グリッドタイインバーターは従来のインバーターとまったく同じように機能しますが、そのようなインバーターからの電力出力は、ユーティリティグリッド電源からのAC主電源に供給されて接続されます。

主電源が存在する限り、インバーターは既存のグリッド主電源に電力を供給し、グリッド電源に障害が発生するとプロセスを停止します。

コンセプト

このコンセプトは、私たち一人一人が商用電力の貢献者になることを可能にするため、非常に興味深いものです。各家がこのプロジェクトに参加して、グリッドに圧倒的な量の電力を生成し、それが貢献する住宅に受動的な収入源を提供することを想像してみてください。入力は再生可能な資源から得られるので、収入は完全に無料になります。

“降圧トランスはどのように機能しますか ”

家庭でグリッドタイインバーターを作ることは、コンセプトが遵守されるべきいくつかの厳格な基準を含み、従わないと危険な状況につながる可能性があるため、非常に難しいと考えられています。

守らなければならない主ないくつかの事柄は次のとおりです。

インバーターからの出力は、グリッドACと完全に同期している必要があります。

上記の出力電圧の振幅と周波数はすべて、グリッドのACパラメータに対応している必要があります。

グリッド電圧に障害が発生した場合、インバーターは即座にオフになります。

この投稿では、私によれば、上記のすべての要件を処理し、危険な状況を発生させることなく、生成されたACをグリッドに安全に供給する単純なグリッドタイインバーター回路を紹介しようとしました。

回路動作

次の点を参考にして、提案された設計（私が独占的に開発したもの）を理解してみましょう。

繰り返しになりますが、いつものように、IC555はアプリケーション全体の中心的な役割を果たします。実際、このICのおかげで、構成は明らかに非常に単純になる可能性があります。

回路図を参照すると、IC1とIC2は基本的に電圧シンセサイザーとして、またはより一般的な用語ではパルス位置変調器として配線されています。

ここでは、降圧トランスTR1を使用して、必要な動作電圧をIC回路に供給し、同期データをICに供給して、グリッドパラメータに従って出力を処理できるようにします。

両方のICのピン＃2とピン＃5は、それぞれD1の後のポイントに接続され、T3を介して接続されます。これにより、グリッドACの周波数カウントと振幅データがそれぞれICに提供されます。

ICに提供される上記の2つの情報は、ICに、これらの情報に従ってそれぞれのピンの出力を変更するように促します。

出力の結果は、このデータをグリッド電圧と非常に同期した最適化されたPWM電圧に変換します。

IC1は正のPWMを生成するために使用され、IC2は負のPWMを生成するために使用され、両方が連携して動作し、MOSFET上で必要なプッシュプル効果を作成します。

上記の電圧はそれぞれのMOSFETに供給され、これにより、上記のパターンが、関連する昇圧トランスの入力巻線の両端で高電流変動DCに効果的に変換されます。

変圧器の出力は、入力を完全に同期されたACに変換し、既存のグリッドACと互換性があります。

TR2出力をグリッドに接続するときに、100ワットの電球をワイヤーの1つと直列に接続します。電球が点灯する場合は、ACの位相がずれていることを意味します。接続をすぐに逆にすると、電球の点灯が停止し、ACが適切に同期するようになります。

あなたもこれを見たいでしょう簡素化されたグリッドタイ回路設計

ICの出力で想定されるPWM波形（下のトレース）

パーツリスト

すべての抵抗器= 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2、C4 = 0.47uF
D1、D2 = 1N4007、
D3 = 10AMP、
IC1,2 = 555
MOSFET =アプリケーション仕様による。
TR1 = 0〜12V、100mA
TR2 =アプリケーション仕様ごと
T3 = BC547
入力DC =アプリケーション仕様に従って。

警告：アイデアは想像力に富んだシミュレーションのみに基づいているため、視聴者の裁量を厳守することをお勧めします。

このブログの読者の一人であるダレン氏からの修正提案といくつかの熟考を受け取った後、上記の回路には多くの欠陥があり、実際には機能しないことが明らかになりました。

改訂されたデザイン

改訂されたデザインを以下に示します。これは、はるかに見栄えがよく、実現可能なアイデアです。

ここでは、PWMパルスを作成するために単一のIC556が組み込まれています。
ICの半分は、パルス幅変調器として装備されている残りの半分のICに給電するための高周波発生器として構成されています。

サンプルの変調周波数はTR1から導出され、正確な周波数データをICに提供するため、PWMは主電源周波数に応じて完全に寸法が決められます。

高周波は、出力が上記の変調情報を正確に切り刻むことができることを保証し、グリッドメインと同等の正確なRMSをMOSFETに提供します。

最後に、2つのトランジスタは、メインの50または60 Hzの発振に従って、MOSFETが一度に1つだけではなく、一緒に導通しないようにします。

パーツリスト

R1、R2、C1 =約1kHzの周波数を作成するために選択
R3、R4、R5、R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = 10アンペアのダイオード
D2、D3、D4、D5 = 1N4007
T1、T2 =要件に応じて
T3、T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1、TR2 =前のセクションの設計で提案されたとおり

上記の回路はセリム氏によって分析され、彼は回路にいくつかの興味深い欠陥を発見しました。主な欠陥は、AC半サイクルの負のPWMパルスが欠落していることです。 2番目の障害は、供給された50Hzのレートに従って2つのMOSFETのスイッチングを分離していないように見えるトランジスタで検出されました。

上記のアイデアはSelim氏によって変更されました。変更後の波形の詳細は次のとおりです。変更：

波形画像：

CTRLは整流器の後の100Hz信号、OUTは両方の半波からのPWMから、VgsはFETのゲート電圧、VdはCTRL / 2と同期する2次巻線のピックアップです。

サンプリング速度が遅いために周波数が正しくないため、周波数は無視してください（そうでない場合、iPadでは遅くなりすぎます）。より高いサンプリング周波数（20Mhz）では、PWMは非常に印象的です。

デューティサイクルを約9kHzで50％に固定するには、ダイオードを挿入する必要がありました。

“何のOSがAndroidに基づいていますか ”

よろしく、

セリム

変更

負の半サイクルの検出を可能にするには、ICの制御入力にACの両方の半サイクルを供給する必要があります。これは、ブリッジ整流器構成を採用することで実現できます。
これが私によると最終的な回路がどのように見えるべきかです。

トランジスタのベースはツェナーダイオードに接続されているので、トランジスタがMOSFETの導通を分離して、ベースT4の50Hzパルスに応答して交互に導通するようになります。

セリム氏からの最近の更新

こんにちはスワッグ、

私はあなたのブログを読み続け、ブレッドボードで実験を続けます。
私はツェナーダイオードアプローチ（運が悪い）、CMOSゲートを試しましたが、さらに良いことに、オペアンプが最適に機能しました。 50Hzで5VDCから90VAC、9VDCから170VACがあり、グリッドと同期していると思います（オシロスコープがないことを確認できません）。ところで、0.15uのキャップでクランプするとノイズが発生します。二次コイルに。

二次コイルに負荷をかけるとすぐに、入力DCアンペアがわずかに増加するだけで電圧が0VACに低下します。 Mosfetsはそれ以上のアンプを描画しようとさえしません。おそらく、IR2113（以下を参照）のようないくつかのMOSFETドライバが役立つ可能性がありますか？

元気はありますが、PWMは思ったほど簡単ではないかもしれません。低いpwm周波数でDCモーターのトルクを制御することは間違いなく良いことです。ただし、50 Hzの信号がより高い周波数で切断されると、何らかの理由で電力が失われるか、PWMMOSFETが220VACの負荷を維持するために必要な高アンペアを一次コイルに供給できなくなります。

PWMを除いて、あなたと非常に密接に関連している別の回路図を見つけました。これは前に見たことがあるかもしれません。
リンクはhttps：// www（dot）electro-tech-online（dot）com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.htmlにあります

電力処理回路はIGBTを備えたHドライブです（代わりにMOSFETを使用できます）。それは全体に力を届けることができるように見えます。
複雑そうに見えますが、実はそれほど悪くはありませんが、どう思いますか？制御回路をシミュレートして、どのように見えるかを説明します。
よろしく、

セリム

私のiPadから送信されました

さらなる変更

いくつかの非常に興味深い変更と情報が、このブログの熱心な読者の1人であるMissNuvemによって提供されました。以下でそれらを学びましょう。

こんにちはさんスワガタム、

私はミス・ヌヴェムです。ブラジルとカタルーニャでの持続可能な生活についてのイベント中に、あなたのサーキットのいくつかを構築しているグループで働いています。あなたはいつか訪問しなければなりません。

私はあなたのグリッドタイインバーター回路をシミュレートしてきました、そしてあなたがあなたの投稿に持っていた最後のデザインへのいくつかの修正を提案したいと思います。

まず、PWM出力信号（IC1ピン9）がブランクになり、発振が停止するという問題がありました。これは、ピン11の制御電圧がD4の両端の電圧降下により、Vcc電圧よりも高くなるたびに発生していました。私の解決策は、整流器と制御電圧の間に2つの1n4007ダイオードを直列に追加することでした。たった1つのダイオードで逃げることができるかもしれませんが、私は安全のために2つを使用しています。

私が抱えていたもう1つの問題は、T1とT2のVgsがあまり対称的でないことでした。 T1は問題ありませんでしたが、T3がオンのときは常に、R6に電圧を引き上げさせる代わりに、T4の両端に0.7Vを供給していたため、T2はVcc値まで完全に発振していませんでした。 T3とT4の間に4.7kΩの抵抗を置くことでこれを修正しました。それ以上の値でもいいと思いますが、4.7kΩを使用しました。

これが理にかなっていることを願っています。これらの変更を加えた回路の画像と、LTspiceで得られたシミュレーション結果を添付しています。
来週はこのサーキットと他のサーキットに取り組んでいきます。何かあったらすぐにお知らせします。

敬具。
ミスクラウド