Самодельный ИБП

Также существуют китайские синусные инверторы в виде плат для самостоятельной сборки - на всяких ебэях и алибабах.
Содержат микрухи EG8010 и IR2110, с открытой документацией, но там ненадёжные процессор, кварц и плотный SMD монтаж, который экранировать желательно.
Кто знает промежуточные варианты по надёжности между меандрами 2001 г. и синусами 2010 г. разработки?

 

(шины потом усилил)

3квт синуса. Платы от www.cn-inverter.com/ ,покупал от www.vanonpower.com, здесь http://www.aliexpress.com/store/product/3000W-3KW-24Vdc-to-220V-ac-Pure-Sine-Wave-Power-Inverter-6kw-6000w-peak-power-Free/907358_522020752.html за 12тр. На сколько я искал по инету, это самый дешевый рабочий вариант синуса в 3квт, номинальная мощность 80%.
Ранее, в качестве ЗУ для АКБ (группа в 56ач 24в гелевые) использовал б/у ИБП smart ups 1500 за 1500руб (без АКБ), (там пять индикаторов уровня заряда есть, ну и умная зарядка). Позже солнечный контроллер PWM 30A http://www.ebay.com/itm/230854846656?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649 (там тож умная зарядка).

 

Устройство на микроконтроллере с неизвестной прошивкой может неожиданно сдохнуть и всё железо станет мусором. Там и разъём для процессорной платы съэкономили, всё запаяно.
В случае EG8010 плата процессора с драйверами стоит 9-12 долл., программы в ней нет или она во всех микросхемах одинакова. Изготовитель микрухи рекомендует её включать с опторазвязками и даёт схемы.

У меня была плата встраиваемого вольтметра на программируемом контроллере PIC16F76 с 3-мя семисегментными светодиодными индикаторами, стоила всего $7. Полгода проработала и утухла без всяких аварий и близких гроз.
Что мешает программисту вставить в алгоритм некий счётчик циклов вкл/выкл и затем блокировать работу для увеличения сбыта?
Посему - только открытый код и схемы.

А Китае значит есть коммунистические принципы производства - для внутреннего рынка, чтоб свалки не так быстро росли и капиталистические - на экспорт (2 насмерть запаянных PIC'а).

Мне пока заочно нравится вариант из "Радиохобби" 2004 №2 - http://www.cqham.ru/pow21_8.htm
600 Вт, которые можно и нарастить. И защиты по току там не хватает. Если диоды VD10-VD13, VD14-VD17 разъединить и подавать 2х ступенчатое (или больше) напряжение на низкочастотный транс с отводами, микрухи воткнуть в панельки, то получится инвертор намного надёжнее микропроцессорных "котов в мешке".

P. S. толковый словарь рекламы.
ALL NEW (совершенно новое): Детали не подходят к предыдущим моделям.
MAINTENANCE FREE (не нуждающееся в уходе): Не поддающееся ремонту.
MICROPROCESSOR CONTROLLED (управляется микропроцессором): Модель делает то, чего я не могу объяснить.
FIELD TESTED (испытано при эксплуатации): У фирмы отсутствует технопогия тестирования или устройство для его проведения.

 

Я подозреваю, что в них программа жёстко зашита. Т. е. труднее слетает.
И главное для быстрого ремонта в полевых условиях - те микрухи можно купить в работоспособном виде по 95 руб/корпус и не платить программистам супер мега-LCD комбайнов с кучей интерфейсов (по-моему, так лишних антенн для молний) за очередное исправление глючной прошивки.

Ионисторы темп. выше 40°С не любят, а водяное охлаждение инвертора неудобно. Размеры велики (фото1). Ещё они имеют аксиальные выводы, следовательно схема получит значительную площадь контуров с пульсирующими токами.
В промышленных контроллерах мощных шаговых двигателей ставят по 20 параллельных электролит. конденсаторов low esr с радиальными выводами. Всю керамическую плату ими усеивают с одной стороны, с другой - печатные дорожки, силовые ключи и радиатор (фотку западного девайса посеял, кладу слегка похожую фото2 из UA).

2. Ответ другому спрашивальщику: Инвертор слишком насыщен помехами, чтоб там микропроцессор долго и счастливо прожил. Напряжённости эл-магн. полей высокие. Никаких ардуин, если устройство не на продажу.

Чужие вопросы (из лички) об инверторе однократного преобразования 12-220 300Вт синус:
1. Для красивой синусоиды нужны С - от 250 мФ. А это недостижимо пленкой или керамикой (по габаритам и по стоимости). Электролиты (полярные), которые стояли, разорвало минут через десять тестов. Может попробовать с LOW ESR ?
2. Дросселя должны быть расчитаны на ток до 50A. Над этой проблемой я еще не думал.

3. рассмотрел на фотках инвертеры а-электроники. Там достаточно просто все. Маленький ток ХХ обусловлен хорошим согласованием трансформатора и частоты задающего генератора. Вроде больше ничего на него не влияет. Может если есть у кого нибудь возможность разобрать и снять характеристики этого инвертора? Интересна частота преобразования. Габариты транформаторов. Количество витков и тд и тп. Интересны именно параметры.

Раньше были генераторы качающейся частоты для снятия АЧХ.
Может в алгоритм проца подбор оптимальной частоты всунуть? Пусть он сам перебором определяет пик КПД.
А затем тоже самое повторить на микрухах низкой степени интеграции в золочёных панельках

Ещё есть вопрос по защите низковольтных полевиков от перенапряжений.
на схеме
стоят цепочки R22 C10 (22 Ом, 10 нФ) параллельно стоку-истоку полевиков. Иногда туда ставят не RC, а TVS диоды на 39В. Что лучше?

 

Чтобы свести выводы на одну сторону нужно сунуть цылиндер в стакан из металла. Добавочная индуктивность будет весьма мала бо площадь контура тоже мала и он внутри стакана.

 

Да уж лучше снаружи, чтоб пуск электродвигла от слабого акка с высоким Rвн делать. Больше фарад получится, чем внутри инвертора. А в него - миллифарады на 85-105°С.

Бывают ещё для автозвука фарадные банки на 20В с правильными выводами, но я не нашёл их рабочую температуру и срок службы при этом.
Ёмкость: 1F, внутреннее сопр. <1 mOhm
диаметр 75 мм, высота: 235 мм
цена: 89 евро

EG8010 aliexpress: US $16.99/5 pieces, $3.40/piece
От магнитного поля 50 Гц трудно экраном защитить проц. Полметра стали нужно

От обратного тока диоды спасут, от перенапряжений на закрытом канале (Uси макс) - нет.

Размеры плат, масса феррита и меди станет меньше, выбор полевиков у'же. А умеете ли вы литцендратом мотать обмотки? С ростом частоты требования к качеству разводки печатной платы возрастают, с учётом многих паразитных параметров. Люди со стажем разработки устройств мобильной связи тут есть или c солидным опытом работы в САПР Microwave Office?

-
Ещё я против всяких процессоров.
-

-

Мониторинг вольтажа - 1 компаратор (можно-нельзя работать). Или внешний вольтметр.
ЖК дисплюй не работает в холод и его выводы ловят помехи, уменьшая надёжность. Опять же внешний вольтметр "рулит" - не страшно, если зависнет.

В случае сбоя программы/памяти/питания или нехватки скорости обработать прерывание при перегрузке-перенапряжении на выходе - сгорят полевики, драйверы, проц, транс, нагрузка. Злоключения несчастных обладателей процессорных глюкодромов описаны в 3-х ветках "выбор инвертора", "Ответы на вопросы форумчан по инвертору МАП" и "Про ИБП ПН6-12-500".

Считаю. Может кто чего умное расскажет по теме.

А простую аппаратную защиту от постоянки на выходе безтрансформаторного DC/AC инвертера кто знает? На реле её исполнительное устройство делать или полупроводниковым ключом? Если просто неполярный электролит на выход повесить - сколько мкФ на 220В/50Гц/1 кВт надо для избежания резонансов с индуктивной нагрузкой типа асинхронника?

P. S. Владимир Гуревич - Надежность микропроцессорных устройств
релейной защиты: мифы и реальность:

Дискретные электронные элементы имеют гораздо более высокую
устойчивость к перенапряжениям и другим неблагоприятным воздействиям, чем
интегральные микросхемы [11]. По данным [12], 75% всех повреждений
микропроцессорных устройств происходит по причине воздействия
перенапряжений. Такие перенапряжения с амплитудой от десятков вольт до
нескольких киловольт, возникающие вследствие коммутационных процессов в
цепях [13] или при воздействии электростатических разрядов, являются
«смертельными» для внутренних микроэлементов микросхем и процессоров. По
данным [12], обычные транзисторы (дискретные элементы) могут выдерживать
напряжение электростатического разряда почти в 70 раз более высокое, чем,
например, микрочип памяти (EPROM) микропроцессорной системы. Самое
страшное, что случайные сбои в работе микропроцессора, вызванные
электромагнитными шумами, могут быть временными [14], такими как
самопроизвольные изменения содержания оперативной памяти (RAM) и
регистров, а внутренние повреждения могут носить скрытый характер [15]. Оба
этих вида повреждений не выявляются никакими тестами и могут проявляться в
самые неожиданные моменты.

Владимир Гуревич - Цена «прогресса»

Из всего вышесказанного напрашивается естественный вывод о том, что наблюдаемый сегодня бум, обусловленный усложнением аппаратуры и все расширяющимся применением микропроцессоров во всех областях техники, связан не столько с потребностями заказчиков, сколько со стремлением производителей получить сверхприбыль.
При этом во многих случаях замена хорошо зарекомендовавших себя безупречной работой в течение десятков лет аналоговых систем на дискретных электронных компонентах микропроцессорными приводит лишь к существенному усложнению оборудования, превращению его в неремонтопригодное, снижению его надежности, резкому повышению затрат на поддержание его в работоспособном состоянии.
Это и есть та цена, которую нам, потребителям, приходится платить за так называемый «прогресс», то есть бездумное и безответственное усложнение техники, осуществляемое часто без всяких на то оснований и лишь в угоду технической моде и погоне производителей за прибылью.

 

Конденсаторы суются в стаканы для понижения паразитной индуктивности до минимума когда гигаватные импульсы за микросекунды выдать надо, а для обычного хозбыта хватит имхо любого исполнения конденсаторов. У электролитических всеравно скорость шебуршения ионов в электролите имхо весьма большая. И их если очень хочется можно просто зашунтировать вч пленочными чтобы формировали начало импульса пободрее.

 

Ионисторы (или кондёры наподобие К50-29) сразу идут в алюм. стакане, а их ноги в разные стороны смотрят. Протекание десятки-амперного (не обязательно ГВт/мкс) тока через них по таким площадям (кв.см.) петель наведёт в корпусе инвертора мощные импульсы ЭМ поля. Их надо отлавливать измерительной петлёй на входе осциллографа и "душить" всеми способами для продления жизни управляющей логики и правильного прохождения сигналов обратных связей и защит.

P. S. Загрузился демпфирующими цепями по макушку. RC - это детский лепет
Косой мост с рекуперационным демпфером хорошо здесь описан, его эффективность повышена ориентировочно до 94%.

 

Для аварийного резерва такому импульсному кошмару надо ставить электромашинный преобразователь. Там хоть и кпд пониже, зато больше надежности и сразу честное синусоидальное напряжение на выходе.

 

У правильно сделанного импульсного БП или инвертора (со всеми защитами и пассивным охлаждением) срок службы до первого ТО будет лет 20.
А у электромашинного придётся регулярно щётки движка менять, подшипники смазывать. Маховик на вал нужен для энергоёмкости, стабилизации вых. напряжения нет, размеры-масса-цена-гудение неприемлимые.
Ещё можно гибкий вал от ветряка в скважину к насосу присобачить - надёжнее электрических систем будет. Стеклопластиковый или гидропривод выдержит прямое попадание молнии

 

Вот фотоподборка с сайта А-электроники. И ноль, первая версия копии печатки в lay.
https://files.mail.ru/D39TNZ
На днях постараюсь перенести все, что смогу. Кстати из фоток видно что ПНы зудят фильтром который имеет зазор с картонкой. Против зуда поможет заливка эпоксидной смолой. Правда теплообмен ухудшится. Спецы попробуйте опознать контроллеры и драйверы. Ну и конечно если есть кто из спб с горелым (ненужным) ПНом - буду признателен если отдадите (одолжите) для препарирования с целью выяснения режимов работы.
З. Ы. Так же можно было бы придумать что-то вроде гугл документов или википедии. Где каждый сможет вносить изменения, дополнения или пояснения к работе схемы.

 

Зачем вам схема ПН-ов? Там выходной каскад управляется ПИК-ом.
Схему на ПИКе и прошивку можно взять из "Радио"№6.2010стр.33
Или использовать для управления готовый китайский синус-контроллер.
Вот (см.рис.) типовая схема (номиналы не проставлены) ВЧ диси-диси преобразователя, управляемая ШИМ-контроллером.
п. с. могу расковырять ПН7, но какой в этом смысл?

 

Нужно снять форму импульсов, их частоту и амплитуду на участках обведеных красным. Осциллограму этих точек при разных уровнях нагрузки. Размотать трансы и узнать количество витков, толщину провода, маркировку ферритов.
Сделать ведь можно тоже самое на атмеге. Pic программировать - черт ногу сломит и новичку совсем не сладко. К тому же в программаторах PIC используются PIC и их тоже надо чем-то прошить. Замкнутый круг.
К сожалению китайскими платками ШИМ пользоваться больше не хочу. Одна такая https://www.forumhouse.ru/attachments/1029885/ навернулась у меня в инверторе. Что теперь с ним делать ума не приложу. Наверняка новые контроллеры этой платы продаются без прошивки.

Вот скетч ШИМ синусоиды на 10 и 12 выводе Ардуино.
100 значений на полупериод в 50гц.
Мегавычислений нет - отказоустойчивость должна быть очень высокой.
Легко можно поднять до 200 значений. Частота ШИМ в этом случае составит - 20КГц.

 

На ибэй эта платка целиком стоит в районе 10 баксов. ПИК-программатор наверно можно найти там же.
Вот схема из журнала.
Вот архив с прошивкой ftp://ftp.radio.ru/pub/2010/06/3f.zip

 

А 18 значений на полупериод? И невозможность внести изменения в программу? и схема откровенно говоря монстрообразная. Хотя нет... Схема пределах нормы.