Sursa buck/boost

[giongiu]

Sursa se doreste a fi un regulator buck/boost, pentru eoliene. Tensiunea la iesirea generatorului unei eoliene, e variabila, direct proportionala cu turatia, proportionala la randul sau cu viteza vantului. Pentru a se obtine maxim de randament, la viteze mici, cand tensiunea generatorului e mai mica ca a acumulatorului, sursa trebuie sa ridice tensiunea, deci trebuie o sursa boost. In schema, T3 ar trebui sa conduca, iar T4 trebuie comandat cu umplere variabila de UC3843, printr-un driver. Daca viteza vantului creste, tensiunea generatorului va depasi tensiunea acumulatorului, asa ca sursa trebuie sa coboare tensiunea, deci devine buck. Acum T3 e comandat printr-un optocuplor de acelasi UC3843, iar T4 e blocat. Comutarea buck/boost ar trebui sa o faca un comparator cu histerezis, ce compara tensiunea generatorului, desigur dupa redresare, cu cea a acumulatorului. Daca prima e mai mica  ca a doua, T2 e blocat si  e comandat pwm T4. In acelasi timp, T1 e deschis, T3 e deschis, sursa e boost. Daca tensiunea generatorului depaseste la un moment dat, tensiunea acumulatorului, comparatorul deschide T2, care pune la masa intrarea driverului, care blocheaza T4. Comparatorul blocheaza in acelasi timp T1, iar T3 e comandat PWM, prin optocuplor, de acelasi integrat UC3843, sursa devenind buck.

Va rog sa semnalati eventuale greseli, sau de ce nu, solutii de simplificare a schemei.

Multumesc anticipat pentru orice sugestie!

Editat Octombrie 13, 2015 de giongiu

[Vizitator]

Invertorul sepic face aceasta operatie.https://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-080111-173652/unrestricted/Final_Report.pdfhttp://www.jeet.or.kr/LTKPSWeb/uploadfiles/be/201403/180320141624406253750.pdfhttp://orbit.dtu.dk/fedora/objects/orbit:55866/datastreams/file_3912851/contenthttp://www.eletrica.ufpr.br/anais/induscon/2012/Data/iREP1798.pdfhttp://faculty.mu.edu.sa/public/uploads/1338148964.3108379.pdf

[Vlad Mihai]

Foarte interesanta ideea, 

 

Poate stiti si de acest proiect, foloseste aceeasi topologie amintita de  miticamy. Am testat-o eu pana la puteri de 200W  cu un driver de 4A intre UC3843 si mosfeti.

http://danyk.cz/univ_m_en.html

[Vizitator gica contra]

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3780ff.pdf

Editat Octombrie 13, 2015 de gica contra

[giongiu]

Eu m-am inspirat de aici http://www.learnabout-electronics.org/PSU/psu33.php  Mi se pare avantajoasa topologia, deoarece e nevoie de o singura inductanta, care la puteri mari, peste 1Kw, e scumpa. Mi-e cunoscuta schema cehului, dar trebuie bobinata inductanta, iar randamentul cred ca e mai mic.

[UDAR]

Cred că principala problemă este cu ceea ce se întâmplă în jurul pragului de comutare . Din două motive : 

1. Pragul de comutare nu este de fapt dat de Vin față de Vout ci de Vin față de Vout + ceva ( o cădere pe diodă, pe tranzistor , etc ) .

2. Să presupunem că ai rezolvat cumva pct . 1 . Ești ușor sub limită și activezi boost-ul . Crește cu ceva tensiunea peste limită . În următoarea perioadă de ceas comutăm pe buck, ș.a.m.d.    Asta cu siguranță va scoate din minți bucla de reglaj .

Dar , e interesant . Te știu un experimentator tenace și ingenios. 

[spirake]

Aici colegul nostru a facut o schema de boost dar fara buck http://forum.softpedia.com/topic/1010509-energie-eoliana-2/page__st__918?do=findComment&comment=18014457

[giongiu]

UDAR ai dreptate...Foarte posibil ca doar monitorizarea tensiunilor, ca in schema, sa nu fie suficienta, pentru o comutare corecta buck/boost. Poate ca ar trebui inca un comparator cu fereastra, care sa dezactiveze ambele surse, cand tensiunea de intrare depaseste sa zicem cu 0,5V , tensiunea acumulatorului, iar la  0,8V, sa activeze iar sursele. Selectia buck sau boost, ar face-o comparatorul din schema, care ar trebui sa comute la mijlocul ...ferestrei...primului comparator. Cresterea de la 0,5V la 0,8V, s-ar datora caderii de tensiune mai mare, pe Rds, bobina, dioda, datorita curentului de incarcare, semn ca tensiunea de intrare e in crestere. Ma gandesc ca astfel s-ar putea face o comutare ferma buck/boost. Sau poate mai sunt si alte idei...

[bolek]

Boost cu skip pulses cand tensiunea e deja mare? Daca tot zici ca ai un acumulator bun permanent conectat...stabilizeaza el deajuns,tu doar compensezi ce se consuma.

[UDAR]

Remarc posibilitatea unui regim intermediar - poate aci e cheia . 

Atunci când tensiunea de intrare e apropiată de cea de ieșire putem comanda ambele tranzistoare (T3 și T4) simultan . Circuitul va funcționa ca un boost doar că pe perioada de eliberare a energiei din bobină aceasta nu va fi referită la +Vin ci la masă permițând deci o tensiune mai mică decât cea de la intrare .

Nu văd dealtfel niciun impediment de principiu ca circuitul să funcționeze permanent așa . Sigur , eficiența va fi mai redusă - patru semiconductori în serie în loc de doi . 

De altfel cred că integratele la care se face referire chiar așa lucrează.

[giongiu]

Interesanta ideea cu comanda simultana a T3 si T4, ar simplifica mult lucrurile. Cred ca o sa fac montajul si atunci vad ce si cum...

[UDAR]

Am mai citit după ce am postat căci îmi aminteam ceva . Într-adevăr integratele pomenite în link-ul postat de tine așa lucrează. 

Aștept rezultatele tale dar cred că nu vei reuși grozav cu UC384x . Mai degrabă ceva voltage mode gen TL494. Compensarea cred de asemenea că va fi o provocare . 

[UDAR]

Scuze pentru dubla postare dar a trecut timpul .

M-am grăbit mai sus . În varianta buck-boost se poate folosi cu succes UC384x . Eu rămăsesem la modul general , când pentru lucrul în modul buck era complicat de sesizat curentul prin inductor.

[DORFU]

Poate ar fi interesati unii de aceasta schema de convertor,am puso in forum sub titlu de sursa reglabila sau convertor cuk.Se poate folosi si in sisteme neconventionale de producere a energiei electrice oferind o plaja mai larga a tensiunii de intrare si iesire cu posibilitatea reglari tensiuni de iesire,a curentului de iesire pina la 5A,si de limitare a curentului de intrare ,o facilitate foarte utila in cazul panourilor fotovoltaice pentru a nu lasa panoul sa functioneze la curent de scurtcircuit ci la curentul de punct maxim de functionare al panoului (foarte important vara cind este cald si temperature fotocelulelor cresc la peste 80 de grade Celsius unde scade randamentul panoului solar.Utila la incarcarea acumulatoarelor in cazul eolienelor unde viteza vintului nu este constanta si la turatii mici produce energie dar nu se stocheaza in bateri nimic.

Unele caracteristici: Uin. 20-40Vcc (testata intre 15-55 Vcc)

  Uie: 0-100Vcc (testata intre 0-120Vcc)

Iies.  0-5 A

Schema suporta imbunatatiri ,poate pe un miez mai mare se pot obtine si alte puteri n-am facut nimic in acest sens dar ma bate gindul pe un etd 59 sau E65,unde se poate ajunge la 2KW cred pe aceste miezuri.Am realizato in doua exemplare, unul l-am donat in scop educativ.

Daca cineva este interesat sa-l construiasca ofer si documentatia necesara  si originala gratis pe mail ,trimit poze cu realizarea convertorului,cablaj realizat in  Eagle.

S-ar putea atasa o sursa in comutatie pentru tensiuniile de 15 si 18 volti,un microcontroller pentru temperatura panoului, in vederea stabiliri curentului maxim in punctul maxim de functionare al panoului fotovoltaic in funtie cu temperatura undeva de la -20 de grade, la plus 90 de grade si din 10 in 10 grade,daca te uiti in PDF-ul unui panou fotovoltaic la caracteristica puterii panoului in functie de temperatura iti dai seama ce diferente sunt intre vara si iarna intre 25 de grade si 90 de grade Celsius.

La citi si-au spart capul pe acest forum sa faca ceva util poate ne unim si dezvoltam un proiect mai amplu si mai complex , s-ai dam o utilitate ca bani nu facem din asa ceva,nu cred ca ajungem sa vindem asa ceva pe piata ne taie chinezi dar putem sa-l facem pentru noi si sa ne aduca un plus valoare locuintei noastre .

Alte precizari ar fi: Miez E42 cu intrefier recuperat din Telecolor,diodele de iesire am pus pe 300 de Vcc,in primar am folosit IRFP260 pina la 100 Vcc,peste recomand alte tranzistoare,nr de spire in primar 32,sirma mai multe in paralel identica in primar si secundar cred ca 0,45-0,6 nu mai stiu exact am uitat dar pot sa ma uit si cred ca am scris in postarea descrisa mai sus.Piese de la TME condensatori de 10 uF/250Vcc de forum.

Convertor-3.pdf

Editat Octombrie 16, 2015 de DORFU

[sesebe]

Poate spun prostii, dar a analizat careva posibilitatea de a utiliza o sursa flayback?

Cu o sursa flayback poti obtine la iesire si tensiuni mai mici dar si tensiuni mai mari decit intrarea, deci s-ar putea preta si la o astfel de aplicatie.

Eventual o schema ce variaza si frecventa pt a obtine un randament cit mai mare.

Inafara de transformator care este mai greu da calculat in cazul de fata, nu vad alte impedimenta majore.

 

edit:

pt mine cel mai greu este de gasit/ales valorile de curent/tensiune pt randament maxim de generare la panourile solare unde variaza si rezistenta interna cu lumina nu numai tensiunea ca la eoliene. Aveti ceva idei in directia asta?

Editat Octombrie 16, 2015 de sesebe