Nachdem ich zwei Wechselrichter auf Knäckebrot und mit modifizierten China-Modulen gebastelt habe,
möchte ich diesmal eine Leiterplatte machen (lassen).
Es werden wieder 4 Module. Die Einspeisebrücke, der Arduino (nano), der DCDC-Wandler (Umpolzerhacker)
und der Buck.
Da das Buck Modul am aufwändigsten ist, habe ich damit angefangen.
Die Schaltung steht, die neuen Baugruppen sind auf Lochraster getestet
die Leiterplatte im wesentlichen geroutet.
Bevor ich die in Auftrag gebe, könnt Ihr ja bitte mal über die Schaltung schauen.
Für Diejenigen, die das Konzept nicht kennen, hier könnt Ihr Euch einlesen: diy arduino solar grid tie inverter | meinearduinoprojekte GitHub - dd3et/solar-grid-tie-inverter-MK2: Solarwechselrichter für ein Modul 300W
Diesmal soll es wieder ein Festfrequenzkonzept werden. Ein 555 dient als Mutteroszillator
bei 250KHz. Für den Umpolzerhacker habe ich einen umschaltbaren Frequenzteiler vorgesehen.
Beim Buck werde ich wieder eine Sendust-Induktivität verwenden weil sie kleiner, ruhiger und
weniger Kupferverluste bringt. Sie liegt zwischen J15 und J16.
Ein NCP3420 Erzeugt aus der PWM des schnellen Komparators die High- und Lowside Signale.
Diese steuern mächtige Treiber vom Typ TC4422 an um die etwa 4nF Gatekapazität bei
der hohen Frequenz steilflankig umzusteuern. Davor befindet sich je eine RllD-C Stufe
für die Totzeiteinstellung. Die war beim letzten mal nicht einstellbar und ich konnte deshalb
mit der Frequenz nicht so hoch wie ich das wollte.
Da der Buck mit Festfrequenz arbeitet und der Highside auch permanent leiten kann,
gibt es wieder eine Nachladestromquelle. Ich hoffe sie reicht aus.
So, erstmal genug der Schreiberei, die Schaltung:
Und habe mir bei dem Hersteller für den er da Werbung macht die Leiterplatten bestellt. Sind auch schon da und ich bin dabei die Schaltungsteile zu bestücken und zu testen.
Bei der Nachladestromquelle habe ich zwei dicke Fehler gemacht.
Der Stromspiegel mit Q2 Q3 funktioniert gar nicht. Q3 läuft thermisch voll aus dem Ruder. Das konnte ich nur so retten, indem ich Q2 nicht bestücke und den Konstantstrom an der Basis von Q3 B-fach zum Collector von Q3 spiegle.
Die Strombegrenzung mit Q5 erlaubt keine höhere Spannung zwischen BST und SWN, weil dann über die Collector-Basis-Diode die Z-Diode leitend wird. Also habe ich Q5 durch eine rote LED ersetzt.
Diesen Fehler habe ich auch in meinem vorhergehenden Wechselrichter und werde das beim nächsten Mal, wenn er am Boden ist, beheben.
Mit der LED ist eine feine Sache, man erkennt optisch ob da die Begrenzung greift was nur im Fehlerfall passieren soll.
Leider doch nicht. Mod und Dreieck vertauscht. Hm. habe schon eine ganze Liste an Änderungen.
Der größte Fehler war den NCP3420 zu verwenden. Ab 50V läuft der Gefahr zu sterben. Ich glaube zwar nicht, dass mein Solarmodul diese Spannung generiert, aber mehr Luft nach oben hätte ich dann schon gerne.
Dieser Buck-Converter hier ist definitiv nicht final.
Die Drossel hat etwa 10µH und ist mit 6 parallelen
0,7mm Lackdrähten gewickelt. Also wie beim ersten
Solarwechselrichter. Diesmal aber 250KHz fix.
ich hoffe, dass sie keiner weiteren Kühlung bedarf.
Im unteren Bereich der Umschaltbare Frequenzteiler
der den Takt für den Umpolzerhacker bereitstellt.
Unterhalb der beiden Shunt-Widerstände befindet sich
Die Ladungspumpe für den High-Side-FET.
Rechts unten die Transistoren, die den schnellen Komparator
für die PWM bilden und die Drahtbrücken wegen der
vertauschen Eingänge.
Unten links der Operationsverstärker.LMC6482.
Bei der nächsten Leiterplatte werde ich mit der eh vorhandenen
Ladungspumpe negative 12V generieren um flexibler bei
der Wahl der Operationsverstärker zu sein.
Rechts mittig der LMC555 der die 250KHz als Dreieck
und Rechteck bereitstellt.
Oben die MLCC Bank. Defekte MLCCs können einfach herunterfallen.
Als nächstes kommt die Leiterplatte für den Umpolzerhacker.
Ich hoffe die noch in diesem Jahr in Auftrag geben zu können.
Wenn ich sehe, was du so machst, kriege ich langsam doch Lust, einen bidirektionanlen Wandler zu bauem, den ich aktuell nur aus zwei China-Modulen zusammengestellt habe. Mit kleinen Macken.
Bitte schaut mal auf die "Umpol" - Schaltung. Ich möchte morgen
die Leiterplatte in Auftrag geben. Noch kann ich Fehler ohne Dremel
beheben. Umpol.pdf (199,0 KB)
Endlich ein thread, wo die erbsenzähler bzw. "Laut Absatz 4, der verodnung 377 ist das verboten, ich schreibe das nur, macht was ihr denkt" fraktion, keinen Beitrag postet. Was lernen wir daraus ?
Z. B. die frage, ob eine inselanlage erlaubt ist, muss nur anständig auf expertenebene gezogen werden. Dadurch werden viele kindergarten streitereien vermieden.
Man möge mir diesen post verzeihen, meine verwandschaft mochte den geheimrezept-glühwein nicht. Man schmeckt den Stroh Rum etwas raus. Und weg schütten wollt ich das auch nicht.
Drossel vor C9 fehlt. Die MUR460 werden ohne stark belastet.
Stepdown -> Übertrager macht doppelt Verlust. Die Modul-WR, deren Prinzip ich kenne, sind grob so aufgebaut
Was Du da zeigst, ist ein anderes Prinzip.
Bei meinem ist L6 sozusagen auf der Eingangsseite
als Buck Converter für die Modulation, die Du mit dem
TL494 machst.
Das ist ein Denkfehler. Die Dioden werden belastet durch du/dt bzw. di/dt das musst wegfangen. Vielleicht reicht bei dir dafür eine minidrossel die nur die Schaltzeiten überbrückt. Aber auch nur, wenn dein Leistungsoszillator an einer echten Stromquelle ohne Pufferkondensator hängt. Sonst haust den Dioden jedesmal den vollen Leistungspuls drauf.
Auch wenn die dioden das überleben, die impulse mit hohem strom erwärmen auch den Übertrager.
siehe auch hier http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/snt/snt_deu/sntdeu4a.pdf
Das ist nicht mein Wandler.
Das hier ist ein Umpolzerhacker mit Wiedergleichrichtung.
Schau Dir mal die 12VDC zu 230VAC Inverter an, die
haben das auch so für die unstabilisierte Zwischenkreisspannung.
Oder auch die Autoradios mit Röhren für die Anodenspannung.
Im Gegenteil. Die Schaltverluste der Transistoren entfallen.
In der Realität nicht ganz, weil der Übertrager eine unvermeidliche
Streuinduktivität besitzt.
Ja das ist ja der übliche Durchflusswandler.
Du vereinigst da einen Umpolzerhacker mit einem asynchronen (!) Buck.
Das macht die Erfassung der Betriebsparameter komplizierter,
ist aber sicher machbar.
Du hast Schaltverluste in den Transistoren und die Dioden
müssen nun schnell sein.. Die Drossel wird deutlich größer, da sie mit
der niedrigen Frequenz für den Übertrager arbeiten muss.
Wegen der asynchronen Betriebsart brauchst Du eine Mindestlast
um eine Proportionalität zwischen PWM und Ausgangsspannung
zu bekommen.
Soweit ich das verstanden habe, macht unsere kommerzielle Konkurrenz
das mit zwei Sperrwandlern.
