Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

nHz · Сообщение **nHz** » Вт мар 05, 2019 21:41:32

Продолжаю копать TDS 2285-50. Плата слаботочки разведена и оттестирована. Из 2-х каналов ШИМа разведены 4 с деадтаймами, немного по другому, чем на схемах выше. Если кому интересно, могу накидать схемку в Splan. Так как китайский даташит вообще не сообщает никакой информации, приходится выяснять всё по ходу.

Что удалось выяснить. Выход на динамик BEL(9) выдаёт немодулированный сигнал, так что генератор для динамика надо городить самому или использовать пищалку с генератором. Выход LED(5) в рабочем режиме выдаёт меандр 50Гц, который синхронизирован с генерацией ШИМ. Его можно использовать для системы ФАПЧ синхронизации с сетью. Очень удобно, а то я этот сигнал думал из ШИМа готовить придётся. Естественно, при изменении частоты нужно заменить кварц на дроссель. Об этом я уже тут писал.

Диапазон приглушения ШИМа по входу стабилизации напряжения где-то 50-60%. То есть ШИМ глушится не полностью. Вероятно, это сделано для сохранения формы синуса во всём диапазоне регулировки при данном разрешении ШИМ - контроллера. Как я понял ШИМ генерится цифровыми элементами, а не аналоговыми средствами. Частота его около 16кГц. Оно и понятно, внутри что-то вроде ПЛИС. Но это делает этот вход крайне неудобным для защиты от перегрузки по току, а воздействие на специальный вход SD переводит микросхему в режим глухой обороны, выход из которого, только через снятия питания. В следующей ревизии платы надо предусмотреть транзистор- выключатель. Но разработчики могли бы повесить на неиспользуемую ногу(7) что-то вроде ресета, было бы удобнее.

Для первых опытов подключу обычную мостовую силовую, как для EG8010 c драйверами на ir2110. Но в планах попробовать опторазвязку. Кто нибудь может посоветовать схему многоканального питальника для питания чего то типа TLP250 из 12(батарея) в 18вольт со стабилизацией?

Пока есть 2 основные задумки, либо нестабилизированный пушш-пулл с запасом+линейный стабилизатор на каждый канал.

Либо ОХП, стабилизирующий 1 канал. Остальные вроде как должны держать+-10%.

Хочется, естественно, обойтись минимумом деталек для этого. Не в ущерб надёжности.
Есть у кого-нибудь проверенные решения для питания опторазвязки?

Реклама

manowar

[uquote="nHz",url="/forum/viewtopic.php?p=3583518#p3583518"]Кто нибудь может посоветовать схему многоканального питальника для питания чего то типа TLP250 из 12(батарея) в 18вольт со стабилизацией?[/uquote]
у меня под эти цели используются обратноходовики, вторичные обмотки мотаю косой из перекрученых проводов. выходы чутку подгружены(~ 3ма, оно же и питание светодиодов), больше полувольта каналы не разбегаются.
почему обратноходовик? потому, что по одному диоду на канал, стабилизация(хоть и не непосредственная), встроена защита от кз и широчайший диапазон рабочих напряжений.
просамоцитируюсь: https://www.forumhouse.ru/threads/43620 ... t-23571106
"те же самые виперы-топы вполне удачно использую в системах маломощного вспомогательного питания, где требуется развязка и защита схемы даже в случае пробоя ключа. а на банальной uc3843 лежит сейчас пятиканальный 15w питальник c, расчитанный на 48-70в питание, после старта сохраняющий работоспособность до..менее 2в на входе."
старушка uc3843, 3845 подойдёт. остальное из однотакта или будет стартовать только при заряженном акб или редко/дорого или самому не нравится. если выбор будет ох топология - тщательно выбирайте емкость на выход.
можно попробовать пушпул(1211еу1, ir2153) c последующей стабилизацией выхода(или входа

). можно попробовать включить uc3825 по упрощенке - у неё мощный мостовой выход(1.5а).

Реклама

Diver52

Друзья, нужен совет и весьма простой вопрос. В инверторе чистый синус используется реле на 220 В с 2-мя группами и током 10 А такое, как на фото:

Отсюда 2 вопроса:
1.) Будет ли малое время переключения реле, чтобы не отрубился ПК за это время?
2.) Не критично, если при переключении сигналы с инвертора и с розетки окажутся в противофазе? Например, в розетке синусоида достигнет верхнего максимума, и в этот момент отрубится электричество. Затем на 2-3 мс сигнал перейдет в ноль (пока реле сработает). А после сигнал с инвертора окажется в нижнем максимуме. Особенно интересуют такие нагрузки, как компрессор от холодильника и др. реактивная нагрузка. Полагаю, что для обычной нагрузки вроде импульсных БП это совершенно не критично, ибо стоит диодный мост и конденсатор.

nHz · Сообщение **nHz** » Чт мар 07, 2019 12:10:00

Реле бывают разные и отрубится ли ПК, только практика решит. У Вас же на руках реле, ПК, надеюсь тоже есть - проверьте. Обычно ничего не вырубается, если переключение меньше 5мС занимает. Во всяких релейных стабилизаторах и УПСах ведь такой же принцип.

Насчёт фазы и асинхронника моё мнение - надо синхронизировать. Я вобщем то, так и делаю сейчас. Саму синхронизацию сделать несложно. Фазовый детектор вырабатывает сигнал разности фаз сети и инвертора. Но куда подавать этот сигнал? В EG8010 можно сделать через ногу 16(FRQADJ/), но модуль EGS002 придётся немного поковырять(вытащить ногу 19 и 16 с контроллера). И добавить внешний модуль ФД.

Реклама

Chevyuser

lalafau,
Если б было все так просто, как вы пишите,то ничего кроме букваря из книг и не надо было бы!
Библиотечные подключаемые файлы из среды разработки какое имеют расширение ?
*.h .
А меня интересует исполняемый файл *.с , то есть если вы посмотрите main.C автора , то искомый файл в инклюдах,
то есть это вроде как и подпрограмма , но по названию смахивает на библиотечный.
Если мне память не изменяет,то за последние 10 лет IAR выпустила минимум 3 среды для STM8 не считая вариантов за точкой , поиск в интернете находит всего 1 ссылку на форум у человека с некоторой проблемой , и ответ там похож на Ваш)).
Из чего я делаю вывод, что скорее всего это какая-то старая версия библиотеки iostm8 для 003 чипа, возможно и не от IAR , смущает ,что на просторах сети всего 1 ссылка.
Хотелось попробовать скомпилировать под имеющийся чип и не разбираться особенно , какие функции и как задействованы, учитывая что даже с синтаксисом в разных средах IDE согласия нет((.

По опыту ремонта и восстановления ИБП скажу, что проблемы возникают со старыми блоками питания ( если высохли входные емкости ) -тогда комп может и перезагрузиться при переключении , в 90 % случаев помогает замена БП .
Особенно это относится к роутерам и подобным модемам.Обычно их БП полусдохли давно , а у Кисок может и крыша слететь, были случаи.Так что проверяем.
Ну и по поводу блоков с APFC , тут другая проблема , инвертор должен обеспечить в течении полпериода мощность с шильдика блока питания + 20 % , иначе может упасть в защиту и комп тем временем отрубится.
Происходит потому , что подзарядка накопительной емкости будет идти после провала питания с максимальным током конвертора. Для БП более 1 кВт ,это как правило,8-12 А.

Про холодильник , при включении двигателя без синхронизации он тупо подстроится за определенное число оборотов , в зависимости от мощности инвертора , скольжение однофазного двигателя достаточно велико,
Причем не столько за счет изменения частоты вращения , сколько за счет перемагничивания ротора.

Ч то бы даже привести к 2х кратному увеличению рабочего тока, да и ротор успеет быстренько перемагнититься , я не знаю, как ведут себя моторы с рабочей емкостью, но с пусковой обмоткой ,даже не дергается пусковое реле .
Конденсаторные вблизи синхронной частоты могут работать в режиме генератора , тут надо померять , посмотреть .
В любом случае соотношение кинетической энергии маховика и мгновенной подводимой мощности к обмотке не в пользу последней, так что синхронизация произойдет за несколько периодов . причем более мягко,чем пуск.
Проблема гораздо серьезнее для мощных трансформаторов с низким активным сопротивлением обмотки , поэтому инвертор должен уметь синхронизироваться или ограничивать ток, снижая амплитуду при перегрузке.

Реклама

manowar

синхронизация инвертора? а нужна ли она при работе на нагрузку? если не отдавать в сеть, имхо и заморачиваться не стоит.
в промышленно выпускаемых изделиях никто этим вопросом не заморачивается и воплей потребителей что-то тоже не слышно.
могу сказать, что переключая даже маломощный(680вт транс) инвертор на внешнее питание и обратно, при работе на насосы(4 циркуляционника+1 нагнетающий) даже не икает, как при подключении в запущенный инвертор той же, но обесточенной, нагрузки.
пысы: главное, все переключения, выполнять на одном реле(пускателе, автомате переключения итп). ибо, кроме банального залипания выработавшей ресурс механики, всегда бывает различия в скорости срабатывания даже однотипных реле(даже если нет прямого замыкания, возникает экстраток через дугу)+ не исключается вероятность ошибок системы управления-возникновение аварийной ситуации с питанием, на грани срабатывания или отпускания .

Реклама

Diver52

nHz
В УПС обычно выполняется синхронизация по фазе. У меня этой синхронизации пока нет. Поэтому включать пока что очкую На сколько критично будет без синхронизации?
Синхронизацию пока делать не буду, ибо муторно разбираться и не факт, что она будет нормально работать. Если это критично, то сделаю проще: зарядка аккумулятора на постоянной основе мощностью 400 Вт и работа всего в квартире напрямую от инвертора. Средняя потребляемая мощность не будет выходить за пределы 400 Вт. А мгновенная компенсируется емкостью аккумулятора в 1,1 кВт*ч.
manowar
Отдавать энергию в сеть я не буду и мне это не нужно. Все переключение будет осуществляться на ОДНОМ реле, что я выложил на фото.

Chevyuser

Синхронизируются , обычно, он лайн ИБП , для целей работы электронного байпаса , линейно интерактивные синхронизируют только задающий генератор с сетью, и в случае отключения сети от него потом запускается силовая часть, но тут тоже не так все гладко, по причине механических контактов реле в том числе .
Но и тут это связано не с нагрузкой , а защитой ключей инвертора от тока намагничивания трансформатора,
потому как физически он один.
Ну и кроме того, сейчас часто используется реверсивный режим работы инвертора по заряду акб,
поэтому синхронизация необходима.
Обычно фиксируется направление перехода через 0-ль сетевого напряжения , и от этого момента считается таблица синуса для загрузки в таймер ШИМ и выбирается таблица с максимально близкой частотой.
Фаза меряется только в сложных устройствах на DSP процессорах с мощностями обычно более 5-10 кВа.
Они и являются главной проблемой , потому как переключение на сеть еще возможно,с нулевым током,а вот на инвертор, не всегда.

На мой взгляд,для маломощных инверторов несущественна синхронизация при переходе на инвертор, хотя при обратном переходе это важно, учитывая низкое сопротивление сети, может вести к повышенной нагрузки на контакты реле.

Diver52

Кому интересно, скидываю видюшку по полу самодельному инвертору чистый синус 36 В 220 В 2 кВт:
https://youtu.be/O3o_7Jf7D40
Все проверил и подключил даже пылесос на 1,5 кВт. Если по чесноку, то боялся, что защита не отработает. Но все срабатывает идеально.
По поводу реле я все проверил. Работает без синхронизации и вроде техника цела. Да, в момент переключения моргает свет, но комп не отрубается.

Chevyuser

Diver52,
Акуумулятор зачетный !
Инвертор тоже понравился ,особенно ток ХХ.это 0,6 А , если к 12 вольтам привести, то есть 7,2 Вт неплохо очень.
По поводу пылесоса, ОНО индуктивная нагрузка только пока не крутится, что по картинке и видно, в пылесосе коллекторный мотор последовательного возбуждения , практичеки чисто активная нагрузка , но плата за это гигантский пусковой ток ,ограниченный в основном активным сопротивлением обмоток.
По поводу защиты по току , интереснее бы мгновенную защиту организовать в каждом цикле Тогда можно быо бы снизиить мгновенный ток ключей при гораздо лучшей стартовой характеристике, то есть сигнал выглядел бы как синусоида, у которой начинается резаться вершина.
А так выглядит как фазовый тиристорный регулятор, угол отсечки зависит от мгновенного тока, причем половина полуволны или больше сразу пропадает.
И для достижения тех же пусковых характеристик ток ограничения приходится увеличивать. Это мене надежно, на мой взгляд.

Diver52

Да собственно меня все устраивает. Подключение пылесоса - это только тест. В обычной ситуации пусковые токи выше 2,5 кВт не поднимаются. При старте холодильника такого нет. Я рассматриваю эту защиту, как аварийную. Разумеется, при включении пылесоса, когда в квартире отрубят свет, однозначно вырубятся все приборы на 1-2 сек, включая компьютер.
Параллельно с китая пришел инвертор чистый синус на 2 кВт от 12 В по схеме с двойным преобразованием. Да, все работает, все отлично и компактно. Но одно большое но: ток холостого хода колеблется в районе 1,8-2 А! А это почти 25 Вт при напряжении 14 В в моем случае. Для моего аккумулятора среднее напряжение это 13,2 В, в отличие от 12 В на свинце. Для своих целей, что он покупался, а именно, поработать электроинструментом (перфоратор, болгарка, сварочный аппарат) или подключить насос для воды он идеален. Тем более, по времени мне нужно пользоваться всем этим по работе (работаю на установках беспроводного интернета и усилении сотовой связи, электричество есть не всегда и чаще всего неудобно таскать длинный удлинитель) суммарно не более 15-20 мин. Поэтому емкости второго титанатного аккумулятора в 30 Ач хватит на это время с запасом.
Т.е. для стационара однозначно трансформатор с низким током холостого хода. Для мобильности двойное преобразование, большой ток холостого хода и к тому же шум и писк от дросселей. Мой трансформаторный вообще в этом плане почти не слышно.
ДОПОЛНЮ. В планах я хотел бы что-то придумать с мгновенной защитой по току. Если подключить нагрузку, скажем, на 3 кВт или устроить к.з., то инвертор моментально войдет в режим защиты и будет рубить синусоиду. Фактически это циклический режим без отключения - проверил лично. Хотелось бы сделать принудительное отключение через 3 сек с задержкой 3-5 сек на повторный запуск. Я понимаю, что ключи в этом режиме не должны сгореть, но электронике будет не сладко от "рваной" синусоиды низкой амплитуды. Кстати, я протестил: таким же образом работает защита и у заводского китайского инвертора - он ограничит напряжение и будет его держать в цикле, не отключаясь. Как самый простой вариант попробую купить реле перенапряжения. Но лишь бы оно не срабатывало в момент переключения реле сеть-инвертор. Да к тому же не будет лишним защитить таким образом всю технику в квартире. Всякое бывает - вдруг у инвертора откажет обратная связь по напряжению и оно будет в районе 280 В.

manowar

писк дросселей? обычно результат возбуда, несконректированна цепь ос.
а защиту организовать несложно. примените или драйвера со встроенными цепями мгновенной защиты+ таймер перезапуска или...уберите всю защиту нафиг и внешний электронный предохранитель на том же драйвере

Diver52

manowar
Вполне допускаю, что у китайского инвертора может быть не скорректировано все, что угодно. Но я не парюсь. Работает и ладно. Нагрузку держит, напряжение 220 В на выходе стабильно и изменяется максимум в пределах 217-223 В в зависимости от мощности нагрузки и это устраивает.
По схеме, если честно, уже не хочется заморачиваться и что-то паять. Уже от этой пайки голова болит.

Оставлю все, как есть или максимум докуплю какое-то готовое решение.

berg12

Как самый простой вариант попробую купить реле перенапряжения. Но лишь бы оно не срабатывало в момент переключения реле сеть-инвертор. Да к тому же не будет лишним защитить таким образом всю технику в квартире. Всякое бывает - вдруг у инвертора откажет обратная связь по напряжению и оно будет в районе 280 В

А ежели варистор, который пережжет плавкий предохранитель между трансом и варистором или защита по току преобразователя сработает?
У себя сейчас проверил, при АКБ 12.8в и максимальном шиме на выходе 314в.

upd: хотя и от пониженного напряжения тот же холодильник может накрыться медным тазом

Diver52

По поводу того же самодельного инвертора на НЧ трансформаторе. Решил я сегодня все протестировать, и заметил, что при подключении активной нагрузки синус все время ровный также, как и на холостом ходу. А вот при подключении кучи импульсных блоков питания (комп, светодиодные и энергосберегающие лампы) и т.п. верхушка синуса искажается как бы слегка подрезаясь. При этом сам переход через ноль и подъемы/спады идеально ровные, как и должны быть. Я глянул осциллографом, в розетке синус тоже не идеален и имеет резкий спад после максимума. Т.е. с инвертора все более менее ровно, но видны незначительные искажения синуса в максимумах. На сколько это критично и как с этим бороться? Перед трансформатором установлены 2 дросселя по 22 мкГн каждый. На выходе стоит симфазный дроссель и конденсатор до него на 2,2 мкФ и после на 1 мкФ.
Вот синус из розетки:

Вот с инвертора:

Вот такой синус при подключении всей электроники в доме + холодильника (потребление в сумме в районе 300 Вт):

Развернул его побольше, чтобы было лучше видно.
Также я сравнил синус с китайского инвертора - там он тоже немного коверкается, но по другому. В части спада/роста от минимума до максимума, зато верхушки идеальные. В целом понятно, что искажения начинаются при подключении мощных импульсных блоков питания или индуктивной нагрузки типа холодильника или дрели/перфоратора.

lalafau

[uquote="Diver52",url="/forum/viewtopic.php?p=3594172#p3594172"]На сколько это критично и как с этим бороться?[/uquote]Некритично (по барабану).
Если опасаетесь падения КПД от высших гармоник в трансе, то можно двигательную нагрузку включить напрямую к инвертору, а нелинейно-выпрямительную с плохим к-том мощности - через пассивный корректор в виде дросселя или LC.
https://www.kit-e.ru/articles/powerel/2009_04_94.php
Дросселем может быть вторичная обмотка другого ненужного трансформатора, от 100 Вт.

Diver52

lalafau
Спасибо, все понял. Сделать дроссели тема. Только для компа придется его взять помощнее, не менее 400 Вт. Ибо комп как раз потребляет в максимуме 400 Вт (если в игрушки играть).
Ну и остается не совсем понятная для меня нагрузка - это проектор на лампе. Запитана лампа через импульсный блок питания или через какой-либо балласт мне не понятно. Я не вдавался подробно в устройство проектора и знаю, что он потребляет 210 Вт в экономичном режиме и 270 Вт в максимальном.

manowar

[uquote="Diver52",url="/forum/viewtopic.php?p=3594172#p3594172"]На сколько это критично и как с этим бороться?[/uquote]
некритично. или нагрузкой с фпк или понижением выходного сопротивления инвертора - те наращиванием мощности, так как ос у 8010 не мгновенного действия.

Chevyuser

Проблема срезанных верхушек в сети 220 вольт , это скажите спасибо массовому внедрению экономок и дешевых LED ламп и любым другим приборам с косинусом Ф менее 0,5 ,
я сам как то попался, когда ремонтировал Smart SUA1500i , не мог понять, почему на вход АЦП приходит обрезанная синусоида , а на выходе ИБП при работе от батареи ровная , в общем когда один ИБП включил от другого, понял, что зря потратил время.
А учитывая однополярность ацп и выпрямитель, картинка была , как последовательность по разному обрезанных трапеций , разной амплитуды , полная иллюзия большого тока утечки д\выпрямительных диодов.
И именно такая неисправность бывает после перенапряжения на входе.
Для решения данной проблемы в инверторе можно увеличить емкость шунтирующую 220 вольт , обычно берется из расчета 10 мкФ на 1 кВа. Но это чревато некоторым снижением КПД.
Второй вариант, снимать сигнал о токе этой емкости и на основании его корректировать табличную длительность ШИМ импульсов , тогда можно получить нелинейностть не хуже 3-5 % при нелинейных нагрузках (мост с емкостью ).Данный подход используется при построении инверторов работающих в широком диапазоне изменения коэффициента мощности .
Вычислительная мощность микропроцессора должна обеспечивать выполнение пересчета таблицы синуса перед загрузкой в таймер шим исходя из текущей амплитуды выходноо напряжения и тока емкости.
В данном случае формула чисто арифметическая с разными весовыми коэффициентами .
Можно использовать данные о токе между выходным мостом и емкостью DC шины но тогда потребуются данные о токе нагрузки , для правильного вычисления коэффициента мощности и вычисления значений ШИМ , это позволяет снизить выходную емкость, увеличить КПД , но микропроцессор должен уметь умножать за разумное число тактов .\
Ну STM32 вам в руки ,из бюджетного.

.

lalafau

[uquote="Chevyuser",url="/forum/viewtopic.php?p=3595689#p3595689"]Проблема срезанных верхушек в сети 220 вольт , это скажите спасибо массовому внедрению экономок и дешевых LED ламп и любым другим приборам с косинусом Ф менее 0,5[/uquote]Линейные нагрузки с малым cos Ф не имеют проблем с формой напряжения или тока, просто одно отстаёт от другого, что легко компенсируется одним пассивным элементом (L или С).
А нелинейные нагрузки с выпрямителем отличаются плохим коэффициентом мощности.

"В случае синусоидального напряжения, но несинусоидального тока, если нагрузка не имеет реактивной составляющей, коэффициент мощности равен доле мощности первой гармоники тока в полной мощности, потребляемой нагрузкой."
https://ru.wikipedia.org/wiki/Коэффициент_мощности

Добавлено after 1 minute 49 seconds:
[uquote="manowar",url="/forum/viewtopic.php?p=3594680#p3594680"]некритично. или нагрузкой с фпк[/uquote]
PFC!!

Добавлено after 3 minutes 25 seconds:
[uquote="Diver52",url="/forum/viewtopic.php?p=3594401#p3594401"]Ну и остается не совсем понятная для меня нагрузка - это проектор на лампе. Запитана лампа через импульсный блок питания или через какой-либо балласт мне не понятно.[/uquote]Лампа галогенная? Может просто понижающий трансформатор к ней подключен, тогда проектор - почти линейная нагрузка с долей индуктивности.