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防孤岛简单有效技术探讨

 

 OUT1/OUT2接市电端口,且以220V/50HZ为例,发表自己的心得,以图会友,有不到之处望高人指点或一同探讨!

这是利用电网电压做自举驱动的全桥逆变电路,当电网断电时,桥路便截止,逆变器无输出,以保障电网检修人员的安全。

设OUT1端为L线,在首个正半周期间,Q1,RF1,RF2,RF3全截止,Q2,RF4导通,详解如下:

OUT1端为正半周时,一路电压通过ZD1钳位使RF1截止;

通过D7钳位使Q1截止;通过D6,R22,R33,D9对C3(为自举升压电容)充电;

通过R14使Q2导通,使RF3截止;一路通过R32,R31,R28使RF4导通;RF2处于0电位故也截止。虽然RF4导通了,但全桥无回路故无电流输出。

此过程为C3的蓄能过程,为下半周RF3的开通做好准备。

OUT1端为负半周时,OUT2为相对高电位,此时C3两端存在电压差(设计在12V或15V左右,由稳压二极决定),不管OUT2端的电位如何之高,C3的上端总高于C3的下端,

即RF3的栅极电压高于源极电压,由于D10钳位,Q2截止,C3经R13,RF3放电,使RF3导通;

同时经D11,R33,R22,D8对C2充电,再经R7使Q1导通,使RF1截止;

另一路经R23,R24,R25使RF2导通,因为此时RF2源极的电位等同于负半周电位,由源漏极的阻尼二极钳位;RF4的源栅极电位也几乎持平故也截止。

此过程中VBUS电压经RF3,负载(电网),RF2形成回路,故有电流输出,同时对C2的充电将为RF1的导通做好准备。

RF1与RF4的导通过程如同上述,周而复始,不断地为负载(电网)提供电流。

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2013-07-28 00:48

非常精辟与到位,没有想到梅工是隐藏的高手啊,对这个电路理解入木三分,我一直不明白这个原理是什么。这个电路是国内N多在生产的微型逆变的成熟电路,第一次有人这么透彻的分析!

当日我和黄工在讨论这个问题,我才看到这个东西全部,后面我在想,我用一片MCU就可以完成锁相并且做MPPT的高效追踪,并且输出双极性的SPWM波推动推挽电路升压,后面的只要套上这个电路,基本就完成这个功能了,这样做出来成本应该极低极低的。

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2013-07-28 09:02
@lizlk
非常精辟与到位,没有想到梅工是隐藏的高手啊,对这个电路理解入木三分,我一直不明白这个原理是什么。这个电路是国内N多在生产的微型逆变的成熟电路,第一次有人这么透彻的分析!当日我和黄工在讨论这个问题,我才看到这个东西全部,后面我在想,我用一片MCU就可以完成锁相并且做MPPT的高效追踪,并且输出双极性的SPWM波推动推挽电路升压,后面的只要套上这个电路,基本就完成这个功能了,这样做出来成本应该极低极低的。
是啊,及为简单有效的方案,在此抛砖引玉,望结识更多的朋友一起交流,共同进步!
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hnzkwz
LV.7
4
2013-07-28 10:17
@墙角梅香
是啊,及为简单有效的方案,在此抛砖引玉,望结识更多的朋友一起交流,共同进步!
一直疑问这个电路能实现并网吗?还有就是并网电流如何控制?还请大师指点一二
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2013-07-28 10:51
@hnzkwz
一直疑问这个电路能实现并网吗?还有就是并网电流如何控制?还请大师指点一二[图片]
这个要从前级逆变讲起,后面有空时我会发贴敬请关注和探讨。
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hnzkwz
LV.7
6
2013-07-28 11:06
@墙角梅香
这个要从前级逆变讲起,后面有空时我会发贴敬请关注和探讨。
刚刚分析了好久,在我看来,这个H桥只能实现自动换向,并不能实现正弦调制,就算并网也只是个方波吧,难道还有玄机?期待大师解密
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2013-07-28 11:32
@hnzkwz
刚刚分析了好久,在我看来,这个H桥只能实现自动换向,并不能实现正弦调制,就算并网也只是个方波吧,难道还有玄机?期待大师解密[图片]
此部分只做开关切换,同时保障具有防孤岛功能,调制在前级部分。
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hnzkwz
LV.7
8
2013-07-28 12:10
@墙角梅香
此部分只做开关切换,同时保障具有防孤岛功能,调制在前级部分。
前级调制后母线电压就是馒头波,多谢大师指点,突然明白了许多
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2013-07-28 12:17
@hnzkwz
前级调制后母线电压就是馒头波,多谢大师指点,突然明白了许多[图片]
呵呵,悟性挺高的嘛!
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xxh2003
LV.4
10
2013-07-28 12:49
@墙角梅香
是啊,及为简单有效的方案,在此抛砖引玉,望结识更多的朋友一起交流,共同进步!

http://bbs.dianyuan.com/topic/732621

 

这个贴也有这个电路图的。

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2013-07-28 13:38
@xxh2003
http://bbs.dianyuan.com/topic/732621 这个贴也有这个电路图的。
看到了,是同一种方案,只是那图画得不明朗。
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wwangjian
LV.4
12
2013-07-29 09:26
@墙角梅香
是啊,及为简单有效的方案,在此抛砖引玉,望结识更多的朋友一起交流,共同进步!
梅工,很好的方案
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2013-07-29 10:20
@wwangjian
梅工,很好的方案
只可惜这是老外搞出来的,我们只是研究而已。
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天堂水
LV.5
14
2013-07-29 15:31
@墙角梅香
只可惜这是老外搞出来的,我们只是研究而已。
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wwangjian
LV.4
15
2013-07-30 08:38
@墙角梅香
只可惜这是老外搞出来的,我们只是研究而已。
顶你,希望你给我们菜鸟讲讲
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老矿石
LV.7
16
2013-07-30 09:00
@墙角梅香
是啊,及为简单有效的方案,在此抛砖引玉,望结识更多的朋友一起交流,共同进步!

确实是好东西!我也研究过这个电路,没有梅香研究的彻底,详细!

学习了!

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2013-07-30 10:25
@老矿石
确实是好东西!我也研究过这个电路,没有梅香研究的彻底,详细!学习了!

这图的确好,还是有点看不懂,请教梅工,图中C1,C4你没有提到,起的作用是什么

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2013-07-30 16:33
@墙角梅香
只可惜这是老外搞出来的,我们只是研究而已。
图经大师讲解我看懂了。。。。我很喜欢收藏这种经典应用的小电路。。。
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2013-07-30 16:35
@zhusiheng218
这图的确好,还是有点看不懂,请教梅工,图中C1,C4你没有提到,起的作用是什么
抗干扰的吧
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2013-07-30 16:41
@墙角梅香
只可惜这是老外搞出来的,我们只是研究而已。
大师,我想弱弱地问一句:前级的PWM是不是通过直接拉低四个场管的GS电压来作PWM调制的呢??也就是说只控制它截止时间,不控制它导通时间??
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2013-07-30 17:00
@贺赫无名
抗干扰的吧[图片]

说得对,电流的惯性,会使三极超前导通或产生误动作;

就像停水了你的水龙头没有关上,当来水时,水还未到达水龙头,只听见水龙头中“咔咔”作响。

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2013-07-30 17:20
@贺赫无名
大师,我想弱弱地问一句:前级的PWM是不是通过直接拉低四个场管的GS电压来作PWM调制的呢??也就是说只控制它截止时间,不控制它导通时间??

称不上大师,比我高深的人都隐藏着呢!

频率是固定的,只要控制导通时间,也就控制了它的截止时间,

PWM脉宽调制,调制的就是它的导通时间或宽度。

50HZ的半个周期为10mS,若半个周期=1个馒头,那么这个馒头的长度(假设用时间长度来表示物理长度)为10mS,即100HZ;

PWM为高频信号,通常在30KHZ及以上,假设前级调制频率为30KHZ,就相当于在这个馒头上切了300刀;

LC滤波电感和电容相当于针和线,把这刀口缝合了起来,使得输出的纹波非常小。

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2013-07-30 17:30

梅工,还有点看不懂,麻烦你再说说“由于D10钳位,Q2截止”,这个Q2是如何截止,RF1通过C3放电导通,哪Q2也是C3放电导通的啊

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2013-07-30 17:41
@老矿石
确实是好东西!我也研究过这个电路,没有梅香研究的彻底,详细!学习了!
*
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2013-07-30 17:42
@老矿石
确实是好东西!我也研究过这个电路,没有梅香研究的彻底,详细!学习了!
呵呵,谦虚了!
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2013-07-30 17:58
@zhusiheng218
梅工,还有点看不懂,麻烦你再说说“由于D10钳位,Q2截止”,这个Q2是如何截止,RF1通过C3放电导通,哪Q2也是C3放电导通的啊

应该是RF3通过C3放电,

Q2若换成MOS管,可以导通,MOSFET为电压型控制,

三极管为电流型控制,C3两端的自举电压是固定的,由稳压二极管决定的,

Q2基极的限流电阻R14设置得比较大,不足以让12V或15V的电压来驱动它,

而电网电压峰值处是12V的20倍以上,能提供Q2的导通电流。


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wwangjian
LV.4
27
2013-07-30 21:10
@墙角梅香
称不上大师,比我高深的人都隐藏着呢!频率是固定的,只要控制导通时间,也就控制了它的截止时间,PWM脉宽调制,调制的就是它的导通时间或宽度。50HZ的半个周期为10mS,若半个周期=1个馒头,那么这个馒头的长度(假设用时间长度来表示物理长度)为10mS,即100HZ;PWM为高频信号,通常在30KHZ及以上,假设前级调制频率为30KHZ,就相当于在这个馒头上切了300刀;LC滤波电感和电容相当于针和线,把这刀口缝合了起来,使得输出的纹波非常小。
讲的太精辟了,顶你,大师
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hnzkwz
LV.7
28
2013-07-30 23:13
@墙角梅香
应该是RF3通过C3放电,Q2若换成MOS管,可以导通,MOSFET为电压型控制,三极管为电流型控制,C3两端的自举电压是固定的,由稳压二极管决定的,Q2基极的限流电阻R14设置得比较大,不足以让12V或15V的电压来驱动它,而电网电压峰值处是12V的20倍以上,能提供Q2的导通电流。
大师看看这样行不,从市电取一个正弦波,然后整形限幅后放到3525COMP脚,这时3525输出应该是spwm波,变压器升压后整流变成100Hz馒头波,然后再加上你的这个后级是不是就可以并网啦?
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2013-07-31 00:40
@hnzkwz
大师看看这样行不,从市电取一个正弦波,然后整形限幅后放到3525COMP脚,这时3525输出应该是spwm波,变压器升压后整流变成100Hz馒头波,然后再加上你的这个后级是不是就可以并网啦?[图片]

支持你试一试,

调试过程中测试一下输出的电压与电流相位差,若偏离较远要加锁相环才行的。

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2013-07-31 08:01
@墙角梅香
称不上大师,比我高深的人都隐藏着呢!频率是固定的,只要控制导通时间,也就控制了它的截止时间,PWM脉宽调制,调制的就是它的导通时间或宽度。50HZ的半个周期为10mS,若半个周期=1个馒头,那么这个馒头的长度(假设用时间长度来表示物理长度)为10mS,即100HZ;PWM为高频信号,通常在30KHZ及以上,假设前级调制频率为30KHZ,就相当于在这个馒头上切了300刀;LC滤波电感和电容相当于针和线,把这刀口缝合了起来,使得输出的纹波非常小。
很精辟
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2013-07-31 08:02
@墙角梅香
说得对,电流的惯性,会使三极超前导通或产生误动作;就像停水了你的水龙头没有关上,当来水时,水还未到达水龙头,只听见水龙头中“咔咔”作响。
但是Cgs一般都有几千PF啊,这个容量还是小了???
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