Der Beitrag beschreibt, wie eine 3-Phasen-Wechselrichterschaltung hergestellt wird, die in Verbindung mit jeder gewöhnlichen einphasigen Rechteck-Wechselrichterschaltung verwendet werden kann. Die Schaltung wurde von einem der interessierten Leser dieses Blogs angefordert.
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Arduino 3-Phasen-Wechselrichter
Das Schaltungskonzept
Eine 3-Phasen-Last kann von einem einphasigen Wechselrichter unter Verwendung der folgenden erläuterten Schaltungsstufen betrieben werden.
Grundsätzlich lassen sich die beteiligten Phasen in drei Gruppen einteilen:
- Das PWM-Generatorschaltung
- Das 3-Phasen-Signalgenerator Schaltkreis
- Die Mosfet-Treiberschaltung
Das erste Diagramm unten zeigt die PWM-Generatorstufe, es kann mit den folgenden Punkten verstanden werden:
Der Oszillator und die PWM-Bühne
Der IC 4047 ist standardmäßig verkabelt Flip-Flop Ausgangsgenerator mit der Rate der gewünschten Netzfrequenz, die von VR1 und C1 eingestellt wird.
Die dimensionierte Push-Pull-PWM wird jetzt am E / C-Übergang der beiden BC547-Transistoren verfügbar.
Diese PWM wird an den Eingang des im nächsten Abschnitt erläuterten 3-Phasen-Generators angelegt.
Die folgende Schaltung zeigt eine einfache Dreiphasen-Generatorschaltung, die das obige Eingangs-Push-Pull-Signal in 3 diskrete Ausgänge umwandelt, die um 120 Grad phasenverschoben sind.
Diese Ausgänge werden durch einzelne Gegentaktstufen, die aus NICHT-Gate-Stufen bestehen, weiter gegabelt. Diese 3 diskreten, um 120 Grad phasenverschobenen Push-Pull-PWMs werden nun zu den Eingangssignalen (HIN, LIN) für die unten erläuterte letzte 3-Phasen-Treiberstufe.
Dieser Signalgenerator verwendet eine einzelne 12-V-Versorgung und keine doppelte Versorgung.
Eine vollständige Erklärung finden Sie hier 3-Phasen-Signalgenerator Artikel
Die folgende Schaltung zeigt eine 3-Phasen-Wechselrichter-Wechselrichter-Schaltungsstufe unter Verwendung einer H-Brücken-Mosfet-Konfiguration, die die phasenverschobenen PWMs von der obigen Stufe empfängt und sie in entsprechende Hochspannungs-Wechselstromausgänge zum Betreiben der angeschlossenen 3-Phasen-Last umwandelt, normalerweise wäre dies eine 3 Phasenmotor.
Die 330 Hochspannung an den einzelnen Mosfet-Treiberabschnitten wird von jedem Standard-Einphasen-Wechselrichter erhalten, der über die gezeigten Mosfet-Abflüsse integriert ist, um die gewünschte 3-Phasen-Last mit Strom zu versorgen.
Die 3-Phasen-Vollbrückentreiberstufe
In obigem 3-Phasen-Generatorschaltung (vorletztes Diagramm) Die Verwendung einer Sinuswelle ist nicht sinnvoll, da der 4049 sie letztendlich in Rechteckwellen umwandeln würde. Darüber hinaus verwenden die Treiber-ICs im letzten Design digitale ICs, die nicht auf Sinuswellen reagieren.
Daher ist es besser, einen 3-Phasen-Rechtecksignalgenerator zum Einspeisen der letzten Treiberstufe zu verwenden.
Sie können auf den Artikel verweisen, der erklärt wie man einen 3-Phasen-Solarwechselrichterkreis herstellt zum Verständnis der Funktionsweise und Implementierungsdetails der 3-Phasen-Signalgeneratorstufe.
Verwenden des IC IR2103
Eine relativ einfachere Version der obigen 3-Phasen-Wechselrichterschaltung kann nachstehend unter Verwendung des Halbbrückentreiber-ICS IC IR2103 untersucht werden. In dieser Version fehlt die Funktion zum Herunterfahren. Wenn Sie die Funktion zum Herunterfahren nicht integrieren möchten, können Sie das folgende einfachere Design ausprobieren.
Vereinfachung der oben genannten Designs
In der oben erläuterten 3-Phasen-Wechselrichterschaltung sieht die 3-Phasen-Generatorstufe unnötig komplex aus, und deshalb habe ich mich entschlossen, nach einer einfacheren Alternative zum Ersetzen dieses speziellen Abschnitts zu suchen.
Nach einiger Suche fand ich die folgende interessante 3-Phasen-Generatorschaltung, die mit ihren Einstellungen ziemlich einfach und unkompliziert aussieht.
Daher können Sie jetzt einfach den zuvor erläuterten IC 4047 und den Opamp-Abschnitt vollständig ersetzen und dieses Design in die HIN, LIN-Eingänge der 3-Phasen-Treiberschaltung integrieren.
Denken Sie jedoch daran, dass Sie weiterhin die N1 ---- N6-Gatter zwischen dieser neuen Schaltung und der Vollbrückentreiberschaltung verwenden müssen.
Herstellung eines Solar-3-Phasen-Wechselrichterschaltkreises
Bisher haben wir gelernt, wie man eine grundlegende 3-Phasen-Wechselrichterschaltung herstellt. Jetzt werden wir sehen, wie ein Solarwechselrichter mit einem 3-Phasen-Ausgang unter Verwendung sehr gewöhnlicher ICs und passiver Komponenten gebaut werden kann.
Das Konzept ist im Grunde das gleiche, ich habe gerade die 3-Phasen-Generatorstufe für die Anwendung geändert.
Grundvoraussetzung des Wechselrichters
Für den Erwerb eines 3-Phasen-Wechselstromausgangs von einer einzelnen Phase oder einer Gleichstromquelle würden drei grundlegende Schaltungsstufen benötigt:
- Eine 3-Phasen-Generator- oder Prozessorschaltung
- Eine 3-Phasen-Treiber-Leistungsstufenschaltung.
- Eine Aufwärtswandlerschaltung
- Solarpanel (entsprechend bewertet)
In diesem Tutorial erfahren Sie, wie Sie ein Solarpanel mit Batterie und Wechselrichter kombinieren:
Sonnenkollektoren für Wechselrichter berechnen
Ein gutes Beispiel kann in diesem Artikel untersucht werden, der eine einfache 3-Phasen-Wechselrichterschaltung erklärt
In dem vorliegenden Entwurf integrieren auch wir diese drei Grundstufen. Lassen Sie uns zunächst aus der folgenden Diskussion etwas über die 3-Phasen-Generatorprozessorschaltung lernen:
Wie es funktioniert
Das obige Diagramm zeigt die grundlegende Prozessorschaltung, die komplex aussieht, aber eigentlich nicht. Die Schaltung besteht aus drei Abschnitten, dem IC 555, der die 3-Phasen-Frequenz (50 Hz oder 60 Hz) bestimmt, dem IC 4035, der die Frequenz in die erforderlichen 3 Phasen aufteilt, die durch einen Phasenwinkel von 120 Grad getrennt sind.
R1, R2 und C müssen für die Erfassung einer Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz bei einem Tastverhältnis von 50% geeignet ausgewählt werden.
Es sind 8 NICHT-Gatter von N3 bis N8 zu sehen, die einfach zum Aufteilen der erzeugten drei Phasen in Paare von hohen und niedrigen Logikausgängen eingebaut sind.
Diese NICHT-Gatter können von zwei 4049-ICs erfasst werden.
Diese Paare von hohen und niedrigen Ausgängen über die gezeigten NICHT-Gatter werden für die Speisung unserer nächsten 3-Phasen-Treiber-Leistungsstufe wesentlich.
Die folgende Erklärung beschreibt die Solar-3-Phasen-Strom-Mosfet-Treiberschaltung
Hinweis: Der Abschaltstift muss an die Erdungsleitung angeschlossen werden, wenn er nicht verwendet wird. Andernfalls funktioniert der Stromkreis nicht
Wie in der obigen Abbildung zu sehen ist, besteht dieser Abschnitt aus drei separaten Halbbrückentreiber-ICs unter Verwendung von IRS2608, die auf das Ansteuern von High-Side- und Low-Side-Mosfet-Paaren spezialisiert sind.
Die Konfiguration sieht dank dieses hochentwickelten Treiber-ICs von International Rectifier recht einfach aus.
Jede IC-Stufe hat ihre eigenen HIN- (High In) und LIN- (Low In) Eingangspins sowie ihre jeweiligen Versorgungs-Vcc / Ground-Pins.
Alle Vcc müssen zusammengefügt und mit der 12-V-Versorgungsleitung des ersten Stromkreises (Pin4 / 8 von IC555) verbunden werden, damit alle Schaltungsstufen für die vom Solarpanel abgeleitete 12-V-Versorgung zugänglich werden.
Ebenso müssen alle Erdungsstifte und -leitungen zu einer gemeinsamen Schiene verarbeitet werden.
HIN und LIN sollten mit den Ausgängen verbunden werden, die von den NOT-Gattern generiert werden, wie im zweiten Diagramm angegeben.
Die obige Anordnung kümmert sich um die 3-Phasen-Verarbeitung und -Verstärkung. Da jedoch der 3-Phasen-Ausgang auf Netzebene liegen sollte und ein Solarpanel für maximal 60 V ausgelegt sein könnte, müssen wir eine Anordnung haben, die es ermöglicht, diese niedrigen 60 zu verstärken Volt Solarpanel auf den erforderlichen 220V oder 120V Pegel.
Verwendung des Flyback-Buck / Boost-Wandlers auf IC 555-Basis
Dies kann leicht durch eine einfache Aufwärtswandlerschaltung auf 555 IC-Basis implementiert werden, wie nachstehend untersucht werden kann:
Auch hier sieht die gezeigte Konfiguration des Aufwärtswandlers von 60 V auf 220 V nicht so schwierig aus und kann unter Verwendung sehr gewöhnlicher Komponenten konstruiert werden.
Der IC 555 ist als Astable mit einer Frequenz von ungefähr 20 bis 50 kHz konfiguriert. Diese Frequenz wird über eine Push-Pull-BJT-Stufe dem Gate eines Schaltmosfets zugeführt.
Das Herzstück der Boost-Schaltung wird mit Hilfe eines kompakten Ferritkerntransformators gebildet, der die Ansteuerfrequenz vom Mosfet empfängt und den 60-V-Eingang in den erforderlichen 220-V-Ausgang umwandelt.
Dieser 220-V-Gleichstrom wird schließlich mit der zuvor erläuterten Mosfet-Treiberstufe über die Abflüsse der 3-Phasen-Mosfets angeschlossen, um den 220-V-3-Phasen-Ausgang zu erreichen.
Der Aufwärtswandler-Transformator kann auf jeder geeigneten EE-Kern / Spulen-Baugruppe mit 1 mm Primärwicklung mit 50 Windungen (zwei 0,5 mm Bifilar-Magnetdraht parallel) und Sekundärwicklung mit 0,5 mm Magnetdraht mit 200 Windungen aufgebaut werden
Zurück: 12V, 24V, 1 Ampere MOSFET SMPS-Schaltung Weiter: Einfache FM-Radio-Schaltung mit einem einzelnen Transistor
