Инвертор DC/AC с синусом на выходе +96В/~220В 50Гц 4кВт Опции

[sna]

Доброго времени суток всем участникам! Искал подобное в разных темах, так и не нашел, и решил создать тему.
Сейчас собираю инвертор, вернее уже собрал, для питания дома, а именно: телевизор (плазм. 500Вт), холодильник и морозильник, освещение с энергосберегающими лампами, скваженный насос подкачки воды и так по мелочи. Сам инвертор питается от 8-ми последов. соединенных АКБ 12В 60Ач, подзарядка от сетевого зарядного, скоро должны поднять ветряк.
Итак, инвертор сделан по мостовой схеме (см. Рисунок), синус чистый без искажений и пульсаций при любых нагрузках (асинхр. двиг., активная и т.д...), на ХХ и при максимальной мощности, при этом стабильное напряжение 220В. Ток потребления на ХХ меньше 20Вт. Вышли из строя, очередной раз, 2 полевика из четырех (IRFP90N200D) - КЗ. Нагружал воздушным эл.обогревателем 2кВт, отдельно запускал морозильник (пусковая мощность =>2кВт), запускал насос 750Вт - все нормально. Решил испытать судьбу, включил 2кВт эл.обогр. и включил насос, в итоге насос не запустился, напруга упала до 170В, ток на АКБ не успел засечь (>30А) и через 5 сек удержания - отгорел предохранитель. Проверил - конечно вышли из строя ключи.
Это уже не первый раз. Есть кое какие соображения, но сначало хочу послушать мнение и рекомендации специалистов. Задавайте вопросы, все опишу от АКБ - управление - драйвера и.т.д..., в одном посту все не напишешь.
Хотел всавить рисунок, не знаю как - подскажите.
С ув. Сергей

[rezident]

Извиняюсь на непонятливость, T1 у вас низкочастотный транс (50Гц) что ли?

[sna]

Извиняюсь на непонятливость, T1 у вас низкочастотный транс (50Гц) что ли?

Начну потихоньку описывать. Т1 - низкочастотный транс сделанный из тороидального сердечника сечением по памяти 27см^2, первичка намотана проводом прямоугольного сечения 5,1мм^2 65вит., вторичка в два провода 1мм^2 280вит.. В качестве драйверов использовал HCPL320, к каждому подведено изолированное питание +18В/-6В. Микроконтроллер (ATMEGA128) задает ШИМ с частотой квантования 16кГц, принцип модулирования синуса (их вообще куча): скважность импульсов ШИМ на каждую точку (их 320 в периоде) заложен код, итак всего 80 точек для четверьти периода - это назовем блоком, таких блоков от 0 до 255, при чем в 0-м блоке самая короткая длительность, в 255 - максимальная с учетом минимального мертвого времени 3...5мк. МК измеряет с дискретностью 62,5мкС: ток в цепи дросселя, и по переменно через 125мкС: выходное напряжение и напряжение питания. В качестве дачика тока применил ACS750SCA-075 на эффекте холла - медленноватый правда. Дроссель изготовил из ЭТС, первый что был до этого из ЭТС толщиной 0,08мм - очень маленький, но зато неплохо справлялся, но провод потолще не всунуть, поэтому сейчас пока (ищу дроссели или сердечники или ЭТС толщиной 0,08мм) использовал для наладки огромный и тяжелый сердечник из ЭТС 0,35мм. Вообщем дроссель и конденсатор выполняют роль фильтра нижних частот. Что еще описывать незнаю, задавайте вопросы.
Конретная проблема в том, что выходят из строя ключи, хотя достаточно мощности 1...2кВт продолжительно, но хочу заложить мощность 4кВт для пусковых режимов холодильников и насоса. Транзисторы 98А, а ток проскакивал до 40А и капец, от чего не пойму, хоть бы транзисторы грелись для приличия.
пока гонял на 2кВт радиаторы так и не нагрелись (пальцем на транзистор - еле еле чувствуется тепло), а транс как был холодный так и остался и похоже с него можно 5кВт выжимать - большой запас сделали. .
С ув. Сергей

[Прохожий]

....
С ув. Сергей

Не могу понять нескольких вещей.
1. Почему напряжение батареи 12 Вольт.
2. Зачем нужен дроссель? В подобных случаях вполне хватает индуктивности рассеяния самого трансформатора.
3. Почему ATMega? Есть же другие доступные процессоры.

Подобные транзисторы могут гореть по двум причинам.
1. Если с процессором все ОК, то из-за перенапряжений.
2. Если процессор глючит, то из-за сквозных токов.

[sna]

Не могу понять нескольких вещей.
1. Почему напряжение батареи 12 Вольт.
2. Зачем нужен дроссель? В подобных случаях вполне хватает индуктивности рассеяния самого трансформатора.
3. Почему ATMega? Есть же другие доступные процессоры.

Подобные транзисторы могут гореть по двум причинам.
1. Если с процессором все ОК, то из-за перенапряжений.
2. Если процессор глючит, то из-за сквозных токов.

1. У меня 8-мь автомобильных АКБ по 12В, а что есть в одном корпусе на 96В?
2. Дроссель с конденсатором играют роль фильтра, если убрать дроссель, а кондюк поставить на выходе транс - будет сразу гаплык.
3. Мне нравится ATMEGA - очень устойчивый контроллер и многофункциональный, ни разу не замечал сбоев, главное правильно програмку написать.
4. С процессором все ОК, при чем если произойдет глюк ключи друг на друга никогда не включаться, так как перед драйверами стоит логика для блокировки одновременного их включения. Также сквозные токи можно откинуть, так как время мертвое время между переключениями встречных ключей более 50мкС, в каждой полуволне работают симметричные ключи, а перед спадом синуса длительность включения ключей около 5..15% от 62,5мкС - это и есть мертвое время до включения следующей группы.
5. Перенапряжений нет, потому как мостовая схема исключает их в комплексе с кондером 1000мкФ и АКБ, а также в дополнение я установил параллельно питанию инвертора 5-ть параллельно соединеных супрессора на 150В и сух. конденсатор 2мкФ. А также если бы было перенапряжение, тогда бы выходило из строя все четыре транса - хотя это не факт, а у меня уже третий раз только два, причем каждый раз в разных местах или повторяются, но при этом все драйвера в норме.
Спасибо за комментарии, прошу еще соображений.
С ув. Сергей

[Прохожий]

1.

Виноват, пропустил.

2. Дроссель с конденсатором играют роль фильтра, если убрать дроссель, а кондюк поставить на выходе транс - будет сразу гаплык.

Фирма APC придерживается иного мнения. В их схемах дросселя нет, а фильтровый конденсатор стоит сразу после трансформатора.

3. Мне нравится ATMEGA - очень устойчивый контроллер и многофункциональный, ни разу не замечал сбоев, главное правильно програмку написать.

О вкусах не спорят. Хотя в данном случае, ПМСМ, надо что-то более специализированное.

4.

100% гарантию дает только ....

5.

Полевые транзисторы могут выйти из строя по двум причинам.
1. От локального разогрева участка кристалла большим током. Это когда через них пропускается ток КЗ.
2. От пробоя структуры повышенным напряжением.
2.1. Напряжение сток-исток.
2.2. Напряжение затвор-исток.
Пункты 1. и 2.1 по Вашим словам исключены...

[rezident]

Фирма APC придерживается иного мнения. В их схемах дросселя нет, а фильтровый конденсатор стоит сразу после трансформатора.

А в UPS фирмы APC тоже ШИМ 16кГц на выходе? Я не в курсе, потому и интересуюсь.

Пункты 1. и 2.1 по Вашим словам исключены...

Кстати, да. Где в схеме диоды, которые во время deadtime работают? Небось body diode в этой роли выступают? И вообще топикстартер, давайте настоящую схему, а не этот "эскиз задумки электрика"

только как вот решить проблему с землей, чтобы небыло большого потенциала между сетью и АКБ?

Поставьте дополнительно изолированный DC/DC и запитайте измерительную часть схемы на выходе преобразователя от него.

[Прохожий]

А в UPS фирмы APC тоже ШИМ 16кГц на выходе? Я не в курсе, потому и интересуюсь.

Там около 20 кГц. Видимо, чтобы по-возможности дальше уйти от звуковых частот.
А так, очень похоже на то, что предложил топикстартер.
Трансы там все на Ш-образном железе. Сделаны достаточно качественно. Железо толщиной не менее 0,35 мм, чаще 0,5.
Обмотки в разных слоях. Никакого лицендрата. Очень хорошая изоляция между обмотками.
Очень похоже, что транс считался на заданную индуктивность рассеяния, приведенную в данном случае ко вторичной обмотке.
И еще. Что интересно. Имеется 2 петли ОС. Одна по напряжению, а вторая по току через фильтровый конденсатор.
Естественно все измерительные цепи на выходной стороне гальванически развязаны через трансформаторы тока и напряжения соответственно.
Управление, как правило MSC51. Аналоговый или иной вычислитель - специализированный ASIC.
Что там внутри не знаю, но оба сигнала ОС заходят именно на этот кристалл.

Сообщение отредактировал Прохожий - Sep 16 2009, 20:17