Selbstgemachter 100VA bis 1000VA Wechselrichterkreis

Das folgende Konzept beschreibt eine einfache, aber funktionsfähige Wechselrichterschaltung für Solarnetzanschlüsse, die zur Erzeugung einer Leistung von 100 bis 1000 VA und darüber geeignet modifiziert werden kann.

Was ist ein Netzwechselrichter?

Es handelt sich um ein Wechselrichtersystem, das wie ein gewöhnlicher Wechselrichter mit Gleichstrom-Eingangsleistung funktioniert, mit der Ausnahme, dass der Ausgang in das Versorgungsnetz zurückgeführt wird.

Dieser zusätzliche Strom zum Netz kann dazu dienen, zu dem ständig steigenden Strombedarf beizutragen und auch ein passives Einkommen des Versorgungsunternehmens gemäß dessen Bedingungen zu generieren (gilt nur in begrenzten Ländern).

Bei der Implementierung des obigen Prozesses wird sichergestellt, dass der Ausgang des Wechselrichters in Bezug auf Effektivwert, Wellenform, Frequenz und Polarität perfekt mit der Netzleistung synchronisiert ist, um unnatürliches Verhalten und Probleme zu vermeiden.

Das von mir vorgeschlagene Konzept ist eine weitere (nicht verifizierte) Wechselrichterschaltung, die noch einfacher und vernünftiger ist als die vorheriges Design .

Die Schaltung kann mit Hilfe der folgenden Punkte verstanden werden:

Wie die GTI-Schaltung funktioniert

Das Wechselstromnetz des Netzsystems wird an TR1 angelegt, bei dem es sich um einen abgesenkten Transformator handelt.

TR1 senkt den Netzeingang auf 12 V und korrigiert ihn mit Hilfe des Brückennetzwerks, das aus den vier 1N4148-Dioden besteht.

Die gleichgerichtete Spannung wird zur Stromversorgung der ICs über die einzelnen 1N4148-Dioden verwendet, die über die entsprechenden Pinbelegungen der ICs angeschlossen sind, während die zugehörigen 100-uF-Kondensatoren sicherstellen, dass die Spannung angemessen gefiltert wird.

Die gleich nach der Brücke erfasste gleichgerichtete Spannung wird auch als Verarbeitungseingang für die beiden ICs verwendet.

Da das obige Signal (siehe Wellenformbild Nr. 1) ungefiltert ist, besteht es aus einer Frequenz von 100 Hz und wird zum Abtastsignal für die Verarbeitung und Aktivierung der erforderlichen Synchronisation.

Zuerst wird es Pin 2 des IC555 zugeführt, wo seine Frequenz zum Vergleichen mit den Sägezahnwellen (siehe Wellenform 2) über Pin 6/7 verwendet wird, die vom Kollektor des Transistors BC557 erhalten wurden.

Der obige Vergleich ermöglicht es dem IC, den beabsichtigten PWM-Ausgang synchron mit der Frequenz des Netznetzes zu erzeugen.

Das Signal von der Brücke wird auch an Pin 5 weitergeleitet, der den Effektivwert der Ausgangs-PWM festlegt, der genau mit der Gitterwellenform übereinstimmt (siehe Wellenform 3).

Zu diesem Zeitpunkt hat der Ausgang des 555 jedoch eine geringe Leistung und muss verstärkt und auch so verarbeitet werden, dass beide Hälften des Wechselstromsignals repliziert und erzeugt werden.

Für die Ausführung der oben genannten, die 4017 und die Mosfet-Stufe ist eingebaut .

Die 100 Hz / 120 Hz von der Brücke werden auch vom 4017 an Pin 14 empfangen, was bedeutet, dass der Ausgang nun von Pin 3 zurück zu Pin 3 sequenziert und wiederholt wird, sodass die Mosfets zusammen und genau mit der Frequenz von geschaltet werden 50 Hz, was bedeutet, dass jeder Mosfet abwechselnd 50 Mal pro Sekunde leitet.

Die Mosfets reagieren auf die obigen Aktionen vom IC4017 und erzeugen den entsprechenden Push-Pull-Effekt über den angeschlossenen Transformator, der wiederum die erforderliche Netzwechselspannung an seiner Sekundärwicklung erzeugt.

Dies kann implementiert werden, indem den Mosftes ein Gleichstromeingang von einer erneuerbaren Quelle oder einer Batterie zugeführt wird.

Die obige Spannung wäre jedoch eine gewöhnliche Rechteckwelle, die nicht der Gitterwellenform entspricht, bis wir das Netzwerk einschließen, das die zwei 1N4148-Dioden umfasst, die über die Gates der Mosfets und Pin 3 des IC555 verbunden sind.

Das obige Netzwerk zerhackt die Rechteckwellen an den Toren der Mosftes genau in Bezug auf das PWM-Muster, oder mit anderen Worten, es schneidet die Rechteckwellen, die genau mit der Wechselstromwellenform des Gitters übereinstimmen, wenn auch in PWM-Form (siehe Wellenform Nr. 4).

Die obige Ausgabe wird nun in das Gitter zurückgeführt, wobei die Gitterspezifikationen und -muster genau übereinstimmen.

Die Ausgangsleistung kann direkt von 100 Watt auf 1000 Watt oder noch mehr geändert werden, indem der Eingangsgleichstrom, die Mosfets und die Transformatornennwerte entsprechend dimensioniert werden.

Der besprochene Stromkreis des Solarnetz-Wechselrichters bleibt nur so lange in Betrieb, wie die Netzstromversorgung vorhanden ist, sobald das Stromnetz ausfällt, TR1 die Eingangssignale ausschaltet und der gesamte Stromkreis zum Stillstand kommt, eine Situation, die für den Netzwechselrichter unbedingt erforderlich ist Schaltungssysteme.

Schaltplan

Angenommene Wellenformbilder

Im obigen Design stimmt etwas nicht

Laut Herrn Selim Yavuz hatte das obige Design einige Dinge, die zweifelhaft aussahen und korrigiert werden mussten. Lassen Sie uns hören, was er zu sagen hatte:

Hallo Swag,

ich hoffe es geht dir gut.

Ich habe es versucht Ihre Schaltung auf einem Brotbrett. Es scheint außer pwm Teil zu funktionieren. Aus irgendeinem Grund bekomme ich einen doppelten Buckel, aber keinen richtigen Pwm. Könnten Sie mir bitte helfen zu verstehen, wie 555 pwm macht? Mir ist aufgefallen, dass 2.2k und 1u eine Rampe von 10ms erzeugen. Ich glaube, die Rampe sollte viel schneller sein, da die Halbwelle 10 ms beträgt. Vielleicht habe ich ein paar Dinge verpasst.

Außerdem macht 4017 einen sauberen Job und wechselt glücklich hin und her. Beim Einschalten startet der Zähler mit der 100-Hz-Uhr immer bei 0. Wie können wir sicherstellen, dass er immer in Phase mit dem Netz ist?

Schätzen Sie Ihre Hilfe und Ideen.
Grüße,
Selim

Lösen des Schaltungsproblems

Hallo Selim,

Danke für das Update.
Sie haben absolut Recht, die Dreieckwellen sollten eine viel höhere Frequenz haben als der Modulationseingang an Pin 5.
Zu diesem Zweck könnten wir einen separaten 300-Hz-IC (ungefähr) 555 verwenden, der für die Versorgung von Pin2 des PWM-IC 555 geeignet ist.
Dies wird alle Probleme meiner Meinung nach lösen.
Der 4017 sollte über 100 Hz getaktet werden, die vom Brückengleichrichter empfangen werden, und sein Pin3, Pin2 sollte zum Ansteuern der Gates und Pin4 verwendet werden, die mit Pin15 verbunden sind. Dies gewährleistet eine perfekte Synchronisation mit der Netzfrequenz.
Grüße.

Finalisiertes Design gemäß obigem Gespräch

Das obige Diagramm wurde unten mit unterschiedlichen Teilenummern und Jumper-Notationen neu gezeichnet

WARNUNG: Die Idee basiert ausschließlich auf einer einfallsreichen Simulation. Die Diskretion der Betrachter wird strikt empfohlen.

Ein Hauptproblem bei dem obigen Design, mit dem viele der Konstrukteure konfrontiert waren, war das Aufheizen eines der Mosfets während des GTI-Betriebs. Eine mögliche Ursache und Abhilfe, wie von Herrn Hsen vorgeschlagen, ist unten dargestellt.

Die von Herrn Hsen empfohlene Korrektur im Mosfet-Stadium ist auch hier enthalten. Hoffentlich helfen die genannten Änderungen dabei, das Problem dauerhaft zu kontrollieren:

Hallo Herr. Swagatam:

Ich habe Ihr Diagramm noch einmal angeschaut und bin fest davon überzeugt, dass die Gates der MOSFETs ein Modulationssignal (HF PWM) und kein einfaches Signal 50 cs erreichen. Daher bestehe ich darauf, dass der CD4017 als leistungsstärkerer Treiber eingebaut werden muss und der Serienwiderstand einen viel niedrigeren Wert haben sollte.

Eine andere zu berücksichtigende Sache ist, dass an der Verbindungsstelle des Widerstands und des Gates kein weiteres zusätzliches Element sein sollte, und in diesem Fall sehe ich, dass zu den Dioden 555 übergegangen wird.

Denn dies kann der Grund sein, warum einer der MOFETs erwärmt, weil er selbst schwingen kann. Ich denke also, dass sich der Mosfet erwärmt, weil er oszilliert und nicht wegen des Ausgangstransformators.

Entschuldigen Sie, aber ich mache mir Sorgen, dass Ihr Projekt erfolgreich ist, weil ich mich sehr gut fühle und nicht meine Absicht bin, Kritik zu üben.

Mit freundlichen Grüßen, hsen

Verbesserter Mosfet-Treiber

Gemäß den Vorschlägen von Herrn Hsen könnte der folgende BJT-Puffer verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Mosfets mit besserer Sicherheit und Kontrolle arbeiten können.