En la tercera parte de nuestro ciclo, consideramos la operación de un inversor UPS con un seno modificado. Pido a todos los interesados bajo cat.
Parte 1Parte 2Parte 3Potencia del inversor
Construido en un circuito puente en cuatro MOSFET IRF3808, que son controlados por los controladores clásicos IR2110. Trabajar con estos controladores está muy bien descrito en este
artículo .
Para organizar la protección actual de los transistores de potencia,
se utilizan amplificadores económicos y extremadamente convenientes
IR25750L . Permiten la medición de corriente sin el uso de sensores adicionales. El microcircuito mide la caída de voltaje a través de la resistencia de canal abierto del transistor MOSFET. El diagrama de cableado estándar se muestra a continuación:
Las salidas de los amplificadores (CS) están conectadas al comparador, y la salida del comparador se envía al disparador RS, que a su vez apaga los controladores de los transistores de potencia.
Por lo tanto, se implementa la protección de disparo. Es totalmente hardware, lo que aumenta la fiabilidad general de todo el dispositivo.
Aquí se describe muy bien sobre la organización de la protección de hardware en este
artículo .
Lo más interesante son los detalles de la administración de la llave de encendido. La mayoría de las fuentes describen un método para abrir alternativamente pares de transistores en las diagonales de un puente. En nuestro caso, VT1, VT4 y VT2, VT3. Por pausas entre ellos, ajustamos el voltaje de salida.
Solo cuando las teclas están apagadas (es decir, durante una pausa) hay algún proceso oscilatorio (muy probablemente debido a la fem posterior), debido a que el voltaje de salida también estropea la forma:
Parece ser un poco, pero es fácil de eliminar. Para hacer esto, en pausas, apague las teclas superiores (VT1, VT2) y al mismo tiempo encienda las teclas inferiores (VT3, VT4), que simplemente cancelarán la fem posterior.
Personalmente encontré una indicación de esta característica solo en el libro de E.A. Moskatova “Electrónica de potencia. Teoría y diseño ”, 2013. Por cierto, hay muchos esquemas interesantes considerados allí. Recomiendo a todos a leer.
Las teclas de encendido se controlan por interrupción del temporizador. No hay características aquí. La regulación del voltaje de salida se realiza mediante el ciclo de trabajo de los pulsos de control.
Pero luego tomamos matices muy importantes. La práctica ha demostrado que para el funcionamiento normal del inversor durante 5-7 minutos (tiempo máximo de funcionamiento del UPS a carga nominal), la potencia del transformador igual a 1/3 de la potencia nominal del UPS es suficiente. Es decir, para un UPS con una capacidad de 1000 VA (600 W), una potencia de transformador de 200 W es suficiente. En este caso, el calentamiento máximo de los devanados será de aproximadamente 100 ° C, el calentamiento del núcleo será de aproximadamente 60 ° C.
Para controlar el transformador en un modo tan forzado, es necesario bombear una corriente grande y, por lo tanto, el devanado de bajo voltaje del transformador debe estar diseñado para un voltaje por debajo del voltaje de la batería. Para el ejemplo anterior, un UPS de 600 W requiere una batería de 24 V y un transformador con un devanado de baja tensión de 12 V:
En pruebas reales, cuando el inversor funcionaba a la carga nominal, el consumo de corriente de la batería era de aproximadamente 30-35 A.
Y aquí viene un punto interesante. Cuando se alimenta desde la red eléctrica, el transformador UPS funciona como si fuera al revés, en "modo de descenso". Como resultado, habrá un voltaje de 12 V en su devanado secundario, obviamente insuficiente para cargar la batería. Para resolver este "problema" necesitamos elevar el voltaje. ¿Cómo se puede hacer esto? Respuesta: usando un convertidor Step-up. ¡Pero no nos presente a componentes electrónicos innecesarios y, especialmente, a productos de bobinado como estranguladores! Derecho! Todo esto no es obligatorio, porque ya tenemos un estrangulador en forma del mismo transformador UPS.
Miremos este diagrama:
DR es un devanado de transformador de bajo voltaje. Tiene un voltaje de 12V, que se forma debido a la transformación del voltaje de la red de entrada.
VT4 es la tecla inferior.
VT2 es la clave superior. De él usamos solo un diodo parásito.
Si PWM se aplica a VT4, ¿cómo se verá? Así es, en el clásico Step-up.
Al controlar el ciclo de trabajo de las señales suministradas a la puerta del transistor, es posible controlar la magnitud del voltaje de carga.
En un circuito real, PWM se aplica a ambos transistores inferiores al mismo tiempo. Debido al hecho de que el voltaje en el devanado DR es variable, este o aquel par de "transistor-diodo" está funcionando: VT4, VT2 o VT3, VT1.
De una manera tan directa, dejamos solo un producto de devanado: un transformador de potencia. Discutiremos su cálculo y diseño en el próximo artículo de nuestro ciclo.