Czy mostki AC falownika H są kiedykolwiek napędzane w ten sposób?


10

W tej chwili trwa konkurs Google zwany małym pudełkiem . Ma zaprojektować bardzo wydajny falownik AC. Zasadniczo falownik jest zasilany napięciem stałym o wartości kilkuset woltów, a zwycięski projekt zostanie wybrany ze względu na jego zdolność do wytworzenia mocy 2 kW (lub 2 kVA) w najbardziej efektywny elektrycznie sposób. Jest kilka innych kryteriów, które należy spełnić, ale to jest podstawowe wyzwanie, a organizatorzy twierdzą, że sprawność większa niż 95% jest koniecznością.

To wysokie zamówienie i sprawiło, że pomyślałem o tym jak o ćwiczeniu. Widziałem wiele konstrukcji mostka H inwertera, ale wszystkie napędzają PWM do wszystkich czterech tranzystorów MOSFET, co oznacza, że ​​4 tranzystory cały czas przyczyniają się do strat przełączania:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Górny schemat jest, jak zwykle czytam o konstrukcjach falowników, ale dolny schemat uderzył mnie jako sposób na zmniejszenie strat przełączania o prawie 2.

Nigdy wcześniej tego nie widziałem, więc pomyślałem, że zapytam tutaj, czy ktokolwiek inny - może istnieje „problem”, którego nie rozpoznaję. W każdym razie postanowiłem nie brać udziału w konkursie, jeśli ktoś zastanawia się, dlaczego to publikuję.

EDYCJA - aby wyjaśnić, jak moim zdaniem powinno to działać - Q1 i Q2 (przy użyciu PWM) mogą generować (po filtrowaniu) „wygładzone” napięcie, które może zmieniać się między 0 V a + V. W celu wytworzenia pierwszego półokresu przebiegu prądu przemiennego, Q4 włącza się (Q3 wyłączone), a Q1 / Q2 wytwarzają przebiegi przełączające PWM, tworząc falę sinusoidalną od 0 stopni do 180. W cyklu drugiej połowy Q3 włącza się (Q4 wyłączony) a Q1 / Q2 wytwarza odwrócone napięcie fali sinusoidalnej, stosując odpowiednie czasy PWM.

Pytanie:

  • Czy jest problem, którego nie jestem świadomy w tego rodzaju projektach - może emisje EMC lub „to po prostu nie zadziała głupio!”

Może coś mi brakuje (lub ty wyciągasz moją nogawkę, bo to był wczoraj Międzynarodowy Dyskusja jak Dzień Pirata , arrr, me buckos? -). Czy ładunek nie będzie miał mocy płynącej tylko 1/2 czasu przy częstotliwości PWM? Rozumiem, że to zmniejsza straty związane z zamianą, ale czy nie zmniejszy to o połowę dostępnej mocy w nieprzyjemny sposób, czyż nie? (Poprawione z powodu braku dopasowania do języka, arrrr!)
żarówka

Tak się kontrolują, jego zalety są łatwiej widoczne w falowniku trójfazowym. Natknąłem się na to szalone wyzwanie, jedyny sposób, w jaki widziałem, że udało mi się osiągnąć efektywność, było z zastosowaniem przetwornika rezonansowego lub innych schematów ZCS
JonRB

@JRRB - może masz do niego link?
Andy alias

W pewnym sensie. Taki schemat zastosowano w falowniku, nad którym pracowałem lata temu, napisaliśmy artykuł ( ieeexplore.ieee.org/xpl/… ) Gdybym mógł podać bezpośredni link, zrobiłbym to. UWAGA, jakość zatok nie jest tak dobra, jak to tylko możliwe
JonRB

1
Mój komentarz jest nieprawidłowy. Chciałem powiedzieć, że artykuł Oszacowanie strat związanych z przełączaniem MOSFET ... może być przydatnym źródłem informacji na temat strat z przełączania dla osób czytających twoje pytanie . Jest w nich coś więcej niż zrozumiałem. Oczywiście możesz mieć lepsze odniesienie i może zniknąć zbyt wcześnie.
żarówka

Odpowiedzi:


7

Czy da się to zrobić? tak

Czy zostało to zrobione? tak

Czy zrobi to zgodnie z oczekiwaniami? połowa strat związanych z zamianą? Tak, a jeśli zadbano o szybkość handlu doborem urządzeń pod kątem strat przewodzenia, można jeszcze bardziej poprawić straty mocy.

Szybki model z NAPRAWDĘ źle zoptymalizowanym filtrem wyjściowym i niezbyt dostrojony, tylko po to, aby udowodnić częstotliwość i częstotliwość przełączania 100 kHz (10 kHz wydawało się zapewniać rozsądną moc wyjściową, ale wymagana byłaby FFT i różne obciążenia: L, C, odbicia itp.)

Taki schemat zmaga się z przejściem przez zero, więc wpływ na THd musiałby zostać oceniony i ustalony, czy jest to zaakceptowane ograniczenie.

wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.