Homemade 100VA hanggang 1000VA Grid-tie Inverter Circuit

Inilalarawan ng sumusunod na konsepto ang isang simple ngunit mabubuhay na solar grid tie inverter circuit na maaaring mabago nang naaangkop para sa pagbuo ng wattage mula 100 hanggang 1000 VA at mas mataas.

Ano ang isang inverter ng grid tie

Ito ay isang inverter system na idinisenyo upang gumana tulad ng isang ordinaryong inverter na gumagamit ng isang DC input power na may pagbubukod na ang output ay pinakain pabalik sa utility grid.

Ang idinagdag na kapangyarihan sa grid ay maaaring inilaan para sa pag-aambag sa patuloy na pagtaas ng mga pangangailangan ng kuryente at para din sa pagbuo ng isang passive na kita mula sa kumpanya ng utility alinsunod sa kanilang mga termino (nalalapat lamang sa mga limitadong bansa lamang).

Para sa pagpapatupad ng proseso sa itaas, natiyak na ang output mula sa inverter ay ganap na na-synchronize sa grid power sa mga tuntunin ng RMS, form ng alon, dalas at polarity, para maiwasan ang hindi likas na pag-uugali at mga isyu.

Ang iminungkahing konsepto na dinisenyo ko, ay isa pang grid tie inverter circuit (hindi na-verify) na mas simple at makatuwiran pa kaysa sa nakaraang disenyo .

Maaaring maunawaan ang circuit sa tulong ng mga sumusunod na puntos:

Paano Gumagana ang GTI Circuit

Ang mga mains AC mula sa grid system ay inilalapat sa TR1 na isang stepped down transpormer.

Ang TR1 ay bumaba ng input ng mains sa 12V at inaayos ito sa tulong ng network ng tulay na nabuo ng apat na 1N4148 diode.

Ang itinuwid na boltahe ay ginagamit para sa pag-power ng mga IC sa pamamagitan ng indibidwal na 1N4148 diode na konektado sa kabuuan ng mga nauugnay na pinout ng ICs, habang tinitiyak ng mga nauugnay na 100uF capacitor na ang boltahe ay naaayos na na-filter.

Ang inayos na boltahe na nakuha pagkatapos lamang ng tulay ay ginagamit din bilang mga input ng pagproseso para sa dalawang ICs.

Dahil ang signal sa itaas (tingnan ang imahe ng waveform # 1) ay hindi na-filter na binubuo ito ng isang dalas ng 100Hz at naging sample signal para sa pagproseso at pagpapagana ng kinakailangang pagsabay.

Una ay pinakain ito upang i-pin ang # 2 ng IC555 kung saan ang dalas nito ay ginagamit para sa paghahambing sa mga sawtooth na alon (tingnan ang form ng alon # 2) sa kabuuan ng pin # 6/7 na nakuha mula sa kolektor ng transistor BC557.

Ang paghahambing sa itaas ay nagbibigay-daan sa IC upang likhain ang inilaan na output ng PWM na naka-sync sa dalas ng mga grid mains.

Ang signal mula sa tulay ay pinapakain din sa pin # 5 na nag-aayos ng halaga ng RMS ng output PWM na tiyak na tumutugma sa gridform ng grid (tingnan ang form ng alon # 3).

Gayunpaman sa puntong ito ang output mula sa 555 ay isang mababa sa lakas at kailangang palakasin at maiproseso din tulad nito na kinokopya at bumubuo ng parehong halves ng AC signal.

Para sa pagpapatupad ng nasa itaas, ang 4017 at ang yugto ng mosfet ay isinasama .

Ang 100Hz / 120Hz mula sa tulay ay natanggap din ng 4017 sa pin # 14 na nangangahulugang ngayon ang output ay sunud-sunod at ulitin mula sa pin # 3 pabalik sa pin # 3 tulad na ang mga mosfet ay lumipat sa magkasunod at eksaktong sa dalas ng 50Hz, nangangahulugang ang bawat mosfet ay magsasagawa ng 50 beses bawat segundo, halili.

Ang mga mosfet ay tumutugon sa mga aksyon sa itaas mula sa IC4017 at bumuo ng kaukulang epekto ng push pull sa konektadong transpormer na kung saan ay gumagawa ng kinakailangang boltahe ng AC mains sa pangalawang paikot-ikot na ito.

Maaari itong ipatupad sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang input ng DC sa mga mosft mula sa isang nababagong mapagkukunan o isang baterya.

Gayunpaman ang boltahe sa itaas ay isang ordinaryong parisukat na alon, hindi naaayon sa gridform form, hanggang at maliban kung isasama namin ang network na binubuo ng dalawang 1N4148 diode na konektado sa mga pintuan ng mga mosfet at pin # 3 ng IC555.

Ang network sa itaas ay tinadtad ang mga square square sa mga pintuang-daan ng mosftes na tumpak na patungkol sa pattern ng PWM o sa madaling salita ay kinukulit nito ang mga square wave na eksaktong tumutugma sa grid AC waveform, kahit na sa form na PWM (tingnan ang form ng alon # 4).

Ang output sa itaas ngayon ay pinakain pabalik sa grid na umaayon sa mga spec ng grid at pattern na tumpak.

Ang output output ay maaaring mabago mismo mula sa 100 watts hanggang 1000 watts o kahit na higit pa sa pamamagitan ng naaangkop na dimensyon ng input DC, ang mga mosfet at ang mga rating ng transpormer.

Ang tinalakay na solar grid tie inverter circuit ay mananatiling operative lamang hangga't mayroon ang grid power, bigo ang sandaling mains utility, mailipat ng TR1 ang mga input signal at ang isang buong circuit ay huminto, isang sitwasyon na mahigpit na kinakailangan para sa grid-tie inverter mga circuit system.

Diagram ng Circuit

Ipinapalagay na Mga Larawan ng Waveform

May isang bagay na hindi tama sa disenyo sa itaas

Ayon kay G. Selim Yavuz ang disenyo sa itaas ay may ilang mga bagay na mukhang nagdududa at kailangan ng pagwawasto, pakinggan natin kung ano ang dapat niyang sabihin:

Hi Swag,

sana magaling ka.

sinubukan ko iyong circuit sa isang board ng tinapay. Mukhang gagana ito maliban sa pwm na bahagi. Para sa ilang kadahilanan, nakakakuha ako ng isang double hump ngunit walang tunay na pwm. Maaari mo ba akong tulungan na maunawaan kung paano 555 ang pwm? Napansin ko na ang 2.2k at 1u ay lumilikha ng isang ramp ng 10ms. Naniniwala ako na ang rampa ay dapat na mas mabilis kaysa sa na ang kalahating alon ay 10ms. Maaaring napalampas ko ang ilang mga bagay.

Gayundin, ang 4017 ay gumagawa ng isang malinis na trabaho na maligayang paglipat ng pabalik-balik. Kapag pinapagana mo, ang 100 hz na orasan ay palaging nagsisimula ang counter mula sa 0. Paano natin masiguro na palagi itong nasa yugto ng grid?

Pahalagahan ang iyong tulong at ideya.
Pagbati,
Selim

Paglutas ng Isyu sa Circuit

Kumusta Selim,

Salamat sa pag-update.
Talagang tama ka, ang mga triangle wave ay dapat na mas mataas sa dalas kumpara sa input ng modulation sa pin # 5.
Para sa mga ito maaari kaming pumunta para sa isang hiwalay na 300Hz (humigit-kumulang) 555 IC astable para sa pagpapakain ng pin2 ng pwm IC 555.
Malulutas nito ang lahat ng mga isyu ayon sa akin.
Ang 4017 ay dapat na mai-orasan sa pamamagitan ng 100Hz na natanggap mula sa tulay na tagatama at ang pin3 nito, ang pin2 ay dapat gamitin para sa pagmamaneho ng mga pintuan at pin4 na konektado sa pin15. Titiyakin nito ang perpektong pagsabay sa dalas ng mains.
Pagbati.

Natapos na Disenyo ayon sa pag-uusap sa itaas

Ang diagram sa itaas ay na-redrawn sa ibaba na may natatanging mga numero ng bahagi at mga notasyong jumper

BABALA: ANG IDEYA AY BATAY NA NAGBATAY SA IMAGINATIBONG SIMULASYON, ANG DISKRETYONG TINGNAN NG PUNONG AY MAAARING PINAYO.

Ang isang pangunahing isyu sa disenyo sa itaas na kinakaharap ng marami sa mga tagapagbuo ay ang pag-init ng isa sa mga mosfet sa panahon ng pagpapatakbo ng GTI. Ang isang posibleng dahilan at lunas tulad ng iminungkahi ni G. Hsen ay ipinakita sa ibaba.

Ang ipinanukalang pagwawasto sa yugto ng mosfet tulad ng inirekomenda ni G. Hsen ay nakapaloob din dito sa ilalim, inaasahan na ang nasabing mga pagbabago ay makakatulong na makontrol ang isyu nang permanente:

Hello mr. Swagatam:

Pinanood ko ulit ang iyong diagram at matatag akong kumbinsido na ang mga pintuan ng MOSFETs ay maaabot ang isang modulate signal (HF PWM) at hindi isang simpleng signal 50 cs. Samakatuwid pinipilit ko, isang mas malakas na driver ang CD4017 ay dapat na isama, at ang paglaban sa serye ay dapat na isang mas mababang halaga.

Ang isa pang bagay na dapat isaalang-alang ay ang sa kantong ng risistor at ang gate ay hindi dapat isa pang idinagdag na elemento, at sa kasong ito nakikita ko ang pagpunta sa mga diode 555.

Dahil maaaring ito ang dahilan kung bakit ang isa sa mga heats MOFET dahil maaari itong mag-oscillate. Kaya sa palagay ko umiinit ang mosfet sapagkat ito ay nakakilos at hindi dahil sa output transpormer.

Paumanhin, ngunit ang aking alalahanin na ang iyong proyekto ay magtagumpay dahil sa aking nararamdaman na napakaganda at hindi ko balak na pumuna.

Mahal mo, hsen

Pinabuting Driver ng Mosfet

Alinsunod sa mga mungkahi mula kay G. Hsen, ang sumusunod na BJT buffer ay maaaring gamitin para masiguro na ang mga mosfet ay maaaring gumana nang may mas mahusay na kaligtasan at kontrol.