Schaltkreis zur Korrektur der Ausgangsspannung des automatischen Wechselrichters

Das häufigste Problem bei vielen kostengünstigen Wechselrichtern ist ihre Unfähigkeit, die Ausgangsspannung in Bezug auf die Lastbedingungen einzustellen. Bei solchen Wechselrichtern steigt die Ausgangsspannung tendenziell mit niedrigeren Lasten an und fällt mit zunehmenden Lasten ab.

Die hier erläuterten Schaltungsideen können zu jedem gewöhnlichen Wechselrichter hinzugefügt werden, um deren unterschiedliche Ausgangsspannungsbedingungen als Reaktion auf unterschiedliche Lasten zu kompensieren und zu regeln.

Design Nr. 1: Automatische RMS-Korrektur mit PWM

Die erste Schaltung unten kann möglicherweise als idealer Ansatz zum Implementieren einer lastunabhängigen automatischen Ausgangskorrektur unter Verwendung von PWM von einem IC 555 angesehen werden.

Die oben gezeigte Schaltung kann effektiv als automatischer lastgesteuerter Effektivwertwandler verwendet werden und kann in jedem gewöhnlichen Wechselrichter für den beabsichtigten Zweck angewendet werden.

Der IC 741 arbeitet wie ein Spannungsfolger und wirkt wie ein Puffer zwischen der Ausgangsrückkopplungsspannung des Wechselrichters und der PWM-Steuerschaltung.

Die mit Pin 3 des IC 741 verbundenen Widerstände sind konfiguriert wie ein Spannungsteiler Dies reduziert den hohen Wechselstromausgang des Netzes angemessen auf ein proportional niedrigeres Potential, das je nach Ausgangsstatus des Wechselrichters zwischen 6 und 12 V variiert.

Die Zwei IC 555 Schaltung sind konfiguriert wie ein modulierter PWM-Controller arbeiten. Der modulierte Eingang wird an Pin 5 des IC2 angelegt, der das Signal mit den Dreieckswellen an Pin 6 vergleicht.

Dies führt zur Erzeugung des PWM-Ausgangs an seinem Pin Nr. 3, der sein Tastverhältnis als Reaktion auf das Modulationssignal an Pin Nr. 5 des IC ändert.

Ein ansteigendes Potential an diesem Pin Nr. 5 führt zu generationsweiten PWMs oder PWMs mit höheren Arbeitszyklen und umgekehrt.

Dies impliziert, dass wenn der Opamp 741 antwortet Bei einem ansteigenden Potential aufgrund eines ansteigenden Ausgangs des Wechselrichters erweitert der Ausgang des IC2 555 seine PWM-Impulse, während sich die PWM an Pin 3 von IC2 proportional verengt, wenn der Wechselrichterausgang abfällt.

PWM mit Mosfets konfigurieren.

Wenn die oben genannten automatisch korrigierenden PWMs in die Mosfet-Gates eines Wechselrichters integriert sind, kann der Wechselrichter seinen Effektivwert automatisch als Reaktion auf die Lastbedingungen steuern.

Wenn die Last die PWM überschreitet, wird der Wechselrichterausgang tendenziell niedrig, was dazu führt, dass sich die PWMs verbreitern, was wiederum dazu führt, dass sich der Mosfet stärker einschaltet und den Transformator mit mehr Strom antreibt, wodurch die überschüssige Stromaufnahme aus der Last kompensiert wird

Design Nr. 2: Verwenden von Operationsverstärker und Transistor

Die nächste Idee diskutiert eine Opamp-Version, die mit gewöhnlichen Wechselrichtern hinzugefügt werden kann, um eine automatische Ausgangsspannungsregelung als Reaktion auf unterschiedliche Lasten oder Batteriespannungen zu erreichen.

Die Idee ist einfach: Sobald die Ausgangsspannung eine vorbestimmte Gefahrenschwelle überschreitet, wird eine entsprechende Schaltung ausgelöst, die wiederum die Wechselrichter-Leistungsvorrichtungen auf konsistente Weise ausschaltet, wodurch eine gesteuerte Ausgangsspannung innerhalb dieser bestimmten Schwelle entsteht.

Der Nachteil bei der Verwendung eines Transistors könnte das damit verbundene Hystereseproblem sein, das das Schalten über einen breiteren Querschnitt ziemlich machen könnte, was zu einer nicht so genauen Spannungsregelung führt.

Opamps hingegen können immens genau sein, da diese die Ausgangsregelung innerhalb eines sehr engen Bereichs umschalten und den Korrekturpegel fest und genau halten würden.

Die nachstehend vorgestellte einfache automatische Lastspannungskorrekturschaltung des Wechselrichters könnte effektiv für die vorgeschlagene Anwendung und zur Regelung der Leistung eines Wechselrichters innerhalb einer beliebigen gewünschten Grenze verwendet werden.

Die vorgeschlagene Wechselrichterspannungskorrekturschaltung kann mit Hilfe der folgenden Punkte verstanden werden:

Ein einzelner Operationsverstärker erfüllt die Funktion eines Komparators und eines Spannungspegeldetektors.

Schaltungsbetrieb

Der Hochspannungswechselstrom vom Transformatorausgang wird unter Verwendung eines Potentialteilernetzwerks auf etwa 14 V herabgesetzt.

Diese Spannung wird sowohl zur Betriebsspannung als auch zur Erfassungsspannung für die Schaltung.

Die abgesenkte Spannung unter Verwendung eines Potentialteilers entspricht proportional der variierenden Spannung am Ausgang.

Pin3 des Operationsverstärkers wird auf eine äquivalente Gleichspannung eingestellt, die dem Grenzwert entspricht, der gesteuert werden muss.

Dies erfolgt durch Einspeisen der gewünschten maximalen Grenzspannung in die Schaltung und anschließendes Einstellen der 10k-Voreinstellung, bis der Ausgang gerade hoch geht und den NPN-Transistor auslöst.

Sobald die obige Einstellung vorgenommen wurde, kann die Schaltung für die beabsichtigten Korrekturen in den Wechselrichter integriert werden.

Wie zu sehen ist, muss der Kollektor des NPN mit den Gates der Mosfets des Wechselrichters verbunden werden, die für die Stromversorgung des Wechselrichtertransformators verantwortlich sind.

Diese Integration stellt sicher, dass immer dann, wenn die Ausgangsspannung dazu neigt, den eingestellten Grenzwert zu überschreiten, der NPN die Erdung der Gates der Mosfets auslöst und dadurch einen weiteren Anstieg der Spannung begrenzt. Die EIN / AUS-Triggerung wird unendlich fortgesetzt, solange die Ausgangsspannung um den herum schwebt Gefahrenzone.

Es ist zu beachten, dass die NPN-Integration nur mit N-Kanal-Mosfets kompatibel wäre. Wenn der Wechselrichter P-Kanal-Mosfets trägt, würde die Schaltungskonfiguration eine vollständige Umkehrung des Transistors und der Eingangsbelegung des Operationsverstärkers erfordern.

Die Schaltungsmasse sollte auch mit dem Minuspol der Batterie des Wechselrichters verbunden sein.

Design # 3: Einführung

Diese Schaltung wurde von einem meiner Freunde, Herrn Sam, angefordert, dessen ständige Erinnerungen mich dazu veranlassten, dieses sehr nützliche Konzept für Wechselrichteranwendungen zu entwerfen.

Die hier erläuterte lastunabhängige / ausgangskorrigierte oder ausgangskompensierte Wechselrichterschaltung befindet sich nur auf Konzeptebene und wurde von mir nicht praktisch getestet. Die Idee erscheint jedoch aufgrund ihres einfachen Aufbaus machbar.

Schaltungsbetrieb

Wenn wir uns die Abbildung ansehen, sehen wir, dass das gesamte Design im Grunde eine einfache PWM-Generatorschaltung ist, die um den IC 555 herum aufgebaut ist.

Wir wissen, dass in diesem Standard-555-PWM-Design die PWM-Impulse durch Ändern des Verhältnisses von R1 / R2 optimiert werden können.

Diese Tatsache wurde hier für die Anwendung der Lastspannungskorrektur eines Wechselrichters angemessen ausgenutzt.
Ein Optokoppler durch Abdichten einer LED / LDR Es wurde eine Anordnung verwendet, bei der der LDR des Optos zu einem der Widerstände im PWM-Arm der Schaltung wird.

Die LED des Optokopplers leuchtet durch die Spannung vom Wechselrichterausgang oder den Lastanschlüssen.

Die Netzspannung wird in geeigneter Weise unter Verwendung von C3 und den zugehörigen Komponenten zum Speisen der Opto-LED abgefallen.

Nach der Integration der Schaltung in einen Wechselrichter kann bei Stromversorgung des Systems (mit geeigneter angeschlossener Last) der Effektivwert am Ausgang gemessen und die Voreinstellung P1 so eingestellt werden, dass die Ausgangsspannung gerade für die Last geeignet ist.

Wie stellt man das ein

Diese Einstellung ist wahrscheinlich alles, was benötigt würde.

Nehmen wir nun an, wenn die Last erhöht wird, neigt die Spannung dazu, am Ausgang abzufallen, was wiederum die Intensität der Opto-LED verringert.

Die Abnahme der Intensität der LED veranlasst den IC, seine PWM-Impulse so zu optimieren, dass der Effektivwert der Ausgangsspannung ansteigt, wodurch der Spannungspegel ebenfalls bis zur erforderlichen Markierung ansteigt. Diese Initiierung wirkt sich auch auf die Intensität der LED aus, die wird jetzt hell und erreicht schließlich einen automatisch optimierten Pegel, der die Bedingungen der Systemlastspannung am Ausgang korrekt ausgleicht.

Hier ist das Markierungsverhältnis in erster Linie zur Steuerung des erforderlichen Parameters vorgesehen, daher sollte das Opto entweder links oder rechts des gezeigten Arms angebracht werden PWM-Steuerung Abschnitt des IC.

Die Schaltung kann mit dem in dieser 500-Watt-Wechselrichterschaltung gezeigten Wechselrichterdesign ausprobiert werden

Liste der Einzelteile

• R1 = 330K
• R2 = 100K
• R3, R4 = 100 Ohm
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22K
• C1, C2 = 0,01 uF
• C3 = 0,33 uF / 400 V.
• OptoCoupler = Selbstgemacht, indem eine LED / LDR von Angesicht zu Angesicht in einem lichtdichten Behälter versiegelt wird.

VORSICHT: DAS VORGESCHLAGENE DESIGN WIRD WÄHREND DER PRÜF- UND EINRICHTUNGSVERFAHREN NICHT VON DER NETZSPANNUNG DES WECHSELRICHTS, DER EXTREMEN VORSICHT, AUSGELÖST.