그리드 타이 인버터는 기존 인버터와 매우 유사하게 작동하지만 이러한 인버터의 전력 출력은 전력망 공급 장치의 AC 주전원에 공급되고 연결됩니다.

주 AC 전원이 존재하는 한 인버터는 기존 그리드 주 전원에 전력을 공급하고 그리드 공급이 실패하면 프로세스를 중지합니다.

개념

이 개념은 우리 각자가 유틸리티 전력 기여자가 될 수 있다는 점에서 참으로 매우 흥미 롭습니다. 각 주택이이 프로젝트에 참여하여 전력망에 압도적 인 양의 전력을 생성하고, 이는 기여하는 거주지에 수동 소득원을 제공한다고 상상해보십시오. 입력은 재생 가능한 소스에서 파생되므로 소득은 절대적으로 비용이 들지 않습니다.

“n 채널 향상 MOSFET 작동 ”

집에서 그리드 타이 인버터를 만드는 것은 개념이 몇 가지 엄격한 기준을 준수해야하기 때문에 매우 어려운 것으로 간주되며, 따르지 않으면 위험한 상황이 발생할 수 있습니다.

주의해야 할 몇 가지 주요 사항은 다음과 같습니다.

인버터의 출력은 그리드 AC와 완벽하게 동기화되어야합니다.

위에서 언급 한 출력 전압 진폭 및 주파수는 모두 그리드 AC 매개 변수와 일치해야합니다.

계통 전압이 실패 할 경우 인버터는 즉시 꺼져 야합니다.

이 게시물에서는 위의 모든 요구 사항을 처리하고 생성 된 AC를 위험한 상황을 발생시키지 않고 안전하게 그리드에 전달하는 간단한 그리드 타이 인버터 회로를 제시하려고했습니다.

회로 작동

다음 사항을 참고하여 제안 된 디자인 (내가 독점적으로 개발 한)을 이해해 봅시다.

다시 말하지만 평소와 같이 가장 친한 친구 인 IC555는 전체 애플리케이션에서 중심 무대를 차지합니다. 사실이 IC 덕분에 구성이 매우 간단 해졌습니다.

회로도를 참조하면 IC1과 IC2는 기본적으로 전압 합성기 또는 더 친숙한 용어로 펄스 위치 변조기로 배선됩니다.

여기서 강압 변압기 TR1은 필요한 작동 전압을 IC 회로에 공급하고 동기화 데이터를 IC에 공급하여 그리드 매개 변수에 따라 출력을 처리 할 수 있도록 사용됩니다.

두 IC의 핀 # 2와 핀 # 5는 각각 D1 이후의 지점에 연결되고 T3을 통해 각각 IC에 그리드 AC의 주파수 카운트 및 진폭 데이터를 제공합니다.

IC에 제공된 위의 두 정보는 IC가 이러한 정보에 따라 각 핀에서 출력을 수정하도록합니다.

출력 결과는이 데이터를 그리드 전압과 매우 동기화 된 잘 최적화 된 PWM 전압으로 변환합니다.

IC1은 포지티브 PWM을 생성하는 데 사용되는 반면 IC2는 네거티브 PWM을 생성하며, 둘 다 병렬로 작동하여 MOSFET에 필요한 푸시 풀 효과를 생성합니다.

위의 전압은 각 MOSFET에 공급되어 위의 패턴을 관련된 승압 변압기 입력 권선에 걸쳐 고전류 변동 DC로 효과적으로 변환합니다.

변압기의 출력은 입력을 기존 그리드 AC와 호환되는 완벽하게 동기화 된 AC로 변환합니다.

TR2 출력을 그리드와 연결하는 동안 와이어 중 하나와 직렬로 100 와트 전구를 연결합니다. 전구에 불이 들어 오면 AC가 위상이 맞지 않음을 의미합니다. 즉시 연결을 반전하면 전구가 켜지지 않아 AC의 적절한 동기화가 보장됩니다.

당신은 또한 이것을보고 싶을 것입니다 단순화 된 그리드 타이 회로 설계

IC 출력에서 추정 된 PWM 파형 (하단 트레이스)

부품 목록

모든 저항기 = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0.47uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10AMP,
IC1,2 = 555
MOSFET = 애플리케이션 사양에 따라.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = 애플리케이션 사양에 따라
T3 = BC547
입력 DC = 애플리케이션 사양에 따라.

경고 : 아이디어는 상상력 시뮬레이션만을 기반으로하며, 시청자의 판단은 엄격하게 권장됩니다.

이 블로그 Mr. Darren의 독자 중 한 명으로부터 시정 제안을 받고 약간의 숙고를 한 후 위의 회로에 많은 결함이 있으며 실제로 실제로 작동하지 않을 것임을 밝혔습니다.

수정 된 디자인

수정 된 디자인은 아래에 나와 있으며 훨씬 더 좋아 보이고 실행 가능한 아이디어입니다.

여기에는 PWM 펄스를 생성하기 위해 단일 IC 556이 통합되었습니다.
IC의 절반은 펄스 폭 변조기로 조작 된 나머지 절반 IC에 공급하기위한 고주파 발생기로 구성되었습니다.

샘플 변조 주파수는 정확한 주파수 데이터를 IC에 제공하는 TR1에서 파생되므로 PWM이 주전원 주파수에 따라 완벽하게 치수가 지정됩니다.

높은 주파수는 출력이 위의 변조 정보를 정밀하게 절단 할 수 있도록하고 그리드 주전원과 동일한 정확한 RMS를 MOSFET에 제공합니다.

마지막으로, 두 개의 트랜지스터는 주전원 50 또는 60Hz 진동에 따라 MOSFET이 한 번에 하나씩 만 함께 전도되지 않도록합니다.

부품 목록

R1, R2, C1 = 약 1kHz 주파수 생성 선택
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = 10A 다이오드
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = 요구 사항에 따라
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = 이전 섹션 설계에서 제안한대로

위의 회로는 Selim 씨가 분석 한 결과 회로에서 몇 가지 흥미로운 결함을 발견했습니다. 주요 결함은 AC 하프 사이클의 네거티브 PWM 펄스가 누락 된 것입니다. 두 번째 오류는 공급 된 50Hz 속도에 따라 두 MOSFET의 스위칭을 분리하지 않는 것으로 보이는 트랜지스터에서 감지되었습니다.

위의 아이디어는 Selim 씨가 수정 한 것입니다. 여기에 수정 후 파형 세부 정보가 있습니다. 수정 :

파형 이미지 :

CTRL은 정류기 이후의 100Hz 신호이고, OUT은 두 반파의 PWM에서, Vgs는 FET의 게이트 전압, Vd는 CTRL / 2와 동기화 된 2 차 권선의 픽업입니다.

낮은 샘플링 속도로 인해 주파수가 올바르지 않으므로 무시하십시오 (그렇지 않으면 ipad에서 너무 느려집니다). 더 높은 샘플링 주파수 (20Mhz)에서 PWM은 매우 인상적입니다.

듀티 사이클을 약 9kHz에서 50 %로 고정하려면 다이오드를 삽입해야했습니다.

“DC 모터의 속도 조절 ”

문안 인사,

셀림

수정

네거티브 하프 사이클을 감지하려면 IC의 제어 입력에 AC의 두 하프 사이클을 모두 공급해야합니다. 브리지 정류기 구성을 사용하면 가능합니다.
최종 회로가 저에 따라 어떻게 보이는지 다음과 같습니다.

트랜지스터베이스는 이제 제너 다이오드와 연결되어 있으므로 트랜지스터가 MOSFET 전도를 분리하여베이스 T4에서 50Hz 펄스에 응답하여 교대로 전도되도록 할 수 있습니다.

Selim 씨의 최근 업데이트

안녕하세요 Swag,

나는 당신의 블로그를 계속 읽고 브레드 보드에서 실험을 계속합니다.
나는 제너 다이오드 접근 방식 (운이없는), CMOS 게이트를 시도했으며 훨씬 더 나은 연산 증폭기가 가장 잘 작동했습니다. 5VDC에서 90VAC, 50Hz에서 9VDC에서 170VAC를 얻었습니다. 그리드와 동기화되어 있다고 생각합니다 (오실로스코프가없는 것으로 확인할 수 없음). 0.15u 캡으로 고정하면 소음이 발생합니다. 2 차 코일에.

2 차 코일에 부하를가하자마자 입력 DC 암페어가 약간만 증가하면 전압이 0VAC로 떨어집니다. Mosfets는 더 많은 앰프를 그리려고하지 않습니다. IR2113 (아래 참조)과 같은 일부 mosfet 드라이버가 도움이 될 수 있습니까?

기운이 넘치지 만 PWM이 기대만큼 간단하지 않을 수도 있다고 생각합니다. 낮은 PWM 주파수에서 DC 모터의 토크를 제어하는 것은 확실히 좋습니다. 그러나 50Hz 신호가 더 높은 주파수에서 잘 리게되면 어떤 이유로 전력이 손실되거나 PWMd MOSFET이 220VAC를 부하 상태로 유지하는 데 필요한 높은 암페어를 1 차 코일에 전달할 수 없습니다.

PWM을 제외하고는 당신과 매우 밀접하게 관련된 또 다른 회로도를 찾았습니다. 이건 전에 본 적이있을 겁니다.
링크는 https : // www (dot) electro-tech-online (dot) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html에 있습니다.

전력 처리 회로는 IGBT가있는 H 드라이브입니다 (대신 MOSFET을 사용할 수 있음). 힘을 전달할 수있는 것 같습니다.
복잡해 보이지만 실제로는 나쁘지 않습니다. 어떻게 생각하십니까? 제어 회로를 시뮬레이션하고 어떻게 보이는지 알려 드리겠습니다.
문안 인사,

셀림

내 iPad에서 보냄

추가 수정

이 블로그의 열성적인 독자 중 한 명인 Miss Nuvem이 매우 흥미로운 수정과 정보를 제공했습니다. 아래에서 이에 대해 알아 보겠습니다.

안녕하세요 씨. 스와가 탐,

저는 Miss Nuvem이고 브라질과 카탈로니아에서 지속 가능한 생활에 관한 이벤트 기간 동안 귀하의 회로를 구축하는 그룹에서 일하고 있습니다. 언젠가 방문해야합니다.

저는 귀하의 그리드-타이 인버터 회로를 시뮬레이션하고 있으며 귀하가 게시물에 올린 마지막 설계에 몇 가지 수정 사항을 제안하고 싶습니다.

첫째, PWM 출력 신호 (IC1 핀 9)가 그냥 꺼지고 발진을 멈추는 문제가있었습니다. 이것은 핀 11의 제어 전압이 D4 양단의 강하로 인해 Vcc 전압보다 높아질 때마다 발생했습니다. 내 해결책은 정류기와 제어 전압 사이에 직렬로 2 개의 1n4007 다이오드를 추가하는 것이 었습니다. 단 하나의 다이오드만으로도 벗어날 수는 있지만 안전을 위해 두 개를 사용하고 있습니다.

내가 가진 또 다른 문제는 T1과 T2의 Vgs가 매우 대칭 적이 지 않다는 것입니다. T1은 괜찮 았지만 T2는 Vcc 값까지 진동하지 않았습니다. T3이 켜질 때마다 R6이 전압을 올리도록하는 대신 T4에 0.7V를가했기 때문입니다. T3과 T4 사이에 4.7kohm 저항을 넣어이 문제를 해결했습니다. 그 이상의 값은 효과가 있다고 생각하지만 4.7kohm을 사용했습니다.

이해가 되길 바랍니다. 나는 LTspice로 얻은 시뮬레이션 결과와 이러한 수정을 통해 회로의 이미지를 첨부하고 있습니다.
우리는 다음 주 동안 이것과 다른 회로에 대해 작업 할 것입니다. 계속 업데이트하겠습니다.

감사합니다.
미스 클라우드