Mzunguko wa Dereva wa Lango kwa Inverter ya Awamu Tatu: Hatua 9

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mradi huu kimsingi ni Mzunguko wa Dereva wa Vifaa vinavyoitwa SemiTeach ambavyo tumenunua hivi karibuni kwa idara yetu. Picha ya kifaa imeonyeshwa.

Kuunganisha mzunguko huu wa dereva kwa mositi 6 hutengeneza voltages tatu za digrii 120 zilizobadilishwa Ac. Masafa ni 600 V kwa kifaa cha SemiTeach. Kifaa pia kina vituo vilivyojengwa vya kutoa hitilafu ambavyo vinatoa hali ya chini wakati hugundulika hitilafu kwenye awamu yoyote ya tatu

Inverters hutumiwa kawaida katika Sekta ya Nguvu kubadilisha Voltage ya DC ya Vyanzo vingi vya kizazi kuwa Voltages za AC kwa usafirishaji bora na usambazaji. Fur thermore, pia hutumiwa kutoa nishati kutoka kwa Mfululizo wa Nguvu isiyoweza Kukatizwa (UPS). Wageuzi wanahitaji Mzunguko wa Dereva wa Lango ili kuendesha swichi za Umeme za Umeme zinazotumika kwenye mzunguko wa ubadilishaji. Kuna aina nyingi za Ishara za Lango ambazo zinaweza kuelekezwa. Ripoti ifuatayo inazungumzia muundo na utekelezaji wa Mzunguko wa Dereva wa Lango kwa Inverter ya Awamu Tatu kwa kutumia Upitishaji wa digrii 180. Ripoti hii inazingatia muundo wa Mzunguko wa Dereva wa Lango ambayo maelezo kamili ya muundo yameandikwa. Kwa kuongezea, mradi huu pia hujumuisha ulinzi wa mdhibiti mdogo na mzunguko wakati wa hali ya makosa. Pato la mzunguko ni PWM 6 kwa miguu 3 ya Inverter ya Awamu Tatu.

Hatua ya 1: Uhakiki wa Fasihi

Matumizi mengi katika Sekta ya Nguvu yanahitaji ubadilishaji wa Voltage ya DC kuwa voltage ya AC kama vile unganisho la Paneli za Jua kwenye Gridi ya Kitaifa au kuwezesha vifaa vya AC. Ubadilishaji huu wa DC kuwa AC unapatikana kwa kutumia Inverters. Kulingana na aina ya usambazaji, kuna aina mbili za inverters: Inverter ya Awamu moja na Inverter ya Awamu tatu. Inverter ya Awamu moja inachukua voltage ya DC kama pembejeo na kuibadilisha kuwa Voltage ya Awamu moja wakati Voltage ya Awamu tatu ya Inverter inabadilisha Voltage ya DC kuwa Voltage ya Awamu ya Tatu ya AC.

Kielelezo 1.1: Inverter ya Awamu tatu

Inverter ya awamu tatu inaajiri swichi 6 za transistor kama inavyoonyeshwa hapo juu ambayo inaendeshwa na Ishara za PWM kutumia Duru za Dereva za Lango.

Ishara za Gating za inverter zinapaswa kuwa na kiwango cha tofauti ya digrii 120 kwa heshima kwa kila mmoja kupata pato la usawa wa awamu tatu. Aina mbili za Ishara za Udhibiti zinaweza kutumika kuendesha mzunguko huu

• Uendeshaji wa digrii 180

• Uendeshaji wa digrii 120

Njia ya Uendeshaji ya digrii 180

Katika hali hii, kila transistor imewashwa kwa digrii 180. Na wakati wowote, transistors tatu hubaki kuwashwa, transistor moja katika kila tawi. Katika mzunguko mmoja, kuna njia sita za utendaji na kila hali inafanya kazi kwa digrii 60 za mzunguko. Ishara za gating hubadilishwa kutoka kwa kila mmoja kwa tofauti ya awamu ya digrii 60 kupata ugavi wa mara tatu.

Kielelezo 1.2: digrii 180 conductio

Njia ya Uendeshaji ya digrii 120

Katika hali hii, kila transistor imewashwa kwa digrii 120. Na wakati wowote, transistors mbili tu hufanya. Ikumbukwe kwamba wakati wowote, katika kila tawi, transistor moja tu inapaswa kuwashwa. Inapaswa kuwa na tofauti ya awamu ya digrii 60 kati ya Ishara za PWM ili kupata pato la AC ya awamu tatu.

Kielelezo 1.3: upitishaji wa digrii 120

Udhibiti wa Wakati Ufu

Tahadhari moja muhimu sana kuchukuliwa ni kwamba kwa mguu mmoja, transistors zote hazipaswi kuwaka kwa wakati mmoja vinginevyo Chanzo cha DC kitakuwa na mzunguko mfupi na mzunguko umeharibiwa. Kwa hivyo, ni muhimu sana kuongeza muda mfupi sana kati ya kugeuka kwa o transistor moja na kuwasha transistor nyingine.

Hatua ya 2: Zuia Mchoro

Hatua ya 3: Vipengele

Katika sehemu hii maelezo juu ya muundo yatawasilishwa na yatachambuliwa.

Orodha ya Vipengele

• Optocoupler 4n35

• IR2110 dereva IC

• Transistor 2N3904

• Diode (UF4007)

• Zener Diode

• Peleka tena 5V

• NA Lango 7408

• ATiny85

Optocoupler

4n35 optocoupler imetumika kwa kutengwa kwa macho kwa mdhibiti mdogo kutoka kwa mzunguko wote. Upinzani uliochaguliwa unategemea fomula:

Upinzani = LedVoltage / CurrentRating

Upinzani = 1.35V / 13.5mA

Upinzani = 100ohms

Upinzani wa pato hufanya kama kuvuta upinzani ni 10k ohm kwa maendeleo sahihi ya voltage kote.

IR 2110

Ni lango inayoendesha IC kawaida kutumika kwa kuendesha MOSFETs. Ni 500 V ya Juu na Dereva wa Upande wa Chini IC na chanzo cha kawaida cha 2.5 A na mikondo ya kuzama ya 2.5 katika Ufungaji wa Kiongozi wa IC 14.

Kiongozi wa Bootstrap

Sehemu muhimu zaidi ya dereva IC ni bootstrap capacitor. Kifaa cha bootstrap lazima kiwe na uwezo wa kusambaza malipo haya, na kubakiza voltage yake kamili, vinginevyo kutakuwa na kiwango kikubwa cha nguvu kwenye voltage ya Vbs, ambayo inaweza kuanguka chini ya kufungwa kwa Vbsuv kwa kutokuwa na nguvu, na kusababisha pato la HO kuacha kufanya kazi. Kwa hivyo malipo katika capacitor ya Cbs lazima iwe chini ya mara mbili ya thamani hapo juu. Thamani ya chini ya capacitor inaweza kuhesabiwa kutoka kwa equation hapa chini.

C = 2 [(2Qg + Iqbs / f + Qls + Icbs (kuvuja) / f) / (Vcc − Vf −Vls − Vmin)]

Ambapo kama

Vf = Sambaza voltage mbele ya diode ya bootstrap

VLS = Voltage imeshuka upande wa chini FET (au mzigo kwa dereva wa upande wa juu)

VMin = Kiwango cha chini cha voltage kati ya VB na VS

Qg = Malipo ya lango la FET ya juu

F = Mzunguko wa operesheni

Icbs (kuvuja) = Bootstrap kuvuja kwa capacitor sasa

Qls = kiwango cha malipo kinachohitajika kwa kila mzunguko

Tumechagua thamani ya 47uF.

Transistor 2N3904

2N3904 ni transistor ya kawaida ya makutano ya NPN ya bipolar inayotumiwa kwa matumizi ya nguvu ya chini ya kuongeza nguvu au kubadilisha programu. Inaweza kushughulikia 200 mA ya sasa (kiwango cha juu kabisa) na masafa ya juu kama 100 MHz wakati inatumiwa kama amp amp.

Diode (UF4007)

Semiconductor ya aina ya juu ya resistivity I hutumiwa kutoa uwezo wa diode wa chini kabisa (Ct). Kama matokeo, diode za PIN hufanya kama kontena inayobadilika na upendeleo wa mbele, na hufanya kama capacitor na upendeleo wa nyuma. Sifa za masafa ya juu (uwezo wa chini huhakikisha athari ndogo ya laini za ishara) kuzifanya zifae kutumiwa kama vipengee vya upinzani katika anuwai ya matumizi, pamoja na vizuizi, ubadilishaji wa ishara ya masafa ya juu (yaani simu za rununu zinazohitaji antenna), na nyaya za AGC.

Zener Diode

Diode ya Zener ni aina fulani ya diode ambayo, tofauti na ile ya kawaida, inaruhusu sasa kuwa na tu sio kutoka kwa anode yake hadi kwa cathode yake, lakini pia kwa mwelekeo wa nyuma, wakati voltage ya Zener inafikiwa. Inatumika kama mdhibiti wa voltage. Zodi za Zener zina makutano ya p-n yenye doped. Diode za kawaida pia zitavunjika na voltage ya nyuma lakini voltage na ukali wa goti havijafafanuliwa kama vile diode ya Zener. Pia diode za kawaida hazijatengenezwa kufanya kazi katika mkoa wa kuvunjika, lakini diode za Zener zinaweza kufanya kazi kwa uaminifu katika eneo hili.

Peleka tena

Relays ni swichi ambazo zinafungua na kufunga nyaya kwa njia ya elektroniki au kwa elektroniki. Relays inadhibiti mzunguko mmoja wa umeme kwa kufungua na kufunga anwani kwenye mzunguko mwingine. Wakati mawasiliano ya relay kawaida huwa wazi (HAPANA), kuna mawasiliano ya wazi wakati relay haijapewa nguvu. Wakati anwani ya relay imefungwa kawaida (NC), kuna mawasiliano yaliyofungwa wakati relay haijapewa nguvu. Kwa hali yoyote, kutumia umeme kwa mawasiliano utabadilisha hali yao

NA LANGO 7408

Mantiki NA Lango ni aina ya lango la mantiki la dijiti ambalo pato lake linaenda juu kwa kiwango cha mantiki 1 wakati pembejeo zake zote ni za JUU.

ATiny85

Ni nguvu ndogo ya Microchip 8-bit AVR RISC-based microcontroller inayochanganya kumbukumbu ya 8KB ISP fl ash, 512B EEPROM, 512-Byte SRAM, mistari 6 ya jumla ya I / O, rejista 32 za kusudi la jumla, rejista / kaunta moja ya 8-bit na njia za kulinganisha, kipima muda / kaunta moja ya kasi-8-bit, USI, Usumbufu wa ndani na nje, 4-channel 10-bit A / D converter.

Hatua ya 4: Kufanya kazi na Mzunguko Imefafanuliwa

Katika sehemu hii kazi ya mzunguko itaelezewa kwa undani.

Uzazi wa PWM

PWM imetengenezwa kutoka kwa mdhibiti mdogo wa STM. TIM3, TIM4 na TIM5 imetumika kutengeneza PWM tatu za mzunguko wa ushuru wa asilimia 50. Mabadiliko ya awamu ya digrii 60 yalijumuishwa kati ya PWM tatu kwa kutumia kuchelewesha muda. Kwa ishara ya 50 Hz PWM, njia ifuatayo ilitumika kukokotoa ucheleweshaji

kuchelewesha = Kipindi cha Muda ∗ 60/360

kuchelewesha = 20ms ∗ 60/360

kuchelewesha = 3.3ms

Kutengwa kwa Microcontroller kwa kutumia Optocoupler

Kutengwa kati ya microcontroller na mzunguko wote umefanywa kwa kutumia optocoupler 4n35. Voltage ya kutengwa ya 4n35 ni karibu 5000 V. Inatumika kwa ulinzi wa microcontroller kutoka mikondo ya nyuma. Kwa kuwa mdhibiti mdogo hawezi kubeba voltage hasi, kwa hivyo, kwa ulinzi wa microcontroller, optocoupler hutumiwa.

Mzunguko wa Kuendesha LangoIR2110 dereva IC imetumika kupeana PWM kwa MOSFETs. PWMs kutoka kwa mdhibiti mdogo zimetolewa kwa pembejeo ya IC. Kama IR2110 haina kujengwa katika SIYO Lango kwa hivyo BJT hutumiwa kama inverter kwa pini Lin. Halafu inatoa PWM zinazosaidia kwa MOSFET ambazo zinapaswa kuendeshwa

Kugundua Hitilafu

Moduli ya SemiTeach ina pini 3 za makosa ambayo kawaida huwa juu saa 15 V. Wakati wowote kuna hitilafu yoyote katika mzunguko, moja ya pini huenda kwa kiwango cha chini. Kwa ulinzi wa vifaa vya mzunguko, mzunguko lazima ukatwe o ff wakati wa hali ya makosa. Hii ilikamilishwa kwa kutumia AND Gate, ATiny85 Microcontroller na 5 V Relay. Matumizi ya NA Lango

Uingizaji kwa Lango la AND ni pini 3 za makosa ambazo ziko katika hali ya JUU katika hali ya kawaida kwa hivyo pato la AND Gate ni JUU katika hali ya kawaida. Mara tu kunapokuwa na hitilafu, pini moja huenda kwa 0 V na kwa hivyo pato la LANGI NA INAENDELEA CHINI. Hii inaweza kutumiwa kuangalia ikiwa kuna hitilafu au la kwenye mzunguko. Vcc kwa mlango wa NA hutolewa kupitia Zener Diode.

Kukata Vcc kupitia ATiny85

Pato la mlango wa AND hulishwa kwa ATiny85 Microcontroller ambayo hutengeneza usumbufu mara tu kunapokuwa na hitilafu yoyote. Hii inaendesha zaidi Relay ambayo hupunguza o-Vcc ya vifaa vyote isipokuwa ATiny85.

Hatua ya 5: Uigaji

Kwa uigaji, tumetumia PWM kutoka kwa jenereta ya kazi katika Proteus badala ya mfano wa STMf401 kwani haipatikani kwenye Proteus. Tumetumia Opto-Coupler 4n35 kwa kutengwa kati ya mdhibiti mdogo na mzunguko wote. IR2103 hutumiwa katika uigaji kama amp amp amp amp amp; which er ambayo hutupa PWM zinazosaidia.

Mchoro wa kimkakati umetolewa kama ifuatavyo:

Pato la Juu: Pato hili ni kati ya HO na Vs. Kufuatia gure inaonyesha pato la PWM tatu za juu.

Matokeo ya Kati ni chini ya LO na COM. Kufuatia gure inaonyesha pato la PWM tatu za juu.

Hatua ya 6: Mpangilio wa Mpangilio na PCB

Mpangilio wa skimu na PCB iliyoundwa kwenye Proteus umeonyeshwa

Hatua ya 7: Matokeo ya vifaa

PWM zinazosaidia

Zifuatazo zinaonyesha pato la moja ya IR2110 ambayo ni ya ziada

PWM ya Awamu ya A na B

Awamu ya A na B ya digrii 60 zimehamishwa. Inaonyeshwa kwenye kisima

PWM ya Awamu ya A na C

Awamu ya A na C ya ni -60 digrii ya awamu iliyohamishwa. Inaonyeshwa kwenye kisima

Hatua ya 8: Usimbuaji

Nambari ilitengenezwa katika Atollic TrueStudio. Kufunga Atollic unaweza kuona mafunzo yangu ya awali au kupakua mkondoni.

Mradi kamili umeongezwa.

Hatua ya 9: Asante

Kufuatia mila yangu ningependa kuwashukuru washiriki wa kikundi changu ambao walinisaidia kumaliza mradi huu mzuri.

Natumahi kufundisha huku kukusaidia.

Hii ni mimi kusainiwa:)

Kila la heri

Tahir Ul Haq

EE, UET LHR Pakistan