E / C-korsningen av de två BC547-transistorerna.
Denna PWM appliceras på ingången till 3-fasgeneratorn som förklaras i nästa avsnitt.

Följande krets visar en enkel trefasgeneratorkrets som omvandlar ovanstående ingångs push-pull-signal till 3 diskreta utgångar, fasförskjutna med 120 grader.

Dessa utgångar förgrenas ytterligare av enskilda push-pull-steg gjorda av NOT-grindsteg. Dessa tre diskreta 120 graders fasförskjutna, push-pull PWM-enheter blir nu matningsingångssignalerna (HIN, LIN) för det slutliga 3-fas-drivsteget som förklaras nedan.

Denna signalgenerator använder en enda 12V-matning och inte en dubbel matning.

Fullständig förklaring finns i detta 3-fas signalgeneratorartikel

Kretsen nedan visar ett 3-fas omformarkretssteg med H-bridge-mosfetkonfiguration som tar emot de fasförskjutna PWM: erna från ovanstående steg och omvandlar dem till motsvarande högspännings AC-utgångar för drift av den anslutna 3-fasbelastningen, normalt skulle detta vara en 3 fasmotor.

Den 330 högspänningen över de enskilda sektionerna för mosfetdrivrutiner erhålls från vilken standardfasomvandlare som helst som är integrerad över de visade avloppsavloppen för att driva den önskade 3-fasbelastningen.

Tre-fas fullbryggarföraren

I ovanstående 3-fas generatorkrets (näst sista diagrammet) med en sinusvåg är inte meningsfullt eftersom 4049 i slutändan skulle konvertera den till fyrkantiga vågor, och dessutom använder förar-IC: erna i den sista designen digitala IC: er som inte svarar på sinusvågor.

Därför är en bättre idé att använda en 3-fas fyrkantsvågsgenerator för matning av det sista drivsteget.

Du kan hänvisa artikeln som förklarar hur man gör en 3-fas solomvandlare krets för att förstå 3-fas signalgeneratorns funktion och implementeringsdetaljer.

Använda IC IR2103

En relativt enklare version av ovanstående 3-fas växelriktarkrets kan studeras nedan med hjälp av IC IR2103 halvbroförare ICS. Den här versionen saknar avstängningsfunktionen, så om du inte vill inkludera avstängningsfunktionen kan du prova följande enklare design.

Förenkla ovanstående mönster

I den ovan beskrivna 3-fas-inverterarkretsen ser 3-fasgeneratorsteget onödigt komplext ut, och därför bestämde jag mig för att leta efter ett alternativ som är enklare för att ersätta detta specifika avsnitt.

Efter några sökningar hittade jag följande intressanta 3-fas generator krets som ser ganska enkelt och enkelt ut med sina inställningar.

Därför kan du helt enkelt byta ut den tidigare förklarade IC 4047 och opamp-sektionen helt och integrera denna design med HIN, LIN-ingångar i 3-fas drivkretsen.

Men kom ihåg att du fortfarande måste använda N1 ---- N6-grindarna mellan den här nya kretsen och hela bryggkretsen.

Göra en solfas 3-fas inverterkrets

Hittills har vi lärt oss hur man skapar en grundläggande 3-fas växelriktarkrets, nu ser vi hur en solinverter med en 3-fas utgång kan byggas med mycket vanliga IC och passiva komponenter.

Konceptet är i princip detsamma, jag har just ändrat 3-fasgeneratorsteget för applikationen.

Omvandlare grundläggande krav

För att förvärva en 3-fas växelström från varje enskild fas eller en likströmskälla skulle vi behöva tre grundläggande kretssteg:

1. En 3-fas generator eller processorkrets
2. En 3-fas drivkrets.
3. En boost-omvandlingskrets
4. Solpanel (lämpligt betygsatt)

För att lära dig att matcha en solpanel med batteri och inverter kan du läsa följande handledning:

Beräkna solpaneler för växelriktare

Ett bra exempel kan studeras i den här artikeln som förklarar en enkel 3-fas växelriktarkrets

I den nuvarande konstruktionen införlivar vi även dessa tre grundläggande steg, låt oss först lära oss om 3-fas generatorprocessorkretsen från följande diskussion:

Hur det fungerar

Diagrammet ovan visar den grundläggande processorkretsen som ser komplex ut men faktiskt inte. Kretsen består av tre sektioner, IC 555 som bestämmer 3-fasfrekvensen (50 Hz eller 60 Hz), IC 4035 som delar frekvensen i de erforderliga 3 faserna åtskilda av en fasvinkel på 120 grader.

R1, R2 och C måste väljas på lämpligt sätt för att erhålla en frekvens på 50 Hz eller 60 Hz vid 50% arbetscykel.

8 siffror som INTE grindar från N3 till N8 kan ses inkorporerade helt enkelt för att dela de genererade tre faserna i par med höga och låga logiska utgångar.

Dessa INTE grindar kan förvärvas från två 4049 IC: er.

Dessa par med höga och låga utgångar över de visade INTE grindarna blir väsentliga för att mata vårt nästa 3-fas drivkraftssteg.

Följande förklaring beskriver solfasströmkretsen för mosfet-drivrutiner

Obs! Avstängningsstiftet måste anslutas till jordledningen om det inte används, annars fungerar inte kretsen

Som framgår av figuren ovan är denna sektion byggd på 3 separata IC-kretsar för halvbryggrivare med hjälp av IRS2608 som är specialiserade för att driva mosfetpar på höga och låga sidor.

Konfigurationen ser ganska okomplicerad ut tack vare denna mycket sofistikerade driver IC från International rectifier.

Varje IC-steg har sina egna HIN (high In) och LIN (low In) ingångsstift och deras respektive Vcc / jordstift.

Alla Vcc-enheter måste sammanfogas och anslutas till 12V-matningsledningen för den första kretsen (pin4 / 8 i IC555), så att alla kretsstegen blir tillgängliga för 12V-matningen som härrör från solpanelen.

På samma sätt måste alla markstifter och linjer göras till en gemensam skena.

HIN och LIN bör sammanfogas med de utgångar som genereras från NOT-grindarna enligt det andra diagrammet.

Ovanstående arrangemang tar hand om 3-fasbearbetning och förstärkning, men eftersom 3-fasutgången bör vara på elnätet och en solpanel kan klassas till maximalt 60V, måste vi ha ett arrangemang som skulle möjliggöra att öka denna låga 60 volt solpanelen till önskad nivå 220V eller 120V.

Använda IC 555-baserad Flyback Buck / Boost Converter

Detta kan enkelt implementeras genom en enkel 555 IC-baserad boost-omvandlarkrets som kan studeras nedan:

Återigen ser den visade konfigurationen av 60V till 220V boost-omvandlaren inte så svår ut och kan konstrueras med mycket vanliga komponenter.

IC 555 är konfigurerad som en stabil med en frekvens på cirka 20 till 50 kHz. Denna frekvens matas till porten till en växlande mosfet via ett push-pull BJT-steg.

Hjärtat i boost-kretsen bildas med hjälp av en kompakt ferritkärntransformator som tar emot drivfrekvensen från mosfet och omvandlar 60V-ingången till den nödvändiga 220V-utgången.

Denna 220V DC ansluts slutligen med det tidigare förklarade mosfet-drivsteget över avloppet på 3-fas-mosfetterna för att uppnå 220V 3-fasutgången.

Boostomvandlartransformatorn kan byggas på valfri lämplig EE-kärna / spoleenhet med 1 mm 50 varv primär (två 0,5 mm bifilar magnettråd parallellt) och sekundär med o 5 mm magnettråd med 200 varv