Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
dsPIC33EP 12-230V Sinus UPS & charger - prototip
#1
Kao nastavak price iz ove teme oko pretvaraca napona 12V u 230VAC, startujem posebnu temu za moj dsPIC 12-230V Sinus UPS & charger - prototip.

---------------------------------------------------------------------------
2)-pretvarač sa "gvozdenim trafoom, gde ispred stoji standardni H bridge D class pojačavač sa pripadajućim filterima i umesto zvučnika napaja jednostruki primar trafoa.

Kao stvoren za rad sa DSP MCU.

Odlikuje se znatno većim stepenom iskorišćenja.
Dobijanje perfektnog sinusa već pre primara, gde gvozdeni toroid zadržava svojih tipičnih >95% iskorišćenja i ne greje.
Nema nikave potrebe za bitnom postfiltracijom, već je urađena posle storage.
Može se koristiti nosilac reda 50-100 KHz, što je najpovoljnija zona za odličan kompromis između gabarita storage ferita i switching gubitaka.
Izvodljiv je ZVS u nekim delovima polusinusa, što još može poboljšati iskorišćenje.
Izvodljivo perfektno kontrolisano punjenje, gde bi primar bio namotan za oko 7VAC, a korišenjem H bridge kao boost mogli da obavimo bilo kakav algoritam punjenja, od ne-punjenja pa do maksimalne snage za taj trafo.

Jedini razlog za "otkačinjanje" sekundara sa mreže je taj, što bi pretvarač kod nestanka struje pokušao da napaja čitavo naselje :-). Tako da su mu relej ili trijaci za rastavljanje nužni.
---------------------------------------------------------------------------

Ovo sve moze da se napravi sa jednim dsPIC + neki drajver i da to radi vrlo vrlo fino.
Ja imam neke idejne sheme oko toga ali nemam razvijen kompletno software (nisam stigao da zavrsim), imam pojedine delove programa resene i znam sta sve treba da se odradi.
Konstrukcija bi ispala prilicno prostija sa strane HW a sva pamet bi bila u programu.
Ja sam koristio prvobitno u prototipu HIP4081 MOS-FET drajver ali zarad lakse nabavke sam prepravio shemnu na lakse nabavljiv IR2110.

Ova moja shema (u prilogu) je dakle sinusni pretvarac + punjac (UPS) a sa par Macolinih trikova (Hard_swq_ZCT.pdf) bi mogla jos vise da se unapredi, poveca efikasnost i smanji distorzija sinusnog signala.
Trebalo bi da se na shemi doda jos detektor mreze sa nekim optocouplerom, opciono kontrola struje (oko R4) i eventualno zero-detektor tj sklop koji ce sinhrono da okida tranzistore zarad boljeg iskoriscenja (manjeg grejanja) body dioda u tranzistorima kada je u rezimu punjenja akumulatora a za ZCT kada radi kao pretvarac. Na dsPIC imaju slobodne nozice koje se mogu iskoristiti za ove dodatne pod-sklopove.

Macola i ja smo pisali o ovoj problematici ovde:
http://www.elitesecurity.org/t468911-2-s...vdc-na-vac

Evo kako izgleda postvka za moj prvi (i jedini) prototip:



Na slici, na vecem osiloskopu je pobudni PWM signal (nije bas najsrecnije prikazan, moj stari osciloskop, modulisan je PWM) dok drugi mali osciloskop prikazuje krajnje generisani rezultat = prelep sinusni signal!. Meni je prototip proradio, doduse bez regulacije napona ili struje.
Ovaj pretvarac koristi klasican "veliki" gvozdeni transformator zbog potrebe punjenja akumulatora, nije feritni "mali" trafo.
U pitanju je klasican full-bridge Class-D pojacavac samo nema zvucnik na izlazu nego trafo. Za 50Hz takvo pojacalo radi vrhunski Smile

Dakle ako je neko raspolozen da nastavi razvoj na ovome ja sam rad da pruzim svu potrebnu pomoc oko HW i SW.
Mislim da je krajnje vreme da se finalizuje ovakva neka konstrukcija bazirana na modernim MCU!
Vrlo sam raspolozen da ovu konstrukciju zajednickim snagama dovedemo do kraja jer odprilike ovo svakome fali bar po jedan komad u kuci Smile


Attached Files
.pdf   dsPIC-UPS-preview2.pdf (Size: 433,79 KB / Downloads: 89)
.pdf   Hard_swq_ZCT.pdf (Size: 11,2 KB / Downloads: 50)
Reply
#2
PS: Takodje se mogu ovi releji izbaciti i staviti trijaci tako da cela konstrukcija bude dodatno kompaktnija i pouzdanija.
Reply
#3
miki,ti si POZITIVNO lud! Smile jako mi se dopada ideja! moraću ovo malo proučiti (pogledati šemu duže-bolje-jače),mada već iz prve rečenice prvog posta ovo mi itekako ima smisla u svakom pogledu!
"Претпоставка је мајка зајеба..." : Д.В. - Дуд
🇷🇸 🇷🇸 🇷🇸
"Pretpostavka je majka zajeba..." : D.V. - Dude
Reply
#4
Drago mi je da te ovo interesuje.

Gore sam samo prikazao princip i potvrdio da je to izvodljivo i da moze da radi ali tu treba jos dosta rada pre svega na SW nivou da bi se to kompletiralo.
Najveci problem ce biti "zatvoriti petlju" tj odraditi FB i regulaciju.
Za pocetak je open-loop dizajn i polako nadogradjivati ostale delove i zatvarati krug regulacije.
Reply
#5
hm - povratna sprega... naivno-laički razmišljam - ako bi u sistem uveli dodatni trafo minimalne snage koji bi imao identičan odnos preobražaja napona kao što ga ima glavni,imali bi direktnan uvid šta se događa na izlazu a izbjegli bi električnu spregu izlaznog dijela (prema potrošaču) od ulaznog (tu gdje je akumulator-baterija). možda bi se tako mogao zatvoriti taj krug povratne sprege?
"Претпоставка је мајка зајеба..." : Д.В. - Дуд
🇷🇸 🇷🇸 🇷🇸
"Pretpostavka je majka zajeba..." : D.V. - Dude
Reply
#6
Zdravo drugari imam pitanje za mikija dokle je dogurao sa dizajnom sinusnog pretvaraca.

Ako je pretvarac sinhronizovan sa mrezom onda bih mogo da se izbegne jedan relej a potrosac da bude vezan paralelno transformatori i tako da se samo jednim relejem odspaja pretvarac kada nije prisutna mreza ispravite me ako gresim.
Reply
#7
Evo i dsPIC razvojna plocica, to je u sustini isti HW samo sto je sad uopstena konstrukcija za eksperimentisanje sa raznim prekidackim topologijama.
Full bridge sa HIP4081A drajverom, podesiv DT + ostavljeno na dsPIC nekoliko A/D ulaza za razne kontrole u open ili closed loop sto je sad stvar SW-a koji se tu ubaci.

PS: Imam jednu plocicu visak ako hoce jos neko da se uhvati dsPIC i SMPS ...

 
Reply
#8
(11-09-2014, 08:01 PM)HomeMadeAudioProject Wrote: hm - povratna sprega... naivno-laički razmišljam - ako bi u sistem uveli dodatni trafo minimalne snage koji bi imao identičan odnos preobražaja napona kao što ga ima glavni,imali bi direktnan uvid šta se događa na izlazu a izbjegli bi električnu spregu izlaznog dijela (prema potrošaču) od ulaznog (tu gdje je akumulator-baterija). možda bi se tako mogao zatvoriti taj krug povratne sprege?

Upravo se to tako i radi HMAP.
Reply
#9
Miki, ako još uvek imaš tu jednu pločicu viška računaj na mene.
Reply
#10
Dogovoreno, drago mi je da zavrsi na pravo mesto Wink
Reply
#11
PS sa ovom plocicom moze da se pokrene neka od topologija:

- Buck
- Boost
- Buck/Boost
- LLC / PFM
- PSM
- AHB
- Ćuk
- X-Converter
- Interleaved Buck (Maksimovic)

.. i ko zna sta jos, samo treba SW da se skocka.

Ja cu verovatno da probam sledece digitalnog Ćuka Smile
… I to iz inata jer je Ćuk "upropastio" LLC izjavom "jednostavan konverter a ne kao drugi sa 3 regiona i 4 moda rada" … i stvarno LLC ima to!
Reply
#12
Da osvezim malo temu, mali podsetnik sta je Macola predlozio kao izlazni stepen

[Image: attachment.php?aid=23422]


Attached Files Thumbnail(s)

Reply
#13
Samo pratim temu,IR2110 bi zamenio sa TLP250. Bilo bi dobro da se pic isprogramira i za trofaznu varijantu ( ne razumem se u programiranje )
Takodje u vezi programiranja da moze pic da odradjuje sve sto je gore pomenuto a da moze da radi i samo kao izvor pwm.
Reply
#14
kod ovog izlaznog stepena za generisanje sinusa koriste se tranzistori M3,M4,M5,M6 dok za punjenje se aktiviraju M1 i M2 da li sam upravu.
Reply
#15
Ne Milane,

M1, M2, M3 i M4 su dva spregnuta, sinhrona buck konvertora, koji komutiraju sa ZCS, sa minimalnim sw. gubicima, zahvaljujući transformatorčetu (L4, L5) ispred storage kalema L3.
Oni generišu sinus pomoću modulisanog pwm.
(Ideja je oslonjena na izvrstan rad naša dva sjajna zemljaka iz 2007 godine: http://ieeexplore.ieee.org/document/4384...eload=true)

L1 i L2 su mrežni trafo, koji se snabdeva 50Hz sinusom, filtriranim sa C1.

M5 i M6 samo komutiraju polaritet u prolazu kroz nulu.

Sekvence upravljanja su sledeće:

- u pozitivnom polutalasu, dualni buck (upravlja se kao klasičan push-pull) generiše pozitivan polutalas, proporcionalnim pwm, a za to vreme je otvoren M6.

- kada istekne pozitivan polutalas, tj. kada dodirne nulu, isključuje se M6 a uključuje M5, dualni buck sada generiše negativni polutalas (obrnuto proporcionalna pwm modulacija), i tako u krug...

Ne mora to tako jer je dosta složeno upravljanje, to je povoljno baš za velike snage gde se ne žali previše materijal...
U onoj tvojoj temi sam predložio najjednostavnije (class-D) i takođe veoma efikasno, sa drastično jednostavnijim upravljanjem, može se reći čak vrlo jednostavnim, koje ću opisati kad dobijem vremena...
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)