Самодельный ИБП

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Совсем чутка
нерассеивающий снаббер описал тут, сообщение №26
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=161105&st=20
вспомогательные обмотки должны быть синфазны с силовыми, одинаковыми по кол-ву витков.
мотайте относительно небольшим диаметром, 0.6 имхо будет в самый раз.
диоды - лучше шоттки вольт на 200, можно и просто шустрые, но на них потерь будет поболее+ потребуется додавить выбросы переключения уже диодов небольшими". токи ожидаемы относительно небольшие, диоды применимы от 10а

 

Всем привет.
Пришла с али платка eg002 и egp1000
Собрал, но на трансформатор (бжт) не стал пускать 23 кгц, фильтр сделал на первичной стороне 0.3мГн и 14мкФ. Всё равно на плате место пропадает. На входе планируется 36В от солнечной панели, на выходе 220 50Вт (с возможностью 5 кратной перегрузки) для питания циркуляционных насосов.
Обратную связь завёл с дополнительной свободной обмотки бжт на 12В. Стабилизация работает, но нижний порог входного напряжения при 50 Вт, пока инвертор не вышел из стабилизации, около 38В. Много. Надо другой трансформатор.
Да и похоже этот не тянет 100Вт, большое падение на нём. Так же чувствуется его нагрев. Собственно во всей схеме только он и греется, около 35-40 градусов.
Даже транзисторы моста без радиатора холодные
Предварительно вышли такие параметры.
Ток хх 0.054А (54мА) всей схемы при входном напряжении 50В.
Кпд 78 % при нагрузке 50Вт.
66% при 100 Вт.

 

66% на 100вт?
плохо видно на фото, но трансформатор применён, похоже, с шунтами между обмоток. такой трансформатор может ограничивать отдаваемый в нагрузку ток. если так - выбейте шунты и ещё раз опробируйте.
но..с такими проводами (на вид 0.5-0.75) и такой длины - грузить и кпд измерять не стал бы
(да и дросселек "дохловат" по сечению провода). максимум - проверить базовую работоспособность преобразователя.
судя по наличию измериловки - сами должны быть в "теме".
в одноступенчатом преобразовании получить кпд ниже 85% - ещё надо постараться.
если гнаться за кпд, выжимая всё - определенно применять тороид, хотя неплохо работоспособно и ш (E-core) и разрезные ленточные. наибольший кпд мощные трансформаторы показывают при загрузке от 65 до 85% от габаритной мощности, плотность тока в обмотке - 3.5а и менее на мм сечения. типично от трансформатора в габаритах киловатта получить 98% кпд. выше мощность тр-ра - лучше по кпд на нагрузке, чуть хужее на хх. кпд моста при 50в питающего и 100вт потребления ~ аналогичного значения,
ну никак не должен быть ниже 96% под нагрузкой даже при применении в качестве ключей 30 летних ширпотребных Irf530-540. управа на таких ключах фронты не затягивает, потери как статические, так и переключения должны быть минимальны.
на 38в входа минимум, трансформатор надо расчитывать на 24 -26в первички (вторичка 230в)
мну бы ещё с фильтром поигрался по минимуму потерь при приемлимой форме сигнала на первичке тр-ра. имхо, в такой связке, на относительно малой вых мощности и относительно высоких входных напряжениях типично получить лучше 90-92% кпд сильно не напрягаясь.

 

Да сам в шоке.

Первый раз такое слышу. Это как? И зачем?

Да, где-то так и выходит. Но мне надо минимальное входное около 30 В получить. Видимо обмотка W1 должна быть на примерно 18 В.
Кстати транзисторы IRFP4310.
PS Дроссель кмк вполне себе, для 2 А даже избыточен. Я считал его на 10 кратную перегрузку.
PS2. Рассмотрел трансформатор поподробнее, обмотка на 220 В имеет омическое сопротивление 38 Ом. Максимальное кпд самого трансформатора 78% при выходной мощности 30 Вт. Больше 100 Вт снять с него не удалось (.
Вот такой большой и бестолковый.

 

Заменил трансформатор на какой-то китайский из ибп размером чуть меньше предыдущего. Теперь минимальное входное 22 В. Кпд 81% на 100 Вт.
Попробовал удалить фильтр на входе бжт, установив вместо него конденсатор 2.2мкФ на вторичке согласно даташиту. Кпд чуть уменьшился до 80.5%, в пределах погрешности измерений. При этом синус не пострадал. Даже ток в первичке имел туже форму с тем же наклоном.
В целом я удовлетворён результатом. Осталось решить мелкие вопросы с порогами включения, отключения и гальваноразвязкой и установить всё в корпус.

 

Так какой диапазон входного напряжения закладывается?
первичная обмотка - корень из двух из мин питания, и минус 2-3 вольта на потери на ключах-проводах-трансформаторе-дросселе + должен остаться ещё мин запас по регулированию.
к сожалению, описание ег8010 весьма скудно, нет данных оттолкнуться для определения диапазона регулирования. надо ещё погуглить, на предмет толи честный шим по обратной связи аль переключаемый табличный синтез (что скорее всего). последнее навряд ли даст большой диапазон регулирования. косвенное подтверждение оному - формирование сигнала ошибки по недо и перенапряжению. при таких раскладах и требуемом большом диапазоне рабочих напруг, боюсь по входу ваять буст прийдеться, настроенный на поддержания напряжения выхода чуть ниже чем напруга на отстоянных после зарядки акб. тогда в нормальном режиме работы буст будет простаивать с "околонулевым" потреблением, включаясь лишь при нагрузке и провалу входного напряжения.
добавятся потери на диоде и дросселе (обходной диод тож весьма желателен). итого: uc384x, ключик, сдвоенный шоттки вольт на 150, дроссель. датчик тока-трансформаторный+ещё с пяток деталей.

а вот так это:

присмотрись, на своем примененном трансформаторе, на предмет вставленных меж обмоток шунтов, уж слишком большой промежуток между катушками на фото (на фото это место прикрыто щупами).

 

Да, там действительно шунты магнитопровода. Я грешным делом про резистивные подумал.
Но обмотку, отделённую шунтами я всё равно не использовал. Да и слаб этот транс. Остановлюсь на последнем с минимальны входным 22В, надо ещё в заначке посмотреть, может что годное есть размером побольше.

Тут дело вот какое. Планируется питать циркуляционные насосы без аккумуляторов непосредственно от солнечной панели, состоящей из 72 элементом, напряжением хх 45.5 в и напряжением максимальной отдачи 36В в НКУ. Температурный коэффициент изменения напряжения около 0.4 %/С.
То есть нужно иметь на выходе 220 при минимальном входном напряжении около 28 В. Учитывая температурный коэффициент, ниже точка мрт вряд ли опустится.
При этом питание платы инвертора нужно снять или каким-то другим способом сделать отключение до того момента когда инвертор начнёт отключаться по пониженному напряжению при набегании облака например. Иначе он три раза "икнёт" и уйдёт в спячку даже при возобновлении условий для нормальной работы. Вот над этим мне надо будет подумать.

Хм, для табличных данных там память должна быть, а на функциональной схеме её нет. Но для честного шима уж очень по цифровому происходит плавный запуск и работает обратная связь, без живого отклика.
Честно говоря не понял идею с повышалкой на входе. Eg8010 следит же за выходным, а не за входным напряжением. И диапазон регулирования там на удивление приличный. Пробовал менять входное напряжение от 22 до 70В. Выше не мучал. Стабилизирует отменно. Да плюс ещё запас вверх и вниз по овер и андер вольтажу процентов 10, не помню точно.

 

У EG8010 и собратьев разрешение ШИМ скорее всего 1/256 периода частоты модуляции, что является двумя периодами тактового сигнала от резонатора 12МГц. Другими словами, доступно 256 ступенек модуляции напряжения минус мертвое время. Каждая ступенька - 167нс. Так же микросхема имеет режим регулятора синусоидального напряжения, когда опорное напряжение обратной связи задаётся 256 точками от нуля до 255 (0x00-0xFF). В этом режиме микросхема будет поддерживать пики напряжения на входе обратной связи по напряжению от нуля до 5В соответственно.
Учитывая два этих факты, можно сделать вывод, что коэффициент передачи напряжения ШИМ, будь он с 70В:22В, не принципиален до разумных пределов. Так, с падением коэффициента передачи напряжения, импульсы ШИМ становятся короче при фиксированном разрешении по времени. С увеличением отношения напряжениея питания инвертора к пикам сформированной синусоиды растёт грубость модуляции. Растут искажения.
Я не работал с EG8010 и другими. Но подозреваю, что в режиме генератора фиксированного напряжения, ШИМ будет работать при любых оношениях питания к выходному напряжению, но до тех пор, пока из-за грубости формирования выходного напряжения не начнёт срабатывать защита от недонапряжения или перенапряжения.

 

Вот это уже вы мну удивили, с диапазоном, в коем она отрабатывает стабилизацию.
думал всё намного хужее.
без акб пользовать сб?
1) нормальное функционирование возможно лишь при привышении вырабатываемой панелью мощности. значит будет большое недоиспользование сб по мощности.
2) при недостатке мощности сб (тучка набежала, пасмурно, восход-закат итд) без акб будет икающий режим. запуск, просадка, сброс (по недостатку питания или ошибка контроллера).
и чем больше просадит сб преобразователь - тем больше тока попытается отобрать.
икающий режим будет и при большом пусковом токе двигателя, превышающим возможности сб. если не с мокрым ротором двигатель, то отгорит "беличье колесо" ротора, посмотрите в даташите на двигатель кол-во включений на единицу времени (крутящий момент на старте-никакой, ток потребления - несколько номинальных).
что б избежать циклических перезапусков или городить батарею конденсаторов в сотни-тысячи фарад, аль довесить аккумуляторами глубоких циклов (щелочные) или недоиспользовать по емкости ширпотреб (кислотные, литий-ион) или дополнять схему датчиком освещённости, разместив оный на сб (и откалибровать его по отдаче сб)+таймером запрета перезапуска преобразователя.
с аккумуляторами будет проще. вот они то, до полного заряда, и смогут потреблять максимально полную энергию сб, вырабатываемую в данный момент. как удерживать сб в тмм - расписывал тут
https://forum.cxem.net/index.php?showtopic=125971

 

Да, акб тут самый дорогой элемент, да ещё и расходник.
Над алгоритмом как запускать или останавливать насосы надо ещё подумать, скорее всего без ардуино здесь не обойдётся.
Пусковой ток не страшен, во первых плавный запуск самой EG8010, во вторых у самих насосов он небольшой. В режиме остановленного ротора они могут выдерживать сколь угодно долго.
Да, и недоиспользование мощности СП будет, ни кто не спорит. Панель 300 Вт, насосы 2Х25 Вт.

 

Микросхемы универсальные, они не делалась под какой-то конкретный инвертор. Наоборот, они, особенно трёхфазные, могут управлять приводами двигателей, быть лабораторными источниками переменного напряжения для тестов. В описании работы микросхемы не оговорены иные ограничения для режима инвертора, кроме контроля перенапряжения/недонапряжения на входе обратной связи и порогов токовой защиты. Так что возможен вариант взять ключи с запасом по напряжению и току и трансформатор с заведомо высоким коэффициентом трансформации. При такой схеме может быть возможна работа от меняющегося в широких пределах напряжения СБ без повышающего преобразователя. Да, КПД будет ниже, зато исключается лишнее звено. А искажения формы для насосов, скорее всего, будут несущественными.
Всё-таки 256 шагов это неплохой запас. При хорошем фильтре после ШИМ теоретически достижимый диапазон входных напряжений может достигать 1:40 при остающихся 6 ступенях напряжения на каждом полупериоде. Однако практически такого диапазона не достигнуть - невозможно будет изготовить трансформатор с таким высоким коэффициентом трансформации и разумным КПД при этом.

 

А чем получали вспомогательные 12В для драйверов? Может линейным стабилизатором, который и съел КПД?

Ещё сюда гляньте аналог своей затеи: https://www.forumhouse.ru/posts/15026036/, но я делаю буфер на ионисторах. Дёшево, медленно и лениво.

 

Два обратнохода на TOP242G. Один питает инвертор, второй ардуину, с гальванической развязкой от синуса.
КПД теряется в БЖТ. Делал замеры трёх подопытных, максимум что они дают, это 90 %. Причём у здоровой чушки кило на 6 этот пик (90 %) приходится на мощность 100 Вт.
Ну да ладно, главное надёжность в работе.

Я от буфера отказался. Аккумуляторы не хочу, конденсаторов нужен вагон, а ионисторы дорого. Пусть ардуина думает как сделать чтобы насосы слишком часто не тактовали.

 

Насчет топ-свичей, тини и прочих - весьма удобны для организации служебного питания.
нахлобучило после взлетающих на воздух lm2576HV при 40c копейками вольт на входе (перемарк) перепроверить имеющиеся запасы.
топы стартуют от 17-22в. понятно, полной мощности и кпд при высоковольтном питании не получить, но таки - воздух не греть линейным, и развязку организовать реально, нагрузке пробой ключа не страшен...

 

С другой сторны uc3845 и какой-нибудь копеечный MOSFET могут обойтись дешевле. Но обвески больше, это - да.