Hjemmelaget 100VA til 1000VA Grid-tie Inverter Circuit

Følgende konsept beskriver en enkel, men likevel levedyktig inverter-krets for solnettet, som kan modifiseres på riktig måte for å generere effekt fra 100 til 1000 VA og over.

Hva er en rutenett-inverter?

Det er et invertersystem designet for å fungere akkurat som en vanlig inverter med DC-inngangseffekt med unntak av at utgangen mates tilbake til strømnettet.

Denne ekstra kraften til nettet kan være ment for å bidra til de stadig økende kraftbehovene og også for å generere en passiv inntekt fra forsyningsselskapet i samsvar med deres vilkår (gjelder kun i begrensede land).

For å implementere ovennevnte prosess, er det sørget for at utgangen fra omformeren er perfekt synkronisert med nettstrøm når det gjelder RMS, bølgeform, frekvens og polaritet, for å forhindre unaturlig oppførsel og problemer.

Det foreslåtte konseptet designet av meg, er enda en krets (ikke verifisert) som er enda enklere og rimeligere enn tidligere design .

Kretsen kan forstås ved hjelp av følgende punkter:

Slik fungerer GTI Circuit

Vekselstrøm fra nettverket påføres TR1, som er en trappetransformator.

TR1 synker strøminngangen til 12V og korrigerer den ved hjelp av bronettverket dannet av de fire 1N4148-dioder.

Den rektifiserte spenningen brukes til å drive IC-ene via de individuelle 1N4148-diodene som er koblet over de aktuelle pinoutene til IC-ene, mens de tilknyttede 100uF kondensatorene sørger for at spenningen blir riktig filtrert.

Den korrigerte spenningen som er anskaffet like etter broen, brukes også som prosesseringsinnganger for de to IC-ene.

Siden signalet ovenfor (se bølgeformbildet nr. 1) er ufiltrert, består det av en frekvens på 100Hz og blir prøvesignalet for behandling og muliggjør den nødvendige synkroniseringen.

Først blir den matet til pinne nr. 2 i IC555, hvor frekvensen brukes til å sammenligne med sagtannbølgene (se bølgeform nr. 2) over pinne nr. 6/7, hentet fra samleren til transistoren BC557.

Ovennevnte sammenligning gjør det mulig for IC å lage den tiltenkte PWM-utgangen synkronisert med frekvensen til nettnettet.

Signalet fra broen mates også til pinne nr. 5 som fikserer RMS-verdien til utgangen PWM som samsvarer nøyaktig med nettbølgeformen (se bølgeform nr. 3).

Men på dette punktet er utgangen fra 555 lite strøm og må boostes og også behandles slik at den replikerer og genererer begge halvdelene av AC-signalet.

For å utføre ovennevnte, 4017 og mosfet-scenen er innlemmet .

100Hz / 120Hz fra broen mottas også av 4017 på pin # 14, noe som betyr at nå vil utgangen sekvensere og gjenta fra pin # 3 tilbake til pin # 3 slik at mosfetene blir slått sammen og nøyaktig med frekvensen av 50Hz, noe som betyr at hver mosfet vil veksle 50 ganger per sekund.

Mosfeter reagerer på de ovennevnte handlingene fra IC4017 og genererer den tilsvarende push pull-effekten over den tilkoblede transformatoren som igjen produserer den nødvendige vekselstrømspenningen ved sekundærviklingen.

Dette kan implementeres ved å levere en DC-inngang til mosftene fra en fornybar kilde eller et batteri.

Imidlertid vil den ovennevnte spenningen være en vanlig firkantbølge, som ikke tilsvarer nettbølgeformen, før og med mindre vi inkluderer nettverket som består av de to 1N4148-dioder som er koblet over portene til mosfetene og pinne nr. 3 til IC555.

Ovennevnte nettverk hugger de firkantede bølgene ved portene til mosftene nøyaktig i forhold til PWM-mønsteret, eller med andre ord det skjærer de firkantede bølgene nøyaktig som samsvarer med nettets AC-bølgeform, om enn i PWM-form (se bølgeform nr. 4).

Ovennevnte utdata blir nå matet tilbake til rutenettet som samsvarer med rutenettets spesifikasjoner og mønstre nøyaktig.

Effekten kan endres rett fra 100 watt til 1000 watt eller enda mer ved å dimensjonere inngangsstrømmen, mosfetene og transformatoren riktig.

Den omtalte omformerkretsen for solcellebånd forblir i drift bare så lenge nettstrømmen er tilstede, i det øyeblikket strømnettet svikter, TR1 slår AV inngangssignalene og hele kretsen stopper, en situasjon som er strengt viktig for nettbåndinverter kretsanlegg.

Kretsdiagram

Antatte bølgeformbilder

Noe stemmer ikke i designen ovenfor

I følge Mr. Selim Yavuz hadde ovennevnte design noen få ting som så tvilsom ut og trengte rettelse, la oss høre hva han hadde å si:

Hei Swag,

håper du har det bra.

jeg prøvde kretsen din på et brødbrett. Det ser ut til å fungere bortsett fra pwm-delen. Av en eller annen grunn får jeg en dobbel pukkel, men ingen reell pwm. Kan du hjelpe meg med å forstå hvordan 555 gjør pwm? Jeg la merke til at 2.2k og 1u skaper en rampe på 10ms. Jeg tror rampen skal være mye raskere enn det da halvbølgen er 10ms. Kan være at jeg savnet noen få ting.

4017 gjør også en ren jobb med å bytte lykkelig frem og tilbake. Når du slår på, gjør 100 Hz-klokken at telleren alltid starter fra 0. Hvordan kan vi forsikre oss om at den alltid er i fase med rutenettet?

Setter pris på din hjelp og ideer.
Hilsen,
Selim

Løse kretsproblemet

Hei Selim,

Takk for oppdateringen.
Du har helt rett, trekantsbølgene bør være mye høyere i frekvens sammenlignet med modulasjonsinngangen på pin 5.
For dette kan vi gå for en separat 300Hz (omtrent) 555 IC som kan brukes til å mate pin2 på pwm IC 555.
Dette vil løse alle problemene i følge meg.
4017 skal klokkes via 100Hz mottatt fra bro likeretter og dens pin3, pin2 skal brukes til å kjøre portene og pin4 koblet til pin15. Dette vil sikre perfekt synkronisering med strømfrekvensen.
Hilsen.

Avsluttet design i henhold til samtalen ovenfor

Ovenstående diagram er tegnet opp nedenfor med distinkte delenumre og jumpernotasjoner

ADVARSEL: IDÉEN ER BASERT UTELUGENDE PÅ IMAGINATIV SIMULERING, VISNINGSBESKRIVELSE ER STRENG RÅDET.

Et stort problem med den ovennevnte designen som mange av konstruktørene møtte, var oppvarmingen av en av myggene under GTI-operasjonene. En mulig årsak og løsning som foreslått av Mr. Hsen er presentert nedenfor.

Den foreslåtte korreksjonen i mosfet-stadiet som anbefalt av Mr. Hsen er også vedlagt her under, forhåpentligvis vil de nevnte modifikasjonene bidra til å kontrollere problemet permanent:

Hei mr. Swagatam:

Jeg så igjen diagrammet ditt, og jeg er fast overbevist om at portene til MOSFETs vil nå et modulerende signal (HF PWM) og ikke et enkelt signal 50 cs. Derfor insisterer jeg på at en kraftigere driver CD4017 må innlemmes, og seriemotstanden bør ha en mye lavere verdi.

En annen ting å vurdere er at i krysset mellom motstanden og porten ikke skal være et annet element, og i dette tilfellet ser jeg å gå til dioder 555.

Fordi dette kan være grunnen til at en av de varme MOFETene fordi den kan svinge seg selv. Så jeg tror at mosfet varmer fordi den er oscillerende og ikke på grunn av utgangstransformatoren.

Unnskyld meg, men min bekymring er at prosjektet ditt lykkes fordi jeg føler meg veldig bra og det er ikke min intensjon å kritisere.

Med vennlig hilsen, hsen

Forbedret Mosfet Driver

I henhold til forslagene fra Hsen, kan følgende BJT-buffer brukes for å sikre at mosfeter er i stand til å jobbe med bedre sikkerhet og kontroll.