Grid-tie inverter (GTI) kredsløb ved hjælp af SCR

Grid-tie inverter-koncepter kan synes at være komplekse på grund af de mange kritiske forhold, der er involveret i dem, men med en vis intelligent tænkning kunne det faktisk implementeres ved hjælp af primitive teknologier. En af idéerne er blevet udforsket her.

Introduktion

Den diskuterede idé om et simpelt net-inverter-kredsløb blev foreslået af en af ​​de interesserede læsere af denne blog, Mr. RTO.

Billederne sendt af ham er vist nedenfor. I det første billede finder vi det enkle kredsløbsdiagram, der omfatter en trin ned transformer til oversættelse af gitterdata, et mosfet-udløsende kredsløb, der accepterer gitterdataene og en tilsvarende invertertransformator, der bruges til at forstærke DC-konvertering af gitterdata fra mosfet. netværk.

Et smart udseende GTI-kredsløb

Ideen ser ret enkel og faktisk meget smart ud:

Venstre sidetrin-transformer føder den halvbølgede ensrettede spænding til de tilsvarende mosfeter, der begynder at lede synkroniseret med netindgangen og konvertere DC-kilden til en tilsvarende AC på tværs af invertertransformatoren på højre side. Outputtet fra invertertransformatoren, som nu er et net-synkroniseret AC, føder nettet med de tilsigtede GTI-resultater.

Ideen er testet af hr. RTO, men han klager over lavere effektivitet fra enheden.

Dette kan være på grund af et stort problem i designet, det er fraværet af en 'neutral' ledning på tværs af output fra invertertransformatoren.

Med den viste opsætning vil output reagere med en push-pull-handling på tværs af sekundæren til højre transformer, hvilket betyder, at begge ender skiftevis bliver 'HOT' eller 'LIVE' under operationerne.
Gitteret vil tage dette som en 'kort' for hver inverteret halvcyklus fra transformeren, fordi netspændingen altid har en ledning som neutral, som aldrig er en 'LIVE' terminal.

Vi ønsker ikke, at dette skal ske.

Brug af en Center Transformer

En simpel løsning er at bruge en midterste tapvikling til sekundæren til invertertransformatoren. Dette ville gøre centrum som den 'døde' eller 'neutrale' ledning i forhold til trafoens ydre vandhaner. Den øverste hane kan konfigureres med gitteret, mens den nederste hane til en balancerende belastning eller mere effektivt føres tilbage til den primære side for at oplade batteriet eller forstærke selve DC-kilden.

Testopsætningen af ​​ovenstående design kan ses her:

Et andet problem, der kunne fjernes, er ledningen fra mosfet, som ikke ville være eksponentiel, snarere en 'akavet' og uigenkendelig sinusbølge.

Mosfeterne kunne udskiftes med SCR'er som vist nedenfor. Dette ville tillade, at en perfekt sinusbølge induceres over invertertransformatoren og nettet.

Brug af SCR'er til GTI

Et meget forbedret inverter-kredsløb med netbinding ved hjælp af ovenstående koncept og SCR er vist nedenfor. Ideen ser meget forenklet ud og ganske imponerende.

Outputtet fra højre og transformer kunne ses konverteret til en centerhane-topologi, hvor den ene halvvikling er integreret med gitteret, mens den anden halvdel udsættes for en afbalanceringsbelastning, så centerhanen er passende konditioneret til at være neutral for systemet.

Balanceringsbelastningen kunne udskiftes med et opladerkredsløb til opladning af selve inverterbatteriet, hvilket ville forstærke indgangen med ekstra strøm og mere backuptid.

SCR'er låses ikke

Ved første øjekast ser det ud til, at SCR'erne ville blive låst, da en jævnstrøm bruges på tværs af sin anode / katode, men ifølge mig vil det ikke ske, fordi SCR-porten udsættes for en vekselvis vekselstrøm, som ville forhindre SCR bliver ikke fastlåst, hver gang portens AC-feed ændrer sin polaritet