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Inverter onda modificata ,Schema di un inverter ad onda quadra con pwm variabile

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Keyosz
GigaWatt


Utente
Msg:1959

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Inviato il: 27/6/2009,18:07

Ciao a tutti,nello spirito di questa sezione metto anch'io a disposizione un semplice schema per realizzare un inverter ad onda quadra, che però modifica l'ampiezza dell'onda quadra in uscita per tenere il valore efficace di tensione in uscita AC stabilizzato al variare del carico o della tensione della batteria.Il cuore del circuito è l'integrato SG3525, abbastanza facile da reperire in un negozio di elettronica, il circuito è progettato per una tensione di batteria di 12V ma con una piccola modifica si può adattare benissimo a 24V, ovviamente il trasformatore elevatore collegato ai due mosfet deve essere di adeguata potenza, visto che i mosfet indicati hanno una portata di 28A consiglierei di non andare oltre i 250VA, altrimenti dovete mettere più mosfet in parallelo. L'avvolgimento a bassa tensione di tale trasformatore deve essere inferiore a quello della batteria per poter dar margine di manovra alla regolazione dell'integrato, per esempio a 12V va bene un 9-0-9 per 24V 18-0-18.

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/1264268081.gif

Seguiranno modifiche per versione a 24V e con trasformatori più potenti.p.s.liberi di usare qualsiasi altro tipo di mosfet più potente, il pilotaggio è sempre in tensione ad alta impedenza quindi non cambia nulla.



Modificato da PinoTux - 16/01/2014, 14:49:27
 

fly1971

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MegaWatt


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Msg:544

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Inviato il: 2/7/2009,21:47

Ciao keyos, stò aspettando il trasfo per il feedback, cmq ho mi sono accorto di una cosa , il trasfo dell'UPS ha un uscita secondaria era quella per alimetare la batteria, magari provo che tensione ha questa uscita, se mi lavora sui 16-18V posso usare quest a, credo che sia ancora più precisa , visto che lavora sul trasfo direttamente, magari il problema è come misurarla, faccio cosi , prendo le uscite del trasfo la collego alla 220V e misuro questa la tensione su questa uscita.
nel tuo progetto originale tu hai usato due trasfo per avere circa 1000W mi devi spiegare come hai fatto i collegamenti, per non rischiare di mettere le uscite in contro fase, io ho due trasfo presi da due UPS identici.



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Keyosz
GigaWatt


Utente
Msg:1959

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Inviato il: 3/7/2009,13:10

Bella lidea di usare un avvolgimento usiliario a bassa tensione del trasformatore principale, occhio che sia elettricamente isolato dall'avvolgimento della 220 se no il circuito diventa pericoloso da toccare.
Per collegare 2 trasformatori in parallelo li avevo collegati alla 220 e poi ho collegato gli avvolgimenti a bassa tensione in serie, quando misuravo una tensione doppia sapevo di aver collegato due polarità opposte in sieme e quindi segnavo l'altro filo, è anche importante segnare il verso di collegamento sul lato 220 perche se poi giri quello si inverte anche il lato a bassa tensione.

Comuqnue a volte una piccola analisi visiva del filo che entra nella bobina per capire il verso dell'avvolgimento è abbastanza, tieni anche rpesente che se i due trasformatori sono identici saranno anche stati avvolti nello stesso verso e quindi l'ordine dei fili è uguale.

Comunque per il feed-back un qualsiasi trasformatore va bene, da 2W in sù, ovvio che un 50W è sprecato per tale funzione in quanto alimenta solo delle resistenze, ma se non c'è nient'altro ed è a costo 0 è poi uguale...

 

fly1971

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MegaWatt


Utente
Msg:544

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Inviato il: 26/7/2009,10:24

Cioa keyos, mi è arrivato iltrasfo pe ril feedback, ora preparo lo schema , mi avevi io monterò 2 mosfet pe rcanali, ho avevi accennato di mettere una resistenza da 10 Ohm sul gate di ogni mosfet, però la resistenza da 10K è in comune? quindi prima la resistenza da 10K e poi le 2 resistenze da 10 ohm, oppure vanno una per ogni gate del mosfet?
Un volta finito il tutto, devo fare la taratura , ora ho pensato di fare in questo modo:
Collego il trasfo del feddback alla 220V e alimento lo schema con la batteria, e con l'osciloscopio leggo il d-c delle 2 uscite , le metto al 20-25% , dopo collego lo schema ai mosfet con il trasfo-elevatore e a questo il trasfo di feedback, e alimento il tutto , devo controllare che la tensione sia attorno ai 220 regolando il trimer , poi ci cooegao un carico e verifico che non si abbassi la tensione di uscita.......



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Ferrobattuto

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GigaWatt


Utente
Msg:4117

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Inviato il: 26/7/2009,12:11

Salve a tutti.

CITAZIONE
p.s.
liberi di usare qualsiasi altro tipo di mosfet più potente, il pilotaggio è sempre in tensione ad alta impedenza quindi non cambia nulla.

Occhio però alle capacità d'ingresso dei mosfet Key, che in commutazione, con fronti ripidi, possono essere causa di sovraccarico per i transistor d'uscita dell'integrato. I mosfet di potenza, soprattutto diversi in parallelo, hanno delle capacità di gate di qualche migliaio di pF...... Anche per scaricarle velocemente potrebbe essere necessario abbassare la resistenza verso i negativo.
Saluti.
Ferro

 

Keyosz
GigaWatt


Utente
Msg:1959

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Inviato il: 26/7/2009,18:41

Ciao fly1971,
guarda io ti consiglio di collegare il trafromatorino di feedback direttamente nel circuito come da schema, ovvero all'avvolgimento di uscita dell'inverter, perchè come avevo detto nell'altra discussione, tutti i circuiti con feed-back lavorano in loop chiuso, ovvero variano il pilotaggio dell'uscita aspettandosi una contro reazione della linea di feed-back, se apri l'anello il comportamento del regolatore/integrato diventa imprevedibile e quindi impossibile da regolare.

Non ti preoccupare, al massimo avrai una tensione maggiore alla prima accensione sull'uscita, tipo 280-300V, poi man mano che regoli il trimmer va tutto a posto, per questo motivo ti suggerisco di non collegare nessun carico in uscita ma solo il tester in AC la prima volta, poi fai una regolazione iniziale per andare intorno ai 220-240V, così puoi collegare una lampadina ad incandescenza e fare una regolazione più fine.
Tieni presente che tra carico 0 e carico massimo avrai sempre una piccola variazione di tensione, anche perchè essendo in uscita un onda quadra con duty-cycle variabile il tester potrebbe non essere preciso sul valore efficace della tensione con tale forma d'onda, ma del resto i carichi 220 sono molto tolleranti sulla tensione di alimentazione...

Per evitare che per via di qualche sbaglio o problemi sui componenti avvenga un corto e alimentando con una batteria ti prend afuoco tutto o bruci dozzine di fusibili durante le prime fasi di test usa un alimentatore da banco limitato in corrente. Se non hai tale strumento, come me a casa, puoi usare sempre una batteria 12V e mettere alcune lampadine da macchina in serie al positivo quando fai le prime prove a vuoto regolando la tensione, se il circuito non oscilla, oppure va in risonandza o qualcosa va storto e c'è un corto vedrai le lampadine accendersi e le medesime limiteranno la corrente alla loro potenza, proprio come fossero colelgate normalmente alla batteria.

Per i mos in parallelo esci dal pin dell'integrato, metti la 10Khom e poi parti con le due 10Hom verso i due mosfet del ramo.
Poi magari aggiungo uno schema riassuntivo per l'espansione mosfet...
La 10K serve solo a scaricare i mosfet allo spegnimento, perchè tale circuito può essere acceso e spento più semplicemente agendo sulla +Vcc del circuito pilota, senza bisogno di interruttori di potenza, usando lo stadio mosfet anche come interrutore generale faccine/wink.gif
Lo facevo anche per avere il pilotaggio on/off dell'inverter a distanza con un +12

Ciao Ferro,
ma sai sull'SG3525 avevamo collegato fino ad 8 IRF540 in parallelo per ramo con le 10 hom senza avere nessun problema, comunque ha perfettamente ragione, il gate dei mosfet sono dei condensatori, quindi assorbono corrente in fase di accensione o spegnimento, porprio perchè bisogna caricarli e scaricarli, quindi nelle fasi di transizione, più è alta la frequenza e maggiore sarà il valore medio della corrente che gestiscono i driver di pilotaggio in uscita. In realtà tale integrato è progettato per lavorare a frequenze ben maggiori dei 50Hz di questo circuito specifico, infatti ho visto circuiti switching con questo integrato che lavoravano a 100-200Khz, quindi posso dire con tranquillità che l'SG3525 che oscilla a 50Hz può gestire fino a 6 mosfet senza nessun problema, oltre serbe mettere dei driver/buffer aggiuntivi, giustamente.

 

Ferrobattuto

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GigaWatt


Utente
Msg:4117

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Inviato il: 26/7/2009,21:36

Salve a tutti.
Io Keyosz ho lavorato diverse volte con il suo "fratello anziano", l'SG3524, a quanto vedo dai data sheet un po' meno robusto sul circuito di uscita, e l'inconveniente si presentava. Tra i due "fratelli" mi sembra non ci siano apprezzabili differenze, salvo che sulla corrente di uscita, probabilmente aumentata apposta. 10 o 12 ohm per gate comunque conviene sempre metterceli.
Lo schema che hai postato è simpatico, mi pare buono e semplice da rifare, credo che un filtro "LC" o pigreco in uscita (anche un semplice filtrodi rete....) arrotonderebbe molto le onde quadre, con tutto beneficio degli utilizzatori.
Almeno credo.....
Ciao.
Ferro

 

Keyosz
GigaWatt


Utente
Msg:1959

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Inviato il: 26/7/2009,22:32

Si, in effeti l'onda quadra e il rilascio induttivo nel tempo morto provocano alcuni fastidi in alcuni apparati, ma del resto è uno schema semplice, con l'intento di dare la possibilità di realizzare facilmente un inverter stabilizzato in tensione, purtoppo per rendere le cose semplici e meno costose si sacrifica la qualità della forma d'onda in uscita....
Da tenere presente che il diodo interno dei mosfet scarica il rilascio induttivo del trasformatore durante il tempo morto indietro nei condensatori e in batteria, lasciando solo un piccolo picco a lato 220 dopo la fine di un ciclo paragonabile alla 12V della batteria per il fattore di moltiplicazione del trasformatore, almeno questo è quello che avevo rivelato con una sonda differenziale in uscita e l'oscilloscopio...

L'idea del filtro LC di rete non è male, bisognerebbe provare se senza nessun carico non va ad influire sul consumo a vuoto dell'inverter.

Per quanto riguarda il pilotaggio bisogna anche dire che negli ultimi anni sono usciti mosfet più potenti con capacità di gate più basse, per esempio nella mia realizzazione a 24V di questo schema (con pochissime differenze da quello postato) ho usato 4 mosfet RFP70N06, 2 per canale, connessi direttamente in parallelo al pilotaggio dell'integrato, senza la 10hom, sono mosfet molto potenti (70A), con una RDSon molto bassa, 2 soli di quelli per canale e pilotavo 1Kw di trasformatori, a pieno carico con una stufetta le due misere alettine diventavano a mala pena tiepide, scaldavano di più i cavi e i fusibili! Veramente degli ottimi mosfet, potenti e facili da pilotare.

 

Pyron

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GigaWatt


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Msg:1115

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Inviato il: 4/8/2009,21:35

key, ma fai da te a parte, secondo te qual'è il punto debole di un iverter?
quanto ci si può aspettare come vita utile prima di un guasto?

 

Hike

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Watt


Utente
Msg:58

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Inviato il: 4/8/2009,23:03

CITAZIONE (Pyron @ 4/8/2009, 22:35)
key, ma fai da te a parte, secondo te qual'è il punto debole di un iverter?
.......

Quello di un inverter commerciale è senza dubbio il banco di condensatori elettrolitici.
Per la vita utile, dipende dal dimensionamento. L'MTBF di un elettrolitico è enormemente influenzato dalla differenza tra la tensione di impiego con quella di targa. Minore è questa diffrenza, minore sarà la vita attesa del poverino. faccine/sad.gif
Ciao

 

NonSoloBolleDiA...

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PetaWatt


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Msg:13786

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Inviato il: 4/8/2009,23:26

CITAZIONE (Pyron @ 4/8/2009, 22:35)
key, ma fai da te a parte, secondo te qual'è il punto debole di un iverter?
quanto ci si può aspettare come vita utile prima di un guasto?

L'anello debole sono i finali...bjt o mosfet che con correnti elevate faticano...ma se progettati bene....20 30 anni se li godono.
Ciao
Bolle



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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...

 

Hike

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Watt


Utente
Msg:58

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Inviato il: 4/8/2009,23:37

Non ho capito Bolle, l'anello debole sono i finali ma se la ridono fino a trent'anni ? faccine/unsure.gif

 

Keyosz
GigaWatt


Utente
Msg:1959

Stato:



Inviato il: 5/8/2009,07:46

Non saprei, perchè se parliamo di guasti concordo con bolle, se parliamo di longevità copncordo con hike, anche se a dire il vero non sono così datato da aver avuto la possibilità di provare un circuito per più di 15 anni faccine/laugh.gif

Guardando le riparazioni più frequenti (e non solo di inverters) sono sempre gli stadi di potenza, sia i transistor/mosfet finali che i driver, che si bruciano, però le cause non sono dovute all'usura, ma bensì a sovratensioni, fulmini (anche indiretti), o surriscaldamento. Quindi problemi non dovuti all'usura dei componenti.

Per quanto riguarda l'usura credo anch'io che l'unica cosa che si può considerare deteriorabile nel tempo siano i condensatori elettrolitici, come dice la parola stessa hanno un elettrolita all'interno e che quindi può seccare, mi viene in mente un vecchio amplificatore che non funzionava più bene per via degli elettrolitici seccati (forse non completamente) ed aveva circa 25 anni quando lo guardai, sostituendo i condensatori elettrolitici più grossi è tornato a funzionare come nuovo!

C'è da dire che se un inverter è progettato male potrebbe surriscaldarsi anche il trasformatore e piano piano colare la smaltatura degli avvolgimenti ed andare in corto, portandosi dietro anche gli stadi di potenza, ma non è usura, solo cattiva progettazione.

Un altro problema comune nelle nuove architetture con rafreddamento forzato sono le ventole, nel momento in cui si rompono si rischia di ricadere nel problema del surriscaldamento, gli apparecchi ben progettati riducono le prestazioni a fronte di un innalzo della temperatura, quindi ci si accorge delle ventole rotte per la bassa potenza erogata, si cambiano e tutto torna come prima, quelli economici se ne fregano di farlo e quindi migliaia di euro di apparecchio vanno in funo per 5 euro di ventolina!

Ad ogni modo se tutto è progettato bene i componenti elettornici (magari facendo un caso a parte per i condensatori elettrolitici) ti durano letteralmente una vita.

 

Hike

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Watt


Utente
Msg:58

Stato:



Inviato il: 8/9/2009,22:35

faccine/laugh.gif faccine/laugh.gif Keyosz, ho apprezzato la tua contorsione semantica per "guasto" e longevità". Ma se Pyron chiede la vita attesa di un inverter fotovoltaico, la risposta non può essere che la sua 'frequenza tra i guasti' è fortemente condizionata dagli elettrolitici.
I surge, le fulminazioni e le altre cause di guasto che citi non possono essere contemplate nel calcolo di alcun MTBF perchè sono "incidenti d'uso", al pari di ... terremoti, sommosse popolari o cedimenti dei fischer di fissaggio al muro !! faccine/tongue.gif
Giusto per dare un numero: un banco di elettrolitici di un inverter da 6 KW (la potenza implica variabili per numero e capacità dei cap) può avere un MTBF complessivo di 30-40 K ore, se correttamente dimensionato.
A riprova, esiste un solo inverter solare (che io sappia) il quale, non facendo uso di elettrolita nel banco condensatori, è garantito 10 anni, appunto.
Trovo corretta invece la tua precisazione sulle ventole. Sono parti meccaniche in movimento che abbattono il termine di vita utile (nel migliore dei casi obbligano a manutenzione più frequente) e che sarebbe bene non avere all'interno di mezzi di produzione così complessi e costosi.
Ciao faccine/smile.gif

 

NonSoloBolleDiA...

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PetaWatt


AMMINISTRATORE
Msg:13786

Stato:



Inviato il: 9/9/2009,01:03

CITAZIONE (Hike @ 8/9/2009, 23:35)
A riprova, esiste un solo inverter solare (che io sappia) il quale, non facendo uso di elettrolita nel banco condensatori, è garantito 10 anni, appunto.

faccine/blink.gif , grazie per l'info...cado dalle nuvole, pensavo che bastasse non farli stare 'fermi' gli elettrolitici.Per curiosità quale è questo inverter?
Ciao
Bolle



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