Invertor 24Vcc-230Vca_50Hz_ 5000W

[spirake]

Nelu la partea de ridicare din schema are protectie la scurt ?Am facut partea de ridicare a functionat bine dar cand am testat la putere mai mare a intrat in scurt mosii si s-au ars sigurantele.Tensiune era stabila la 375vcc.Scurtul s-a datorat unui mosfet din puntea h care a pus la masa condensatorul de 470uf/400v

[nel65]

Doar siguranta de 15A de pe iesirea de 340V.Puntea H are protectie la supracurent iar scurtul unui mos/igbt din punte s-a datorat nefunctionarii acestei protectii.

 

 

4R7/1...2W

Editat Aprilie 19, 2017 de nel65

[spirake]

Multumesc am sa verific protectia,au intrat in scurt pe partea de 20khz

Interesant softul facut de Florin cu atmega8 si tlp250,Daca putea implementa in soft feedbackul tensiunii de iesire pe AC.era super, exact ca EG8010,sau poate alt atmega16

[bennyy]

Felicitari pentru cei care au realizat acest invertor.

nel65

"Tocmai ce am incercat o drujba electrica de 2000w ,in momentul pornirii intra protectia si reporneste dupa 4 secunde.Probabil ca trage un curent mai mare de 5000w in prima fractiune de secunda."

"Mareste condul de 1n din pin 5 LM393,prin tatonare ,10n-100n.Dar asta afecteaza performantele protectiei in sensul ca o poate face ineficienta."

"Cei care mai construiti invertoare ,ar fi bine sa aveti in vedere un ntc de cativa ohmi pe iesirea de 230v la invertor,ma gandesc ca ar atenua socurile prea mari."

cristi7521

"Incearca sa pui in serie cu motorul un termistor de protectie (din sursele de PC - sau mai multi).

Pana se pune in miscare motorul curentul e foarte mare, de aceea actioneaza protectia."

cristi_908

"La orice invertor e bine sa pui temistori pentru a atenua virfule de sarcina la pornirea motoarelor."

In aceasta schema protectia actioneaza la oricare consum instant. Pe fiecare impuls de comanda al puntii H. Marind valoarea condensatorului de la intrarea comparatorului aruncati pe fereastra acest avantaj. Trebuie sa reziste la scurtcircuit pe iesire cu valorile corespunzatoare a bobinei de pe iesire, rezistorul de masurarea a curentului si rezistorul de limitare a curentului de incarcare a condensatorului mult hulit de 1n.

(Cei care au probleme cu activarea protectiei fara nici o explicatie incercati sa vedeti de condensatorii de decuplare de la alimentarea circuitelor de comanda(nu prea exista in schema) si de lungimea traseelor pana in portile tranzistoarelor de putere.)

Rezolvarea este o intarziere a activarii protectie a microcontrolerului. Condensatorul acela de 10-100n impreuna cu inca un comparator LM393 pus inainte de poarta mosfetului care pune la masa pinul 1 al microcontrolerului.

In acest fel protectia (limitarea) pe fiecare impuls ramane functionala (bobina de pe iesire trebuie neaparat sa fie pusa, ajuta la intarzierea cresterii curentului). Bineinteles ca se poate face si reglaj de putere maxima in suprasarcina si timp(cu ajutorul comparatorului ramas disponibil). Divizorul de tensiune de pe intrarea negativa a celui de al doilea comparator poate sa fie un semireglabil.

Partea cu TLP250 la activarea protectie nu mai au masa pe partea de comanda, acest fapt ajuta la blocarea puntii H. Dar nu au o intarziere sau blocare pana la urmatorul impuls si intra in oscilatie. Poatea alt driver (IR2110+drivere) care sa nu dea comanda la puntea H pana la urmatorul impuls de la microcontroler.

Avantajul TLP250 de a fii separator galvanic se pierde din cauza modului cum este facut feedback-ul de curent. TLP250 fara drivere suplimentare la comanda a unor porti cu capacitate parazita de 7n este cam slabut si afecteaza si timpul de raspuns a protectiei la blocarea puntii H.

Cei care fac invertorul de proba sau numai cu 1-2 module ridicatoare de tensiune ajunge cate un IGBT (4x1) adica 800-1600W si in acest caz si TLP250 este foarte bun(comanda 1 IGBT nu 3).

4x1 IGBT-uri rezista zeci de secunde fara eroisme la 4-5kW. STGW39NC60VD - IGBT-ul folosit in acest invertor cu racire si comanda corespunzatoare poate duce 10-20kW (4x1).

Se foloseste 4x3 din considerente practice care se refera toleranta la partea de comanda, racire distribuita si rezistenta la scurt circuit.

Drivere de putere mai mare ajuta si randamentul si partea termica la sarcini mari.

Consumul in gol se poate scadea prin separarea comenzii blocurilor ridicatoare de tensiune in functie de consum. Comanda in trepte in functie de consum a blocurilor ridicatoare de tensiune si a IGBT-urilor din puntea H imbunatateste randamentul in gol si la consumuri mici.

Redresarea bialternanta cu priza mediana face bine la randament si la numarul de componente (pana acum am tot scris sa mai puneti componente, a venit timpul sa scriu sa mai si scoateti).

Dioda MUR1560 are o cadere de tensiune de cel putin 1V (si este si supradimensionata ceea ce ajuta, o dioda de putere mai mica are cadere de tensiune mai mare). 1V din 310V este cam 0,3% si faceti si economie de cate 2 diode pentru fiecare modul ridicator de tensiune (manopera suplimentara la transformator).

Pentru randament si numar de componente un upgrade putin extremist: fara diode de redresare, cu comanda sincronizata a IGBT-urilor cu partea ridicatoare de tensiune. 14 sau 28 diode de putere la tensiune mare economie si condensatoarele pentru filtrare de pe 310V pot sa fie mult mai mici (condesatorul de 470u/400-450V poate sa fie de 100u sau chiar sa lipseasca).

Shutdown-ul la microcontrolerului se poate da in caz ca tesiunea pe iesire nu se incadreaza in limite.

Astea au fost numai o parte din ce se poate imbunatii.

Binenteles ca implica costuri suplimentare, dar fiabilitatea, randamentul si securitatea costa. In acest caz majoritatea costului este timpul.

Editat Aprilie 21, 2017 de bennyy

[spirake]

Eu am facut acest inverter cu 2 trafuri ridicatoare EE55,proba am facuto cu unul singur si la 1000w consum ac ,tensiunea a scazut de la 230vca la 208vca,la un consum de 1400w a scazut tensiunea la 185vca.Canda am marit consumul la 1600w atunci a cedat mosurile din puntea H pe partea de inalta si a pus la masa cond de filtraj,daca aveam o siguranta era perfect dar nu am avut si asa sau dus si cateva mosuri din partea de ridicare inclusiv sigurantele.

[bennyy]

Felicitari pentru realizare.

 

Schema invertorului este foarte buna din considerente practice ca si complexitate si costuri.

 

Spirake

In legatura cu testul tau, trebuia sa te opresti deja la 1000W, iti scadea prea mult tensiunea de alimentare.

Pentru ca sa nu aberez prea mult mai am nevoie de informatii suplimentare: ai sau nu bobina de pe iesire(nel65 precizeaza ca el nu o foloseste, fara bobina varfurile de curent sunt mai mari, media ramane aproape identica), numarul de IGBT-uri, sursa de provenienta daca e credibila a IGBT-urilor, racirea, cum s-a comportat termic la 1000W si 1400W.

 

Sustin ceea ce am scris in postul anterior in legatura cu puterile suportate de IGBT-ul folosit in puntea H.

Calculand cu regula de 3 simpla la 1400W si 185V (1400/185x230) rezulta 1740W. IGBT-urile fiind mai putin solicitate la 230V si 1740W decat la 185V si 1400W.

Cu aceasi comanda si tensiune mai mare, IGBT-ul se deschide mai repede, de aici rezulta solicitare mai mica.

 

Invertor din gama de top de 2 kW continuu si 4kW varfuri are in puntea H 4x1 (IXGH15N120CD1).

IXGH15N120CD1 are 30A la 25 grade C si 15A la 90 grade C fata de STGW39NC60VD care este mult mai potent 80A in loc de 30 si 40A la 100 grade C in loc de 15A la 90 grade Celsius.

Specific ca are PFC ca sa stabilizeze tensiunea de alimentare a puntii H.

IXGH este putin mai rapid decat STGW dar si asa nu ajunge la mai mult de 50-60% din ceea poate STGW (calculat la 25 grade si frecvanta mica IXGH poate numai 37,5%, compenseaza viteza)

 

 

Sugestii pentru cei care vor sa foloseasca mai putine module ridicatoare de tensiune la puteri extreme(ex: 1 modul pentru mai mult de 800W), in ordinea costurilor:

- prima data trebuie facuta o corectie in schema, rezistorul de 10K trebuie mutat dupa rezistorul de 10 ohmi. Da, cate un rezistor de 10K pentru fiecare IRF. Rolul rezistorului de 10 K este sa tina la masa poarta la IRF2807 ca si protectie ESD. Daca se arde rezistorul de 10 ohmi se duce dupa el si IRF-ul. Sau modulul nu este montat, IRF-ul se poate incarca electrostatic. Cu toate componentele montate si bune isi indeplineste rolul si acolo unde este acum, cu toate ca are valoare prea mare pentru toate modulele.

- dimensionarea corespunzatoeare a firelor de alimentare, lungime si grosime. Inca din faza de testare.

- ingrosarea traseelor de alimentare pe partea de 24V.

- rezistorul de 10 ohmi din poarta IRF trebuie sa fie de valoare mai mica. Pentru 1-3 module 4,7 (se poate si 3,3 pentru 1-2 module). Cei care nu inteleg de ce, sa ramana la 10 ohmi si max 800w/modul.

- cei care folosesc ferite mai mari sa foloseasca mai multe fire, ca sa creasca sectiunea conductoarelor pentru pierderi mai mici. Maximul de sectiune? cat de mult se poate sa incapa in fereastra.

- cresterea tensiunii de alimentare pentru driverul din secundar. Acum sunt 15V + eroarea maxima de 4% poate ajunge in cazuri extreme la 15,6, normal ajunge la 15,2-15,3. Alimentarea maxima suportata de driver in conditii normale este de 18v. La LM 7815 se poate pune 1-2 diode in serie cu pinul care merge la masa. O dioda, daca tensiunea pe stabilizator este peste 15,2V. Tensiunea maxima sa fie de 18v. Adica LM7815+diode+eroare de 4% sa fie max 18V. LM 7818 numai daca este selectat sau este cu eroare de 1%(LM7818A, este 30-50% mai scump, nu il au toti furnizorii, dar nu se mai modifica cablajul sau va fii fara improvizatii).

- cresterea tensiunii de alimentare pentru driverele puntii H. Limitarea maxima este data IRF2807, tensiunea maxima VGS 20V (TLP250 are 35V). Asa ca 15-18V se poate obtine inlocuind stabilizatorul de 12V cu unul de 15-18V. Ventilatorul poate fii inseriat cu o dioda zener sau 4-9 diode sau sa fie cu stabilizatorul lui de 12V.

- rezistorul pentru masurarea curentului de pe puntea H. Pentru fiecare set de 4 tranzistoare se foloseste cate o rezistenta. Daca ai 4x1 atunci folosesti numai o rezistenta de 0R1 5W. 3x 0R1 5W sunt pentru limitarea la 5KW.

- rezistoarele de 10 ohmi de la comanda puntii H. Pot sa fie mai mici.

4x3 IGBT ramane de 10 ohmi.

4x2 IGBT 6,8-8,2 ohmi.

4x1 IGBT 4,7 ohmi.

Daca se reduce numarul de tranzistoare sau module rezulta ca driverele sunt mai putin solicitate. Pot sa acorde atentie sporita la tranzistoare mai putine . Driverele vor fi mai putin solicitate in toate situatiile in care se modifica rezistorul din porta tranzistoarelor prezentate mai sus decat in schema completa cu toate modulele.

 

Rezistoare mai mici la comanda are ca efect aclansarea mai rapida a tranzistoarelor. Rezulta pierderi mai mici si temperatura tranzistoarelor mai mica. Consumul nu se modifica la comanda. Creste randamentul datorita scaderi pierderilor de conductie (care altfel se transforma in caldura si trebuie sa scapi de ea cu radiatoare mai mari).

Tensiune mai mare pe partea de comanda convinge mai repede tranzistorul sa se deschida. Si la fel randament mai bun. In gol creste putin consumul cativa mA. Binenteles ca si in sarcina creste consumul de comada, dar recupereaza mult mai mult datorita ca scad pierderile de conductie.

 

Fara osciloscop e greu tuningul.

Randamentul poate trece de 90% destul de usor numai din ajustari (valori componente si lungime trasee). Modificand putin iesirea, sa fie cu tensiune diferentiala si redresare cu punte mediana deja mai adaugam aproximativ 2% la randament (mai putin la consum mic si mai mult la consum mare). Avantaj jumatate de IGBT-uri si drivere + randament. Dejavantaj- tranformatorul putin mai complex.

 

Rezumat: traseu de alimentare, tensiune de alimentare drivere, valoare rezistenta limitare de la driver la tranzistoarele comandate. Tensiunea si valoarea rezistoarelor valabile pentru ambele parti(IRF+IGBT).

 

Pentru cei care nu inteleg de ce am modificat valorile sa intrebe si/sau sa se documenteze si numai dupa acea sa puna in practica. Preferabil la tensiuni mult mai mici (transformatorul bobinat pe iesire numai cu 25% din numarul de spire). Dupa ce se trece de faza de practica si testare se face transformatorul la tensiunea corespunzatoare.

Editat Aprilie 25, 2017 de bennyy

[spirake]

Sa fiu mai explicit si diseaara voi pune si cateva poze cu inverterul.Partea de ridicare este facuta dupa schema lui nel65 pana la con 470uf/400vcc mai putin protectia la tensiune scazuta,eu am optat la un LM324 si 2 din cele 4 operationale sunt folosite pentru tensiune joasa respectiv 21-22vcc si 29-30vcc pentru tensiune maxima.Dupa 375vcc am acest kit cumparat (www.ebay.com/itm/Assembled-2000W-Pure-Sine-Wave-Inverter-Power-Board-Post-Sinewave-Amplifier-/181957426321?hash=item2a5d81fc91:g:zygAAOSwnipWaXUk)Si asa este nu am nici un inductor dupa cond 470uf/400vcc.Mosii sunt SPW47N60C3=4BUC.Consmul in gol este de 0,3A.Am specificat ca proba am facuto cu un singur traf

Editat Aprilie 25, 2017 de spirake

[spirake]

Am facut puntea H cu EG8010 si TLP250,functioneaza dar la un consum de 40w intra protectia.Am marit cond de 1nf la 0.1uf si tot intra repede.Ce ar mai trebui sa inlocuiesc la LM393?In pinul 2 am tensiunea de 0,65v

schema puntea H_EG 8010_TLP250 CU DRIVERE.pdf

[spirake]

Am obtinut sinusoida dar nu e perfecta ,cele 2 jumatati,ce pot sa mai modific pentru a fi corecta?mentionez ca la iesire am 2,2 uF si 3,3mH bobina.

https://youtu.be/5kBaiLtxRIo

[spirake]

https://youtu.be/9YxTEKA08_Y

[vasile eugen]

Multumesc Nelu,daca zici ca e mai bun cu atmega 8 il fac pe asta,posteaza hexul imbunatatit.Eu pun cablajul in sprint 6.Am si atmega8

La versiune cu atmega si ir 2110 la integratul U3 este diodaD2 care merge in pin 6,nu este cumva gresit? Dupa o comparare cu cea de la attiny 13 ar trebui sa fie la pin7.

[Vizitator maryan_r85]

Buna seara,

Am realizat si eu invertorul doar cu un singur traf.

Am reusit sa conectez o bormasina de 600w care a mers bine si apoi a zacut cateva luni pana am incercat sa pun un frigider pe el.

Nu stiu ce s-a defectat pentru ca acum nu isi mai face treaba, cand il conectez la baterii scoate un sunet ascutit ( ca un tiuit).

Sunetul se aude din partea ridicatoare. Formele de unda din SG3525 sunt ok (40KHz).

Aveti vreo idee de la ce poate fi?

 

Mersi.

[vasile eugen]

scurt pe iesire,diode ,tranzistori

[nel65]

Proiectul din nou...

5000W_v4.rar

[ionpat]

in format pdf se poate?