Modificare sursa cu PCF activ

[pisica matache]

Va salut!

Mai intai incerc o scurta introducere.Am patru panouri fotovoltaice,inseriate,care produc cca 1000W,la 120V.Deocamdata nu dispun de acumulatorii necesari pentru a prelua energia panourilor,asa ca m-am gandit sa le folosesc fara acumulatori.

Ideea este urmatoarea:tensiunea de 120V,ridicata la cca 340V.Cu aceasta tensiune se poate alimenta orice aparat ce contine o sursa in comutatie.De ex,calculator,televizor,sursa laptop,etc.Desigur,folosind un invertor tensiune,care sa scoata sinus pur sau modificat,se poate alimenta orice sarcina,inclusiv inductiva,gen frigider.

Primele teste practice sunt promitatoare;mai intai am alimentat laptopul prin sursa sa,care admite la intrare 100-240V/50Hz,direct la panouri.Conform asteptarilor,sursa fiind in comutatie functioneaza perfect.

M-am riscat si am alimentat si televizorul,desi pe acesta nu era specificata tensiunea de alimentare.Se pare ca e conceput tot pentru 100-240V,deoarece merge si acesta.Cu mentiunea ca alimentata in cc,bobina de demagnetizare de pe tub,a facut exact invers,aparandu-mi pe ecran diverse nuante.Am rezolvat problema,demagnetizand tubul,apoi deconectand bobina.

Am trecut la pasul urmator,ridicarea tensiunii de la 120V la cca 340V.Din comoditate,n-am construit un boost,ci am luat o sursa gata facuta,de server,de 750W,cu pcf activ.Cu 120V la intrare,am obtinut la iesirea pcf,400Vcc.Tensiunea fiind prea mare,riscand sa distrug aparatele alimentate,am modificat divizorul rezistiv cu care controlerul monitorizeaza aceasta tensiune,coborand-o la 340V.De ce fix 340?Ca s-o pot pune in paralel cu o tensiune de cca 330Vcc,obtinuta dupa redresarea dubla alternanta a retelei si filtrarea cu electroliticul sursei.Astfel daca soarele intra in nori si puterea panourilor scade sub necesarul sarcinii,puterea e preluata din retea.

Testele le-am facut deocamdata fara redresarea retelei,doar panourile si sursa.Functionarea e in regula,cat e soare;cand nu mai este,tensiunea pica.

Urmatoarea problema pe care trebuie s-o rezolv,e modificarea sursei,pentru a mentine pe panouri,indiferent de consum,minim 120V.Aceasta e tensiunea optima,pentru maximul de putere generata de panouri;scaderea acestei tensiuni duce la scaderea puterii,curentul sub aceasta tensiune,fiind relativ constant.

Pun o schema cu partea de pcf a sursei,cu modificarea la care m-am gandit pentru stabilizarea tensiunii de intrare de 120V.R5,R3,R4,tranzistorul si dioda,sunt componentele ce-ar trebui adaugate pentru a obtine acest deziderat.

Atata timp cat sarcina ar trage o putere sub cea livrata de panouri,tensiune pe iesire ar fi 340V,cea de pe intrare intre 120-130V.Daca sarcina ar trage o putere peste cea debitata de panouri,tensiunea de intrare ar cobora sub 120V,sub tensiunea optima.

M-am gandit ca divizorul R3-R4 corect dimensionat,ar tine saturat bipolarul,atata timp cat tensiunea de intrare depseste 120V.Daca tensiunea ar scadea,tranzistorul ar incepe sa se blocheze,iar prin R5 si dioda,s-ar creste tensiunea in pin 3,peste 2,5V cat am masurat in timpul functionarii.Acest lucru ar avea ca efect scaderea umplerii,scaderea tensiunii de iesire,respectiv stabilizarea tensiunii de 120V.

Asta daca logica mea e buna;astept pareri,eventual sugestii de imbunatatire,pentru care va multumesc anticipat.

[smilex]

Ai sa vezi ca aici lucrurile se desfasoara cu incetinitorul, dar e mai pe gustul meu, sa zic asa.

Vad ca nu renunti la "specialitati". Nu cred ca e atat de simplu. Daca am inteles corect, exista doua prioritati: mentinerea mppt la 120V dar si a iesirii la 340V cata vreme iesirea poate sustine consumul. Cred ca astea se cam contrazic aici. Sa presupunem ca ai posibilitatea sa micsorezi (indiferent cum) extractia de curent la un consumator mare, pentru a mentine 120V. Asta va duce la scaderea tensiunii de 340V.

Sa zic altfel. Sa presupunem ca ai un exces de resurse in fotovoltaice. Pentru a mentine cei 120V trebuie sa extragi mai mult curent. Dar daca n-ai consumator suficient, ce faci cu excedentul? Poate prioritar ar fi stabilizarea la 340 cu sacrificiul mppt. Alta ar fi problema daca ai avea unde sa inmagazinezi. Te-ai intoarce la acel principiu mai vechi...

[donpetru]

Renuntati la dioda si rezistorul R5 si "spargeti" rezistorul R2 in doua rezistoare serie. Pe primul rezistor din cele doua care vor fi inseriate, conectati acel tranzistor, care va sunta rezistorul cand tensiunea de intrare de 120V va scade mult. Astfel veti controla mai bine si mai simplu "amplificarea", respectiv tensiunea de iesire. Dar, inainte de asta, trebuie reverificat care din cele doua rezistoare (R1 sau R2) trebuie sparte pentru a controla mai bine ceea ce iti spuneam adineaori. M-am gandit la R2 dar trebuie facute cateva teste, inclusiv regandita putina topologia, spre exemplu utilizarea unui PNP in loc de NPN. Repet, trebuie testat practic asta. Spre exemplu, cu un tranzistor PNP si un NPN s-ar putea controla mai bine saturatia. Am postat mai jos o imagine mai sugestiva (pentru test):

Editare ulterioara: In schema atasata mai sus tatonati valoarea semireglabilului R2.

[pisica matache]

Ai sa vezi ca aici lucrurile se desfasoara cu incetinitorul, dar e mai pe gustul meu, sa zic asa.

Vad ca nu renunti la "specialitati". Nu cred ca e atat de simplu. Daca am inteles corect, exista doua prioritati: mentinerea mppt la 120V dar si a iesirii la 340V cata vreme iesirea poate sustine consumul. Cred ca astea se cam contrazic aici. Sa presupunem ca ai posibilitatea sa micsorezi (indiferent cum) extractia de curent la un consumator mare, pentru a mentine 120V. Asta va duce la scaderea tensiunii de 340V.

Sa zic altfel. Sa presupunem ca ai un exces de resurse in fotovoltaice. Pentru a mentine cei 120V trebuie sa extragi mai mult curent. Dar daca n-ai consumator suficient, ce faci cu excedentul? Poate prioritar ar fi stabilizarea la 340 cu sacrificiul mppt. Alta ar fi problema daca ai avea unde sa inmagazinezi. Te-ai intoarce la acel principiu mai vechi...

As putea spune ca ''specialitatile''...sunt specialitatea mea.Intorcandu-ma la subiect.Prioritara e mentinerea mppt la 120V;daca conditia asta e indeplinita,abia dupa aceea vine stabilizarea tensiunii de 340V.

Altfel spus,daca puterea generata de panouri,la un moment dat,depaseste puterea trasa de sarcina,tensiunea de iesire va fi stabilizata la 340V,iar tensiunea la intrare va depasi 120V;daca sarcina e zero,tensiunea pe panouri poate ajunge la 235V,tensiunea in gol.

 

A doua posibilitate;puterea generata de panouri e mai mica decat are nevoie sarcina;prioritara fiind mentinerea tensiunii de 120V,umplerea va scadea,avand ca rezultat scaderea tensiunii de 340V.Dar aceasta tensiune e in paralel cu tensiunea continuua rezultata dupa redresarea retelei.Adica indiferent de ce putere livreaza panourile,diferenta e preluata din retea.

O analogie simpla,tandemul alternator-acumulator auto.Cu motorul pornit,tensiunea e de 14,5V din baterie nu se consuma nimic.Daca scade turatia,sau motorul e oprit,tensiunea coboara la 12-13V,fiind asigurata de baterie.In cazul meu panourile plus sursa,reprezinta alternatorul,reteaua reprezinta acumulatorul.

@Donpetru,multumesc de implicare,dar pana sa citesc varianta propusa de Dvs,deja testasem altceva.Am renuntat la varianta postata de mine cu bipolar,folosind in loc un TL431.Se pare ca am avut noroc;am reusit stabilizarea tensiunii pe panouri,indiferent de consumul sarcinii.

Dar deja in urma cu cca o ora,curentul generat de panouri era foarte mic;abia maine pot face teste concludente.

In plus,a trebuit sa cobor tensiunea sursei de la 340,la cca 320V;asta datorita faptului ca dupa redresarea/filtrarea retelei,in sarcina,aveam cca 310V.30V diferenta era prea mult.

Pun si schema cu TL431;mentionez ca in prima schema,pinul este 14,nu 3,cum gresit am notat.De asemenea tensiunea in pin 14,este 5V,nu 2,5V.

Circuitul functioneaza astfel:daca tensiunea pe intrare depaseste 120V,in catodul TL431 tensiunea este sub 5V,dioda e blocata,circuitul nu influenteaza cu nimic tensiunea in pin 14,care e cca 5V.Abia cand tensiunea de 120V incepe sa scada,creste tensiunea in catodul TL431,iar cand ajunge la cca 5,6V dioda va incepe sa conduca.Tensiunea in pin 14,va creste,scazand umplerea semnalului PWM.Astfel are loc stabilizarea tensiunii de 120V,evident cu scaderea tensiunii de 320V,functie de sarcina.

Vad ca nu pot atasa schema cu modificarile facute;in vechea schema,TL431 inlocuieste bipolarul;referinta in locul bazei,anodul la masa,catodul in locul colectorului.

Editat Iulie 1, 2013 de pisica matache

[smilex]

Nu le poti pastra pe ambele la surplus de energie. Trebuie sa lasi 120-ul sa mearga in sus cand extragi putin. Deci ar trebui sa te axezi pe stabilizarea la 320V, iar pe masura ce extragi, te vei apropia tot mai mult de randament maxim, pana cand nu mai ai de unde, moment in care compensezi cu reteaua. Sau asa vad eu...

[pisica matache]

. Sau asa vad eu...

Asa am gandit si eu functionarea,iar dupa ultimele teste,chiar asa functioneaza.Am reglat tensiunea mppt la 120V,iar tensiunea pe iesirea sursei,la 320V.Tensiunea pe sarcina se modifica intre 310 si 320V,iar pe panouri intre 120 si 135V.Am trecut mai departe si am construit o punte H comandata cu doua IR2153,pentru a putea obtine din 320Vcc,230V/50Hz,sinus modificat.Astfel pot alimenta si sarcini rezistive,gen bec cu incandescenta,care direct la 320V,s-ar arde,cat si sarcini inductive.N-am inca curaj sa alimentez frigiderul,am testat in gol o pompa de 750W,cu motor asincron.Aceasta functioneaza,dar consuma ceva mai mult;din retea trage in gol cca 0,8A,deci cam 180W,iar cu sinus modificat consuma cam 240W.Ramane sa vad cum se comporta in sarcina,dupa care testez si frigiderul.

Schema puntii H,e cea de aici http://danyk.cz/menic230_6.html si functioneaza ireprosabil.Am folosit 4 mosfeti IRFP450,fara protectia la supracurent recomandata de ceh.Va trebui insa s-o folosesc,in timpul testelor un tranzistor a cedat.

Functie de rezultatul testelor,voi ramane la sinus modificat sau va trebui sa-mi iau inima-n dinti si sa incerc construirea unui invertor sinus pur.

Din pacate fara acumulatori,eventualul surplus de energie produs de panouri,se pierde.Dispun insa de doi acumulatori auto,12V/150Ah,pe care incerc sa-i folosesc deocamdata.Ideea ar fi urmatoarea;acumulatorii sa se incarce din panouri,iar tensiunea acestora,12 sau 24V,functie de legarea lor,s-o ridic la cca 315V.As avea astfel 3 tensiuni;320V obtinuti direct din panouri,cu sursa boost,315V obtinuti din acumulatori si 310V obtinuti din redresarea retelei.Toate trei conectate prin diode de separare,la puntea H.Astfel curentul va fi asigurat din panouri,daca puterea acestora depaseste puterea sarcinii,din acumulatori,daca puterea e mai mica decat cere sarcina,respectiv din retea,cand acumulatorii s-ar descarca.

Va trebui sa construiesc convertorul 12(24)V-310V;la sugestia lui smilex,o sa incerc o sursa full-bridge,pentru un randament cat mai bun,dar cu dezavantajul unei comenzi mai complicate.O sa revin cu o schema,pentru a avea un punct de plecare.

Oscilogramele arata semnalul la iesirea puntii H,montajul deloc fotogenic,din ultima poza.

Editat Iulie 4, 2013 de pisica matache

[pisica matache]

Apropo de sursa 12-300V,full bridge;tot gandindu-ma la o varianta cat mai simpla de comanda a mosfetilor,mi-am amintit ca deja exista asa ceva.Comanda puntii H,facuta cu doua IR2153,dupa schema cehului;ce-ar fi daca renunt la stabilizarea tensiunii de iesire,cresc frecventa de la 50Hz,la 50Khz si folosesc patru drivere TC4420,pentru comanda corecta a mosfetilor?Pe diagonala puntii conectez primarul trafului in comutatie,dimensionat corespunzator,in secundar redresez/filtrez si gata cei 300V!Din cele doua semireglabile,pot regla frecventa respectiv umplerea.Originalitatea schemei propuse de ceh,cu doua integrate ieftine,dar cu umplere fixa,este tocmai posibilitatea reglarii umplerii,care in schema originala stabileste tensiunea efectiva de 230V.

Daca presupunerea mea e corecta,poate ca ar exista chiar posibilitatea stabilizarii tensiunii de 300V.Semireglabilul ce regleaza umplerea,inlocuit cu tranzistorul unui optocuplor,comandat de un TL431,ce primeste ca referinta o parte din tensiunea de iesire,de 300V.

[smilex]

Nu testa frigiderul asa. Nel65 pusese undeva un link cu un mic montaj avand un microcontroler preprogramat si 2xIR2110 care iti face sinus din 350Vcc. Era pe e-Bay dar la un pret foarte rezonabil.

Cu 2153 nu poti regla umplerea, eventual frecventa. Deci nici vorba de stabilizare. Incearca, trebuie sa obtii umplere reglabila la frecventa constanta.

[pisica matache]

Cu 2153 nu poti regla umplerea, eventual frecventa. Deci nici vorba de stabilizare. Incearca, trebuie sa obtii umplere reglabila la frecventa constanta.

2153 are umplere fixa;insa,folosindu-se doua,interconectate,se poate regla umplerea,intr-o gama foarte larga,printr-un simplu semireglabil.Am testat practic acest lucru;acum,daca in locul semireglabilului,punem un optocuplor,comandat de un TL431,cred ca obtinem o sursa stabilizata.

Pun doua oscilograme,la iesirea puntii, una cu umplerea minima,cealalta aproape umplere maxima;reglajul facut cu un semireglabil.Schema e cea de aici http://danyk.cz/menic230_6.html ,la care am crescut frecventa de la 50Hz,la 11Khz.

Editat Iulie 4, 2013 de pisica matache

[smilex]

O astfel de umplere variabila ar putea sa-ti asigure stabilizarea, dar raman sceptic pentru ca prin acele semireglabile curentul trece in ambele sensuri probabil. Am sa caut o schema interna de 2153 sa vad.

[pisica matache]

dar raman sceptic pentru ca prin acele semireglabile curentul trece in ambele sensuri probabil.

Asa este,am pus osciloscopul pe semireglabilul ce regleaza umplerea,am si impulsuri pozitive si negative;deci nu merge cu optocuplor.Ca sursa nestabilizata insa,promite;am comandat fara drivere,direct patru IRFP4110,de cate 120A/100V,cu cate 10 ohmi in poarta.Desi semnalul n-arata rau,pentru o capacitate de intrare de cca 10nF,astept sa-mi soseasca driverele comandate,dupa care il testez in sarcina.Pun doua oscilograme,una GS mosfet,cealalta pe primar traf comutatie .

Editat Iulie 5, 2013 de pisica matache

[smilex]

Recomandarea mea: controlul cu un CI comanda in curent (UC3846) 30-40kHz, doua flotante IRS2186 fara driveri, shunt in sursa comuna tranzistoare low + AO pentru CI (citire curent), punte MOS la 24V. Asta pentru 340Vcc stabilizati. Iar montajul de care spuneam pentru sinus.

Totusi, ce legatura are puntea de la 24 cu cei 120V ai panoului? Iei in considerare si legarea panourilor in paralel?

Editat Iulie 6, 2013 de smilex

[pisica matache]

.

Totusi, ce legatura are puntea de la 24 cu cei 120V ai panoului? Iei in considerare si legarea panourilor in paralel?

Am scris anterior ca am doi acumulatori auto,12V/150Ah;o sa-i folosesc macar pentru teste,sau cat or duce,pana reusesc sa cumpar unii deep cycle.Pun o schema bloc,care sper sa faca mai inteligibila ideea mea.Trei surse independente de tensiune,care debiteaza pe o singura sarcina.Decalajul celor trei tensiuni,320V-315V-310V,asigura prioritatea panourilor fata de acumulatori,respectiv retea.

UC3846 si IRS2186,nu am;ar trbui sa le comand.Deocamdata o sa testez varianta cu doua IR2153,chiar daca nu pot stabiliza tensiunea de iesire.Poate ca nici nu va fi nevoie de stabilizare;daca creste sarcina,sau scade tensiunea pe acumulatori,va scadea tensiunea pe iesire,dar nu sub 310V,cand intervine reteaua.

[pisica matache]

In primul rand va multumesc pentru informatii!Chiar aveam nevoie de asa ceva;e prima data cand folosesc panouri.

Referitor la pornirea frigiderului,socul de curent va fi suportat de panouri,de acumulatori si de retea,toate acestea fiind in paralel.

Problema va fi invertorul;speram sa functioneze frigiderul cu sinus modificat.Este ieftin si simplu de realizat puntea H,chiar pentru puteri de ordinul KW.N-am avut curaj sa alimentez frigiderul cu sinus modificat.Pe un alt forum cineva insa spunea ca a alimentat frigiderul cu un invertor sinus modificat,de 3KW.O sa-l sun sa cer detalii...

Daca ajung la necesitatea unui invertor sinus pur,de 2-3KW,situatia se complica.E mai dificil de construit,pretul componentelor e sensibil mai mare.Dar nu e imposibil de realizat;un coleg de pe elforum,Nel65,a construit asa ceva,cu o putere de 2kw,daca retin bine.Urmeaza sa-l sun,sa-l rog sa ma ajute.

In ce priveste incarcarea acumulatorilor,aveti dreptate.Am omis sursa de incarcare a acestora;vor fi incarcati cu o sursa in comutatie,alimentata cu 320V,obtinuti din panouri.

Editat Iulie 6, 2013 de pisica matache

[smilex]

Poate te incalcesti in toate firele alea...

Nu te lua dupa faptul ca functioneaza frigiderul (sigur va merge), eu sunt foarte rezervat fata de comportamentul in timp cu sinus modificat.