Enkel 3-fase inverterkrets

Innlegget diskuterer hvordan man lager en 3-faset inverterkrets som kan brukes sammen med en hvilken som helst vanlig enfaset firkantbølgeomformerkrets. Kretsen ble bedt om av en av de interesserte leserne av denne bloggen.

OPPDATER : Leter du etter et Arduino-basert design? Du kan finne denne nyttig:

Arduino 3-fase inverter

Kretskonseptet

En 3-faset belastning kan betjenes fra en enfaset inverter ved å benytte følgende forklarte kretstrinn.

I utgangspunktet kan de involverte trinnene deles inn i tre grupper:

• De PWM generator krets
• De 3-fase signalgenerator krets
• Mosfet-driverkretsen

Det første diagrammet nedenfor viser PWM-generatorstadiet, det kan forstås med følgende punkter:

Oscillatoren og PWM-scenen

IC 4047 er kablet som standard flip flop utgangsgenerator med frekvensen til ønsket strømfrekvens satt av VR1 og C1.

Den dimensjonerte push-pull PWM blir nå tilgjengelig på E / C-krysset til de to BC547-transistorene.
Denne PWM brukes på inngangen til 3-fasegeneratoren som er forklart i neste avsnitt.

Følgende krets viser en enkel trefasegeneratorkrets som konverterer ovennevnte push-pull-signal til 3 diskrete utganger, faseforskyvet med 120 grader.

Disse utgangene blir ytterligere fordelt av individuelle push-pull-trinn laget av NOT-porter. Disse 3 diskrete 120 graders faseforskyvede, push pull PWM-ene blir nå fôringsinngangssignalene (HIN, LIN) for det endelige 3-fasedrivertrinnet forklart nedenfor.

Denne signalgeneratoren bruker en enkelt 12V forsyning og ikke en dobbel forsyning.

Komplett forklaring finner du i dette 3-faset signalgeneratorartikkel

Kretsen nedenfor viser et 3-faset inverteromformerkretstrinn ved hjelp av H-bridge-mosfetkonfigurasjon som mottar de faseforskyvede PWM-ene fra trinnet ovenfor og konverterer dem til tilsvarende høyspennings AC-utganger for drift av den tilkoblede 3-faselasten, normalt vil dette være en 3 fasemotor.

Den 330 høyspenningen over de enkelte seksjonene for mosfetdrivere er oppnådd fra en hvilken som helst standard enfase-inverter integrert over de viste mosfet-avløpene for å drive den ønskede 3-faselasten.

Tre-fasen fullbro-driverstage

I ovennevnte 3-fas generatorkrets (nest siste diagram) ved å bruke en sinusbølge gir ikke mening fordi 4049 til slutt ville konvertere den til firkantbølger, og dessuten bruker driver-IC-ene i den siste utformingen digitale IC-er som ikke vil svare på sinusbølger.

Derfor er en bedre idé å bruke en 3-faset firkantbølgesignalgenerator for å mate den siste drivertrinnet.

Du kan henvise til artikkelen som forklarer hvordan lage en 3-faset solomformerkrets for å forstå 3-fase signalgeneratorens funksjon og implementeringsdetaljer.

Bruker IC IR2103

En relativt enklere versjon av ovennevnte 3-fasers inverterkrets kan studeres nedenfor ved hjelp av IC IR2103 halvbrodriver ICS. Denne versjonen mangler avstengningsfunksjonen, så hvis du ikke ønsker å innlemme avstengningsfunksjonen, kan du prøve følgende enklere design.

Forenkling av designene ovenfor

I den ovenfor forklarte 3-fase inverterkretsen ser 3-fasegeneratorstrinnet unødvendig komplisert ut, og derfor bestemte jeg meg for å lete etter et alternativ som er enklere for å erstatte denne spesifikke delen.

Etter litt søk fant jeg følgende interessante 3-fasegeneratorkrets som ser ganske enkel og grei ut med innstillingene.

Derfor kan du nå bare bytte ut den tidligere forklarte IC 4047 og opamp-delen helt og integrere denne designen med HIN, LIN-innganger i den trefasede driverkretsen.

Men husk at du fortsatt må bruke N1 ---- N6-portene mellom denne nye kretsen og hele brodriverkretsen.

Lage en 3-fase inverterkrets for solenergi

Så langt har vi lært hvordan vi lager en grunnleggende 3-faset inverterkrets, nå får vi se hvordan en solinverter med en 3-faset utgang kan bygges ved hjelp av helt vanlige IC-er og passive komponenter.

Konseptet er i utgangspunktet det samme, jeg har nettopp endret 3-fasegeneratorstrinnet for applikasjonen.

Inverterens grunnleggende krav

For å anskaffe en 3-faset vekselstrøm fra en enkelt fase eller en likestrømskilde, vil vi kreve tre grunnleggende kretstrinn:

1. En 3-fase generator eller prosessorkrets
2. En 3-fas driverstrømkrets.
3. En boost-omformerkrets
4. Solcellepanel (riktig vurdert)

For å lære å matche et solcellepanel med batteri og inverter, kan du lese følgende opplæring:

Beregn solcellepaneler for omformere

Et godt eksempel kan studeres i denne artikkelen som forklarer en enkel 3-fas inverterkrets

I den nåværende designen inkluderer vi også disse tre grunnleggende trinnene, la oss først lære om 3-fasegeneratorprosessorkretsen fra følgende diskusjon:

Hvordan det fungerer

Diagrammet over viser den grunnleggende prosessorkretsen som ser kompleks ut, men faktisk ikke. Kretsen består av tre seksjoner, IC 555 som bestemmer 3-fasefrekvensen (50 Hz eller 60 Hz), IC 4035 som deler frekvensen i de nødvendige 3 fasene atskilt med en fasevinkel på 120 grader.

R1, R2 og C må velges riktig for å oppnå en frekvens på 50 Hz eller 60 Hz ved 50% driftssyklus.

8 tall IKKE porter fra N3 til N8 kan sees innlemmet bare for å dele de genererte tre fasene i par med høye og lave logiske utganger.

Disse IKKE portene kan anskaffes fra to 4049 ICer.

Disse parene med høye og lave utganger over de viste IKKE portene blir avgjørende for å mate vårt neste 3-fase driverstrøm.

Følgende forklaring beskriver solfasekretsen for 3-faset mosfet-drivere

Merk: Stengepinnen må være koblet til jordlinjen hvis den ikke brukes, ellers vil ikke kretsen fungere

Som det fremgår av figuren ovenfor, er denne seksjonen bygd på tvers av 3 separate halvbro-driver-ICer ved hjelp av IRS2608, som er spesialisert for å kjøre mosfetpar med høy side og lav side.

Konfigurasjonen ser ganske grei ut, takket være denne svært sofistikerte driver IC fra International likeretter.

Hvert IC-trinn har sine egne HIN (high In) og LIN (low In) inngangspinner og også deres respektive forsyning Vcc / jordpinner.

Alle Vcc må kobles sammen og kobles til 12V forsyningslinjen til den første kretsen (pin4 / 8 av IC555), slik at alle kretsstadiene blir tilgjengelige for 12V forsyningen som kommer fra solcellepanelet.

Tilsvarende må alle bakkepinnene og linjene gjøres til en felles skinne.

HIN og LIN skal forbindes med utgangene generert fra IKKE-portene som spesifisert i det andre diagrammet.

Ovennevnte ordning tar seg av 3-fase prosessering og forsterkning, men siden 3-faset utgangen skal være på nettnivået og et solcellepanel kan bli vurdert til maksimalt 60V, må vi ha et arrangement som vil muliggjøre å øke denne lave 60 volt solcellepanel til ønsket 220V eller 120V nivå.

Bruker IC 555-basert Flyback Buck / Boost Converter

Dette kan enkelt implementeres gjennom en enkel 555 IC-basert boost-omformerkrets, som kan studeres nedenfor:

Igjen ser den viste konfigurasjonen av 60V til 220V boost-omformeren ikke så vanskelig ut, og kan konstrueres ved hjelp av helt vanlige komponenter.

IC 555 er konfigurert som en stabil med en frekvens på omtrent 20 til 50 kHz. Denne frekvensen blir matet til porten til en byttemosfet via et push-pull BJT-trinn.

Hjertet i boost-kretsen er dannet ved hjelp av en kompakt ferrittkjerne-transformator som mottar kjørefrekvensen fra mosfet og omformer 60V-inngangen til den nødvendige 220V-utgangen.

Denne 220V DC er endelig festet med det tidligere forklarte mosfet driver-trinnet over avløpene til 3-faset mosfets for å oppnå 220V 3-fase utgang.

Boost-omformertransformatoren kan bygges på en hvilken som helst egnet EE-kjerne / spoleenhet ved hjelp av 1 mm 50 omdreininger primær (to 0,5 mm bifilar magnetledning parallelt), og sekundær ved hjelp av o 5 mm magnetledning med 200 omdreininger