PWM วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าควบคุม

โพสต์นี้อธิบายถึงวิธีการสร้างวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าหลัก 100V ถึง 220V H-bridge โดยใช้การควบคุม PWM อัตโนมัติ ความคิดดังกล่าวได้รับการร้องขอจากคุณสัจจาด

วัตถุประสงค์และข้อกำหนดของวงจร

1. ฉันประหลาดใจมากกับผลงานและความตั้งใจของคุณที่จะช่วยเหลือผู้คนตอนนี้ให้ฉันไปถึงจุดของฉันฉันต้องการตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีความสามารถเหล่านี้ให้มากที่สุดโดยมุ่งเน้นที่ปัญหาแรงดันไฟฟ้าต่ำแทนที่จะเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงควรอยู่ที่ประมาณ 100v และสูงถึง 250v
2. ฉันต้องการ ความสามารถในการทำให้เสถียรสูง และรองรับเครื่องปรับอากาศขนาด 3.5 ตันประมาณ 30 แอมป์และการออกแบบอื่น ๆ ที่สามารถรองรับ 5A เพื่อลดน้ำหนัก
3. หลีกเลี่ยงหม้อแปลงขนาดใหญ่ให้มากที่สุดฉันชอบหม้อแปลงเฟอร์ไรต์
4. ฉันพบแนวคิดเรื่องโคลงนี้ (https://drive.google.com/file/d/0B5Ct1V0x1 jac19IdzltM3g4N2s / view? usp = sharing) นี่คือลิงค์ที่ฉันต้องการแผนผังที่มีแนวคิดเดียวกันแรงดันอินพุตต่ำประมาณ 100-135v สูง กระแสไฟฟ้าเพื่อเริ่มต้นและรักษาเครื่องปรับอากาศขนาด 3.5 ตันและการออกแบบที่สองเพื่อลดน้ำหนัก 6A หากคุณมีเวลา
5. ฉันต้องการการออกแบบที่สามด้วยโคลง 100A ที่บ้าคลั่งสำหรับทั้งบ้านของฉันฉันขอการออกแบบก่อนหน้านี้ แต่ฉันไม่รู้ว่าการออกแบบนี้ดูดีสำหรับฉันด้วยประสิทธิภาพที่หรูหรา

คุณสมบัติรอง

ฉันชอบที่จะมี LCD เพื่อแสดงพารามิเตอร์และชื่อที่กำหนดเองไฟฟ้าแรงสูงถูกตัดออกเนื่องจากการป้องกันความร้อน แต่ให้วางลงหากทำให้การออกแบบซับซ้อนขึ้น

ฉันรู้ว่าสิ่งที่ฉันขอเป็นวิธีที่มากเกินไปที่จะทำให้สำเร็จในวงล้อเดียวดังนั้นจึงทิ้งสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปได้ว่าฉันต้องการการออกแบบสามแบบหนึ่งสำหรับเครื่องปรับอากาศกระแสสูงตัวควบคุมเดียวกันสองตัว แต่มีคุณสมบัติรองที่กล่าวถึงและอีกสามอย่างสำหรับการลดน้ำหนัก

คุณอาจสงสัยว่าทำไมต้องใช้อินพุต 100v ต่ำส่วนใหญ่ในฤดูร้อนเราไม่มีไฟฟ้าสาธารณะ แต่เรามีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในพื้นที่ที่มีไฟฟ้า 120-170v ที่บ้านโดยที่พัดลมเพดานของเราแทบจะไม่หมุน

ไฟฟ้าสาธารณะคือไฟฟ้าแบบกริดที่มีกระแสไฟฟ้าสูง แต่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำโดยมีเวลาจ่ายที่ดีที่สุดแปดชั่วโมงต่อวันในฤดูร้อนในทางกลับกันอย่างที่บอกว่าเรามีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ในท้องถิ่นในช่วงเวลานี้เราจ่ายตามแอมป์ (จัดอันดับ กระแสของเบรกเกอร์สำหรับไฟฟ้าในพื้นที่) เช่นบอกว่าคุณต้องการ 50A พวกเขาจะจ่ายกระแสไฟฟ้าให้คุณด้วยเบรกเกอร์ 50A และคุณต้องจ่าย 50A โดยไม่คำนึงถึงการใช้งานของคุณ (พวกเขาจะถือว่าคุณใช้ 50A ทั้งหมด)

ดังนั้นในบ้านของฉันฉันจ่ายค่าไฟฟ้ากริดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในพื้นที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในพื้นที่ไม่ใช่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในบ้านของฉันคุณสามารถจินตนาการได้ว่าเป็นไฟฟ้ากริดที่สอง แต่เป็นของเอกชนในทั้งสองกรณีเรามีปัญหาเรื่องแรงดันไฟฟ้า แต่ไม่เป็นกระแส

สุดท้ายนี้ฉันตอนนี้เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าในโหมดเพิ่มจะใช้กระแสไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการใน

หลักการอนุรักษ์พลังงาน (V1xI1 = V2xI2) โดยสมมติว่ามีประสิทธิภาพ 100% วิธีแก้ปัญหาปัจจุบันที่ฉันใช้ตอนนี้คือหม้อแปลงแบบ step up ซึ่งจะลดกระแสที่ใช้งานได้อาจเหลือ 30A ของ 50A แต่มีแรงดันไฟฟ้าที่ดี แต่ไม่ปลอดภัยเพราะขาด กฎระเบียบเกี่ยวกับไฟฟ้าสาธารณะเห็นได้ชัดว่าเราไม่มีข้อ จำกัด ที่เราจ่ายตาม KWh

ก่อนหม้อแปลงฉันได้ซื้อตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า แต่ใช้งานไม่ได้เนื่องจากไม่ตรงตามค่าต่ำสุด 180V

การออกแบบ

การออกแบบที่สมบูรณ์สำหรับวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าหลักของสะพาน H ที่นำเสนอสำหรับการควบคุม 100V ถึง 220V สามารถเห็นได้ในรูปต่อไปนี้:

วงจรกำลังทำงานค่อนข้างคล้ายกับหนึ่งในโพสต์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้เกี่ยวกับไฟล์ วงจรอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับเครื่องปรับอากาศ 1.5 ตัน

อย่างไรก็ตามสำหรับการใช้งานระบบป้องกันการสั่นไหว 100V ถึง 220V อัตโนมัติที่ตั้งใจไว้เราใช้สองสิ่งที่นี่: 1) ขดลวดเพิ่มหม้อแปลงอัตโนมัติ 0-400V และวงจร PWM ที่ปรับแต่งเอง

วงจรข้างต้นใช้โทโพโลยีอินเวอร์เตอร์แบบสะพานเต็มรูปแบบโดยใช้ IC IRS2453 และมอสเฟต N-channel 4 ช่อง

IC มีการติดตั้งออสซิลเลเตอร์ในตัวซึ่งมีการกำหนดความถี่อย่างเหมาะสมโดยการคำนวณค่า Rt, Ct ที่ระบุ ความถี่นี้กลายเป็นความถี่ในการทำงานที่แนะนำของอินเวอร์เตอร์ซึ่งอาจเป็น 50Hz (สำหรับอินพุต 220V) หรือ 60Hz (สำหรับอินพุต 120V) ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดยูทิลิตี้ของประเทศ

แรงดันไฟฟ้าบัสได้มาจากการแก้ไขแรงดันไฟเมนอินพุตและถูกนำไปใช้กับเครือข่ายมอสเฟตสะพาน H

โหลดหลักที่เชื่อมต่อระหว่าง mosfets คือบูสต์หม้อแปลงอัตโนมัติที่อยู่ในตำแหน่งสำหรับการทำปฏิกิริยากับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของสวิตช์หลักและสำหรับการสร้าง 400V ที่ได้รับการเร่งตามสัดส่วนผ่านขั้วของมันผ่าน EMF ด้านหลัง

อย่างไรก็ตามด้วยการแนะนำฟีด PWM สำหรับมอสเฟตด้านต่ำ 400V จากขดลวดนี้สามารถควบคุมได้ตามสัดส่วนกับค่า RMS ที่ต่ำกว่าที่ต้องการ

ดังนั้นที่ความกว้าง PWM สูงสุดเราสามารถคาดหวังว่าแรงดันไฟฟ้าจะเป็น 400V และที่ความกว้างต่ำสุดนี้สามารถปรับให้เหมาะสมได้ใกล้เคียงกับศูนย์

PWM ได้รับการกำหนดค่าโดยใช้ IC 555 สองสามตัวสำหรับการสร้าง PWM ที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองต่ออินพุตไฟหลักที่แตกต่างกันอย่างไรก็ตามการตอบสนองนี้จะกลับด้านก่อนที่จะป้อน mosfets ด้านต่ำซึ่งหมายความว่าเมื่ออินพุตหลักลดลง PWM จะกว้างขึ้นและ ในทางกลับกัน

ในการตั้งค่าการตอบสนองนี้อย่างถูกต้องค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1K ที่แสดงด้วยพิน # 5 ของ IC2 ในวงจร PWM จะถูกปรับเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าทั่วขดลวดหม้อแปลงอัตโนมัติอยู่ที่ประมาณ 200V เมื่ออินพุตอยู่ที่ประมาณ 100V ณ จุดนี้ PWM อาจเป็น ที่ระดับความกว้างสูงสุดและต่อจากนี้ไป PWM จะแคบลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทำให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตจะคงที่เกือบจะอยู่ที่ประมาณ 220V

ดังนั้นหากอินพุตไฟสูงขึ้น PWM จะพยายามดึงลงโดยการ จำกัด พัลส์ให้แคบลงและในทางกลับกัน

วิธีการสร้าง Boost Transformer

ไม่สามารถใช้หม้อแปลงเฟอร์ไรต์สำหรับวงจรโคลงแรงดันไฟเมน 100V ถึง 220V ที่กล่าวไว้ข้างต้นเนื่องจากความถี่พื้นฐานถูกปรับเป็น 50 หรือ 60 Hz ดังนั้นหม้อแปลงแกนเหล็กเคลือบคุณภาพสูงจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งาน

สามารถทำได้โดยการพันขดลวดแบบปลายด้านเดียวถึงปลายประมาณ 400 รอบบนแกนเหล็ก EI เคลือบโดยใช้ลวด 25 SWG 10 เส้น ... นี่เป็นค่าโดยประมาณและไม่ใช่ข้อมูลที่คำนวณได้ ... ผู้ใช้อาจ รับความช่วยเหลือจากผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้ามืออาชีพหรือเครื่องม้วนเพื่อรับหม้อแปลงที่จำเป็นจริงสำหรับการใช้งานที่ต้องการ

ในเอกสาร pdf ที่เชื่อมโยงมีการเขียนไว้ว่าการออกแบบที่เสนอไม่จำเป็นต้องใช้การแปลง AC เป็น DC สำหรับวงจรซึ่งดูไม่ถูกต้องและไม่สามารถทำได้จริงเพราะถ้าคุณใช้ a เฟอร์ไรต์เพิ่มหม้อแปลงอินเวอร์เตอร์ จากนั้นอินพุต AC จะต้องถูกแปลงเป็น DC ก่อน จากนั้น DC นี้จะถูกแปลงเป็นความถี่สวิตชิ่งสูงสำหรับหม้อแปลงเฟอร์ไรต์ซึ่งเอาต์พุตจะเปลี่ยนกลับไปที่ 50 หรือ 60Hz ที่ระบุเพื่อให้เข้ากันได้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า