Ev yapımı 100VA - 1000VA Şebeke Bağlantılı İnvertör Devresi

Aşağıdaki konsept, 100 ila 1000 VA ve üzeri watt üretmek için uygun şekilde değiştirilebilen basit ama uygulanabilir bir güneş enerjisi şebekesi bağlantı inverter devresini açıklamaktadır.

Şebeke bağlantılı invertör nedir

Çıkışın elektrik şebekesine geri beslenmesi dışında, DC giriş gücü kullanan sıradan bir invertör gibi çalışmak üzere tasarlanmış bir invertör sistemidir.

Şebekeye eklenen bu güç, sürekli artan güç taleplerine katkıda bulunmayı ve aynı zamanda hizmet şirketinden kendi şartlarına uygun olarak pasif bir gelir elde etmeyi amaçlıyor olabilir (yalnızca sınırlı ülkelerde geçerlidir).

Yukarıdaki işlemi uygulamak için, doğal olmayan davranışları ve sorunları önlemek için, inverterden gelen çıkışın RMS, dalga formu, frekans ve polarite açısından şebeke gücü ile mükemmel şekilde senkronize olması sağlanır.

Benim tarafımdan tasarlanan önerilen konsept, daha basit ve makul olan başka bir şebeke bağlantılı invertör devresidir (doğrulanmamıştır). önceki tasarım .

Devre, aşağıdaki noktaların yardımıyla anlaşılabilir:

GTI Devresi Nasıl Çalışır?

Şebeke sisteminden gelen AC şebekesi, kademeli bir transformatör olan TR1'e uygulanır.

TR1, şebeke girişini 12V'a düşürür ve dört 1N4148 diyotun oluşturduğu köprü ağı yardımıyla düzeltir.

Doğrultulmuş voltaj, IC'lerin ilgili pin çıkışlarına bağlı ayrı 1N4148 diyotlar aracılığıyla IC'leri güçlendirmek için kullanılırken, ilgili 100 uF kapasitörler voltajın uygun şekilde filtrelendiğinden emin olur.

Köprüden hemen sonra elde edilen düzeltilmiş voltaj da iki IC için işleme girişleri olarak kullanılır.

Yukarıdaki sinyal (bkz. Dalga formu görüntüsü # 1) filtrelenmemiş olduğundan, 100 Hz'lik bir frekanstan oluşur ve gerekli senkronizasyonu işlemek ve etkinleştirmek için örnek sinyal haline gelir.

Öncelikle, BC557 transistörünün toplayıcısından elde edilen 6/7 numaralı pin boyunca testere dişi dalgaları ile karşılaştırmak için frekansın kullanıldığı IC555'in 2 numaralı pinine beslenir (bkz. Dalga formu # 2).

Yukarıdaki karşılaştırma, IC'nin amaçlanan PWM çıkışını şebeke şebekesinin frekansı ile senkronize olarak oluşturmasını sağlar.

Köprüden gelen sinyal ayrıca çıkış PWM'nin RMS değerini ızgara dalga formu ile tam olarak eşleşen 5 numaralı pime beslenir (bkz. Dalga formu # 3).

Bununla birlikte, bu noktada, 555'in çıktısı düşük güçtedir ve AC sinyalinin her iki yarısını da kopyalayacak ve oluşturacak şekilde güçlendirilmesi ve işlenmesi gerekir.

Yukarıdakileri yürütmek için, 4017 ve mosfet sahnesi dahil edildi .

Köprüden gelen 100Hz / 120Hz, 4017 tarafından # 14 numaralı piminden de alınır; bu, çıkışının # 3 numaralı pimden 3 numaralı pime sıralanacağı ve tekrar edeceği anlamına gelir, böylece mosfetler ardışık olarak ve tam olarak frekansında değiştirilir. 50Hz, yani her mosfet, dönüşümlü olarak saniyede 50 kez iletim yapacaktır.

Mosfetler, IC4017'den gelen yukarıdaki eylemlere yanıt verir ve bağlı transformatör üzerinde karşılık gelen itme çekme etkisini oluşturur ve bu da ikincil sargısında gerekli AC şebeke voltajını üretir.

Bu, mosftelere yenilenebilir bir kaynaktan veya bir pilden bir DC girişi sağlayarak uygulanabilir.

Bununla birlikte, yukarıdaki voltaj, mosfetlerin kapıları boyunca bağlanan iki 1N4148 diyotu ve IC555'in pini # 3'ü içeren ağı dahil etmedikçe ve dahil etmedikçe, ızgara dalga biçimine karşılık gelmeyen sıradan bir kare dalga olacaktır.

Yukarıdaki ağ, mosftlerin kapılarındaki kare dalgaları PWM modeline göre doğru bir şekilde keser veya başka bir deyişle, PWM biçiminde de olsa, AC ızgara dalga biçimiyle tam olarak eşleşen kare dalgaları keser (bkz. Dalga biçimi # 4).

Yukarıdaki çıktı şimdi, şebeke özelliklerine ve modellerine tam olarak uyan şebekeye geri beslenir.

Güç çıkışı, DC girişini, mosfetleri ve transformatör değerlerini uygun şekilde boyutlandırarak 100 watt'tan 1000 watt'a veya daha fazlasına kadar değiştirilebilir.

Tartışılan güneş enerjisi şebekesi bağlantılı invertör devresi, yalnızca şebeke gücü mevcut olduğu, şebeke şebekesi arızalandığı an, TR1 giriş sinyallerini KAPALI konuma getirdiği ve tüm devre durduğu sürece çalışır durumda kalır, bu durum şebeke bağlantılı inverter için kesinlikle zorunludur. devre sistemleri.

Devre şeması

Varsayılan Dalga Biçimi Görüntüleri

Yukarıdaki tasarımda bir şeyler doğru değil

Sayın Selim Yavuz'a göre yukarıdaki tasarım şüpheli görünen ve düzeltilmesi gereken birkaç şeye sahipti, ne söyleyeceğini duyalım:

Merhaba Swag,

umarım iyisindir.

denedim senin devrenin bir ekmek tahtası üzerinde. Pwm kısmı dışında çalışıyor gibi görünüyor. Bazı nedenlerden dolayı çift hörgüç elde ediyorum ama gerçek pwm yok. 555'in pwm'nin nasıl olduğunu anlamama yardım eder misin lütfen? 2.2k ve 1u'nun 10ms'lik bir rampa oluşturduğunu fark ettim. Yarım dalga 10ms olduğu için rampanın bundan çok daha hızlı olması gerektiğine inanıyorum. Birkaç şeyi kaçırmış olabilirim.

Ayrıca, 4017 mutlu bir şekilde ileri geri geçiş yaparak temiz bir iş çıkarır. Güç verdiğinizde, 100 hz saat sayacın her zaman 0'dan başlamasını sağlar. Şebekeyle her zaman aynı fazda olmasını nasıl sağlayabiliriz?

Yardımınız ve fikirleriniz için minnettarız.
Saygılarımızla,
Selim

Devre Sorununu Çözme

Hi Selim,

Güncelleme için teşekkürler.
Kesinlikle haklısınız, üçgen dalgaların frekansı, pim # 5'teki modülasyon girişine kıyasla çok daha yüksek olmalıdır.
Bunun için, pwm IC 555'in pin2 beslemesi için kararsız ayrı bir 300Hz (yaklaşık) 555 IC için gidebiliriz.
Bu bana göre tüm sorunları çözecek.
4017, köprü doğrultucusundan alınan 100Hz ile saat hızına tabi tutulmalıdır ve pin3, pin2, kapıları sürmek için ve pin15'e bağlı pin4 kullanılmalıdır. Bu, şebeke frekansı ile mükemmel senkronizasyonu sağlayacaktır.
Saygılarımızla.

Yukarıdaki görüşmeye göre Nihai Tasarım

Yukarıdaki şema, farklı parça numaraları ve jumper gösterimleriyle aşağıda yeniden çizilmiştir.

UYARI: FİKİR YALNIZCA HAYAL GÜCÜ SİMÜLASYON ÜZERİNE TEMELDİR, İZLEYİCİ AYRIMI KESİNLİKLE TAVSİYE EDİLİR.

İnşaatçıların çoğunun karşılaştığı yukarıdaki tasarımla ilgili önemli bir sorun, GTI işlemleri sırasında mosfetlerden birinin ısınmasıydı. Bay Hsen'in önerdiği olası bir neden ve çözüm aşağıda sunulmuştur.

Bay Hsen tarafından önerildiği üzere mosfet aşamasında önerilen düzeltme de buraya eklenmiştir, umarız söz konusu değişiklikler konuyu kalıcı olarak kontrol etmeye yardımcı olur:

Merhaba bayım. Swagatam:

Diyagramınızı tekrar izledim ve MOSFET'lerin kapılarının basit bir sinyal 50 cs değil modüle edici bir sinyale (HF PWM) ulaşacağına kesin olarak ikna oldum. Bu nedenle, daha güçlü bir sürücünün CD4017'nin dahil edilmesi ve seri direncin çok daha düşük bir değere sahip olması konusunda ısrar ediyorum.

Dikkate alınması gereken başka bir şey de, direnç ile geçidin birleştiği yerde başka bir ek eleman olmaması gerektiğidir ve bu durumda 555 diyotlarına gitmeyi görüyorum.

Çünkü kendi kendine salınım yapabildiği için MOFET'lerden birinin ısıtmasının nedeni bu olabilir. Bu yüzden mosfet'in çıkış trafosu yüzünden değil salınım yaptığı için ısındığını düşünüyorum.

Affedersiniz, ama endişem, projenizin başarılı olması çünkü kendimi çok iyi hissediyorum ve eleştirmek niyetim değil.

Sevgilerimle, hsen

Geliştirilmiş Mosfet Sürücüsü

Bay Hsen'in önerilerine göre, aşağıdaki BJT tamponu, mosfetlerin daha iyi güvenlik ve kontrolle çalışabilmesini sağlamak için kullanılabilir.