I ponti H dell'inverter CA vengono mai guidati in questo modo?


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Al momento è in corso un concorso su Google chiamato la sfida della scatoletta . È progettare un inverter AC molto efficiente. Fondamentalmente l'inverter è alimentato con una tensione CC di alcune centinaia di volt e il design vincente sarà scelto dalla sua capacità di produrre un'uscita da 2kW (o 2kVA) nel modo più efficiente dal punto di vista elettrico. Ci sono alcuni altri criteri da soddisfare, ma questa è la sfida di base e gli organizzatori affermano che un'efficienza superiore al 95% è un must.

È un ordine elevato e mi ha fatto pensare a questo solo come esercizio. Ho visto molti progetti di bridge H dell'inverter, ma tutti pilotano PWM su tutti e quattro i MOSFET, il che significa che ci sono 4 transistor che contribuiscono sempre alla perdita di commutazione: -

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Il diagramma in alto è come leggo normalmente sui progetti di inverter, ma il diagramma in basso mi ha colpito come mezzo per ridurre le perdite di commutazione praticamente di 2.

Non l'ho mai visto prima, quindi ho pensato che mi sarei chiesto qui se qualcun altro avesse avuto - forse c'è un "problema" che non riconosco. Comunque, ho deciso di non partecipare al concorso se qualcuno si chiede perché sto pubblicando questo.

EDIT - solo per spiegare come penso che dovrebbe funzionare - Q1 e Q2 (usando PWM) possono generare (dopo il filtraggio) una tensione "livellata" che può variare tra 0 V e + V. Per produrre il primo mezzo ciclo di una forma d'onda in corrente alternata, Q4 si attiva (Q3 spento) e Q1 / Q2 ha prodotto le forme d'onda di commutazione PWM per creare un'onda sinusoidale da 0 gradi a 180. Per il 2o mezzo ciclo, Q3 si accende (Q4 spento) e Q1 / Q2 produce una tensione sinusoidale invertita usando gli opportuni tempi PWM.

Domanda:

  • C'è un problema di cui non sono a conoscenza in questo tipo di progettazione - forse le emissioni EMC o "semplicemente non funzionerà stupido!"

Forse mi manca qualcosa (o mi stai prendendo in giro, perché ieri è stato un discorso internazionale come un giorno da pirata , arrr, me buckos? -). Il carico non ha solo un flusso di corrente pari a metà del tempo alla frequenza PWM, arrr? Posso capire che ciò riduce la perdita di commutazione, ma ciò non dimezza la potenza disponibile in modo spiacevole, arrr, tesoro? (Corretto per mancanza di adattamento al gergo, arrrr!)
Bagliore

Vengono controllati in questo modo, i suoi vantaggi sono più facili da vedere in un inverter trifase. Mi sono imbattuto in quella folle sfida, l'unico modo in cui ho visto di incontrare
quell'efficienza

@JonRB - forse hai un link ad esso?
Andy aka

Sì, in un certo senso. Tale schema è stato utilizzato in un inverter su cui ho lavorato anni fa, abbiamo scritto un documento ( ieeexplore.ieee.org/xpl/… ) Se potessi fornire un collegamento diretto lo farei. NOTA: la qualità del seno non è buona come si potrebbe ottenere
JonRB,

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Il mio commento non è corretto. Intendevo dire che l'articolo Stimare le perdite di commutazione del MOSFET ... potrebbe essere un utile riferimento sulla commutazione delle perdite per le persone che leggono la tua domanda . C'è di più per loro di quanto avessi capito. Certo, potresti avere un riferimento migliore e potrebbe scomparire troppo presto.
Bagliore

Risposte:


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Si può fare? sì

È stato fatto? sì

Farà come previsto? metà delle perdite di commutazione? Sì, e se è stata prestata attenzione alla velocità di trading della selezione del dispositivo della gamba destra per le perdite di conduzione, è possibile migliorare ulteriormente le perdite di powerCore.

Modello rapido con alcuni filtri di uscita MOLTO ottimizzati e non ottimizzati, solo per dimostrare un punto e una frequenza di commutazione di 100 kHz (10 kHz sembravano fornire un output ragionevole ma sarebbe necessario un FFT e carichi variabili: L, C, rect ecc ...)

Un tale schema fa fatica ad attraversare lo zero, quindi l'effetto su THd dovrebbe essere valutato e determinato se si tratta di una limitazione accettata.

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